BR102014028614B1

BR102014028614B1 - Sistema de liberação de esfera, conjunto de instalação de revestimento e método para suspender uma coluna tubular interna a partir de uma coluna tubular externa

Info

Publication number: BR102014028614B1
Application number: BR102014028614-4A
Authority: BR
Inventors: Rocky A. Turley; Robin L. Campbell
Original assignee: Weatherford Technology Holdings, Llc
Priority date: 2013-11-18
Filing date: 2014-11-17
Publication date: 2021-11-23
Also published as: EP2876254B1; EP3333357B1; AU2016253700A1; CA2869839C; US20170101844A1; CA2996169A1; EP3333357A1; CA2869839A1; EP2876254A1; US20150136396A1; CA2996169C; AU2016253700B2; AU2014259563A1; US9528346B2; NO2968679T3; BR102014028614A2; US10246965B2; AU2016253700C1; AU2014259563B2

Abstract

sistema de liberação de esfera, conjunto de instalação de revestimento e método para suspender uma coluna tubular interna a partir de uma coluna tubular externa. a presente invenção refere-se a um sistema de liberação de esfera. em uma realização, o sistema de liberação de esfera para o uso em um orifício de poço inclui um alojamento tubular, uma sede disposta no alojamento compreendendo segmentos curvos dispostos para formar um anel, cada um dos segmentos sendo radialmente móvel entre uma posição de retenção para receber uma esfera e uma posição de liberação, um came disposto no alojamento longitudinalmente móvel com relação ao mesmo, e operável para mover os segmentos de sede entre as posições, um atuador operável para mover o came, e um conjunto eletrônico disposto no alojamento e em comunicação com o atuador para operar o atuador em resposta ao recebimento de um sinal de comando.

Description

Antecedentes da Invenção Campo da Invenção

[0001] A presente invenção refere-se, de uma maneirageral, a um sistema de liberação de esfera operado por telemetria.

Descrição da Técnica Relacionada

[0002] Um orifício de poço é formado para acessarformações que contém hidrocarbonetos, por exemplo, petróleo bruto e/ou gás natural, por meio de perfuração. A perfuração é realizada pela utilização de uma broca de perfuração a qual está montada na extremidade de uma coluna tubular, tal como uma coluna de perfuração. Para perfurar no interior do orifício de poço até uma profundidade pré-determinada, a coluna de perfuração é tipicamente rotada por acionamento superior ou mesa rotativa em uma plataforma ou equipamento de superfície e/ou por um motor interno ao poço montado próximo à extremidade inferior da coluna de perfuração. Depois de perfurar até uma profundidade pré-determinada, a coluna de perfuração e a broca de perfuração são removidas e uma seção de revestimento é instalada no interior do orifício de poço. Desta forma uma coroa anular é formada entre a coluna de revestimento e a formação. A coluna de revestimento é cimentada no orifício de poço pela circulação de cimento no interior da coroa anular definida entre a parede externa do revestimento e o orifício de poço. A combinação do cimento e do revestimento reforça o orifício de poço e facilita o isolamento de certas áreas da formação por detrás do revestimento para a produção de hidrocarbonetos.

[0003] É comum a utilização de mais que uma coluna derevestimento ou de alojamento em um orifício de poço. Nesse sentido, o poço é perfurado até uma primeira profundidade designada usando uma extremidade de broca em uma coluna de perfuração. A coluna de perfuração é removida. Uma primeira coluna de revestimento é então instalada no interior do orifício de poço e ajustada na porção perfurada do orifício de poço e cimento é circulado no interior da coroa anular por detrás da coluna de revestimento. Em seguida, o poço é perfurado até uma segunda profundidade designada, e uma segunda coluna de revestimento ou de alojamento é instalada no interior da porção perfurada do orifício de poço. Se a segunda coluna é uma coluna de revestimento, o revestimento é ajustado em uma profundidade tal que a porção superior da segunda coluna de revestimento é sobrejacente à porção inferior da primeira coluna de revestimento. A coluna de revestimento pode então ser pendurada a partir do alojamento existente. A segunda coluna de revestimento ou de alojamento é então cimentada. Este processo é tipicamente repetido com colunas de revestimento ou de alojamento adicionais até que o poço tenha sido perfurado até sua profundidade total. Desta maneira, os poços são tipicamente formados com duas ou mais colunas de revestimento com um diâmetro sempre decrescente.

[0004] Uma sede de esfera pode ser usada para facilitar o acoplamento da coluna de revestimento por intermédio de facilitar os aumentos de pressão no interior de um orifício de um alinhador apara ajustar um suspensor alinhador em um revestimento, uma vez que uma pressão em particular é alcançada no interior do orifício. Uma esfera pode ser bombeada a partir da superfície e a pressão pode ser exercida sobre a esfera assentada para atingir uma primeira pressão predeterminada que ajusta um suspensor alinhador. Uma vez que o suspensor alinhador tenha sido ajustado, se faz necessário liberar a esfera a partir da sede para restaurar a circulação. As sedes de esfera tradicionais usam dispositivos do tipo de cisalhamento para liberar a esfera. Uma vez que o suspensor alinhador tenha sido ajustado, então a pressão pode ser aumentada até uma segunda pressão predeterminada, a qual fratura os dispositivos de cisalhamento e libera a esfera para restaurar a circulação no poço. Todavia, as sedes tradicionais de esfera sofrem várias desvantagens. Em primeiro lugar os valores de cisalhamento requeridos para a liberação da sede da esfera podem variar de uma maneira enorme e, assim sendo, a esfera pode ser liberada inadvertidamente em uma pressão indesejada. Em segundo lugar, em alguns casos, o volume de pressão hidrostática pode ser tão grande que a atracação da esfera sobre a sede nunca é detectado. Em tal caso, a esfera pode atracar sobre a sede de esfera e ser cisalhada tão rápido que uma pressão pontual indicando isolamento nunca é observada.

Sumário da Invenção

[0005] Em uma realização, um sistema de liberação de esfera para o uso em um orifício de poço compreende um alojamento tubular, um sede disposto no alojamento e compreendendo segmentos curvos para formar um anel, cada um dos segmentos móvel radialmente entre uma posição retida para receber uma esfera e uma posição liberada, um came disposto no alojamento longitudinalmente móvel em relação ao mesmo e operável para mover os segmentos de sede entre as posições, um atuador operável para mover o came e um conjunto eletrônico disposto do alojamento e em comunicação com o atuador para operar o atuador em resposta ao recebimento de um sinal de comando.

[0006] Em outra realização um conjunto de instalação de revestimento (Liner Deployment Assembly = LDA) para suspender uma coluna de revestimento a partir de uma coluna tubular cimentado em um orifício de poço compreende uma ferramenta de ajuste operável para ajustar um empacotador da coluna de revestimento, uma ferramenta de operação operável para conectar longitudinalmente e com torção a coluna de revestimento a uma porção superior do conjunto de instalação de revestimento (LDA), um aguilhão conectado a ferramenta de operação, um conjunto de adensamento para vedar contra uma superfície interna da coluna de revestimento e uma superfície externa do aguilhão e para conectar a coluna de revestimento a uma porção inferior do conjunto de instalação de revestimento (LDA), um fecho de liberação conectada ao aguilhão para desconectar o conjunto de adensamento a partir da coluna de revestimento, um espaçador conectado ao conjunto de adensamento e o sistema de liberação de esfera acima mencionado conectado ao espaçador.

[0007] Em outra realização, um método para suspender uma coluna tubular interno a partir de uma coluna tubular externo compreende percorrer a coluna tubular interno e um conjunto de instalação no orifício de poço usando uma coluna de instalação, no qual o conjunto de instalação compreende um sistema de liberação de esfera, bombeando uma esfera adentro e para baixo na coluna de instalação até uma sede do sistema de liberação de esfera e enviando um sinal de comando para o sistema de liberação de esfera, e suspendendo a coluna tubular interno a partir da coluna tubular externo por intermédio de exercer pressão sobre a esfera assentada, no qual o sistema de liberação de esfera libera a esfera depois que a coluna tubular interno esteja suspensa.

Breve Descrição dos Desenhos

[0008] De modo permitir que as características acima mencionadas da presente invenção possam ser melhor compreendidas em seus detalhes, uma descrição mais particular da invenção brevemente sumarizada acima será aqui apresentada com referência a suas realizações, algumas das quais estão ilustradas nos desenhos anexos. Entretanto, é para ser observado que os desenhos anexos ilustram apenas típicas realizações da presente invenção e não devem, portanto, ser considerados como limitativos de seu escopo, uma vez que a invenção pode admitir quaisquer outras realizações igualmente eficientes.

[0009] As Figuras 1A-1C ilustram um sistema de perfuração em um modo de instalação de revestimento de acordo com uma realização da presente invenção. A Figura 1D ilustra uma etiqueta de identificação de frequência de rádio (RFID) do sistema de perfuração. A Figura 1E ilustra uma etiqueta de identificação de frequência de rádio (RFID) alternativa.

[0010] As Figuras 2A-2D ilustram um conjunto de instalação de revestimento (Liner Deployment Assembly = LDA) do sistema de perfuração.

[0011] As Figuras 3A e 3B ilustram um sistema de liberação de esfera do conjunto de instalação de revestimento (LDA).

[0012] As Figuras 4A-4C ilustram a operação do sistema de liberação de esfera.

[0013] A Figura 5 ilustra uma sede alternativa para o sistema de liberação de esfera, de acordo com outra realização da invenção.

Descrição Detalhada da Realização Preferida

[0014] As Figuras 1A-1C ilustram um sistema de perfuração 1 em um modo de instalação de revestimento de acordo com uma realização da presente invenção. O sistema de perfuração 1 pode incluir uma unidade de perfuração móvel marítima (Mobile Offshore Drilling Unit = MODU) 1m, tal como uma unidade de equipamento de perfuração semi-submersível 1r, um sistema de manuseio de fluido 1h, um sistema de transporte de fluido 1t, um conjunto de controle de pressão (Pressure Control Assembly = PCA) 1p e uma coluna de operação 9.

[0015] A unidade de perfuração móvel marítima (MODU) 1m pode portar o equipamento de perfuração 1r e o sistema de manuseio de fluido 1h a bordo e pode incluir uma abertura em seu casco através da qual as operações de perfuração são conduzidas. A unidade de perfuração móvel marítima (MODU) 1m semi-submersível pode incluir um casco inferior de barcaça o qual flutua abaixo de uma superfície (também conhecida como linha d’água) 2s do mar 2 e é, portanto, menos sujeito à ação de ondas na superfície. Colunas de estabilização (apenas uma está mostrada) podem ser montadas sobre o casco inferior da barcaça para suportar um casco superior acima da linha d’água. O casco superior pode ter um ou mais deques para suportar o equipamento de perfuração 1r e o sistema de manuseio de fluido 1h. A unidade de perfuração móvel marítima (MODU) 1m pode adicionalmente ter um sistema de posicionamento dinâmico (Dynamic Positioning System = DPS) (não mostrado) ou pode ser ancorada para manter a abertura de operação em posição sobre um cabeçote de poço submerso 10.

[0016] Alternativamente, a unidade de perfuração móvel marítima (MODU) pode ser um navio de perfuração. Alternativamente, uma unidade de perfuração marítima fixa ou uma unidade de perfuração marítima não móvel pode ser usada ao invés da unidade de perfuração móvel marítima (MODU). Alternativamente, o orifício de poço pode ser submerso tendo um cabeçote de poço localizado adjacente à linha d’água e o aparelho de perfuração pode estar localizado sobre uma plataforma adjacente ao cabeçote de poço. Alternativamente, o orifício de poço pode ser subterrâneo e o aparelho de perfuração localizado sobre uma base terrestre.

