BR102013005717B1

BR102013005717B1 - conjunto de manga, e, métodos de atuar um conjunto de manga e de tratar uma formação subterrânea

Info

Publication number: BR102013005717B1
Application number: BR102013005717-7A
Authority: BR
Inventors: Adam Evan Beck; Jeffrey Wythe Huggins; Joseph Stevens Grieco; Frank Kalb
Original assignee: Halliburton Energy Services, Inc.
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2013-03-08
Publication date: 2021-02-17
Also published as: BR102013005717A2; US20140083708A1; US9260939B2

Abstract

CONJUNTO DE MANGA, E, MÉTODOS DE ATUAR UM CONJUNTO DE MANGA E DE TRATAR UMA FORMAÇÃO SUBTERRÂNEA. São revelados sistemas e métodos para refechar mecanicamente uma porta lateral deslizantes atuada hidraulicamente de um conjunto de manga. Um conjunto de manga inclui um alojamento definindo um ou mais orifícios de fluxo, uma manga deslizante arranjada dentro do alojamento e móvel entre uma posição fechada e uma posição aberta e de volta para a posição fechada, em quem, quando na posição fechada, a manga externa fecha um ou mais orifícios de fluxo, e, quando na posição aberta, um ou mais orifícios de fluxo ficam expostos. Um pistão é movelmente arranjado dentro de um furo de pistão definido no alojamento, e um mecanismo de travamento é arranjado dentro do furo do pistão e configurado para encaixar o pistão com a manga deslizante, dessa forma permitindo que o pistão mova a manga deslizante para a posição aberta.

Description

CONJUNTO DE MANGA, E, MÉTODOS DE ATUAR UM CONJUNTO DE MANGA E DE TRATAR UMA FORMAÇÃO SUBTERRÂNEA

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção diz respeito a equipamento utilizado em operações de poço subterrâneo e, mais particularmente, a sistemas e métodos para refechar mecanicamente uma porta lateral deslizante atuada hidraulicamente.

[002] Poços produtores de hidrocarbonetos são frequentemente estimulados por uma ou mais operações de fratura hidráulico, que geralmente incluem injetar um fluido de fratura em uma formação subterrânea penetrada por uma perfuração de poço a uma pressão hidráulica suficiente para criar ou intensificar pelo menos uma fratura nela. Um dos propósitos do processo de fratura é aumentar a condutividade da formação, de forma que a maior quantidade possível de hidrocarbonetos da formação possa ser extraída/produzida para o furo de poço penetrante.

[003] Em alguns poços, pode ser desejável criar seletivamente múltiplas fraturas ao longo de um furo de poço a distâncias predeterminadas umas das outras, dessa forma criando múltiplas “zonas produtoras” das quais hidrocarbonetos podem ser inteligentemente produzidos. Uma série de conjuntos de manga atuáveis pode ser arranjada no conjunto de completação do furo descendente a fim de separar as zonas produtoras para produção inteligente. Esses conjuntos de manga ou portas laterais corrediças, por causa da capacidade de os dispositivos deslocarem uma manga interna de uma primeira posição para uma segunda posição. O deslocamento dessas mangas internas permite ao operador na superfície iniciar a produção de hidrocarbonetos, cessar a produção de hidrocarbonetos, ou no geral regular a produção de hidrocarbonetos através do conjunto de manga nesse local particular.

[004] A atuação de uma manga dentro do conjunto de manga serve para revelar um ou mais orifícios de fluxo que, uma vez expostos, permitem a entrada de fluidos na tubulação de produção. Em conjuntos de manga de atuação convencionais, a manga não é projetada para retrair para a posição fechada a fim de fechar os orifícios de fluxo e, dessa forma, cessar a produção de hidrocarbonetos nesse local. Em vez disso, uma ferramenta, tal como um restringidor de porta lateral, tipicamente desce no conjunto de manga para fechar os orifícios de fluxo e prover uma instalação permanente na tubulação de produção. Embora efetivo na vedação dos orifícios de fluxo e cessação da produção de hidrocarbonetos nesse local, o restringidor de porta lateral reduz adversamente o diâmetro interno da tubulação de produção nesse local que, por sua vez, reduz a vazão potencial através da tubulação de produção. Um pequeno diâmetro interno da tubulação de produção também afeta adversamente o tamanho das ferramentas de subsuperfície que podem ser estendidas além do conjunto de manga, que em seguida precisam ter os diâmetros reduzidos. Assim, existe uma necessidade de um conjunto de manga refechável que não reduza desvantajosamente o diâmetro interno da tubulação de produção, mas que, no entanto, é efetivo na cessação da produção de hidrocarbonetos através de um ou mais orifícios de fluxo.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[005] A presente invenção diz respeito a equipamento utilizado em operações de poço subterrâneo e, mais particularmente, a sistemas e métodos para refechar mecanicamente uma porta lateral deslizante atuada hidraulicamente.

[006] Em alguns aspectos da revelação, é revelado um conjunto de manga. O conjunto de manga pode incluir um alojamento definindo um ou mais orifícios de fluxo que fornecem comunicação fluídica entre a coroa anular do furo de poço e o interior do alojamento, uma manga deslizante arranjada dentro do alojamento e móvel entre uma posição fechada e uma posição aberta, em que, quando na posição fechada, a manga externa fecha um ou mais orifícios de fluxo e, quando na posição aberta, um ou mais orifícios de fluxo são expostos, um pistão arranjado movelmente dentro de um furo de pistão definido no alojamento, e um mecanismo de travamento disposto no furo do pistão e configurado para acoplar o pistão na manga deslizante, dessa forma permitindo que o pistão mova a manga deslizante para a posição aberta.

[007] Em outros aspectos da revelação, é revelado um método de atuar um conjunto de manga. O método pode incluir introduzir um conjunto de manga em um furo de poço, o conjunto de manga tendo um alojamento, uma manga deslizante movelmente arranjada dentro do alojamento, e um pistão movelmente arranjado dentro de um furo do pistão definido no alojamento, aumentar a pressão de fluido dentro do conjunto de manga e dessa forma movimentar o pistão em uma direção do furo ascendente dentro do furo do pistão, encaixando a manga deslizante com um mecanismo de travamento arranjado dentro do furo do pistão e dessa forma acoplando o pistão na manga deslizante, diminuir a pressão de fluido dentro do conjunto de manga para mover o pistão e a manga deslizante na direção do furo descendente, por meio do que a manga deslizante move-se de uma posição fechada para uma posição aberta, onde um ou mais orifícios de fluxo definidos no alojamento são expostos, a introduzir uma ferramenta de deslocamento no conjunto de manga e encaixar a ferramenta de deslocamento em um ressalto radial definido na manga deslizante, e movimentar axialmente a manga deslizante com a ferramenta de deslocamento de volta para a posição fechada onde um ou mais orifícios de fluxo são fechados.

[008] Também em outros aspectos da revelação, é revelado um método de tratar uma formação subterrânea. O método pode incluir aumentar a pressão de fluido dentro de um conjunto de manga arranjado em um furo de poço que penetra na formação subterrânea, o conjunto de manga tendo um alojamento, uma manga deslizante arranjada movelmente dentro do alojamento, e um pistão arranjado movelmente dentro de um furo do pistão definido no alojamento, mover o pistão na direção do furo ascendente dentro do furo do pistão e encaixar a manga deslizante com um mecanismo de travamento arranjado dentro do furo do pistão, dessa forma acoplando o pistão na manga deslizante, diminuir a pressão de fluido dentro do conjunto de manga para mover o pistão e a manga deslizante na direção do furo descendente, por meio do que a manga deslizante move-se de uma posição fechada para uma posição aberta, onde um ou mais orifícios de fluxo definidos no alojamento são expostos, injetar um fluido de fratura na formação subterrânea por meio de um ou mais orifícios de fluxo, e mover axialmente a manga deslizante com uma ferramenta de deslocamento de volta para a posição fechada onde um ou mais orifícios de fluxo são fechados.

[009] Os recursos e vantagens da presente invenção ficarão facilmente aparentes aos versados na técnica mediante uma leitura da descrição das modalidades preferidas seguintes.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS

[0010] As figuras seguintes são incluídas para ilustrar certos aspectos da presente invenção, e não devem ser vistas como modalidades exclusivas. A matéria objeto revelada é suscetível a consideráveis modificações, alterações, combinações e equivalentes na forma e função, como versados na técnica podem perceber e com o benefício desta revelação.

[0011] A figura 1 ilustra um sistema de poço empregando um ou mais conjuntos de manga exemplares de acordo com uma ou mais modalidades.

