BR102015026551A2 - conjunto de válvula de segurança controlado a partir de um subconjunto de superfície à prova de falhas e método para controlar o fluxo de fluido em um alojamento tubular de uma válvula de segurança de um subconjunto de superfície - Google Patents

Abstract

resumo “conjunto de válvula de segurança controlado a partir de um subconjunto de superfície à prova de falhas e método para controlar o fluxo de fluido em um alojamento tubular de uma válvula de segurança de um subconjunto de superfície” apresente invenção refere-se, de uma maneira geral, a uma válvula de segurança controlada a partir de um subconjunto de superfície à prova de falhas. em uma realização um conjunto de válvula de segurança controlada a partir de um conjunto subconjunto de superfície à prova de falhas inclui: um alojamento tubular e um membro de fechamento disposto no alojamento tubular, referido membro de fechamento móvel entre uma posição fechada e uma posição aberta, um pistão de operação operável para mover o membro de fechamento entre a posição fechada e a posição aberta e um membro de acionamento do pistão operável para mover o membro de fechamento a partir de uma posição aberta para uma posição fechada.

Description

"CONJUNTO DE VÁLVULA DE SEGURANÇA CONTROLADO A PARTIR DE UM SUBCONJUNTO DE SUPERFÍCIE À PROVA DE FALHAS E MÉTODO PARA CONTROLAR O FLUXO DE FLUIDO EM UM ALOJAMENTO TUBULAR DE UMA VÁLVULA DE SEGURANÇA DE UM SUBCONJUNTO DE SUPERFÍCIE" Antecedentes da Invenção Campo da Invenção [01] A presente invenção refere-se, de uma maneira geral, a uma válvula de segurança controlada a partir de um subconjunto de superfície a prova de falhas.

Descrição da Técnica Correlacionada [02] As Figuras 1A-1C ilustram um poço submarino completado da técnica anterior. Uma coluna de condução 3 pode ser perfurada em um leito lf do mar 1. A coluna de condução 3 pode incluir um alojamento 3h e juntas da tubulação de condução 3p conectadas em conjunto, tal como que por intermédio de conexões rosqueadas. Uma vez que a coluna de condução 3 tenha sido instalada, uma abertura de poço submarino 2 pode ser perfurada no leito lf do mar e se estender para o interior de uma ou mais formações superiores 9u. Uma coluna de revestimento de superfície 4 pode ser instalada na abertura de poço 3. A coluna de revestimento de superfície 4 pode incluir um alojamento de abertura de poço 4h e juntas de revestimento 4c conectadas umas às outras, tal como por intermédio de conexões rosqueadas. O alojamento de abertura de poço 4h pode aterrissar no alojamento de condução 3h durante a instalação da coluna de revestimento de superfície 4. A coluna de revestimento de superfície 4 pode ser cimentada 8s na abertura de poço 2 . Uma vez que a coluna de revestimento de superfície 2 tenha sido instalada, a abertura de poço 2 pode ser estendida e uma coluna de revestimento intermediária 5 pode ser acionada na abertura de poço. A coluna de revestimento intermediária 5 pode incluir um membro de suspensão 5h e juntas de revestimento 5c conectadas umas às outras, tal como por intermédio de conexões rosqueadas. A coluna de revestimento intermediária 5 pode ser cimentada 8i na abertura de poço 2.

[03] Uma vez que a coluna de revestimento intermediária 5 tenha sido instalada, a abertura de poço 2 pode ser estendida para o interior de um reservatório contendo hidrocarboneto (por exemplo, óleo bruto e/ou gás natural)9r. A coluna de revestimento de produção 6 pode ser instalada na abertura de poço. A coluna de revestimento de produção 6 pode incluir um membro de suspensão 6h e juntas de revestimento 6c conectadas umas às outras, tal como por intermédio de conexões rosqueadas. A coluna de revestimento de produção 6 pode ser cimentada 8p na abertura de poço 2. Cada um dos membros de suspensão da coluna de revestimento 5h, 6h podem ser selados no alojamento da abertura de poço 4h por intermédio de um vedante. Os alojamentos 3h, 4h e os membros de suspensão 5h, 6h podem ser coletivamente denominados como um cabeçote de poço 10.

[04] Uma árvore de produção 15 pode ser conectada ao cabeçote de poço 10, tal como por intermédio de um conector de árvore 13. O conector de árvore 13 pode incluir um membro de fixação, tal como cães, para prender a árvore a um perfil externo do cabeçote de poço 10. O conector de árvore 13 pode, adicionalmente, incluir um membro de atuação hidráulico e uma interface, tal como um estabilizador a calor, de tal maneira que um veiculo submarino remotamente operado (ROV) 20 (Figura 2A) possa operar o membro de atuação para engatar os cães com o perfil externo. A árvore 15 pode ser vertical ou horizontal. Se a árvore é vertical (não mostrada), a mesma pode ser instalada depois que uma coluna de tubulação de produção 7 é suspensa a partir do cabeçote de poço 10. Se a árvore 15 é horizontal (conforme mostrado), a árvore pode ser instalada e então a coluna de tubulação de produção 7 pode ser suspensa a partir da árvore 15.A árvore 15 pode incluir encaixes e válvulas para controlar a produção a partir da abertura de poço2 em uma tubulação (não mostrada), a qual pode levar a uma instalação de produção (não mostrada), tal como uma embarcação ou uma plataforma de produção.