[0017] O equipamento de perfuração 1r pode incluir uma torre de poço de petróleo 3, um piso 4, um acionamento superior 5, um cabeçote de cimentação 7 e um guincho. O motor de acionamento superior 5 pode incluir um motor 8 para girar a coluna de operação 9. O motor do acionamento superior pode ser elétrico ou hidráulico. Uma estrutura do motor de acionamento superior 5 pode ser ligada a um trilho (não mostrado) da torre de poço de petróleo 3 para prevenir a rotação da mesma durante a rotação da coluna de operação 9 e para permitir o movimento vertical do motor de acionamento superior com um bloco de deslocamento 11t do guindaste. A estrutura do motor de acionamento superior 5 pode ser suspensa a partir da torre de poço de petróleo 3 por meio do bloco de deslocamento 11t. O eixo oco pode ser torsionalmente operado por meio do motor de acionamento superior e suportado a partir da estrutura por mancais. Adicionalmente, o acionamento superior pode ter uma entrada conectada à estrutura e em comunicação de fluido com o eixo oco. O bloco de deslocamenteo 11t pode ser suportado por uma coluna de cordas 11r conectada em sua extremidade superior a um bloco de coroa 11c. A coluna de cordas 11r podem ser passada através de roldanas dos blocos 11c,t e se estender para operadores de tração 12 para seu recolhimento, desta forma elevando ou abaixando o bloco de deslocamento 11t em relação a torre de poço de petróleo 3. Adicionalmente o equipamento de perfuração 1r pode incluir um compensador da coluna de perfuração (não mostrado) para contrabalançar o deslocamento da unidade de perfuração móvel marítima (MODU) 1m. O compensador da coluna de perfuração pode estar disposto entre o bloco de deslocamento 11t e o acionamento superior 5 (também conhecido como montagem em gancho) ou entre o bloco de coroa 11c e a torre de poço de petróleo (também conhecido como montagem superior).

[0018] Alternativamente, um Kelly e uma mesarotativa podem ser usados ao invés do acionamento superior.

[0019] No modo de instalação, uma extremidadesuperior da coluna de operação 9 pode ser conectada ao eixo oco do acionamento superior, tal como por meio de acoplamentos com roscas. A coluna de operação 9 pode incluir um conjunto de instalação de revestimento (LDA) 9d e uma coluna de instalação, tal como juntas da tubulação de perfuração 9p conectadas unidos, tal como por meio de acoplamentos com roscas. Uma extremidade superior do conjunto de instalação de revestimento (LDA) 9d pode ser conectada a uma extremidade inferior do cano de perfuração 9p, tal como por meio de acoplamentos com roscas. O conjunto de instalação de revestimento (LDA) 9d também pode ser conectado a uma coluna de revestimento 15. A coluna de revestimento 15 pode incluir uma manga de ajuste 15v, um receptáculo de poço polido (Polished Bore Receptacle = PBR) 15r, um empacotador 15p, um elemento de suspensão de revestimento 15h, juntas de revestimento 15j, um colar de atracação 15c, e um sapato alargador 15s. O receptáculo de poço polido (PBR) 15r, as juntas de revestimento 15j, o colar de atracação 15c e o sapato alargador 15s podem ser rotados 8 por meio do motor de acionamento superior 5 através da coluna de operação 9.

[0020] Alternativamente, a coluna de revestimentopode incluir uma extremidade de broca de perfuração (não mostrada) ao invés do sapato alargador 15s e a coluna de revestimento pode ser perfurada na formação inferior 27b, desta forma estendendo o orifício de poço 24 enquanto instalando a coluna de revestimento.

[0021] Após a instalação do revestimento ter sidoconcluída, a coluna de operação 9 pode ser desconectada a partir do motor de acionamento superior 5 e o cabeçote de cimentação 7 pode ser inserido e conectado entre os mesmos. O cabeçote de cimentação 7 pode incluir uma válvula de isolamento 6, um suporte rotativo do atuador 7h, um suporte rotativo de cimentação 7c e um ou mais lançadores de plugue, tal como um lançador de dardo 7d. A válvula de isolamento 6 pode ser conectada a um eixo oco do motor de acionamento superior 5 e a uma extremidade superior do suporte rotativo do atuador 7h, tal como por meio de acoplamentos com roscas. Uma extremidade superior da coluna de operação 9 pode ser conectada a uma extremidade inferior do cabeçote de cimentação 7, tal como por meio de acoplamentos com roscas.

[0022] O suporte rotativo de cimentação 7c pode incluir um alojamento conectado por meio de torção a torre de poço de petróleo 3, tal como por meio de barras, corda de colunas ou um suporte (não mostrado). A conexão por meio de torção pode acomodar um movimento longitudinal do suporte rotativo 7c em relação à torre de poço de petróleo 3. O suporte rotativo de cimentação 7c pode, adicionalmente, incluir um mandril e mancais para suportar o alojamento a partir do mandril enquanto acomoda a rotação 8 do mandril. Uma extremidade superior do mandril pode ser conectada a uma extremidade inferior do suporte rotativo do atuador, tal como por meio de acoplamentos com roscas. O suporte rotativo de cimentação 7c pode, adicionalmente, incluir uma entrada formada através de uma parede do alojamento e em comunicação de fluido com um portal formado através do mandril e um conjunto de vedação para isolar a comunicação do portal de entrada. O portal do mandril de cimentação pode proporcionar uma comunicação de fluido entre uma perfuração do cabeçote de cimentação e a entrada do alojamento. O conjunto de vedação pode incluir uma ou mais pilhas de anéis de vedação com um formato de V, tais como pilhas opostas dispostas entre o mandril e o alojamento escarranchando a interface do portal de entrada. O suporte rotativo do atuador 7h pode ser similar ao suporte rotativo de cimentação 7c exceto que o alojamento pode ter duas entradas em comunicação de fluido com as respectivas passagens formadas através do mandril. As passagens do mandril podem se estender para respectivas saídas do mandril para conexão com os respectivos condutos hidráulicos (apenas um é mostrado) para a operação de respectivos atuadores hidráulicos do lançador 7d. As entradas do suporte rotativo do atuador podem estar em comunicação de fluido com uma unidade de energia hidráulica (Hydraulic Power Unit = HPU) (não mostrada).

[0023] Alternativamente, o conjunto de vedação pode incluir vedações rotativas, tais como vedações mecânicas.

[0024] O lançador de dardos 7d pode incluir um corpo, um desviador, uma vasilha, uma articulação e um atuador. O corpo pode ser tubular e pode ter um orifício através do mesmo. Para facilitar a montagem, o corpo pode incluir duas ou mais seções conectadas juntas tais como por intermédio de acoplamentos rosqueados. Uma extremidade superior do corpo pode ser conectada a uma extremidade inferior do anel de amarração do atuador, tal como por intermédio de acoplamentos rosqueados e uma extremidade inferior do corpo pode ser conectada ai coluna de operação 9. Adicionalmente, o corpo pode ter um acostamento de atracação formado em uma superfície interna do mesmo. A vasilha e o desviador podem cada um deles, ser disposto no orifício do corpo. O desviador pode ser conectado ao corpo, tal como por intermédio de acoplamentos rosqueados. A vasilha pode ser longitudinalmente móvel em relação ao corpo. A vasilha pode ser tubular e pode ter abas formadas ao longo e ao redor de uma superfície externa da mesma. Passagens de desvio podem ser formadas entre as abas. Adicionalmente, a vasilha pode ter um acostamento de atracação formado em uma extremidade inferior da mesma correspondendo ao acostamento de atracação do corpo. O desviador pode ser operável para defletir fluido recebido a partir de uma linha de cimento 14 afastando a partir do orifício da vasilha e em sentido as passagens de desvio. Um plugue de liberação, tal como um dardo 43d, pode ser disposto no orifício da vasilha.

[0025] O engate pode incluir um corpo, um êmbolo e um eixo. O engate do corpo pode ser conectado a uma aleta formada na superfície externa do corpo do lançador tal como por intermédio de acoplamentos rosqueados. O êmbolo pode ser longitudinalmente móvel em relação ao corpo do engate e radialmente móvel em relação ao corpo do lançador entre uma posição capturada/acionada e uma posição liberada. O êmbolo pode ser movido entre as posições por intermédio de interação, tal como por um macaco de rosca, com o eixo. O eixo pode ser longitudinalmente conectado a e rotativo em relação ao corpo do engate. O atuador pode ser um motor hidráulico operado para rotar o eixo em relação ao corpo do engate.

[0026] O lançador de esferas 44 pode incluir um corpo, um êmbolo, um atuador e um plugue de ajuste, tal como uma esfera 43b, ali carregada. O corpo do lançador de esferas pode ser conectado a outra aleta formada em uma superfície externa do corpo do lançador de dardos, tal como por intermédio de acoplamentos rosqueados. A esfera 43b pode ser disposta no êmbolo para o fecho de liberação e o bombeamento seletivos para baixo do poço através do cano de perfuração 9p para o conjunto de instalação de revestimento (LDA) 9d. O êmbolo pode ser móvel em relação ao respectivo corpo do lançador de dardos entre uma posição capturada e uma posição liberada. O êmbolo pode ser movido entre as posições por intermédio do atuador. O atuador pode ser hidráulico, tal como um conjunto de pistão e de cilindro.

[0027] Alternativamente, o anel de amarração doatuador e a atuador do lançador podem ser pneumáticos ou elétricos. Alternativamente o atuador do lançador pode ser linear tal como um pistão e um cilindro.

[0028] Em operação, quando for desejado para lançarum dos plugues 43b,d a unidade de energia hidráulica (HPU) pode ser operada para alimentar fluido hidráulico para o atuador do lançador apropriado via o anel de amarração do atuador 7h. O atuador do lançador selecionado pode então mover o êmbolo para a posição liberada (não mostrado). Se o lançador de dardo 7p é selecionado, a vasilha e o dardo 43d podem então mover em um sentido para baixo em relação ao alojamento até que os acostamentos de atracação sejam engajados. O engajamento dos acostamentos de atracação pode fechar as passagens de desvio da vasilha, desta forma forçando o fluido a fluir no orifício da vasilha. O fluido pode então propulsar o dardo 43d a partir do orifício da vasilha para um orifício mais baixo do alojamento e em um sentido através da coluna de operação 9. Se o lançador de esferas 44 for selecionado, o êmbolo pode carregar a esfera 43b no alojamento do lançador para ser propulsionada no cano de perfuração 9p por intermédio do fluido.

[0029] Em operação, a unidade de energia hidráulica(HPU) pode ser operado para alimentar fluido hidráulico para o atuador via o anel de amarração do atuador 7h. O atuador pode então mover o êmbolo para a posição de liberação (não mostrada). A vasilha e o plugue de cimentação 43d podem então mover em um sentido para baixo em relação ao alojamento até que os acostamento de atracação sejam engajados. O engajamento dos acostamentos de atracação pode fechar as passagens de desvio das vasilhas, desta forma forçando fluido a fluir no orifício da vasilha. O fluido pode então propulsionar o dardo 43d a partir do orifício de vasilha no orifício inferior do alojamento e em um sentido para frente através da coluna de operação 9.

[0030] O sistema de transporte de fluido 1t pode incluir um conjunto de elevador marinho superior (UMRP) 16u, um elevador marinho 17, uma linha de reforçador 18b e uma linha de obstrução 18c. O elevador 17 pode se estender a partir do conjunto de controle de pressão (PCA) 1p até a unidade de perfuração móvel marítima (MODU) 1m e pode conectar a unidade de perfuração móvel marítima (MODU) através do conjunto de elevador marinho superior (UMRP) 16u. O conjunto de elevador marinho superior (UMRP) 16u pode incluir um desviador 19, uma junta flexível 20, uma junta de deslizamento (também conhecida como telescópica) 21, e um tensor 22. A junta de deslizamento 21 pode incluir um barril externo conectado a uma extremidade superior do elevador 17, tal como por meio de uma conexão de flange. O barril externo também pode ser conectado ao tensor 22, tal como por meio de um anel de tensor.