[0012] As figuras 2A-2D ilustram vistas seccionais transversais parciais progressivas de um conjunto de manga exemplar à medida que ele move de uma posição fechada para uma posição aberta, e de volta para a posição fechada, de acordo com uma ou mais modalidades.

[0013] As figuras 3A-3D ilustram vistas seccionais transversais parciais progressivas de um outro conjunto de manga exemplar à medida que ele move de uma posição fechada para uma posição aberta, e de volta para a posição fechada, de acordo com uma ou mais modalidades.

[0014] As figuras 4A-4D ilustram vistas seccionais transversais parciais progressivas de um conjunto de manga exemplar à medida que ele move de uma posição fechada para uma posição aberta, e de volta para a posição fechada, de acordo com uma ou mais modalidades.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0015] A presente invenção diz respeito a equipamento utilizado em operações de poço subterrâneo e, mais particularmente, a sistemas e métodos para refechar mecanicamente uma porta lateral deslizante atuada hidraulicamente.

[0016] Pelo menos uma vantagem obtida pelos conjuntos de manga atualmente descritos é que, ao contrário de restringidor de porta lateral de grande tamanho tipicamente usado para fechar os orifícios de fluxo, os conjuntos de manga exemplares podem ser mecanicamente refechados sem reduzir adversamente o diâmetro interno da tubulação de produção. Em decorrência disto, a vazão através da tubulação de produção praticamente não é afetada e ferramentas de subsuperfície que têm que atravessar o conjunto de manga, portanto, não precisam apresentar um pequeno diâmetro. Outras vantagens ficarão facilmente aparentes aos versados na técnica por meio da discussão seguinte.

[0017] Referindo-se à figura 1, está ilustrado um sistema de poço 100 que pode empregar um ou mais conjuntos de manga exemplares 102, aqui revelados, de acordo com uma ou mais modalidades. Como representado, o sistema 100 pode incluir uma plataforma de perfuração ou serviço 104 que é posicionada na superfície da terra 106 e estende-se sobre e em torno de um furo de poço 108 que penetra em uma formação subterrânea 110 com o propósito de recuperar hidrocarbonetos. O furo de poço 108 pode ser feita na formação subterrânea 110 usando somente técnica de perfuração adequada conhecida pelos versados na técnica. Em uma modalidade, a plataforma de perfuração ou serviço 104 inclui um guindaste 112 com um piso da plataforma 114. Uma coluna de revestimento 116 pode estender-se da superfície 106 e ser cimentada em uma porção superior do furo de poço 108. Em algumas modalidades, porções inferiores do furo de poço 108 podem ser cimentadas ou não cimentadas, sem fugir do escopo da revelação. Embora a plataforma 104 esteja representada na figura 1 como uma instalação com base em terra, ela pode ser igualmente localizada em qualquer posição gráfica. Correspondentemente, a plataforma de perfuração ou serviço 104 pode ser, por exemplo, uma plataforma ao largo ou plataforma de perfuração, sem fugir do escopo da revelação.

[0018] O furo de poço 108 pode estender-se de forma substancialmente vertical para fora da superfície 106 em uma porção do furo de poço vertical, ou pode desviar em qualquer ângulo da superfície 106 em uma porção do furo de poço desviada ou horizontal. Em outros sistemas de poço 100, porções ou substancialmente todo o furo de poço 108 pode ser vertical, desviada, horizontal e/ou curva. Nota-se que, embora a figura 1 represente porções horizontais e verticais do furo de poço 108, os princípios dos sistemas e métodos aqui revelados são aplicáveis a qualquer tipo de configuração de furo de poço 108. Dessa forma, a natureza horizontal ou vertical de qualquer figura não deve ser interpretada de forma limitante do furo de poço 108, ou o uso de um conjunto de manga 102 nela, a nenhuma configuração particular.

[0019] A tubulação de produção 118 pode estender-se do piso da plataforma 114 e até o furo de poço 108 e coluna de revestimento 116. A tubulação de produção 118 fornece um conduto para fluidos da formação deslocar da formação 110 até a superfície 106. Como ilustrado, em uma ou mais modalidades, o conjunto de manga exemplar 102 pode ser incorporado na tubulação de produção 118 em alguma parte da mesma. Embora somente um conjunto de manga 102 esteja mostrado na figura 1, percebe-se que mais de um conjunto de manga 102 podem ser empregados em qualquer dado sistema de poço 100, sem fugir do escopo da revelação. Em algumas modalidades, o sistema de poço 100 pode incluir adicionalmente um ou mais obturadores 120 configurados para prover vedações de fluido entre a tubulação de produção 118 e o furo de poço 108, dessa forma definindo vários intervalos de produção ou zonas produtoras. O sistema de poço 100 pode também incluir uma ou mais ferramentas de serviço manipuláveis 122 e uma sapata flutuante 124. Uma coroa anular do furo de poço 126 é definida entre a tubulação de produção 118 e o furo de poço 108 e, em operação, fluidos da formação, e outros fluidos presentes na formação 110, escapam para a coroa anular do furo de poço 126 e são extraídos dela por meio de um ou mais conjuntos de manga 102, como será descrito com mais detalhes a seguir.

[0020] A plataforma de perfuração ou serviço 104 pode ser convencional e pode compreender um guincho acionado por motor e outro equipamento associado para abaixar a tubulação de produção 118 no furo de poço 108, dessa forma posicionando o conjunto de manga 102 e outro equipamento de serviço do furo de poço relacionado na profundidade desejada. Embora o sistema de poço 100 representado na figura 1 refira-se a uma plataforma de perfuração ou serviço estacionária 104 para abaixar e montar a tubulação de produção 118 dentro de um furo de poço baseada em terra 108, versados na técnica perceberão facilmente que plataformas de intervenção móveis, plataformas de perfuração e plataformas ao largo, unidades de serviço do furo de poço (por exemplo, unidades de tubulação bobinada) e similares podem ser usados para abaixar a tubulação de produção 118, e o conjunto de manga anexo 102, no furo de poço 108. Correspondentemente, deve-se entender que as várias modalidades reveladas do conjunto de manga 102 podem ser igualmente usadas em outros ambientes operacionais, tal como em um ambiente operacional de furo de poço ao largo.

[0021] Além disso, o uso de termos direcionais tais como acima, abaixo, superior, inferior, para cima, para baixo, furo ascendente, furo abaixo e similares são usados em relação às modalidades ilustrativas da maneira que elas são representadas nas figuras, a direção para cima ou para baixo sendo para a esquerda da figura correspondente e a direção para baixo ou do furo descendente sendo para a direita da figura correspondente, a direção do furo ascendente sendo para a superfície do poço e a direção do furo descendente sendo para o calcanhar ou fundo do poço.

[0022] Referindo-se agora às figuras 2A-2D, estão ilustradas vistas seccionais transversais parciais progressivas de um conjunto de manga exemplar 200, de acordo com uma ou mais modalidades. Em particular, as figuras 2A-2D ilustram o conjunto de manga 200 à medida que ele move de uma posição fechada, representada nas figuras 2A e 2B, para uma posição aberta, representada na figura 2C, e de volta para a posição fechada, representada na figura 2D. O conjunto de manga 200 pode ser similar ao conjunto de manga 102 da figura 1 e, portanto, pode ser desdobrado em um furo de poço 108 perfurada em uma formação subterrânea 110 para a extração de hidrocarbonetos da corona anular do furo de poço 126. Definida entre a furo de poço 108 e o conjunto de manga 200. Como ilustrado, o conjunto de manga 200 está representado arranjado em uma seção do furo aberta do furo de poço 108, mas versados na técnica perceberão facilmente que o conjunto de manga 200 pode igualmente ser desdobrado em uma seção revestida do furo de poço 108, sem fugir do escopo da revelação.

[0023] O conjunto de manga 200 pode incluir um alojamento 202 acoplado ou senão anexado em um adaptador superior 204a em uma extremidade furo ascendente e acoplado ou senão anexado a um adaptador inferior 204b em uma extremidade do furo descendente. Os adaptadores superior e inferior 204a,b podem formar parte ou senão ser considerados uma porção integrada da tubulação de produção 118 e, portanto, podem ajudar facilitar a produção de hidrocarboneto da formação 110 para a superfície 106 (figura 1).