[05] A coluna de tubulação de produção 7 pode incluir um membro de suspensão 7h e juntas de tubulação de produção 7t conectadas umas às outras, tal como por intermédio de conexões rosqueadas. A coluna de tubulação de produção 7 pode, adicionalmente, incluir uma válvula de segurança de subconjunto de superfície (SSV) 7v interconectada com as juntas de tubulação 7t e um conduto hidráulico 7c se estendendo a partir da válvula 7v até o membro de suspensão 7h. A coluna de tubulação de produção 7 pode, adicionalmente, incluir um embalador de produção 7p e o embalador pode ser instalado entre uma extremidade inferior da tubulação de produção e a coluna de revestimento de produção 6 para isolar uma coroa anular 7a ali formada entre as mesmas a partir de fluido de produção 9f (Figura 3A) . A árvore 15 também pode estar em comunicação de fluido com o conduto hidráulico 7c. Uma extremidade inferior da coluna de revestimento de produção 6 pode ser perfurada 11 para proporcionar comunicação de fluido entre o reservatório 9r e um orificio da coluna de tubulação de produção 7. A coluna de tubulação de produção 7 pode transportar o fluido de produção 9f a partir do reservatório 9r para a árvore de produção 15.

[06] A árvore 15 pode incluir um cabeçote 12, o membro de suspensão de tubulação 7h, o conector de árvore 13, uma tampa interna 14, uma tampa externa 16, um membro de tampa de coroa superior 17u, um membro de tampa de coroa inferior 17b, uma válvula de produção 18p, uma ou mais válvulas de coroa anular 18u,b e uma vedação de face 19. O cabeçote de árvore 12, o membro de suspensão de tubulação 7h e a tampa interna 14, podem cada um deles, ter um orifício longitudinal se estendendo através dos mesmos. O membro de suspensão de tubulação 7h e o cabeçote 12 podem, cada, ter uma passagem de produção lateral formada através das paredes dos mesmos para o fluxo do fluido de produção 9f. O membro de suspensão de tubulação 7h pode ser disposto no orifício de cabeçote. O membro de suspensão de tubulação 78h pode ser preso ao cabeçote por intermédio de um engate.

[07] As válvulas de segurança de subconjunto de superfície (SSVs)7v de águas profundas típicas são parte de uma coluna de tubulação de produção 7 e incluem uma câmara de nitrogênio como parte do mecanismo de fechamento. Caso o nitrogênio venha a vazar a partir da câmara, a válvula de segurança de subconjunto de superfície (SSV) 7v não mais fechará e a coluna de tubulação de produção 7 deve ser levantada para reparos ou para a substituição da válvula de segurança de subconjunto de superfície (SSV). Uma tal operação de intervenção envolve uma embarcação de perfuração semissubmersível, a qual é baixada até a abertura de poço e é ancorada na sua posição.Depois da remoção da tampa 16 a partir da árvore 15, uma unidade incluindo um dispositivo de prevenção de explosão (BOPs) e um elevador são abaixados e travados sobre a árvore de tal maneira que uma coluna de operação pode ser montada e abaixada para recuperar a coluna de tubulação de produção 7 para a embarcação para a substituição da válvula de segurança de subconjunto de superfície (SSV) 7v. A coluna de tubulação de produção 7v deve então ser reinstalada. Este tipo de operação de intervenção é algo muito caro tendo um custo na casa das dezenas de milhões ou ainda mais do que cem milhões de dólares.

Sumário da Invenção [08] Geralmente, a presente revelação refere-se a uma válvula de segurança controlada de subconjunto de superfície a prova de falhas. Em uma realização uma válvula de segurança controlada de subconjunto de superfície a prova de falhas inclui: um alojamento tubular; um membro de fechamento disposto no alojamento tubular, no qual o membro de fechamento é móvel entre uma posição fechada e uma posição aberta; um pistão de operação operável para mover o membro de fechamento a partir da posição aberta para a posição fechada.

[09] Em outra realização, um conjunto de válvula de segurança controlada de subconjunto de superfície a prova de falhas inclui: um alojamento tubular; um membro de fechamento disposto no alojamento tubular, no qual o membro de fechamento é móvel entre uma posição fechada e uma posição aberta; um membro de acionamento do pistão operável para mover o membro de fechamento a partir da posição aberta para a posição fechada; e um conjunto de acionamento operável para acionar o membro de acionamento do pistão, no qual o conjunto de acionamento está em comunicação de fluido com um orifício do alojamento tubular.