[0031] A junta flexível 20 também pode conectar o desviador 21, tal como por meio de uma conexão de flange. O desviador 21 também pode ser conectado ao solo do aparelho 4, tal como por meio de uma braçadeira. A junta de deslizamento 21 pode ser operável para se estender e para retrair em resposta ao deslocamento da unidade de perfuração móvel marítima (MODU) 1m em relação ao elevador 17 enquanto o tensor 22 pode enrolar a corda de coluna em resposta ao deslocamento, desta forma suportando o elevador 17 a partir da unidade de perfuração móvel marítima (MODU) 1, enquanto acomodando o deslocamento. O elevador 17 pode ter um ou mais módulos de flutuação (não mostrados) dispostos ao longo do mesmo para reduzir a carga sobre o tensor 22.

[0032] O conjunto de controle de pressão (PCA) 1p pode ser conectado ao cabeçote de poço 10 localizado adjacente a um solo 2f do mar. Uma coluna condutora 23 pode ser acionada para penetrar no solo 2f do mar. A coluna condutora 23 pode incluir um alojamento e juntas de tubulação condutora conectadas unidas, tal como por meio de acoplamentos com roscas. Após a coluna condutora 23 ter sido instalada, um orifício de poço submerso 24 pode ser perfurado no solo do mar 2f e uma coluna de revestimento 25 pode ser instalada no orifício de poço. A coluna de revestimento 25 pode incluir um alojamento de cabeçote de poço e juntas de revestimento conectadas unidas, tal como por meio de acoplamentos com roscas. O alojamento do cabeçote de poço pode atracar no alojamento condutor durante a instalação da coluna de revestimento 25. A coluna de revestimento 25 pode ser cimentada 26 no orifício de orifício de poço 24. A coluna de revestimento 25 pode se estender até uma profundidade adjacente a uma parte inferior da formação superior 27u. O orifício de poço 24 pode então ser se estendido até uma formação inferior 27b usando uma broca piloto e um alargador inferior (não mostrado).

[0033] A formação superior 27u pode ser não produtiva e uma formação inferior 27b pode um reservatório contendo hidrocarbonetos. Alternativamente, a formação inferior 27b pode ser não produtiva (por exemplo, uma zona depauperada), ambientalmente sensível, tal como um aquífero, ou instável.

[0034] O conjunto de controle de pressão (PCA) 1p pode incluir um adaptador de cabeçote de poço 28b, uma ou mais cruzes de fluxo 29u,m,b, um ou mais dispositivos de prevenção de explosão (Blow Out Preventers = BOPs) 30a,u,b, um conjunto de elevador marinho inferior (Lower Marine Riser Package = LMRP) 16b, um ou mais acumuladores, e um receptor 31. O conjunto de elevador marinho inferior (LMRP) 16b pode incluir um elemento de controle, uma junta flexível 32 e um conector 28u. O adaptador de cabeçote de poço 28b, as cruzes de fluxo 29 u,m,b, os dispositivos de prevenção de explosão (BOPs) 30 a,u,b, o receptor 31, o conector 28u e a junta flexível 32, podem, cada um deles, incluir um alojamento tendo um orifício longitudinal através do mesmo e podem, cada um deles, ser conectado, tal como por meio de flanges, de tal maneira que um orifício contínuo é mantido através dos mesmos. As juntas flexíveis 21, 32 podem acomodar respectivos movimentos horizontal e/ou rotativo (também conhecido como de afastamento e de rolagem) da unidade de perfuração móvel marítima (MODU) 1m em relação ao elevador 17 e do elevador 17 em relação ao conjunto de controle de pressão (PCA) 1p.

[0035] Cada um do conector 28u e do adaptador de cabeçote de poço 28b pode incluir um ou mais elementos de fixação, tais como cães, para prender o conjunto de elevador marinho inferior (LMRP) 16b aos dispositivos de prevenção de explosão (BOPs) 30a,u,b e o conjunto de controle de pressão (PCA) 1p ao perfil externo do alojamento do cabeçote de poço, respectivamente. Cada um do conector 28u e o adaptador de cabeçote de poço 28b pode, adicionalmente, incluir uma manga de vedação para engajar um perfil interno do respectivo receptor 31 e do alojamento do cabeçote de poço. Cada um do conector 28u e adaptador de cabeçote de poço 28b pode estar em comunicação elétrica ou hidráulica com o elemento de controle e/ou adicionalmente incluir um atuador elétrico ou hidráulico e uma interface, tal como um estabilizador a calor, de tal maneira que um veículo submarino remotamente operado (Remotely Operated Subsea Vehicle = ROV) (não mostrado) pode operar o atuador para engajar o cão com o perfil externo.

[0036] O conjunto de elevador marinho inferior (LMRP) 16b pode receber uma extremidade inferior do elevador 17 e conectar o elevador ao conjunto de controle de pressão (PCA) 1p. O elemento de controle pode estar em comunicação elétrica, hidráulica e/ou ótica com um controlador de aparelho (não mostrado) a bordo da unidade de perfuração móvel marítima (MODU) 1m através de um cordão cordão umbilical 33. O elemento de controle pode incluir uma ou mais válvulas de controle (não mostradas) em comunicação com os dispositivos de prevenção de explosão (BOPs) 30a,u,b para a operação dos mesmos. Cada uma das válvulas de controle pode incluir um atuador elétrico ou hidráulico em comunicação com o cordão umbilical 33. O cordão umbilical 33 pode incluir um ou mais cabos/condutos de controle elétricos e/ou hidráulicos para o atuador. Os acumuladores podem armazenar fluido hidráulico pressurizado para operar os dispositivos de prevenção de explosão (BOPs) 30a,u,b. Adicionalmente, os acumuladores podem ser usados para operar um ou mais dos outros componentes do conjunto de controle de pressão (PCA) 1p. O elemento de controle pode, adicionalmente, incluir válvulas de controle para operar as outras funções do conjunto de controle de pressão (PCA) 1p. O controlador de aparelho pode operar o conjunto de controle de pressão (PCA) 1p através do cordão umbilical 33 e o elemento de controle.

[0037] Uma extremidade inferior da linha do reforçador 18b pode ser conectada a uma ramificação da cruz de fluxo 29u por meio de uma válvula de fechamento. Um distribuidor múltiplo de reforçador também pode ser conectado a extremidade inferior da linha do reforçador e ter um bocal conectado a uma respectiva ramificação de cada uma das cruzes de fluxo 29 m, b. As válvulas de fechamento podem ser dispostas nos respectivos bocais do distribuidor múltiplo do reforçador. Alternativamente, uma linha de parada separada (não mostrada) pode ser conectada as ramificações das cruzes de fluxo 29 m,b ao invés do distribuidor múltiplo do reforçador. Uma extremidade superior da linha do reforçador 18b pode ser conectada a uma saída de uma bomba de reforçador (não mostrada). Uma extremidade inferior da linha de obstrução 18c pode ter bocais conectados a respectivas segundas ramificações das cruzes de fluxo 29m,b. As válvulas de fechamento pode ser dispostas nas respectivas projeções da extremidade inferior da linha de obstrução.

[0038] Um sensor de pressão pode ser conectado a uma segunda ramificação da cruz de fluxo superior 29u. Os sensores de pressão também podem ser conectados aos bocais da linha de obstrução entre as respectivas válvulas de fechamento e as respectivas segundas ramificações da cruz de fluxo. Cada um dos sensores de pressão pode se encontrar em comunicação de dados com o elemento de controle. As linhas 18b,c e o cordão umbilical 33 podem se estender entre a unidade de perfuração móvel marítima (MODU) 1m e o conjunto de controle de pressão (PCA) 1p por meio de ser presos a suportes dispostos ao longo do elevador 17. Cada uma das válvulas de fechamento pode ser automatizada e ter um atuador hidráulico (não mostrado) operado pelo elemento de suspensão aerodinâmico.

[0039] Alternativamente, o cordão umbilical pode ser estendido entre a unidade de perfuração móvel marítima (MODU) e o conjunto de controle de pressão (PCA) independentemente do elevador. Alternativamente, os atuadores da válvula de fechamento podem ser elétricos ou pneumáticos.

[0040] O sistema de manuseio de fluido 1h pode incluir uma ou mais bombas, tal como uma bomba de cimento 13 e uma bomba de lama 34, um reservatório para fluido de perfuração 47m, tal como um tanque 35, um separador de sólidos, tal como um agitador de xisto 36, um ou mais medidores de pressão 37c,m, um ou mais contadores de curso 38c,m, uma ou mais linhas de fluxo, tal como uma linha de cimento 14, uma linha de lama 39, uma linha de retorno 40 e um misturador de cimento 42. O fluido de perfuração 47m pode incluir um líquido de base. O líquido de base pode ser óleo refinado ou sintético, água, salmoura, ou uma emulsão de água/óleo. O fluido de perfuração 47m pode, adicionalmente, incluir sólidos dissolvidos ou suspensos no líquido de base, tal como argila organofílica, lignita e/ou asfalto, desta forma formando uma lama.

[0041] Uma primeira extremidade da linha de retorno40 pode ser conectada a saída do desviador e uma segunda extremidade da linha de retorno pode ser conectada a uma entrada do agitador 36. Uma extremidade inferior da linha de lama 39 pode ser conectada a uma saída da bomba de lama 34 e uma extremidade superior da linha de lama pode ser conectada a entrada operacional superior. O medidor de pressão 37m pode ser montado como uma parte da linha de lama 39. Uma extremidade superior da linha de cimento 14 pode ser conectada a entrada do suporte rotativo de cimentação e uma extremidade inferior da linha de cimento pode ser conectada a uma saída da bomba de cimento 13. Uma válvula de fechamento 41 e o medidor de pressão 37c podem ser montados como parte da linha de cimento 14. Uma extremidade inferior de uma linha de alimentação de lama pode ser conectada a uma saída do tanque de lama 35 e uma extremidade superior da linha de alimentação de lama pode ser conectada a uma entrada da bomba de lama 34. Uma extremidade superior de uma linha de alimentação de cimento pode ser conectada a uma saída do misturador de cimento 42 e uma extremidade inferior da linha de alimentação de cimento pode ser conectada a uma entrada da bomba de cimento 13.

[0042] A coluna de operação 9 pode ser rotada 8 por meio do motor superior 5 e abaixada pelo bloco de percurso 11t, desta forma alargando a coluna de revestimento 15 na formação inferior 27b. O fluido de perfuração no orifício de poço 24 pode ser deslocado através de cursos 15e da sapata alargador 15s, onde o fluido pode circular em cortes/aparas se afastando a partir da sapata e retornar aos cortes em um orifício da coluna de revestimento 15. Os retornos 47r (fluido de perfuração mais os cortes), podem fluir para cima do orifício alinhador e no orifício do conjunto de instalação de revestimento (LDA) 9d. Os retornos 47r podem fluir para cima do orifício do conjunto de instalação de revestimento (LDA) e para uma válvula de desvio 50 (Figura 2A) do mesmo. Os retornos 47r podem ser desviados para uma coroa anular 48 formada entre a coluna de operação 9/ coluna de revestimento 15 e a coluna de revestimento 25/ orifício de poço 24 por intermédio da válvula de desvio 50. Os retornos 47r podem fluir para cima no orifício do conjunto de instalação de revestimento (LDA) e para uma válvula de desvio 50 (Figura 2 A) do mesmo. Os retornos 47r podem ser desviados em uma coroa anular 48 formada entre a coluna de operação 9/ coluna de revestimento 15 e a coluna de revestimento 25/orifício de poço 24 pela válvula de desvio 50. Os retornos 47r podem sair do orifício de poço 24 e fluir em uma coroa anular formada entre o elevador 17 e o cano de perfuração 9v via uma coroa anular do LMRP 16b, empilhamento do BOP e cabeçote de poço 10. Os retornos 47r podem sair do elevador e entrar na linha de retorno 40 via uma coroa anular do UMRP 16u e do desviador 19. Os retornos 47r podem fluir através da linha de retorno 40 e na entrada do agitador de xisto. Os retornos 47r podem ser processados pelo agitador de xisto 36 para remover os cortes.