[0024] O alojamento 202 pode definir um ou mais orifícios de fluxo 206 (dois mostrados nas figuras 2A, 2B e 2D, e quatro mostrados na figura 2C) que fornecem comunicação fluídica entre a coroa anular do furo de poço 126 e o interior do alojamento 202. O conjunto de manga 200 pode incluir adicionalmente uma manga deslizante 208 arranjada movelmente ou senão estendendo-se dentro do alojamento 202. Em particular, a manga deslizante 208 pode ser axialmente transladável entre posições fechada e aberta. Na sua posição fechada, representada nas figuras 2A, 2B e 2D, a manga deslizante 208 pode ser configurada para substancialmente fechar ou senão tampar um ou mais orifícios de fluxo 206 definidos no alojamento 202, dessa forma impedindo comunicação fluídica entre a coroa anular do furo de poço 126 e o interior do alojamento 202. Além disso, na sua posição fechada, a extremidade furo ascendente da manga deslizante 208 pode ser configurada para encaixar ou senão ficar em proximidade imediata com um ressalto do bocal 210 definido na extremidade do furo descendente do adaptador superior 204a. Em operação, o ressalto do bocal 210 pode impedir que a manga deslizante 208 translada axialmente para a esquerda ou na direção do furo ascendente.

[0025] O conjunto de manga 200 pode incluir adicionalmente um pistão 212 arranjado movelmente dentro de um furo do pistão 214 definido no alojamento 202. Em algumas modalidades, o furo do pistão 214 pode ser definido cooperativamente tanto pelo alojamento 202 quanto pela manga deslizante 208. O pistão 212 pode ser configurado para transladar axialmente dentro do furo do pistão 214 e uma mola 216 pode ser arranjada dentro do furo do pistão 214 e configurada para encaixar o pistão 212 na sua extremidade furo ascendente e dessa forma predispor o pistão 212 para a direita. A câmara do pistão 218 pode ser definida entre o pistão 212 e a manga deslizante 208. Em algumas modalidades, a câmara do pistão 218 pode ser cooperativamente definida tanto pelo pistão 212 quanto pela manga deslizante 208.

[0026] Em pelo menos uma modalidade, o pistão 212 pode ser acoplado ou senão anexado na manga deslizante 208 usando um ou mais pinos de cisalhamento 220 (dois mostrados na figura 2A). Os pinos de cisalhamento 220 podem estender-se pelo menos parcialmente através de cada pistão 212 e da manga deslizante 208. A fim de mover a manga deslizante 208 de sua posição fechada para sua posição aberta (representada na figura 2C), os pinos de cisalhamento 220 podem ser divididos ou senão cisalhados com uma quantidade predeterminada de força aplicada tanto no pistão 212 quanto na manga deslizante 208.

[0027] Em pelo menos uma modalidade, a força necessária para dividir os pinos de cisalhamento 220 e assim facilitar o movimento da manga deslizante 208 pode ser obtida pressurizando a tubulação de produção 118. À medida que a pressão dentro da tubulação de produção 118 aumenta, ela eventualmente ultrapassa a pressão da coroa anular do furo de poço 126 e a pressão dentro da câmara do pistão 218, dessa forma gerando um diferencial de pressão através do pistão 212. Continuidade do aumento da pressão dentro da tubulação de produção 118 forçará o pistão 212 a mover para a esquerda com relação à manga deslizante 208 (que é predisposta contra o ressalto do bocal 210), dessa forma cisalhando os pinos de cisalhamento 220 e simultaneamente colapsando axialmente a câmara do pistão 218.

[0028] Referindo-se agora à figura 2B, continuando com referência à figura 2A, o pistão 212 está representado sendo transladado axialmente na direção do furo ascendente dentro do furo do pistão 214. Especificamente, a figura 2B ilustra o pistão 212 quando é forçado a mover axialmente de uma primeira posição dentro do furo do pistão 214, como mostrado na figura 2A, para a esquerda e para uma segunda posição, mostrado na figura 2B. À medida que o pistão 212 move axialmente para a esquerda dentro do furo do pistão 214, a câmara do pistão 218 (figura 2A) colapsa até que o pistão 212 encaixe um ressalto 222 definido na manga deslizante 208. Além disso, à medida que o pistão 212 move axialmente para a esquerda dentro do furo do pistão 214, o pistão 212 também encaixa a mola 216 e supera sua força de mola, dessa forma comprimindo axialmente a mola 216 dentro do furo do pistão 214 na mesma direção.

[0029] O conjunto de manga 200 pode incluir adicionalmente pelo menos um mecanismo de travamento 224 incorporado pelo menos parcialmente no pistão 212 ou senão arranjado movelmente dentro do furo do pistão 214. Embora dois mecanismos de travamento 224 estejam representados nas figuras, por questão de simplificação, a discussão focará em um mecanismo de travamento simples 224. Entretanto, deve-se notar que uma quantidade maior ou menor que dois mecanismos de travamento 224 pode ser empregada no conjunto de manga 200, sem fugir do escopo da revelação. Na modalidade ilustrada, o mecanismo de travamento 224 está mostrado arranjado no geral dentro de uma cavidade de travamento 226 definida pelo menos parcialmente no pistão 212, tal como em uma extremidade distal do pistão 212. Entretanto, versados na técnica perceberão facilmente os vários locais alternativos dentro do furo do pistão 214 ou no pistão 212 onde o mecanismo de travamento 224 poderia ser arranjado e funcionar igualmente sem fugir do escopo da revelação.

[0030] Em operação, o mecanismo de travamento 224, quando devidamente posicionado com relação à manga deslizante 208 ou senão acoplado os dois componentes entre si de maneira tal que eles possam mover simultaneamente. Em pelo menos uma modalidade, o mecanismo de travamento 224 pode incluir um prendedor mecânico 228, um dispositivo de predisposição 230 e um pino de travamento 232. Em algumas modalidades, o dispositivo de predisposição 230 pode ser um elemento rígido ou semiflexível, tal como um comprimento ou tira de metal ou plástico. Em outras modalidades, o dispositivo de predisposição 230 pode ser uma mola espiral ou similares. O pino de travamento 232 pode ser um pino de cisalhamento ou outro elemento rígido capaz de ceder ou partir ao passar por uma quantidade predeterminada de tensão de cisalhamento. Como ilustrado, o prendedor mecânico 228 pode ser configurado para prender o dispositivo de predisposição 230 dentro da cavidade de travamento 226 e de outra forma garantir que o dispositivo de predisposição 230 encaixe constantemente o pino de travamento 232 e de outra forma apresente uma força descendente constante nele.

[0031] À medida que o pistão 212 translada axialmente na direção do furo ascendente dentro do furo do pistão 214, como anteriormente discutido, o mecanismo de travamento 224 translada axialmente simultaneamente com ele até que o pino de travamento 232 localize ou senão caia dentro de um orifício de travamento correspondente 234, (mais bem visto na figura 2A) definido na manga deslizante 208. Uma vez devidamente posicionado dentro do orifício de travamento correspondente 234, o pino de travamento 232 é mantido nele pela força descendente do dispositivo de predisposição 230, dessa forma acoplando efetivamente o pistão 212 na manga deslizante 208.

[0032] Referindo-se agora à figura 2C, continuando com referência às figuras 2A e 2B, está ilustrada a manga deslizante 208 movimentada para sua posição aberta, de acordo com uma ou mais modalidades. Em pelo menos uma modalidade, a manga deslizante 208 pode mover-se para a posição aberta pela diminuição da pressão de fluido dentro da tubulação de produção 118, que, por sua vez, remove o diferencial de pressão previamente gerado através do pistão 212, e dessa forma permite que a mola 216 expanda axialmente e force o pistão 212 de volta para a direita dentro do furo do pistão 214. À medida que o pistão 212 move axialmente para a direita, seu encaixe com a manga deslizante 208 por meio do mecanismo de travamento 224 também força ou senão move a manga deslizante 208 para a direita e para sua posição aberta. Na posição aberta, a manga deslizante 208 destampa os orifícios de fluxo 206 definidos no alojamento 202, dessa forma permitindo comunicação fluídica entre a coroa anular do furo de poço 126 e a tubulação de produção 118.

[0033] Em algumas modalidades, a mola 216 força o pistão 212 axialmente para direita dentro do furo do pistão 214, até que a extremidade do furo descendente do pistão 212 encaixe um nariz do pino 236 definido no adaptador inferior 204b, dessa forma parando seu movimento axial. Em outras modalidades, entretanto, o pistão 212 pode definir um colar de aperto 238, ou outro recurso de travamento equiparável, configurado para encaixar um entalhe 240 definido na superfície radial interna do alojamento 202 e dessa forma travar o pistão 212 e a manga deslizante 208 na configuração aberta. Em decorrência disto, a manga deslizante 208 pode ser presa na posição aberta de maneira tal que ela não feche inadvertidamente durante operações de produção.

[0034] Embora o conjunto de manga 200 esteja na sua configuração aberta, operações de produção podem ser realizadas a fim de extrair hidrocarbonetos presentes na formação subterrânea em volta 110. Em algumas aplicações, entretanto, um operador pode querer refechar o conjunto de manga 200 a fim de cessar a produção nesse local particular dentro do furo de poço 108, ou permitir que teste de pressão seja realizado na tubulação de produção 118. Em outras aplicações, o operador pode querer refechar o conjunto de manga 200 a fim de obstruir certas seções da tubulação de produção 118 onde de outra forma seria desvantajoso fazê-lo ainda com comunicação fluídica através dos orifícios de fluxo abertos 206 no conjunto de manga 200.

[0035] Para refechar o conjunto de manga 200, ou senão colocar o conjunto de manga 200 de volta em uma configuração fechada, a manga deslizante 208 pode mover-se de volta para sua posição fechada. Isto pode ser conseguido introduzindo uma ferramenta de deslocamento 242 (mostrada em linhas tracejadas) na tubulação de produção 118 e descida no conjunto de manga 200. Em algumas modalidades, a ferramenta de deslocamento 242 desce em um furo por meio de cabos 244 ou qualquer outro dispositivo de transferência adequado conhecido pelos versados na técnica. Em pelo menos uma modalidade, a ferramenta de deslocamento 242 pode ter uma ou mais chaves ou braços radiais 246 configurados para estender radialmente a partir da ferramenta de deslocamento 242 e localizar ou senão encaixar um ressalto radial 248 definido na manga deslizante 208. Em algumas modalidades, os braços radiais 246 podem ser carregados por mola. Em outras modalidades, entretanto, os braços radiais 246 podem ser mecânica, eletromecânica ou hidraulicamente atuados. Versados na técnica percebem facilmente que, embora a ferramenta de deslocamento 242 tenha sido descrita aqui com uma configuração particular, muitas variações da ferramenta de deslocamento 242 podem ser usadas para encaixar e deslocar a manga deslizante 208, sem fugir do escopo da revelação.

[0036] Uma vez que a ferramenta de deslocamento 242 esteja devidamente encaixada no ressalto radial 248 da manga deslizante 208, a ferramenta de deslizamento 242 pode então ser “martelada” furo ascendente (isto é, para a esquerda na figura 2C) ou senão em direção à superfície 106 (figura 1). Como é de conhecimento dos versados na técnica, martelagem para cima na ferramenta de deslocamento 242 encaixada no ressalto radial 248 pode gerar tensões de cisalhamento nos pinos de travamento 232 encaixados nos seus orifícios de travamento correspondentes 234. A continuidade da martelagem ou aplicação de força furo ascendente na ferramenta de deslocamento 242 pode eventualmente partir os pinos de travamento 232 e forçar a manga deslizante 208 a mover-se axialmente para a esquerda dentro da tubulação de produção 118.

[0037] Referindo-se agora à figura 2D, continuando com referência às figuras 2A-2C, a manga deslizante 208 pode ser deslocada na direção do furo ascendente até encaixar ou senão interagir com o ressalto do bocal 210 no adaptador superior 204a, dessa forma deslocando a manga deslizante 208 de volta para sua posição fechada. Na sua posição fechada, a manga deslizante 208 no geral fecha os orifícios de fluxo 206, dessa forma impedindo comunicação fluídica entre a coroa anular do furo de poço 126 e a tubulação de produção 118 e efetivamente cessar a produção de fluido no local do conjunto de manga 200.

[0038] Em algumas modalidades, uma extremidade proximal 250 da manga deslizante 208 pode encaixar o ressalto do bocal 210 de forma a travar a manga deslizante 208 na posição fechada. Por exemplo, em pelo menos uma modalidade, a extremidade proximal 250 da manga deslizante 208 pode definir ou senão prover um colar de aperto de travamento 252, ou outro recurso de travamento equiparável, configurado para encaixar um entalhe de travamento correspondente 254 definido na superfície radial interna do adaptador superior 204a (por exemplo, a superfície radial interna do ressalto do bocal 210). Mediante encaixe adequado entre o colar de aperto de travamento 252 e o entalhe de travamento correspondente 254, a manga deslizante 208 pode ser presa na sua posição fechada de forma que ela não possa mover inadvertidamente de volta para sua posição aberta.

[0039] Quer travada no ressalto do bocal 210 quer de outra forma em encaixe de apoio com ele, a manga deslizante 208 pode ficar substancialmente nivelada com o adaptador superior 204a na direção longitudinal Em decorrência disto, o diâmetro interno da tubulação de produção 118 não é diminuído com o uso do conjunto de manga 200, dessa forma não afetando adversamente as capacidades de produção de fluxo de fluido ou senão apresentando um impedimento ou obstrução de subsuperfície para subsequentemente passar ferramentas de subsuperfície abaixo do conjunto de manga 200. Em decorrência disto, as ferramentas de subsuperfície não precisam apresentar um pequeno diâmetro, que de outra forma restringiria quais ferramentas podem descer no furo.

[0040] Referindo-se novamente no geral às figuras 2C e 2D, em pelo menos uma modalidade, o colar de aperto 238 definido no pistão 212 e o entalhe 240 definido na superfície radial interna do alojamento 202 podem ser omitidos do conjunto de manga 200 (ilustrado no geral nas figuras 2A e 2B). Em decorrência disto, a manga deslizante 208 pode não ser "presa" na posição aberta, per se, mas, em vez disso, a mola 216 pode encaixar o pistão 212 que no geral mantém a manga deslizante 208 na posição aberta por meio do encaixe de travamento provido pelo mecanismo de travamento 224. A fim de mover a manga deslizante 208 para a posição fechada, a ferramenta de deslocamento 242 pode novamente ser usada, como descrito no geral anteriormente. Em vez de cisalhar o pino de travamento 232 de cada mecanismo de travamento 224, entretanto, a ferramenta de deslocamento 242 pode ser configurada para comprimir a mola 216 à medida que ela puxa a manga deslizante 208 furo ascendente até que o colar de aperto de travamento 252 definido na extremidade proximal 250 da manga deslizante 208 trave de forma encaixada no entalhe de travamento 254 definido no ressalto do bocal 210. Em decorrência disto, a manga deslizante 208 pode ser travada na posição fechada, enquanto uma força de mola é constantemente mantida entre o pistão 212 e o alojamento 202.

[0041] Em uma modalidade como esta, a manga deslizante 208 pode mover de volta para sua posição aberta. Isto pode ser útil, por exemplo, no evento de um operador desejar recomeçar a produção no conjunto da manga 200 em um momento posterior. Para conseguir isto, em algumas modalidades, uma outra ferramenta de deslocamento (não mostrada) pode ser introduzida na tubulação de produção 118 e correr até o conjunto da manga 200. Uma ferramenta de deslocamento como esta pode ser similar à ferramenta de deslocamento 242 aqui descrita, e correr em um furo por meio de cabo ou outro dispositivo de transferência adequado que permite que a força axial seja transferida para a ferramenta na direção do furo descendente. Em outras modalidades, entretanto, a ferramenta de deslocamento pode ser uma esfera ou um dardo, como é conhecido na tecnologia, configurada para correr no furo a fim de interagir com o conjunto de manga 200 mediante pressurização da tubulação de produção 118.

[0042] A ferramenta de deslocamento pode ser configurada para localizar ou senão encaixar um ressalto radial ou perfil definido na manga deslizante 208. Mediante encaixe adequado, martelagem para baixo na ferramenta de deslocamento ou senão pressurização da tubulação de produção 118 pode eventualmente superar o encaixe de travamento entre o colar de aperto de travamento 252 da manga deslizante 208 e o entalhe de travamento 254 do ressalto do bocal 210. Uma vez que a manga deslizante 208 é liberada do encaixe com o ressalto do bocal 210, a força de mola da mola 216 força o pistão 212 de volta para a direita, que simultaneamente força a manga deslizante 208 para sua posição aberta acoplada no pistão 212 por meio do mecanismo de travamento 224.

[0043] Referindo-se agora às figuras 3A-3D, são ilustradas vistas seccionais transversais parciais progressivas de um outro conjunto de manga exemplar 300, de acordo com uma ou mais modalidades. Em particular, as figuras 3A-3D ilustram o conjunto de manga 300 à medida que ele move de uma posição fechada, representada nas figuras 3A e 3B, para uma posição aberta, representada na figura 3C, e de volta para a posição fechada, representada na figura 3D. O conjunto de manga 300 pode ser similar em alguns aspectos ao conjunto de manga 200 das figuras 2A-2D e, portanto, pode ser mais bem entendido com referência a ele, onde números iguais indicam elementos iguais não descritos novamente com detalhes.