[0043] As Figuras 2A-2D ilustram o conjunto de instalação de revestimento (LDA) 9d. O conjunto de instalação de revestimento (LDA) 9d pode incluir uma válvula de desvio 50, uma tampa de resíduos 51, uma ferramenta de ajuste 52, uma ferramenta de operação 53, um agulhão 54, um conjunto de adensamento superior 55, um espaçador 56, um fecho de liberação 57, um conjunto de adensamento inferior 58, um sistema de liberação de esfera 59, e um sistema de liberação de plugue 60.

[0044] Uma extremidade superior da válvula de desvio 50 pode ser conectada a uma extremidade inferior do cano de perfuração 9p e uma extremidade inferior da válvula de desvio 50 pode ser conectada a uma extremidade superior da tampa de resíduos 51, tal como por intermédio de acoplamentos rosqueados. Uma extremidade inferior da tampa de resíduos 51 pode ser conectada a uma extremidade superior da ferramenta de ajuste 52 e uma extremidade inferior da ferramenta de ajuste pode ser conectada a uma extremidade superior da ferramenta de operação 53, tal como por acoplamentos rosqueados. A ferramenta de operação 53 também pode ser presa ao empacotador 15p. Uma extremidade superior do aguilhão 54 pode ser conectada a uma extremidade inferior da ferramenta de operação 53 e uma extremidade inferior do aguilhão pode ser conectada a liberação 57, tal como por intermédio de acoplamentos rosqueados. O aguilhão 54 pode estender através do conjunto de adensamento superior 55. O conjunto de adensamento superior 55 pode ser preso ao empacotador 15p. Uma extremidade superior do espaçador 56 pode ser conectada a uma extremidade inferior do conjunto de adensamento superior 55, tal como por intermédio de acoplamentos rosqueados. Uma extremidade superior do conjunto de adensamento inferior 58 pode ser conectada a uma extremidade inferior do espaçador 56, tal como por intermédio de acoplamentos rosqueados. Uma extremidade superior do detentor 59 pode ser conectada a uma extremidade inferior do conjunto de adensamento inferior 58, tal como por intermédio de acoplamentos rosqueados. Uma extremidade superior do sistema de liberação de tampãos 60 pode ser conectada a uma extremidade inferior do detentor 59 tal como por intermédio de acoplamentos rosqueados.

[0045] A válvula de desvio 50 pode incluir um alojamento, uma válvula de perfuração e uma válvula de portal. O alojamento do desviador pode incluir duas ou mais seções tubulares (três são mostradas), uma conectada a outra, tal como por intermédio de acoplamentos rosqueados. O alojamento do desviador pode ter acoplamentos rosqueados formados em cada uma das extremidades longitudinais do mesmo formado em cada uma das extremidades longitudinais do mesmo para a conexão com o cano de perfuração 9p em uma extremidade superior do mesmo e a tampa de resíduos 51 na extremidade inferior da mesma. A válvula de perfuração pode ser disposta no alojamento. A válvula de perfuração pode incluir um corpo e um membro de válvula, tal como um membro de válvula de charneira, conectado de forma pivotante ao corpo e desviado em um sentido a posição fechada, tal como por intermédio de uma mola de torção. O membro de válvula de charneira pode ser orientado para permitir um fluxo de fluido em um sentido para baixo a partir do cano de perfuração 9p através do restante do conjunto de instalação de revestimento (LDA) 9d e prevenir o fluxo reverso em um sentido para cima a partir do conjunto de instalação de revestimento (LDA) 9d para o cano de perfuração 9p. O fechamento do membro de válvula de charneira pode isolar uma porção superior de um orifício da válvula de desvio a partir de uma porção inferior da mesma. Embora não mostrado, este corpo pode ter um orifício de enchimento formado através de uma parede do mesmo e desviando do membro de válvula de charneira.

[0046] A válvula do portal de desvio pode incluir uma manga e um membro de tensionamento, tal como uma mola de compressão. A manga pode incluir duas ou mais seções (quatro são mostradas), conectada umas às outras, tal como por intermédio de acoplamentos e/ou elementos de fixação rosqueados. Uma seção superior da manga pode estar conectada a uma extremidade inferior do corpo da válvula de perfuração, tal como por intermédio de acoplamentos rosqueados. Várias interfaces entre a manga e o alojamento e entre as seções do alojamento podem ser isoladas por intermédio de vedações. A manga pode ser disposta no alojamento e pode ser longitudinalmente móvel em relação ao mesmoa entre uma posição superior (não mostrada) e uma posição inferior (Figura 4A). A manga pode ser paralisada na posição inferior contra uma extremidade superior da seção inferior do alojamento e na posição superior por intermédio da válvula de perfuração engajando uma extremidade inferior da seção superior do alojamento. A seção intermediária do alojamento pode ter um ou mais portais de fluxo e um ou mais portais de equalização formados através de uma parede da mesma. Uma das seções de manga pode ter uma ou mais fendas de equalização formadas através das mesmas proporcionando uma comunicação fluida entre uma câmara de mola em uma superfície interna da seção intermediária do alojamento e a porção inferior de perfuração da válvula de desvio 50.

[0047] Uma das seções de manga pode cobrir os portais de fluxo do alojamento quando a manga estiver na posição inferior, desta forma fechando os portais de fluxo do alojamento e a seção de manga pode ficar livre dos portais de fluxo quando a manga estiver na posição superior, desta forma abrindo os portais de fluxo. Em operação, um pico de pressão dos retornos 47r gerado pela instalação do conjunto de instalação de revestimento (LDA) 9d e da coluna de revestimento 15 no orifício de poço pode ser exercido sobre uma face inferior do membro de válvula de charneira fechado. O pico de pressão pode empurrar o membro de válvula de charneira em um sentido para cima, desta forma também puxando a manga em um sentido para cima contra a mola de compressão e abrindo os portais de fluxo do alojamento. Os retornos 47r sofrendo a superpressão podem então ser desviados através dos portais de fluxo abertos pelo membro de válvula de charneira fechado. Uma vez que a coluna de revestimento 15 tenha sido disponibilizada, a dissipação da superpressão pode permitir com que a mola retorne a manga para a posição inferior.

[0048] A tampa de resíduos 51 pode incluir um pistão, um mandril e uma válvula de liberação. Embora mostrado como uma peça, o mandril pode incluir duas ou mais seções, uma conectada a outra, tal como por intermédio de acoplamentos rosqueados e/ou elemento de fixação. O mandril pode ter acoplamentos rosqueados formados em cada uma das extremidades longitudinais do mesmo para a conexão com a válvula de desvio 50 em uma extremidade superior da mesma e da ferramenta de ajuste 52 em uma extremidade inferior da mesma.

[0049] O pistão pode ser um membro anular tendo um orifício formado através do mesmo. O mandril pode estender através do orifício do pistão e o pistão pode ser longitudinalmente móvel em relação ao mesmo sujeito a uma retenção entre um acostamento superior do mandril e a válvula de liberação. O pistão pode portar uma ou mais (não mostradas) vedações externas e uma ou mais (duas mostradas) vedações internas. Embora não mostrada, a capota desucata 51 pode adicionalmente incluir uma gaxeta de vedação dividida carregando cada uma das vedações do pistão e um retentor para conectar cada uma das gaxetas de vedação de vedação ao pistão, tal como que por intermédio de uma conexão rosqueada. As vedações internas podem isolar uma interface entre o pistão e o mandril.

[0050] O pistão também pode ser disposto em um orifício do receptáculo polido de poço (PBR) 15r adjacente a uma extremidade superior do mesmo e pode ser longitudinalmente móvel em relação ao mesmo. As vedações externas podem isolar uma interface entre o pistão e o receptáculo polido de poço (PBR) 15r, desta forma formando uma extremidade superior de uma câmara compensadora 58. Uma extremidade inferior da câmara compensadora 58 pode ser formada por intermédio de uma interface vedada entre o conjunto de adensamento 55 e o empacotador 15p. A câmara compensadora 58 pode ser cheia com um fluido hidráulico (não mostrado), tal como água fresca ou óleo, de tal maneira que o pistão pode ser hidraulicamente travado no seu lugar. A câmara compensadora 58 pode prevenir contra a infiltração de detritos a partir do orifício de poço 24 a partir de obstruir a operação do conjunto de instalação de revestimento (LDA) 9d. O pistão pode incluir uma passagem de enchimento estendendo longitudinalmente através do mesmo, fechada por intermédio de um tampão. O mandril pode incluir uma ranhura de desvio formada no e ao longo de uma superfície externa do mesmo. A ranhura de desvio pode criar um percurso de vazamento através das vedações internas do pistão durante a remoção do conjunto de instalação de revestimento (LDA) 9d a partir da coluna de revestimento 15 para liberar a trava hidráulica.

[0051] A válvula de liberação pode incluir um acostamento formado em uma superfície externa do mandril, um membro de fechamento, tal como uma manga e um ou mais membros de desvio, tais como molas de compressão. Cada uma das molas pode ser carregada sobre uma haste e pode ser presa entre uma arruela estacionária conectada a haste e uma arruela deslizante ao longo da haste. Cada uma das hastes pode ser disposta em um bolso formado em uma superfície externa do mandril. A manga pode ter um gume de broca interno preso formado em uma extremidade inferior da mesma e estendendo nos bolsos. A extremidade inferior também pode ser disposta contra a arruela deslizante. O acostamento da válvula pode ter um ou mais postais radiais formados através do mesmo. O acostamento de válvula pode portar um par de vedações escarranchando os portais radiais e engajados com a manga de válvula, desta forma isolando o orifício do mandril a partir da câmara compensadora 58.

[0052] O pistão pode ter um perfil de torção formado em uma extremidade inferior do mesmo e o acostamento da válvula pode ter um perfil de torção complementar formado em uma extremidade superior da mesma. O pistão pode, adicionalmente, ter lâminas de alargamento formadas em uma superfície externa do mesmo. Os perfis de torção podem ser casados durante a remoção do conjunto de instalação de revestimento (LDA) 9d a partir da coluna de revestimento 15, desta forma conectando com torção o pistão ao mandril. O pistão pode então ser rotado durante a remoção para retornar os detritos de alargamento acumulados adjacente à extremidade superior do receptáculo polido de poço (PBR) 15r. A extremidade inferior do pistão também pode assentar sobre a manga da válvula durante a remoção. Caso a ranhura de desvio se torne entupida, puxar o cano de perfuração 9p pode fazer com que a manga da válvula seja empurrada em um sentido para baixo em relação ao mandril e contra as molas para abrir os portais radiais, desta forma liberando a trava hidráulica.

[0053] Alternativamente, o pistão pode incluir dois segmentos alongados semianulares conectados juntos por intermédio de prendedores e tendo gaxetas grampeadas entre as faces casadas dos segmentos para inibir um vazamento de fluido de uma extremidade para outra extremidade. Alternativamente, o pistão pode ter um portal radial de desvio ali e nele formado em uma localização entre as vedações internas: superior e inferior e a ranhura de desvio pode criar um percurso de vazamento através da vedação interna inferior para o portal de desvio. Alternativamente, a manga de válvula pode ser presa ao mandril por intermédio de um ou mais prendedores de cisalhamento.