[0044] Similar ao conjunto de manga 200 das figuras 2A-2D, o conjunto de manga 300 pode também incluir uma manga deslizante 302 movelmente arranjada dentro do alojamento 202 e axialmente transladável entre uma posição fechada, onde os orifícios de fluxo 206 são substancialmente fechados, e uma posição aberta, onde os orifícios de fluxo 206 são no geral expostos e assim proporcionam comunicação fluídica entre a coroa anular do furo de poço 126 e o interior do conjunto de manga 300 (isto é, interior da tubulação de produção 118). A manga deslizante 302, entretanto, pode englobar um desenho em duas peças que inclui uma seção da manga superior 304a acoplada a uma seção da manga inferior 304b. Em pelo menos uma modalidade, as seções de manga superior e inferior 304a,b podem ser acopladas uma na outra usando um ou mais pinos de cisalhamento 306 (dois mostrados) estendendo-se pelo menos parcialmente através de cada seção 304a,b. Em outras modalidades, entretanto, as seções de manga superior e inferior 304a,b podem ser acopladas uma na outra usando um arranjo de colar de aperto, um ou mais calos de interferência, dentes e/ou roscas cisalháveis, etc., sem fugir do escopo da revelação. Versados na técnica perceberão facilmente que as seções de manga superior e inferior 304a,b podem ser acopladas entre si usando qualquer mecanismo de acoplamento adequado capaz de ceder ao ser submetido a uma quantidade predeterminada de força ou tensão.

[0045] A fim de mover a manga deslizante 302 de sua posição fechada para sua posição aberta (representada na figura 3C), os pinos de cisalhamento 220 que acoplam o pistão 212 na manga deslizante 302 podem ser cisalhados pressurizando-se a tubulação de produção 118 e dessa forma gerando um diferencial de pressão através do pistão 212. O aumento da pressão de fluido forçará ainda mais o pistão 212 a mover-se para a esquerda com relação à manga deslizante 302 (que é predisposta contra o ressalto do bocal 210), dessa forma cisalhando os pinos de cisalhamento 220 e simultaneamente colapsando axialmente a câmara do pistão 218. Isto está mostrado na figura 3B, onde o pistão 212 está representado transladado axialmente na direção do furo ascendente dentro do furo do pistão 214 e dessa forma tendo comprimido axialmente a mola 216 na mesma direção.

[0046] O conjunto de manga 300 pode incluir adicionalmente pelo menos um mecanismo de travamento 308 incorporado pelo menos parcialmente no pistão 212 ou senão movelmente arranjado dentro do furo do pistão 214. Na modalidade ilustrada, o mecanismo de travamento 308 está mostrado arranjado no geral dentro da cavidade de travamento 226 definida pelo menos parcialmente no pistão 212. Em pelo menos uma modalidade, o mecanismo de travamento 308 pode ser um anel C chanfrado configurado para estender-se em torno de pelo menos uma porção da circunferência da manga deslizante 302.

[0047] Em algumas modalidades, o mecanismo de travamento 308 pode definir uma pluralidade de dentes 310 no seu lado de baixo (isto é, sua superfície radial interna). Os dentes 310 podem ser configurados para interagir com dentes correspondentes 312 definidos na superfície radial externa da manga deslizante 302 (por exemplo, a superfície radial externa da seção da manga inferior 304b). Por exemplo, à medida que o pistão 212 move axialmente para a esquerda dentro do furo do pistão 214, o mecanismo de travamento 308 move simultaneamente com ele ao ser capturado dentro da cavidade 226. À medida que o mecanismo de travamento 308 move axialmente para a esquerda, seus dentes 310 podem ser configurados para mover sobre os dentes 312 da manga deslizante 302 ou senão não causar encaixe de ligação com eles. Por outro lado, se o movimento na direção oposta (isto é, axialmente para a direita dentro do furo do pistão 214), os dentes 310 do mecanismo de travamento 308 podem ser configurados para encaixar ou senão ligar nos dentes 312 da manga deslizante 302 (isto é, a seção da manga inferior 304b).

[0048] Referindo-se à figura 3C, continuando com referência às figuras 3A e 3B, está ilustrada a manga deslizante 302 à medida que ele move-se para sua posição aberta, de acordo com uma ou mais modalidades. Em pelo menos uma modalidade, a manga deslizante 302 pode mover-se para a posição aberta pela diminuição da pressão de fluido dentro da tubulação de produção 118, dessa forma removendo o diferencial de pressão através do pistão 212 e permitindo que a mola 216 expanda-se axialmente e predisponha o pistão 212 de volta para a direita dentro do furo do pistão 214. À medida que o pistão 212 move-se axialmente para a direita, como resumidamente declarado anteriormente, os dentes 310 do mecanismo de travamento 308 podem ser configurados para encaixar os dentes 312 da manga deslizante 302, dessa maneira forçando a manga deslizante 302 também a transladar axialmente para a direita e para sua posição aberta. Na posição aberta, a manga deslizante 302 pode descobrir os orifícios de fluxo 206 definidos no alojamento 202, dessa forma permitindo comunicação fluídica entre a coroa anular do furo de poço 126 e a tubulação de produção 118.

[0049] Em algumas modalidades, a mola 216 move o pistão 212 dentro do furo do pistão 214 até que a extremidade do furo descendente ou distal do pistão 212 encaixe o nariz do pistão 236 definido no adaptador inferior 204b, dessa forma parando seu movimento axial. Em outras modalidades, entretanto, como descrito anteriormente de forma geral, o pistão 212 pode ser forçado para encaixe de acoplamento com o nariz do pino 236 pelo encaixe do colar de aperto 238 provido na extremidade distal do pistão 212 com o entalhe 240 definido na superfície radial interna do alojamento 202 e dessa forma travando o pistão 212 e a manga deslizante 302 (isto é, a seção da manga inferior 304b) na configuração aberta.

[0050] Para refechar o conjunto de manga 300, ou senão colocar o conjunto de manga 300 de volta em uma configuração fechada, a manga deslizante 302, ou pelo menos uma porção da mesma, pode mover-se de volta para a posição fechada. Isto pode ser conseguido introduzindo a ferramenta de deslocamento 242 (mostrada em linhas tracejadas) no conjunto de manga 300 e localizando ou senão encaixando um ressalto radial 314 definido na manga deslizante 302. Em particular, o ressalto radial 314 pode ser definido em um recorte 316 definido ou senão provido na seção da manga superior 304a.

[0051] Uma vez que a ferramenta de deslocamento 242 esteja devidamente encaixada com o ressalto radial 314, a ferramenta de deslocamento 242 pode então ser martelada furo ascendente, dessa forma transferindo tensão de cisalhamento através dos pinos de cisalhamento 306 usados para acoplar a seção da manga superior 304a na seção da manga inferior 304b. Por exemplo, como anteriormente descrito, a seção da manga inferior 304b pode ser travada imovelmente na posição axial por meio do mecanismo de travamento 308 e sua interconexão com o pistão 212, que pode ser acoplado no nariz do pino 236 no sub inferior 240b. Em decorrência disto, continuidade do martelamento ou aplicação de força furo ascendente na ferramenta de deslocamento 242 pode eventualmente cisalhar os pinos de cisalhamento 306, dessa forma separando a seção da manga superior 304a da seção da manga inferior 304b, por meio do que a seção da manga superior 304a move axialmente para a esquerda com relação à seção da manga inferior 304b.

[0052] Referindo-se agora à figura 3D, continuando com referência às figuras 3A-3C, a seção da manga superior 304a pode ser deslocada na direção do furo ascendente até o encaixe ou senão interação com o ressalto do bocal 210 do adaptador superior 204a, dessa forma fechando os orifícios de fluxo 206 e impedindo comunicação fluídica entre a coroa anular do furo de poço 126 e a tubulação de produção 118. Em algumas modalidades, como resumidamente descrito anteriormente com referência à figura 2D, a extremidade proximal 250 da manga deslizante 302 pode ser configurada para ser acoplada no ressalto debico 210, de maneira a travar a manga deslizante 302 na posição fechada. Por exemplo, o colar de aperto de travamento 252 definido na seção da manga superior 304a pode ser configurado para encaixar o entalhe de travamento correspondente 254 definido na superfície radial interna do adaptador superior 204a (por exemplo, a superfície radial interna do ressalto do bocal 210). Mediante encaixe adequado entre os dois componentes, a seção da manga superior 304a é presa na sua posição fechada e incapaz de mover inadvertidamente de volta para a posição aberta.

[0053] Quer travado com o ressalto do bocal 210 quer simplesmente em encaixe de apoio com ele, a manga deslizante 302 pode ficar substancialmente nivelada com o adaptador superior 204a na direção longitudinal. Em decorrência disto, o diâmetro interno da tubulação de produção 118 não é diminuída com o uso do conjunto de manga 300, dessa forma não afetando adversamente as capacidades de produção de fluxo de fluido ou senão apresentando um problema ou obstrução do furo descendente para subsequentemente passar ferramenta do furo descendente abaixo do conjunto da manga 300. Além disso, um ou mais elementos de vedação 318, tais como anéis-O e similares, podem selar o encaixe deslizante entre a seção da manga superior 304a e o pistão 212. Os elementos de vedação 318 podem ser configurados para impedir vazamento de fluido para dentro ou para fora do furo do pistão 214 no conjunto da manga 300.