[0054] A ferramenta de ajuste 52 pode incluir um corpo, uma pluralidade de prendedores, tais como cães, e um rotor. Embora mostrado como uma só peça, o corpo pode incluir duas ou mais seções conectadas, uma a outra, tal como que por intermédio de acopladores e/ou prendedores. O corpo pode ter acoplamentos rosqueados formados em cada uma das extremidades longitudinais do mesmo para a conexão a capota de sucata 51 em uma extremidade superior da mesma e uma ferramenta de operação 53 em uma extremidade inferior da mesma. O corpo pode ter um recesso formado em uma superfície externa do mesmo para receber o rotor. O rotor pode incluir um anel de pressão/impulso, um suporte de impulso, e um anel de guia. O anel de guia e o suporte de impulso pode ser disposto no recesso. O suporte de impulso pode ter uma calha interna conectada com torção ao corpo, tal como que por intermédio de uma fixação de pressão, uma calha externa conectada com torção ao anel de impulso, tal como que por intermédio de uma fixação de pressão, e um elemento de rolagem disposto entre as calhas. O anel de impulso pode ser conectado ao anel de guia, tal como que por intermédio de um ou mais prendedores rosqueados. Uma porção superior de um bolso pode ser formada entre o anel de impulso e o anel de guia. A ferramenta de ajuste 52 pode, adicionalmente, incluir um anel retentor conectado ao corpo adjacente ao recesso, tal como que por intermédio de um ou mais prendedores rosqueados. Uma porção inferior do bolso pode ser formada entre o corpo e o anel retentor. Os cães podem ser dispostos no bolso e espaçados ao redor do bolso.

[0055] Cada um dos cães pode ser móvel em relação ao rotor e o corpo entre uma posição retraída e uma posição estendida. Cada um dos cães pode ser impulsionado em um sentido à posição estendida por intermédio de um membro de desvio, tal como que por intermédio de uma mola de compressão. Cada um dos cães pode ter um gume de broca superior, um gume de broca inferior e uma abertura. Uma extremidade interna de cada uma das molas pode ser disposta contra uma superfície externa do anel de guia e uma porção externa de cada uma das molas pode ser recebida na respectiva abertura do cão. O gume de broca superior de cada um dos cães pode ser preso entre o anel de impulso e o anel de guia e o gume de broca inferior de cada um dos cães pode ser preso entre o anel retentor e o corpo. Cada um dos cães também pode ser preso entre uma extremidade inferior do anel de impulso e uma extremidade superior do anel retentor. Cada um dos cães também pode ser conectado com torção ao rotor, tal como que por intermédio de um prendedor pivotante (não mostrado) recebido pelo respectivo cão e o anel de guia.

[0056] A ferramenta de operação 53 pode incluir um corpo, uma trava, uma embreagem, e um engate. O corpo pode inclui duas ou mais seções tubulares (duas são mostradas), conectadas, uma a outra, tal como que por intermédio de acoplamentos rosqueados. O corpo pode ter acoplamentos rosqueados formados em cada uma das extremidades longitudinais do mesmo para a conexão a ferramenta de ajuste 52 em uma extremidade superior da mesma e o agulhão 54 em uma extremidade inferior da mesma. O engate pode conectar longitudinalmente ou com torção a coluna de revestimento 15 a uma porção superior do conjunto de instalação de revestimento (LDA) 9d. O engate pode incluir uma tampa de impulso tendo um ou mais prendedores com torção, tais como chaves, e um prendedor longitudinal, tal como uma porca flutuante. As chaves podem casar com o perfil de torção formado em uma extremidade superior do empacotador 15p e a porca flutuante pode ser aparafusada nos cães rosqueados do empacotador. A trava pode ser disposta sobre o corpo para prevenir contra a liberação prematura do engate a partir da coluna de revestimento 15. A embreagem pode, seletivamente e com torção, conectar a tampa de impulso ao corpo.

[0057] A trava pode incluir um pistão, um plugue, um ou mais prendedores, tais como cães, e uma manga. O plugue pode ser conectado a uma superfície externa do corpo, tal como que por intermédio de acoplamentos rosqueados. O plugue pode carregar uma vedação interna e uma vedação externa. A vedação interna pode isolar uma interface formada entre o plugue e o corpo e a vedação externa pode isolar uma interface formada entre o plugue e o pistão. O pistão pode ter uma porção superior disposta ao longo de uma superfície externa do corpo e uma porção inferior ampliada disposta ao longo de uma superfície externa do plugue. O pistão pode carregar uma vedação interna na porção superior para isolar uma interface formada entre o corpo e o pistão. O pistão pode ser preso ao corpo, tal como que por intermédio de um ou mais prendedores de cisalhamento. Uma câmara de atuação pode ser formada entre o pistão, o plugue e o corpo. O corpo pode ter um ou mais portais formados através de uma parede do mesmo proporcionando uma comunicação fluida entre a câmara e um orifício do corpo.

[0058] A manga da trava pode ter uma porção superior disposta ao longo de uma superfície externa do corpo e estendendo na porção inferior do pistão e em uma porção inferior ampliada. A manga da trava pode ter uma ou mais aberturas ali formadas e espaçadas ao redor da manga para receber um respectivo cão ali dentro. Cada um dos cães pode estender em uma ranhura formada em uma superfície externa do corpo, desta forma prendendo a manga da trava ao corpo. Um mancal de impulso pode ser disposto na porção inferior da manga da trava e contra um acostamento formado em uma superfície externa do corpo. O mancal de impulso pode ser desviado contra o corpo por intermédio de uma mola de compressão.

[0059] O corpo pode ter um perfil de torção, tal como um ou mais rasgos de chaveta formados em uma superfície externa do mesmo adjacente a uma extremidade inferior da seção superior do corpo. Uma chave pode ser disposta em cada um dos rasgos de chaveta. Uma extremidade inferior da mola de compressão pode ser suportada contra os rasgos de chaveta.

[0060] A tampa de impulso pode ser ligada a manga da trava, tal como que por intermédio de uma junta sobreposta. As chaves de engate podem ser conectadas a tampa de impulso, tal como que por intermédio de um ou mais acoplamentos rosqueados. Um acostamento pode ser formado em uma superfície interna da tampa de impulso dividindo uma porção superior ampliada a partir de uma porção inferior ampliada da tampa de impulso. O acostamento e a porção inferior ampliada podem receber uma porção superior de um membro de desvio, tal como uma mola compressora. Uma extremidade inferior da mola compressora pode ser recebida por um acostamento formado em uma extremidade superior da porca flutuante.

[0061] A porca flutuante pode ser impulsionada contra um acostamento formado por uma extremidade superior da seção inferior do alojamento por intermédio da mola compressora. A porca flutuante pode ter um rosqueamento formado em uma superfície externa da mesma. O rosqueamento pode ser no sentido contrário ao sentido para a direita, tal como no sentido para a esquerda (canhoto), em relação ao restante dos rosqueamentos da coluna de operação 9. A porca flutuante pode ser conectada com torção ao corpo por intermédio de ter um ou mais rasgos de chaveta formados ao longo de uma superfície interna da mesma e receber as chaves, desta forma proporcionando uma liberação em um sentido para cima da porca flutuante em relação ao corpo enquanto mantendo uma conexão com torção.

[0062] A embreagem pode incluir uma engrenagem e uma porca de guia. A engrenagem pode ser formada por um ou mais dentes conectados a tampa de impulso, tal como que por intermédio de um prendedor rosqueado. Os dentes podem engrenar com as chaves, de esta forma conectar com torção a tampa de impulso ao corpo. A porca de guia pode ser disposta em uma passagem rosqueada formada em uma superfície interna da porção superior ampliada da tampa de impulso e ter uma superfície rosqueada externa engrenada com o rosqueamento da tampa de impulso, desta forma conectando longitudinalmente a porca de guia e a tampa de impulso enquanto proporcionando uma liberação com torção entre os mesmos. A porca de guia pode ser conectada com torção ao corpo tendo um ou mais rasgos de chaveta formados ao longo de uma superfície interna da mesma e recebendo as chaves, desta forma proporcionando uma liberação longitudinal da porca de guia em relação ao corpo enquanto mantendo a conexão com torção. Os rosqueamentos na porca de guia e da tampa de impulso podem ter um afastamento mais fino, ser na mão oposta, e ter um maior número do que os rosqueamentos da porca flutuante e dos cães do empacotador para facilitar um deslocamento menos longitudinal (e oposto) por rotação da porca de guia em relação à porca flutuante.

[0063] Quando em operação, uma vez que o suspensor alinhador 15h tenha sido ajustado, a trava pode ser liberada por intermédio da alimentação de uma pressão de fluido suficiente através dos portais do corpo. O peso pode então ser ajustado para baixo sobre a coluna de revestimento, desta forma empurrando a tampa de impulso em um sentido para cima e desengajando a engrenagem da embreagem. A coluna de operação pode então ser rotada para fazer com que a porca de guia percorra em um sentido para baixo pela passagem atravessadora da tampa de impulso enquanto a porca flutuante percorre em um sentido para cima em relação aos cães rosqueados do empacotador. A porca flutuante pode desengajar a partir dois cães rosqueados antes que a porca de guia seja removida por baixo da passagem rosqueada. A rotação pode continuar para remover a porca de guia, desta forma restaurando a conexão com torção entre a tampa de impulso e o corpo.

[0064] Alternativamente, a ferramenta de operação pode ser substituída por intermédio de uma ferramenta de operação hidraulicamente liberada. A ferramenta de operação hidraulicamente liberada pode incluir um pistão, uma parada de cisalhamento, uma manga de torção, um prendedor longitudinal, tal como uma pinça, uma tampa, uma caixa, uma mola, um corpo e um detentor. A pinça pode ter uma pluralidade de dedos, cada um deles tendo uma aleta formada em uma parte inferior dos mesmos. As aletas dos dedos podem engajar uma porção complementar do empacotador 15p, desta forma conectando longitudinalmente a ferramenta de operação aa coluna de revestimento 15. A manga com torção pode ter chaves para engajar o perfil de torção formado no empacotador 15p. A pinça, a caixa e a tampa podem ser longitudinalmente móveis em relação ao corpo sujeito a limitação pelo parador. O pistão pode ser preso ao corpo por intermédio de um ou mais prendedores de cisalhamento e pode ser operável de uma forma fluida para liberar os dedos da pinça quando acionado por uma pressão de liberação limiar. Quando em operação, a pressão fluida pode ser aumentada ou acrescida para empurrar o pistão e fraturar os prendedores de cisalhamento, desta forma liberando o pistão. O pistão pode então mover em um sentido para cima em um sentido a pinça até que o pistão seja escorado na pinça e frature o parador. O pistão de engate pode continuar o movimento em um sentido para cima enquanto carregando a pinça, a caixa, e a tampa em um sentido para cima até que uma parte inferior da manga de torção escore nos dedos, desta forma empurrando os dedos radialmente em um sentido para dentro. O detentor pode ser um anel fendido radialmente desviado em um sentido para dentro e disposto entre a pinça e a caixa. O corpo pode incluir um recesso formado em uma superfície externa do mesmo. Durante o movimento em um sentido para cima do pistão, o detentor pode alinhar e entrar no recesso, desta forma prevenindo o reengajamento dos dedos. O movimento do pistão pode continuar até que a tampa escore um acostamento parador do corpo, desta forma assegurando um desengajamento completo dos dedos.

[0065] Uma extremidade superior de uma câmara de atuação 71 pode ser formada pela interface vedada entre o conjunto de adensamento superior 55 e o empacotador 15p. Uma extremidade inferior da câmara de atuação 71 pode ser formada pela interface vedada entre o conjunto de adensamento inferior 58 e o membro de suspensão da colunna 15h A câmara de atuação 71 pode estar em comunicação fluida com o orifício do conjunto de instalação de revestimento (LDA) (acima de uma sede da esfera do sistema de liberação de esfera 59), via um ou mais portais 56p formados através de uma parede do espaçador 56.

[0066] O conjunto de adensamento superior 55 pode incluir uma tampa, um corpo, um conjunto de vedação interno, tal como um empilhamento de vedação, um conjunto de vedação externo, tal como um cartucho, um ou mais prendedores tais como cães, uma manga de trava, um adaptador e um batente. O conjunto de adensamento superior 55 pode ser tubular e pode ter um orifício formado através do mesmo. O aguilhão 54 pode ser recebido através do orifício do conjunto de adensamento e uma extremidade superior do espaçador 56 podem ser presas a uma extremidade inferior do conjunto de adensamento superior 55. O conjunto de adensamento superior 55 pode ser preso ao empacotador 15p por intermédio do engajamento dos cães com uma superfície interna do empacotador.

[0067] O empilhamento de vedação pode ser disposto em uma ranhura formada em uma superfície interna do corpo. O empilhamento de vedação pode ser conectado ao corpo por intermédio de uma retenção entre um acostamento da ranhura e uma face inferior da tampa. O empilhamento de vedação pode incluir um adaptador superior, um conjunto superior de um ou mais vedantes direcionais, um adaptador central, um conjunto inferior de um ou mais vedantes direcionais, e um adaptador inferior. O cartucho pode ser disposto em uma ranhura formada em uma superfície externa do corpo. O cartucho pode ser conectado ao corpo por intermédio de uma retenção entre um acostamento da ranhura e uma extremidade inferior da tampa. O cartucho pode incluir uma gaxeta de vedação e um ou mais conjuntos de vedação (dois são mostrados). A gaxeta de vedação pode ter uma ranhura formada em uma superfície externa da mesma para receber cada um dos conjuntos e vedação. Cada um dos conjuntos de vedação pode incluir uma vedação, tal como um anel no formato de um S, e um par de elementos antiextrusão, tal como molas elásticas.

[0068] O corpo também pode portar uma vedação, tal como um anel no formato de um O, para isolar uma interface formada entre o corpo e a gaxeta de vedação. O corpo pode ter um ou mais (dois são mostrados) portais de equalização formados através de uma parede do mesmo localizado adjacentemente abaixo da ranhura do cartucho. O corpo pode adicionalmente ter um acostamento parador formado em uma superfície interna do mesmo adjacente aos portais de equalização. A manga da trava pode ser disposta em um orifício do corpo e longitudinalmente móvel em relação ao mesmo entre uma posição inferior e uma posição superior. A manga da trava pode ser parada na posição superior por intermédio do engajamento de uma extremidade superior da mesma com o acostamento parador e, mantida na posição inferior por intermédio de um batente. O corpo pode ter uma ou mais aberturas formadas através do mesmo e espaçadas ao redor do corpo para receber ali mesmo, um respectivo cão.

[0069] Cada um dos cães pode estender em uma ranhura formada em uma superfície interna do empacotador 15p, desta forma prendendo uma porção inferior do conjunto de instalação de revestimento (LDA) 9d no empacotador 15p. Cada um dos cães pode ser radialmente móvel em relação ao corpo entre uma posição estendida (mostrada) e uma posição retraída. Cada um dos cachorros pode ser estendido por intermédio de uma interação com um perfil de came formado em uma superfície externa da manga da trava. A manga da trava pode, adicionalmente, ter um cone cônico formado em uma parede da mesma e dedos de pinça estendendo a partir do cone cônico para uma extremidade inferior da mesma. O batente pode incluir os dedos de pinça e uma ranhura complementar formada em uma superfície interna do corpo. O batente pode resistir ao movimento da manga da trava a partir da posição inferior para a posição superior..

[0070] O conjunto de adensamento inferior 58 pode incluir um corpo e um ou mais conjuntos de vedação (dois são mostrados). O corpo pode ter acoplamentos rosqueados formados em cada uma das extremidades longitudinais do mesmo, para a conexão com o espaçador 56 em uma extremidade superior do mesmo e com o sistema de liberação de esfera 59 em uma extremidade inferior do mesmo. Cada um dos conjuntos de vedação pode incluir uma vedação direcional, tal como uma vedação de taça, uma vedação interna, uma gaxeta de vedação, e uma arruela. A vedação interna pode ser disposta em uma interface formada entre a vedação de taça e o corpo. A gaxeta de vedação pode ser presa ao corpo, tal como que por intermédio de um anel de pressão. A vedação de taça pode ser conectada a gaxeta de vedação, tal como que por intermédio de moldagem ou fixação por pressão. Um diâmetro externo da vedação de taça pode corresponder a um diâmetro interno do suspensor alinhador 15h, tal como que por ser levemente maior do que o diâmetro interno. A vedação de taça pode ser orientada para engajar de forma vedante com a superfície interna do suspensor alinhador em resposta a pressão no orifício do conjunto de instalação de revestimento (LDA) sendo maior do que a pressão no orifício da coluna de revestimento (abaixo do suspensor alinhador).

[0071] O sistema de liberação de plugue 60 pode incluir um lançador e o plugue de cimentação, tal como um plugue de ressalto. O lançador pode incluir um alojamento tendo acoplamentos rosqueados formados na extremidade superior do mesmo para a conexão a extremidade inferior do sistema de liberação de esfera 59 e uma porção de engate. O plugue de ressalto pode incluir um corpo e uma vedação de ressalto. O corpo pode ter uma porção de um engate, tal como um perfil externo, engajada com a porção de engate do lançador, desta forma, prendendo o plugue ao lançador. Adicionalmente, o corpo do plugue pode ter um perfil de atracação formado em uma superfície interna do mesmo. O perfil de atracação pode ter um acostamento de atracação, um perfil de engate interno, e um orifício de vedação para receber o dardo 43d. O dardo 43d pode ter um acostamento de atracação complementar, uma vedação de atracação, e um prendedor para engajar o perfil de engate interno, desta forma conectando o dardo e o plugue de ressalto 60. O corpo do plugue pode ser feito a partir de um material perfurante, tal como ferro fundido, metal não ferroso ou uma liga de metal, um composto de fibra reforçado, ou um polímero engenhado, e a vedação de ressalto pode ser feita de um elastômero ou um copolímero elastomérico.

[0072] As Figuras 3A e 3B ilustram o sistema de liberação de esfera 59. O sistema de liberação de esfera 59 pode incluir um alojamento 75, uma antena 74, um conjunto eletrônico 77, uma fonte de energia, tal como uma bateria 78, um atuador 80, e um sede de esfera 90. O alojamento 75 pode ter um orifício formado através do mesmo e pode incluir duas ou mais seções tubulares, tal como uma seção superior 75u, uma seção inferior 75b e uma seção de eletrônicos 75e, conectadas juntas, tal como que por intermédio de acoplamentos rosqueados. O alojamento 75 também pode ter acoplamentos rosqueados, formados em cada uma das extremidades longitudinais do mesmo para a conexão ao conjunto de adensamento inferior 58 na extremidade superior do mesmo e o sistema de liberação de plugue 60 em uma extremidade inferior do mesmo.

[0073] Alternativamente, a fonte de energia pode ser um capacitor ou um indutor ao invés da bateria 78.

[0074] A antena 74 pode ser tubular e pode estender ao longo de uma superfície interna da seção superior 75u e da seção de eletrônicos 75e do alojamento. A antena 74 pode incluir um alinhador interno, uma bobina e uma camisa (alojamento). O revestimento da antena pode ser feito a partir de um material não magnético e não condutivo tal como um polímero ou um composto, pode ter um orifício formado longitudinalmente através da mesma e pode ter uma ranhura helicoidal formada em uma superfície externa da mesma. A bobina da antena pode ser enrolada na ranhura helicoidal e pode ser feita de um material eletricamente condutivo, tal como cobre ou uma liga do mesmo. A antena 74 pode ser recebida em um recesso formado em uma superfície interna do alojamento 75 entre um acostamento formado em uma superfície interna da seção superior do alojamento 75u e um acostamento do atuador 80.

[0075] O alojamento dos eletrônicos 75e pode ter um ou mais bolsos (dois são mostrados) formados em uma superfície externa do mesmo. O conjunto eletrônico 77 e a bateria 78 podem ser dispostos em bolsos respectivos do alojamento do eletrônico 75e. O alojamento do eletrônico 75e pode ter um conduto elétrico formado através de uma parede do mesmo para receber fios vivos/positivos/principais conectando a antena 74 ao conjunto eletrônico 77 e conectando o atuador 80 ao conjunto eletrônico. O conjunto eletrônico 77 pode incluir um circuito de controle, um transmissor, um receptor, e um controlador de motor integrado sobre uma placa de circuito impresso. O circuito de controle 72c pode incluir um microcontrolador (Microcontroller = MCU), uma unidade de memória (Memory Unit = MEM), um relógio, e um, conversor analógico - digital. O transmissor 72t pode incluir um amplificador (Amplifier = AMP), um modulador (Modulator = MOD), e um oscilador (Oscillator = OSC). O receptor 72r pode incluir um amplificador (Amplifier = AMP), um demodulador (Demodulator = MOD) e um filtro (Filter = FIL). O controlador de atuador 72m pode incluir um conversor de energia para converter um sinal de energia DC alimentado pela bateria 73 em um sinal de energia adequado para operacionalizar um motor elétrico 75m do atuador 75. O conjunto eletrônico 72 pode ser alojado em uma encapsulação 62e.

[0076] A Figura 1D ilustra a esfera 43b. A esfera 43b pode ser feita de um polímero, tal como um polímero engenhado ou um polifenol. A esfera 43b pode ter uma etiqueta de Radio Frequency Identification = RFID (Identificação por Rádio Frequência) 45 embutida em uma periferia da mesma. A etiqueta de RFID 45 pode ser uma etiqueta passiva e pode incluir um conjunto eletrônico e uma ou mais antenas alojadas em uma encapsulação. O conjunto eletrônico pode incluir uma unidade de memória, um transmissor e um gerador de energia de rádio frequência (Radio Frequency = RF) para operar o transmissor. A etiqueta de RFID 45 pode ser programada com um sinal de comando endereçado ao sistema de liberação de esfera 59. A etiqueta de RFID 45 pode ser operável para transmitir um sinal de comando sem fio (Figura 4A) 49c, tal como um sinal de comando digital e eletromagnético para a antena 74 em resposta ao recebimento de um sinal de ativação 49a da mesma. O MCU do circuito de controle pode receber o sinal de comando 49c e operar o atuador 80 em resposta ao recebimento do sinal e comando.

[0077] A Figura 1E ilustra uma etiqueta de RFID 46 alternativa. Alternativamente, a etiqueta RFID 45 pode, ao invés de, ser uma identificação sem fio e plataforma sensor (Wireless Identification and Sensing Platform = WISP) RFID 46. A etiqueta WISP 46 pode adicionalmente ter um micro controlador MCU e uma receptor para receber, processar e armazenar dados a partir do sistema de liberação de esfera 59. Alternativamente, a etiqueta RFID pode ser uma etiqueta ativa tendo uma bateria a bordo energizando um transmissor ao invés de ter um gerador de energia RF ou a etiqueta WISP pode ter uma bateria a bordo para auxiliar nas funções de manipulação de dados. A etiqueta ativa pode adicionalmente incluir uma segurança, tal como um interruptor de pressão, de tal maneira que a etiqueta não começa a transmitir até que a etiqueta se encontre no orifício de poço.