[0054] Referindo-se novamente no geral às figuras 3C e 3D, em pelo menos uma modalidade, o colar de aperto 238 e o entalhe 240 podem ser omitidos do conjunto da manga 300 e, em decorrência disto, a manga deslizante 302 pode não ser “presa” na posição aberta, per se. Em vez disso, a força de mola da mola 216 pode no geral manter a manga deslizante 302 na posição aberta por meio do encaixe travado provido pelo mecanismo de travamento 308. A fim de mover a manga deslizante 302 para a posição fechada, a ferramenta de deslocamento 242 pode novamente ser usada, como descrito de forma geral anteriormente. Entretanto, em vez de cisalhar os pinos de cisalhamento 306 para separar as seções de manga superior e inferior 304a,b, a ferramenta de deslocamento 242 pode ser configurada para comprimir a mola 216 à medida que ela puxa a manga deslizante 302 furo ascendente até que o colar de aperto de travamento 252 trave de forma encaixada com o entalhe de travamento 254. Em decorrência disto, a manga deslizante 302, incluindo tanto seções de manga superior quanto inferior 304a,b, pode ser travada na posição fechada, enquanto uma força de mola é constantemente mantida entre o pistão 212 e o alojamento 202.

[0055] Em uma modalidade como esta, o mecanismo de travamento 308 pode ser configurado para ceder ou senão falhar ao ser submetido a uma quantidade predeterminada de força axial provida pela ferramenta de deslocamento 242. Por exemplo, em pelo menos uma modalidade, os dentes 310 do mecanismo de travamento e/ou os dentes 312 da manga deslizante 302 (isto é, a seção da manga inferior 304b) pode ser cisalhável ou senão feita de um material frágil. O material frágil pode incluir, mas sem limitações, materiais metálicos ou cerâmicos frágeis, poliéter éter cetona (PEEK) ou outros materiais poliméricos, combinações destes, e similares. Ao passar por uma quantidade predeterminada de força axial provida pela ferramenta de deslocamento 242, um ou ambos conjuntos de dentes 310, 312 podem ser configurados para ceder, dessa forma livrando a manga deslizante 302 do encaixe com o pistão 212 e permitindo que a manga deslizante 302 mova-se de volta para sua posição fechada sem ter que cisalhar os pinos de cisalhamento 306 ou senão separar as seções de manga superior e inferior 304a,b.

[0056] Em outras modalidades, os dentes 310 do mecanismo de travamento ou os dentes 312 da manga deslizante 302 (isto é, a seção da manga inferior 304b) podem ser substituídos por uma cobertura ou deposição frangível. Em algumas modalidades, a cobertura frangível pode ser um material elastomérico ou polimérico. A cobertura ou deposição frangível pode prover um dispositivo de fixação da manga deslizante 302 na posição aberta, já que os dentes 310 ou 312 podem ser configurados para encaixar e "morder" o material frangível oposto, dessa forma no geral impedindo movimento da manga deslizante 302 na direção oposta. Entretanto, ao passar pela quantidade predeterminada de força axial provida pela ferramenta de deslocamento 242, os dentes 310 ou 312 podem ser configurados para cisalhar a cobertura ou deposição frangível, dessa forma livrando a manga deslizante 302 do encaixe com o pistão 212 e permitindo que a manga deslizante 302 mova-se de volta para sua posição fechada sem ter que cisalhar os pinos de cisalhamento 306 ou senão separar as seções de manga superior e inferior 304a,b.

[0057] Além disso, em tais modalidades onde as seções de manga superior e inferior 304a,b não são separadas para colocar a manga deslizante 302 na posição fechada, a manga deslizante 302 pode ser configurada para mover-se de volta para sua posição aberta, quando desejado. Para conseguir isto, como anteriormente discutido, uma outra ferramenta de deslocamento (não mostrada) pode ser introduzida na tubulação de produção 118 e corrida até o conjunto de manga 300. A ferramenta de deslocamento pode ser configurada para localizar ou senão encaixar um ressalto radial ou perfil definido na manga deslizante 302. Mediante encaixe adequado, martelamento para baixo na ferramenta de deslocamento ou senão pressurização da tubulação de produção 118 pode eventualmente superar o encaixe de travamento entre o colar de aperto de travamento 252 da manga deslizante 302 e o entalhe de travamento 254 do ressalto do bocal 210. Uma vez que a manga deslizante 302 é liberada do encaixe com o ressalto do bocal 210, a ferramenta de deslocamento pode mover a manga deslizante 302 poço abaixo e de volta para sua posição aberta.

[0058] Referindo-se agora às figuras 4A-4D, estão ilustradas vistas seccionais transversais parciais progressivas de um outro conjunto de manga exemplar 400, de acordo com uma ou mais modalidades. Em particular, as figuras 4A-4D ilustram o conjunto de manga 400 à medida que ele move-se de uma posição fechada, representada nas figuras 4A e 4B, para uma posição aberta, representada na figura 4C, e de volta para a posição fechada, representada na figura 4D. O conjunto de manga 400 pode ser similar em alguns aspectos ao conjunto de manga 200 das figuras 2A-2D e, portanto, pode ser mais bem entendido com referência a ele, onde números iguais indicarão elementos iguais não descritos novamente com detalhes.

[0059] Similar ao conjunto de manga 200 das figuras 2A-2D, o conjunto de manga 400 pode também incluir uma manga deslizante 402 movelmente arranjada dentro do alojamento 202 e axialmente transladável entre uma posição fechada, onde os orifícios de fluxo 206 são substancialmente fechados, e uma posição aberta, onde os orifícios de fluxo 206 são no geral expostos e assim fornecem comunicação fluídica entre a coroa anular do furo de poço 126 e o interior do conjunto de manga 400 (isto é, interior da tubulação de produção 118).

[0060] Diferente do conjunto de manga 200, entretanto, a manga deslizante 402 do conjunto de manga 400 pode incluir um mecanismo de travamento 404 diferente do mecanismo de travamento 224 das figuras 2A-2D. Especificamente, o mecanismo de travamento 404 pode incluir um calo de interferência 406 e um recesso 408 definido na superfície radial interna do pistão 212 e uma protuberância radial 410 definida na superfície radial externa da manga deslizante 402. Como com os outros mecanismos de travamento 224, 308 (figuras 3A-3D), o mecanismo de travamento 402 pode ser configurado para prender a manga deslizante 402 na sua posição aberta e fechada, como será descrito com mais detalhes a seguir.

[0061] A fim de mover a manga deslizante 402 de sua posição fechada para sua posição aberta (representada na figura 4C), os pinos de cisalhamento 220 que acoplam o pistão 212 na manga deslizante 402 podem ser divididos pressurizando-se a tubulação de produção 118 e dessa forma gerando um diferencial de pressão através do pistão 212. A continuidade no aumento da pressão de fluido forçará o pistão 212 a mover para a esquerda com relação à manga deslizante 402 (que é predisposta contra o ressalto do bocal 210), dessa forma cisalhando os pinos de cisalhamento 220 e simultaneamente colapsando axialmente a câmara do pistão 218.

[0062] Referindo-se à figura 4B, o movimento do pistão 212 para a esquerda com relação à manga deslizante 402 também comprime a mola 216 dentro do furo do pistão 214 e força a protuberância radial 410 para encaixe de travamento com o recesso 408. Especificamente, à medida que o pistão 212 translada axialmente na direção do furo ascendente, o calo de interferência 406 pode ser configurado para entrar em contato com a protuberância radial 410 que pode flexionar radialmente para dentro ou senão permitir que o calo de interferência 406 passe axialmente por ele. Em decorrência disto, a protuberância radial 410 pode se arranjada dentro do recesso 408, ou de outra maneira formar um encaixe de travamento com ele.

[0063] Referindo-se à figura 4C, continuando com referência às figuras 4A e 4B, a manga deslizante 402 pode mover-se para a posição aberta pela diminuição da pressão de fluido dentro da tubulação de produção 118, dessa forma removendo o diferencial de pressão através do pistão 212 e permitindo que a mola 216 expanda-se axialmente e predisponha o pistão 212 de volta para a direita dentro do furo do pistão 214. À medida que o pistão 212 move axialmente para a direita, o encaixe de travamento entre o pistão 212 e a manga deslizante 402 por meio do mecanismo de travamento 404 pode simultaneamente forçar a manga deslizante 402 a transladar axialmente para sua posição aberta. Na posição aberta, a manga deslizante 402 pode destampar os orifícios de fluxo 206 definidos no alojamento 202, dessa forma permitindo comunicação fluídica entre a coroa anular do furo de poço 126 e a tubulação de produção 118.