[0078] Retornando as Figuras 3A e 3B, o atuador 80 pode incluir um motor elétrico 81, uma engrenagem, tal como uma engrenagem planetária 82, um corpo 83, uma porca de guia, um rosca de guia 85, um guia 86, um mandril 87, um came 88, e uma sapata 89. O atuador pode ser disposto em uma câmara formada na seção inferior do alojamento 75b e disposta entre uma extremidade inferior do alojamento de eletrônico 75e e um acostamento formado em uma superfície interna da seção inferior do alojamento, desta forma, conectando longitudinalmente o atuador ao alojamento 75. O atuador também pode ser pressionado entre a extremidade inferior e o acostamento ou fixado com interferência contra a superfície interna da seção inferior do alojamento 75b, desta forma conectando com torção o atuador ao alojamento 75. Alternativamente o atuador 80 pode ser preso à seção inferior do alojamento para uma conexão com torção.

[0079] O corpo 83 pode incluir uma ou mais seções, tal como uma seção superior 83u e uma seção inferior 83b, conectadas juntas, tal como que por intermédio de uma junta entrançada. O mandril 87 pode incluir uma ou mais seções, tal como uma seção superior 87u e uma seção inferior 87b. A seção superior do mandril 87u pode ser conectada a seção superior do corpo 83u, tal como que por intermédio de acoplamentos rosqueados. O motor 81 e a engrenagem planetária 82 podem ser dispostos em um bolso formado em uma superfície externa do corpo 83. O motor 81 pode incluir um estator em comunicação elétrica com o controlador de motor e um rotor em comunicação eletromagnética com o estator para ser ali operado. O rotor pode ser conectado com torção a um eixo operacional do motor 81. A engrenagem planetária 82 pode conectar com torção o eixo do motor operacional a uma extremidade superior da rosca de guia 85 enquanto também radialmente suportar a extremidade superior da rosca de guia para a rotação relativa ao corpo 83 e proporcionar uma vantagem mecânica. Alternativamente, um suporte radial pode ser usado ao invés da engrenagem planetária de tal maneira que o motor operacional diretamente a rosca de guia.

[0080] O guia 86 pode incluir uma haste 86r e um anel 86g. Uma extremidade superior da haste de guia 86r pode ser recebida em um recesso formado em uma face inferior da seção inferior do corpo 83b e uma extremidade inferior da haste de guia pode ser recebida em um recesso formado em uma face superior da sapata 89, desta forma, conectando a haste de guia ao corpo 83 e a sapata 89. Um mancal pode ser recebido em um segundo recesso formado na face superior da sapata e o mancal pode receber uma extremidade inferior da rosca de guia 85, desta forma suportando a rosca de guia para a rotação em relação ao corpo 83 e a sapata 89.

[0081] O came 88 pode ser tubular e pode ter uma superfície interna cônica. O came 88 pode ter passagens formadas através do mesmo para receber a rosca de guia 85 e a haste de guia 86r. A porca de guia 84 pode ser recebida em um recesso formado em uma face superior do came 88 e ali presa ou fixada com interferência, desta forma conectando a porca de guia ao came. A porca de guia 84 pode ser engajada com o rosca de guia 85 de tal maneira que a rotação da rosca de guia pelo motor causa um deslocamento longitudinal do came 88 em relação ao corpo 83 e a sede 90 entre uma posição superior (Figura 4C) e uma posição inferior (mostrada). O came 88 pode repousar contra a sapata 89 na posição inferior para suportar uma força do pistão ali exercida quando a esfera 43b estiver assentada (Figura 4B). O came 88 também pode ter um ou mais (dois são mostrados) soquetes rosqueados formados na face superior do mesmo para receber os respectivos prendedores rosqueados, desta forma, ali conectando o anel de guia 86g. O anel de guia 86g pode ter uma ou mais (duas são mostradas) chaves formadas em uma superfície interna do mesmo. Cada uma das chaves de guia pode ser engajada em uma respectiva fenda formada em uma superfície externa da seção superior do mandril 87u, desta forma, conectando com torção o came 88 ao corpo 83 enquanto proporcionando uma liberdade longitudinal em relação ao mesmo.

[0082] A sede de esfera 90 pode incluir uma pluralidade (quatro são mostradas) de segmentos curvos 90s radialmente móveis em relação ao corpo 83 entre uma posição detida (mostrada) e uma posição liberada (Figura 4C). Cada um dos segmentos 90s pode ser disposto entre uma extremidade inferior do mandril superior 87u e uma extremidade superior do mandril inferior 87b, desta forma, conectando longitudinalmente a sede 90 ao corpo 83 enquanto proporcionando uma liberdade radial em relação ao mesmo. Cada um dos segmentos 90s pode ter uma superfície interna complementar inclinada a superfície interna cônica do came 88 e ali engajada para o movimento radial da sede 90 em resposta a um movimento longitudinal do came. Cada um dos segmentos 90s também pode ter um perfil formado na superfície externa inclinada do mesmo e o came pode ter perfis complementares respectivos formados na superfície interna cônica do mesmo para radialmente manter e positivamente retrair os segmentos. Os perfis podem ser uma junta de lingueta e ranhura ou de sambladura (rabo de andorinha) e os segmentos 90s podem ter um perfil macho e o came 88 pode ter um perfil fêmea ou vice e versa.

[0083] Os segmentos 90s podem ser pressionados juntos na posição detida para proporcionar uma integridade de vedação à sede ou pode ter um espaçamento controlado entre os mesmos. Cada um dos segmentos 90s pode ser feito a partir de um material resistente a erosão, tal como um aço de alta resistência, um aço inoxidável de alta resistência, um ceramet (mistura de cerâmica e metal), ou uma liga com base em níquel. Os segmentos 90s podem ser nivelados com ou livres de um orifício do sistema de liberação de esfera 59 na posição liberada.

[0084] Uma vez que a esfera 43b é detida e depois de um tempo predeterminado, a sede de esfera 90 pode ser acionado radialmente em um sentido para fora via o movimento do came 88. O acionamento radialmente em um sentido para fora da sede de esfera 90 permite a esfera 43b passar através dali, assim sendo reestabelecendo a circulação para o orifício do conjunto de instalação de revestimento (LDA).

[0085] As Figuras 4A - 4C ilustram a operação do sistema de liberação de esfera 59. Uma vez que a coluna de revestimento 15 tenha sido avançado no orifício de poço 24 por intermédio da coluna de operação 9 até uma profundidade de instalação desejada e o cabeçote de cimentação 7 tenha sido instalado, o condicionador 100 pode ser circulado pela bomba de cimento 13 através da válvula 41 para preparar para o bombeamento da pasta fluida de cimento. O lançador de esferas 44 pode então ser operado e o condicionador 100 pode propulsionar a esfera 43d para baixo da coluna de operação 9 para o sistema de liberação de plugue 59. A etiqueta 45 pode transmitir o sinal de comando 49c para a antena 74 conforme a etiqueta passa por ali. O MCU pode receber o sinal de comando a partir da etiqueta 45 e pode disparar e iniciar um temporizador. A esfera 43b pode então percorrer e atracar na sede 90. O bombeamento pode continuar para aumentar a pressão no orifício de conjunto de instalação de revestimento (LDA)/câmara de atuação 71.

[0086] Uma vez que um primeiro limiar de pressão é atingido, um pistão do suspensor linear 15h pode ajustar os deslizamentos do mesmo contra a caixa 25. O bombeamento pode continuar até que um segundo limiar de pressão é atingido e a ferramenta de operação 53 é destravada. Depois de um período de tempo predeterminado, o MCU pode operar a atuador 80 e liberar a esfera 43b. O período de tempo predeterminado de tempo pode ser selecionado para permitir ao primeiro limiar de pressão e ao segundo limiar de pressão ser atingidos antes de liberar a esfera 43b. Uma vez liberada, a esfera 43b pode percorrer até um detentor (não mostrado) do conjunto de instalação alinhador 9d ou da coluna de revestimento 15.

[0087] Porque a esfera 43b é liberada a partir da sede de esfera 90 com base em um sinal a partir do conjunto eletrônico 77 ao invés de a partir de um limiar de pressão em particular, a probabilidade de liberação prematura da esfera e/ou liberação atrasada da esfera é reduzida. Em particular, a liberação da esfera 43b não mais depende de pressão, mas, ao invés, depende do tempo. Assim sendo, a esfera 43b é liberada no tempo certo e apropriado e não antes que o primeiro limiar de pressão e o segundo limiar de pressão sejam atingidos. Na inclusão da etiqueta de RFID 45 no interior da esfera 43b permite a antena 74 detectar a presença da esfera 43b imediatamente antes do posicionamento da esfera no sede da esfera 90. Portanto, a quantidade e duração de tempo da esfera 43b estar presente no sede da esfera 90 pode ser precisamente controlado pelo conjunto eletrônico 77 e a esfera 43b pode ser liberada no tempo apropriado. Ainda mais, por causa da esfera 43b permanecer na sede de esfera 90 por um período de tempo suficiente, é possível observar um evento de isolamento de pressão a partir da superfície.

[0088] Alternativamente, o conjunto eletrônico 77 pode incluir um sensor de pressão em comunicação fluida com o orifício do sistema de liberação de esfera 59 (acima da sede 90) e o MCU pode operar o atuador 80 uma vez que uma pressão predeterminada tenha sido atingida (depois de receber o sinal de comando) correspondendo ao segundo limiar de pressão. Alternativamente o conjunto eletrônico pode incluir um sensor de proximidade ao invés da antena e a esfera pode ter alvos embutido na periferia da mesma para a detecção dos mesmos por intermédio do sensor de proximidade.

[0089] Depois da liberação da esfera 43b a partir da sede de esfera 90, peso pode então ser posicionado adentro e para baixo da coluna de revestimento 15 e a coluna de operação 9 pode ser rotado, desta forma liberando a coluna de revestimento 15 a partir da ferramenta de operação 53. Uma porção superior da coluna de operação pode ser elevada/içada e então abaixada para confirmar a liberação da ferramenta de operação. A coluna de operação e a coluna de revestimento 15 podem então ser rotados 8 a partir da superfície por intermédio do motor superior 5 e a rotação pode continuar durante a operação de cimentação. Pasta fluida de cimento pode ser bombeada a partir do misturador 42 no anel de amarração de cimentação 7c via a válvula 41 por intermédio da bomba de cimento 13. A pasta fluida de cimento pode fluir no lançador 7p e ser desviada passando pelo plugue de cimentação 43d via o desviador e as passagens de desvio.

[0090] Uma vez que a quantidade desejada de pasta fluida de cimento tenha sido bombeada, o dardo de cimentação 43d pode ser liberado a partir do lançador 7d por intermédio da operação do atuador. Um fluido cinzelador (não mostrado) pode ser bombeado no anel de amarração de cimentação 7c via a válvula 41 por intermédio da bomba de cimento 13. O fluido cinzelador pode fluir no lançador 7p e ser forçado atrás do dardo por intermédio do fechamento das passagens de desvio, desta forma propulsionando o dardo no orifício da coluna de operação. O bombeamento do fluido cinzelador por intermédio da bomba de cimento 13 pode continuar até que cimento residual no conduto de descarga de cimento tenha sido depurado. O bombeamento do fluido cinzelador pode então ser transferido para a bomba de lama 34 por intermédio do fechamento da válvula 41 e pela abertura da válvula 6. O dardo 43d pode ser direcionado através do orifício da coluna de operação pelo fluido cinzelador até que o dardo seja atracado por sobre o plugue de cimentação, daí portanto, fechando o orifício do mesmo. O bombeamento contínuo do fluido cinzelador pode fazer com que o sistema de liberação de plugue 60 libere o plugue de cimentação a partir do conjunto de instalação de revestimento (LDA) 9d.