[0064] Em algumas modalidades, a mola 216 move o pistão 212 dentro do furo do pistão 214 até que a extremidade do furo descendente ou distal do pistão 212 encaixe o nariz do pino 236 definido no adaptador inferior 204b, dessa forma parando seu movimento axial. Em outras modalidades, entretanto, como descrito anteriormente de forma geral, o pistão 212 pode ser forçado para encaixe de acoplamento com o nariz do pino 236 pelo encaixe do colar de aperto 238 provido na extremidade distal do pistão 212 com o entalhe 240 definido na superfície radial interna do alojamento 202, e dessa forma travando o pistão 212 e a manga deslizante 402 na configuração aberta.

[0065] Para refechar o conjunto de manga 400, ou senão colocar o conjunto de manga 400 de volta em uma configuração fechada, a manga deslizante 402 pode mover-se furo ascendente e de volta para a posição fechada. Isto pode ser conseguido introduzindo a ferramenta de deslocamento 242 (mostrada em linhas tracejadas) no conjunto de manga 400 e localizando ou senão encaixando o ressalto radial 248 definido na manga deslizante 402. Uma vez que a ferramenta de deslocamento 242 esteja devidamente encaixada no ressalto radial 248, a ferramenta de deslocamento 242 pode então ser martelada furo ascendente (isto é, para a esquerda na figura 4C), dessa maneira forçando a protuberância radial 410 a flexionar para fora de encaixe radial com o recesso 408.

[0066] Referindo-se agora à figura 4D, continuando com referência às figuras 4A-4C, a manga deslizante 402 pode ser deslocada na direção do furo ascendente até encaixar ou senão interagir com o ressalto do bocal 210 do adaptador superior 204a, dessa forma deslocando a manga deslizante 402 de volta para sua posição fechada. Como com modalidades da tecnologia anterior, a extremidade proximal 250 da manga deslizante 402 pode encaixar o ressalto do bocal 210 de maneira a travar a manga deslizante 402 na posição fechada. Por exemplo, o colar de aperto de travamento 254 definido na seção da manga superior 304a pode ser configurado para encaixar o entalhe de travamento correspondente 254 definido na superfície radial interna do adaptador superior 204a (por exemplo, a superfície radial interna do ressalto do bocal 210). Mediante encaixe adequado entre os dois componentes, a manga deslizante 402 pode ser presa na sua posição fechada e incapaz de mover inadvertidamente de volta para a posição aberta.

[0067] Quer travado com o ressalto do bocal 210 quer de outra forma em encaixe de apoio com ele, a manga deslizante 402 pode ficar substancialmente nivelada com o adaptador superior 204a na direção longitudinal. Em decorrência disto, o diâmetro interno da tubulação de produção 118 não é reduzido com o uso do conjunto de manga 200, dessa forma não afetando adversamente as capacidades de produção do fluxo de fluido ou senão apresentando um impedimento ou obstrução de subsuperfície para subsequentemente passar ferramenta de subsuperfície abaixo do conjunto de manga 400.

[0068] Referindo-se novamente no geral às figuras 4C e 4D, em pelo menos uma modalidade, o colar de aperto 238 definido no pistão 212 e o entalhe 240 definido na superfície radial interna do alojamento 202 podem ser omitidos no conjunto de manga 400. Em decorrência disto, a manga deslizante 402 não pode ser "presa" na posição aberta, per se, mas, em vez disso, a mola 216 pode encaixar o pistão 212 para no geral manter a manga deslizante 402 na posição aberta por meio do encaixe de travamento provido pelo mecanismo de travamento 224. A fim de mover a manga deslizante 402 para a posição fechada, a ferramenta de deslocamento 242 pode novamente ser usada, como descrito de forma geral aqui. Entretanto, em vez de desencaixe da protuberância radial 410 do recesso 408 do mecanismo de travamento 224, a ferramenta de deslocamento 242 pode ser configurada para comprimir a mola 216 à medida que ela puxa a manga deslizante 402 furo ascendente até que o colar de aperto de travamento 252 definido na extremidade proximal 250 da manga deslizante 402 trave de forma encaixada com o entalhe de travamento 254 definido no ressalto do bocal 210. Em decorrência disto, a manga deslizante 402 pode ser travada na posição fechada, enquanto uma força de mola é constantemente mantida entre o pistão 212 e o alojamento 202.

[0069] Em uma modalidade como esta, a manga deslizante 402 pode ser configurada para mover de volta para sua posição aberta, quando desejado. Para conseguir isto, como descrito resumidamente aqui, uma outra ferramenta de deslocamento (não mostrada) pode ser introduzida no conjunto de manga 400 e configurada para localizar ou senão encaixar um ressalto ou perfil radial definido na manga deslizante 402. Mediante encaixe adequado, o martelamento para baixo na ferramenta de deslocamento ou senão pressurização da tubulação de produção 118 pode eventualmente superar o encaixe de travamento entre o colar de aperto de travamento 252 da manga deslizante 402 e o entalhe de travamento 254 do ressalto do bocal 210. Uma vez que a manga deslizante 402 fica liberada do encaixe com o ressalto do bocal 210, a ferramenta de deslocamento pode mover a manga deslizante 402 furo abaixo e de volta para sua posição aberta.

[0070] Os sistemas 200, 300, 400 no aqui descritos podem ser usados para tratar uma formação subterrânea 110 (figura 1), tais como tratamentos de fratura e empacotamento de cascalho. Por exemplo, uma vez que a manga deslizante move-se para sua posição aberta e um ou mais orifícios de fluxo, fluido de fratura (incluindo lama de cascalho, agente de escoramento, etc.) pode ser injetado na formação em volta 110 a fim de fraturar hidraulicamente a formação 110 e formar o filtro de cascalho na coroa anular adjacente à tubulação de produção. Uma vez que esses tratamentos são completados com êxito, a manga deslizante pode ser axialmente movimentada de volta para a posição fechada, dessa forma fechando um ou mais orifícios de fluxo novamente.

[0071] Versados na técnica perceberão facilmente que os termos direcionais relativos (isto é, furo ascendente, furo abaixo, para cima, para baixo, etc.) para movimento dos vários componentes das modalidades aqui descritas são apenas para referência, e não devem ser considerados limitados para a revelação. Por exemplo, a configuração de cada conjunto de manga 200, 300, 400 aqui descrito, e seus componentes anexos, podem ser rotacionados 180° dentro do furo de poço 108 e funcionar igualmente, sem fugir do escopo da revelação.

[0072] Portanto, a presente invenção é bem adaptada para alcançar as finalidades e vantagens mencionadas, bem como aquelas que são inerentes a ela. As modalidades particulares aqui reveladas são apenas ilustrativas, já que a presente invenção pode ser modificada e praticada de diferentes maneiras, mas equivalentes, aparentes aos versados na técnica, com o benefício dos preceitos apresentados. Além disso, não deve haver nenhuma limitação aos detalhes de construção ou desenho aqui mostrados, além dos descritos nas reivindicações seguintes. Portanto, fica evidente que as modalidades ilustrativas particulares suprarreveladas podem ser alteradas, combinadas ou modificadas, e todas tais variações são consideradas dentro do escopo e espírito da presente invenção. A invenção ilustrativamente revelada aqui adequadamente pode ser praticada na ausência de qualquer elemento que não esteja especificamente revelado aqui e/ou qualquer elemento opcional revelado aqui. Embora composições e métodos estejam descritos em termos de "compreendendo, "contendo" ou "incluindo, vários componentes ou etapas, as composições e métodos podem também "consistir essencialmente em" ou "consistir em" vários componentes e etapas. Todos números e faixas suprarrevelados podem variar até um certo ponto. Sempre que uma faixa numérica com um limite inferior e um limite superior for revelada, qualquer número e qualquer faixa incluída que caixa na faixa é especificamente revelada. Em particular, cada faixa de valores (da forma ”de cerca de a a cerca de b", ou, equivalentemente, ”de aproximadamente a até b", ou, equivalentemente, "de aproximadamente a-b") revelada aqui deve ser considerada de maneira a apresentar cada número e faixa englobada na faixa mais abrangente de valores. Também, os termos nas reivindicações têm seu significado comum e ordinário, a menos que de outra maneira explicitamente e claramente definido pela patente. Além disso, os artigos indefinidos "um" ou "uma", usados nas reivindicações, são definidos aqui de maneira a significar um ou mais de um dos elementos que ele introduz. Se existir qualquer conflito nos usos de uma palavra ou termo nesta especificação e uma ou mais patentes ou outros documentos que podem ser aqui incorporados pela referência, as definições que são consistentes com esta especificação devem ser adotadas.