[0091] Uma vez liberados, o dardo 43d e o plugue de ressalto 60b podem ser direcionados através do orifício alinhador pelo fluido cinzelador 82, desta forma direcionado a pasta fluida de cimento 81 através do colarinho de atracação 15c e sapata de alargamento 15s na coroa anular 48. O bombeamento do fluido cinzelador 82 pode continuar até quando o dardo e o plugue de ressalto 43d, 60 combinados atracarem sobre o colarinho 15c, desta forma liberando um suporte de uma válvula flutuante (não mostrada) do colarinho 15c. Uma vez que o dardo e o plugue de ressalto 43d, 60 combinados tenham atracado, o bombeamento do fluido cinzelador pode ser paralisado e a porção superior da coluna de operação elevada até que a ferramenta de ajuste 52 saia do PBR 15r. A porção superior da coluna de operação pode então ser abaixada até que a ferramenta de ajuste 52 seja atracada por sobre uma parte de cima do PBR 15r. O peso pode então ser exercido sobre o PBR 15r para ajustar o empacotador 15p. Uma vez que o empacotador 15p tenha sido ajustado, a rotação 8 da coluna de operação 9 pode ser paralisada. O conjunto de instalação de revestimento (LDA) 9d pode então ser elevado a partir da coluna de revestimento 15 e o fluido cinzelador circulado para lavar o excesso de pasta fluida de cimento 81. A coluna de operação 9 pode então ser recuperado para a unidade de perfuração móvel marítima (MODU) 1m.

[0092] Adicionalmente, o cabeçote de cimentação 7 pode adicionalmente incluir um dardo inferior e um ressalto superior também pode ser conectado ao sistema de liberação de plugue 60. O dardo inferior pode ser lançado antes do bombeamento da pasta fluida de cimento.

[0093] Alternativamente, a etiqueta de RFID 45 pode não ser incluída no interior da esfera 43b e, ao invés, ser bombeada adentra e para baixo do orifício de poço antes da esfera 43b indicar que a esfera 43b esta prestes a ser instalada. Alternativamente, o atuador 80 pode ser hidráulico ao invés de elétrico e pode incluir uma bomba ao invés de um parafuso e uma porca de guia. O came pode então ser parte de um pistão operado pela bomba.

[0094] Alternativamente, o sistema de liberação de esfera 59 pode ser utilizado com uma ferramenta de poço hidraulicamente operada. O sistema de liberação de esfera 59 e a ferramenta de poço hidraulicamente operada podem ser instalados em um orifício de poço usando uma coluna de instalação (por exemplo, um cano de perfuração ou uma tubulação helicoidal), enquanto o sistema de liberação de esfera 59 estiver na posição liberada. Um primeiro sinal de comando pode ser enviado por intermédio do bombeamento de uma primeira etiqueta através do sistema de liberação de esfera 59 para mover o sistema de liberação de esfera 59 para a posição detida. Uma esfera tendo uma etiqueta de RFID no seu interior pode então ser bombeada até a sede, a ferramenta é operada e a esfera é liberada.

[0095] A Figura 5 ilustra uma sede alternativa 95 para o sistema de liberação de esfera 59, de acordo com outra realização desta invenção. A sede de esfera 95 pode incluir uma pluralidade de (oito são mostradas) de segmentos curvos 95s radialmente móveis em relação ao corpo do atuador entre uma posição detida (mostrada) e uma posição liberada (não mostrada). Para facilitar a integridade de vedação com a esfera 43b, os segmentos 95s podem inicialmente ser ligados juntos na posição detida por intermédio de um vedante 96. O vedante 96 pode ser um polímero e pode ser aplicado para encher as interfaces 97 formadas entre os segmentos adjacentes 95s por intermédio de moldagem por injeção ou moldagem por injeção de reação. O vedante 96 pode ser selecionado para ter uma resistência a cisalhamento suficiente para prevenir a extrusão a partir de cada uma das interfaces 97 enquanto as pressões limiares são exercidas sobre a esfera assentada 43b e uma fraca resistência a tensão seja suficiente para rasgar e acomodar o came radialmente retraindo os segmentos 95s para a posição liberada. O vedante 96 pode ser um polímero quebradiço, tal como algo termo estabelecido, para assegurar o rasgo ao invés de um plástico sendo esticado/estirado.

[0096] Alternativamente, o vedante 96 em cada uma das interfaces 97 pode ser pré - enfraquecido, tal como por intermédio de um processo químico de lixar para facilitar o rasgo. Alternativamente o vedante 96 pode ser um elastômero ou um copolímero elastomérico tendo uma elasticidade suficiente para expandir até a posição liberada sem rasgar ou sem esticar/estirar o plástico de tal maneira que o sistema de liberação de esfera possa ser reacionado para deter uma segunda (ou mais) esferas. Alternativamente, cada um dos segmentos 95s pode ser revestido com o vedante (elastomérico) para vedar as interfaces 97 por intermédio do engajamento das superfícies revestidas na posição detida.

[0097] Alternativamente, o sistema de liberação de esfera pode incluir um hipersustentador feito de um material vedante (elastomérico) o qual é liberado sobre a sede em resposta ao recebimento do sinal de comando e antes de atracar a esfera. A esfera pode então apertar o hipersustentador na sede para vedar as interfaces 97.

[0098] Embora a descrição acima tenha sido direcionada a realizações da presente invenção, outras e adicionais realizações da invenção podem ser idealizadas sem afastamento do escopo básico da presente invenção e o escopo da invenção é determinado pelas reivindicações anexas.

Claims

1. Sistema de liberação de esfera (59) para uso em um uso em um orifício de poço (24) que compreende: um alojamento tubular (75), uma sede (90) disposta no alojamento tubular (75), referida sede compreendendo segmentos (90s) arqueados posicionados para formar um anel, cada segmento (90s) radialmente móvel entre uma posição de retenção para receber uma esfera (43b) e uma posição de liberação, caracterizado por: um came (88) disposto no alojamento tubular (75), longitudinalmente móvel com relação ao mesmo e operável para mover os segmentos (90s) de sede entre as posições; um membro de acionamento (80) operável para mover o came (88); e, um conjunto eletrônico (77) disposto no alojamento tubular (75) e em comunicação com o membro de acionamento (80) para operar o membro de acionamento (80) em resposta ao recebimento de um sinal de comando (49c).

2. Sistema de liberação de esfera, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o membro de acionamento (80) compreende: uma porca de guia (84) conectada ao came (88); uma roca de guia (85) engajado com a porca de guia (84); e um motor elétrico (81) operável para girar a rosca de guia (85).

3. Sistema de liberação de esfera, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato que o membro de acionamento (80) adicionalmente compreende: um corpo (83) tendo um motor (81) disposto no mesmo; um mandril (87) tendo uma seção superior (87u) e uma seção inferior (87b), a sede (90) estando disposta entre referidas seções; uma sapata (89) tendo um suporte para suportar a rotação da rosca de guia (85).

4. Sistema de liberação de esfera (59), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato que o membro de acionamento (80) adicionalmente compreende: uma haste de guia (86r) conectada ao corpo (83) e a sapata (89) e recebida através de uma passagem formada através do came (88); e um anel de guia (86g) conectado ao came (88) e engajado com uma fenda formada em uma superfície externa de uma seção superior (87u) do mandril (87).

5. Sistema de liberação de esfera (59), de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo fato que o membro de acionamento (80) adicionalmente compreende uma engrenagem planetária (82) torsionalmente conectando a rosca de guia (85) a um eixo operacional do motor (81).

6. Sistema de liberação de esfera (59), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato que: cada um dos segmentos (90s) tem um perfil formado em uma superfície externa do mesmo; o came (88) tem respectivos perfis complementares formados em uma superfície interna dos mesmos; e os perfis dos segmentos (90s) e dos cames (88) são engajados, desta forma conectando radialmente o came (88) e os segmentos (90s) enquanto permitindo um movimento longitudinal relativo entre os mesmos.

7. Sistema de liberação de esfera (59), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato que adicionalmente compreende uma vedação (96) unindo os segmentos (90s) juntos na posição de retenção.

8. Sistema de liberação de esfera (59), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato que a vedação (96) é frangível.

9. Sistema de liberação de esfera (59), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato que a vedação (96) é elastomérica.

10. Sistema de liberação de esfera (59), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato que a vedação (96) é plástica.

11. Sistema de liberação de esfera (59), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato que adicionalmente compreende uma antena (74) disposta no alojamento (75) e em comunicação com uma abertura do sistema de liberação (59) de esfera para receber um sinal de comando (49c).

12. Conjunto de instalação de coluna de revestimento (LDA) (9d) para suspender uma coluna de revestimento (15) a partir de uma coluna de tubos (25) cimentada (26) em um orifício de poço (24), caracterizado pelo fato que compreende uma ferramenta de ajuste (52) operável para ajustar um empanque (15p) da coluna de revestimento (15); uma ferramenta de operação (53) operável para conectar longitudinalmente e por torção a coluna de revestimento (15) a uma porção superior do conjunto de instalação de revestimento (LDA) (9d); um elemento para ferroar (54) conectado à ferramenta de operação (53); um conjunto de adensamento (55) para vedar contra uma superfície interna da coluna de revestimento (15) e uma superfície externa do elemento para ferroar (54) para conectar a coluna de revestimento (15) a uma porção inferior da conjunto de instalação de revestimento (LDA) (9d); um elemento de liberação (57) conectado ao elemento para ferroar (54) para desconectar o conjunto de adensamento (55) a partir da coluna de revestimento (15);um espaçador (56) conectado ao conjunto de adensamento (55); eum sistema de liberação (59) de esfera conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11 conectado ao espaçador (56).

13. Método para suspender uma coluna tubular interna a partir de uma coluna tubular externa, caracterizado pelo fato que compreende:instalar a coluna tubular interna e um conjunto de instalação (9d) em uma abertura de poço (24) usando uma coluna de instalação, na qual o conjunto de instalação (9d) compreende um sistema de liberação (59) de esfera;bombear uma esfera (43b) ao longo da coluna de instalação até uma sede (90) do sistema de liberação (59) de esfera e enviar um sinal de comando (49c) para o sistema de liberação (59) de esfera;suspender a coluna tubular interna a partir da coluna tubular externa pelo exercer uma pressão sobre a esfera (43b) assentada, emover a sede (90) do sistema de liberação (59) de esfera para liberar a esfera (43b) com um retardo de tempo predeterminado após enviar o sinal de comando (49c) para o sistema de liberação (59) de esfera.

14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato que o sinal de comando (49c) é enviado através de uma etiqueta de identificação sem fio (45) embutida na esfera (43b).

15. Método de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizado pelo fato que:uma pressão adicional é exercida sobre a esfera (43b) para operar uma ferramenta de operação (53) do conjunto de instalação (9d); eo sistema de liberação (59) de esfera libera a esfera (43b) após a operação da ferramenta de operação (53).

16. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13, 14 ou 15, caracterizado pelo fato que adicionalmente compreende, após a esfera (43b) ser liberada:bombear um pasta fluida de cimento na coluna de instalação; edirecionar a pasta fluida de cimento através da coluna de instalação, do conjunto de instalação (9d) e da coluna tubular interna (15) em uma coroa anular (48) formada entre a coluna tubular interna (15) e o orifício de poço (24).

17. Sistema de liberação de esfera (59), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o came (88) é operável para mover os segmentos (90s) de sede a partir da posição de liberação para a posição de retenção.

18. Sistema de liberação de esfera (59), de acordo com as reivindicações 1 a 11 e 17, caracterizado pelo fato que a sede (90) é móvel para a posição de liberação com um retardo de tempo predeterminado após o recebimento do sinal de comando (49c).