Claims

Conjunto de manga (200, 300, 400) caracterizado pelo fato de que compreende:
um alojamento (202) definindo um ou mais orifícios de fluxo (206) que fornecem comunicação fluídica entre uma coroa anular de furo de poço (126) e um interior do alojamento;
uma manga deslizante (208, 302, 402) arranjada dentro do alojamento e móvel entre uma posição fechada e uma posição aberta, em que, quando na posição fechada, a manga externa tampa um ou mais orifícios de fluxo e, quando na posição aberta, um ou mais orifícios de fluxo ficam expostos;
um pistão (212) movelmente arranjado dentro de um furo do pistão (214) definido no alojamento (202) e acoplado à manga deslizante com um ou mais pinos de cisalhamento (220) que falham quando o interior é pressurizado para gerar um diferencial de pressão através do pistão, em que, quando os pinos de cisalhamento falham, o pistão é apto a mover dentro do furo de pistão relativo à manga deslizante; e
um mecanismo de travamento (224, 308) disposto no furo do pistão e configurado para acoplar o pistão na manga deslizante, dessa forma permitindo que o pistão mova a manga deslizante para a posição aberta.
Conjunto de manga de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de travamento compreende:
um pino de travamento (232);
um dispositivo de predisposição (230) configurado para encaixar o pino de travamento (232);
prendedor mecânico (228) que prende um dispositivo de predisposição em encaixe com o pino de travamento, em que, à medida que o pistão translada no furo do pistão (214), o mecanismo de travamento translada simultaneamente com ele e o pino de travamento localiza e encaixa um orifício de travamento (234) correspondente definido na manga deslizante, dessa forma acoplando o pistão na manga deslizante.
Conjunto de manga de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
um colar de aperto (238) definido em uma extremidade do furo descendente do pistão; e
um entalhe (240) definido em uma superfície radial interna do alojamento (202), o entalhe sendo configurado para receber o colar de aperto quando o pistão move-se na direção do furo descendente dentro do furo do pistão (214), dessa forma travando a manga deslizante na posição aberta.
Conjunto de manga de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o alojamento tem uma extremidade de furo ascendente configurada para ser acoplada em um adaptador superior (204a), o conjunto de manga compreendendo adicionalmente:
um colar de aperto de travamento (252) definido em uma extremidade proximal da manga deslizante;
um entalhe de travamento (254) definido em uma superfície radial interna do adaptador superior e configurado para receber o colar de aperto de travamento e prender a manga deslizante na posição fechada.
Conjunto de manga de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma mola (216) arranjada dentro de um furo de pistão que é axialmente comprimido pelo pistão ao pressurizar o interior.
Conjunto de manga de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a expansão axial da mola (216) move o pistão e a manga deslizante para a posição aberta.
Método de atuar um conjunto de manga, caracterizado pelo fato de que compreende:
introduzir o conjunto de manga em um furo de poço, o conjunto de manga tendo um alojamento (202), uma manga deslizante (402) movelmente arranjada dentro do alojamento (202), e um pistão (212) movelmente arranjado dentro de um furo do pistão (214) definido no alojamento, em que o pistão é acoplado à manga deslizante com um ou mais pinos de cisalhamento (220);
aumentar a pressão de fluido dentro do conjunto de manga e dessa forma dividir o um ou mais pinos de cisalhamento (220) e movimentar o pistão (212) em uma direção do furo ascendente em relação à manga deslizante dentro do furo do pistão:
encaixar a manga deslizante com um mecanismo de travamento (224, 308, 404) arranjado dentro do furo do pistão (214) e dessa forma acoplar o pistão na manga deslizante ao movimentar o pistão na direção do furo ascendente;
diminuir a pressão de fluido e dessa forma mover o pistão (212) e a manga deslizante (402) na direção do furo descendente, por meio do que a manga deslizante move-se de uma posição fechada para uma posição aberta, onde um ou mais orifícios de fluxo (206) definidos no alojamento são expostos;
introduzir uma ferramenta de deslocamento (242) no conjunto de manga e encaixar a ferramenta de deslocamento em um ressalto radial (248) definido na manga deslizante; e
mover axialmente a manga deslizante com a ferramenta de deslocamento de volta para a posição fechada onde um ou mais orifícios de fluxo são fechados.
Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que encaixar a manga deslizante (208, 302, 402) com um mecanismo de travamento compreende adicionalmente:
prender um dispositivo de predisposição (230) em encaixe com um pino de travamento (232) usando um prendedor mecânico (228), o dispositivo de predisposição, pino de travamento e prendedor mecânico sendo acoplados no pistão (212) e móveis com ele; e
localizar e encaixar um orifício de travamento (234) definido na manga deslizante com o pino de travamento à medida que o pistão (212) translada no furo do pistão (214), dessa forma acoplando o pistão na manga deslizante.
Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que mover axialmente a manga deslizante com a ferramenta de deslocamento (230) de volta para a posição fechada compreende adicionalmente:
cisalhar o pino de travamento (232); e
liberar a manga deslizante de encaixe com o mecanismo de travamento.
Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que mover o pistão (212) em uma direção do furo ascendente em relação à manga deslizante dentro do orifício de pistão compreende ainda comprimir axialmente uma mola (216) arranjada dentro o orifício do pistão.
Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que mover o pistão (212) e a manga deslizante em uma direção do furo descendente compreende adicionalmente permitir que a mola (216) expanda axialmente e predisponha o pistão dentro do furo do pistão.
Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
introduzir uma segunda ferramenta de deslocamento no conjunto de manga e encaixar a segunda ferramenta de deslocamento em um segundo ressalto radial definido na manga deslizante; e
mover a manga deslizante de volta para a posição aberta.
Método de tratar uma formação subterrânea, caracterizado pelo fato de que compreende:
aumentar a pressão de fluido dentro de um conjunto de manga arranjado dentro de um furo de poço (108) que penetra na formação subterrânea, o conjunto de manga (200) tendo um alojamento (202), uma manga deslizante arranjada movelmente dentro do alojamento, e um pistão arranjado movelmente dentro de um furo do pistão (214) definido no alojamento, em que o pistão é acoplado à manga deslizante com um ou mais pinos de cisalhamento (220);
aumentar uma pressão de fluido dentro do conjunto de manga e dessa forma dividir o um ou mais pinos de cisalhamento (220);
mover o pistão (212) em uma direção do furo ascendente em relação à manga deslizante dentro do furo de pistão e encaixar a manga deslizante com um mecanismo de travamento (224, 308) arranjado dentro do furo de pistão, dessa forma acoplando o pistão à manga deslizante no mecanismo de travamento;
diminuir a pressão de fluido para mover o pistão e a manga deslizante em uma direção do furo descendente, por meio do que a manga deslizante move-se de uma posição fechada para uma posição aberta onde um ou mais orifícios de fluxo (206) definidos no alojamento são expostos;
injetar um fluido de fratura na formação subterrânea por meio de um ou mais orifícios de fluxo; e
mover axialmente a manga deslizante com uma ferramenta de deslocamento de volta para a posição fechada onde o um ou mais orifícios e fluxo são fechados.
Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que encaixar a manga deslizante com um mecanismo de travamento (224) compreende adicionalmente:
prender um dispositivo de predisposição (230) em encaixe com um pino de travamento (232) usando um prendedor mecânico (228), o dispositivo de predisposição, pino de travamento e prendedor mecânico sendo acoplados no pistão e móveis com ele; e
localizar e encaixar um orifício de travamento definido na manga deslizante com o pino de travamento à medida que o pistão translada no furo do pistão (214), dessa forma acoplando o pistão na manga deslizante.
Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que mover axialmente a manga deslizante com a ferramenta de deslocamento de volta para a posição fechada compreende adicionalmente:
cisalhar o pino de travamento (232); e
liberar a manga deslizante de encaixe com o mecanismo de travamento (230).
Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que mover o pistão em uma direção do furo ascendente em relação à manga deslizante dentro do orifício de pistão compreende ainda comprimir axialmente uma mola arranjada dentro o orifício do pistão.
Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que mover o pistão e a manga deslizante em uma direção do furo descendente compreende adicionalmente permitir que a mola expanda axialmente e predisponha o pistão dentro do furo do pistão.
Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
introduzir uma segunda ferramenta de deslocamento no conjunto de manga e encaixar a segunda ferramenta de deslocamento em um segundo ressalto radial definido na manga deslizante; e
mover a manga deslizante de volta para a posição aberta.