[10] Um método para controlar o fluxo de fluido em um alojamento tubular de uma válvula de segurança de subconjunto de superfície compreendendo: alimentar pressão no alojamento tubular para acionar um pistão de operação, desta forma movendo um membro de abertura a partir de uma posição superior para uma posição inferior; mover um membro de fechamento a partir de uma posição fechada para uma posição aberta em resposta ao movimento do membro de abertura para a posição inferior; manter pressão no alojamento tubular para reter o membro de fechamento na posição aberta; acionar um membro de acionamento do pistão, desta forma movendo o membro de abertura a partir da posição inferior para a posição superior; e fechar o membro de fechamento em resposta ao movimento do membro de abertura para a posição superior.

Breve Descrição dos Desenhos [11] De tal maneira que na qual as aqui acima citadas características da presente revelação sejam subentendidas em detalhe, uma descrição mais particular da revelação, brevemente sumarizada aqui acima, pode ser encontrada por intermédio da referência as realizações, algumas das quais são ilustradas nos desenhos apensados. Todavia, deve ser observado e notado que os desenhos apensados ilustram apenas realizações tipicas desta revelação e, portanto, não devem ser consideradas como limitantes do seu escopo, uma vez que a revelação pode admitir outras realizações igualmente eficientes.

[12] As Figuras IA—1C ilustram um poço submarino completado da técnica anterior.

[13] As Figuras 2A-2D ilustram um acionamento sem elevadores de um SSV controlada de subconjunto de superfície a prova de falhas para remediar uma SSV controlada de superfície que falhou, de acordo com uma realização da presente revelação.

[14] As Figuras 3A-3C ilustram a SSV controlada de subconjunto de superfície a prova de falhas em uma posição aberta.

[15] Ά Figura 4 ilustra a SSV controlada de subconjunto de superfície a prova de falhas em uma posição normal mente fechada.

[16] A Figura 5A e a Figura 5B ilustram a SSV controlada de subconjunto de superfície a prova de falhas em uma posição fechada à prova de falhas.

[17] A Figura 6 ilustra uma válvula de acionamento alternativa para a SSV controlada de subconjunto de superfície a prova de falhas, de acordo com outra realização da presente revelação.

[18] A Figura 7 ilustra uma SSV controlada de subconjunto de superfície a prova de falhas, de acordo com outra realização da presente revelação.

[19] A Figura 8 ilustra uma a SSV controlada de subconjunto de superfície a prova de falhas alternativa, de acordo com outra realização da presente revelação.

Descrição Detalhada da Realização Preferida [20] As Figuras 2A-2D ilustram o acionamento sem elevador de uma SSV controlada de subconjunto de superfície a prova de falhas 40 para remediar a SSV controlada de subconjunto de superfície a prova de falhas que falhou 7v, de acordo com uma realização da presente revelação. Uma embarcação de suporte 21 pode ser acionada patê a localização da árvore submarina 15. A embarcação de suporte 21 pode ser uma embarcação de intervenção leve ou média e incluir um sistema de posicionamento dinâmico para manter a posição da embarcação 21 sobre a linha d'água lw sobre a árvore 15 e um compensador de deslocamento/arfagem (não mostrado) para contabilizar no que diz respeito a arfagem devido a ação das ondas do mar 1 . Adicionalmente, a embarcação 21 pode incluir uma torre 22 localizada sobre uma janela de operações 23 e um guincho 24. O guincho 24 pode incluir um tambor tendo cordas de fiação 25 enroladas a sua volta e um motor para enrolar e para desenrolar a corda de fiação, desta forma levantando e abaixando uma extremidade distai da corda de fiação em relação à torre 22. A embarcação 21 pode adicionalmente incluir um guincho de linha de fiação 26 .

[21] Alternativamente, um guindaste (não mostrado) pode ser usado ao invés do guincho e da torre.

[22] O ROV 20 pode ser acionado no mar 1 a partir da embarcação 21. O ROV 20 pode ser um submarino de autopropulsão não tripulado que inclui uma câmera de video, um braço articulado, um propulsor e outros instrumentos para desempenhar uma variedade de funções. O ROV 20 pode, adicionalmente, incluir um chassi feito a partir de um metal ou de uma liga metálica leve tal como alumínio e uma boia feita de um material flutuante tal como espuma sintética, localizada na parte de cima do chassi. O ROV20 pode ser conectado a embarcação de suporte 21 por intermédio de um umbilical 27. O umbilical 27 pode proporcionar comunicação de eletricidade (energia), hidráulica e de dados entre o ROV 20 e a embarcação de suporte 21. Um operador na embarcação de suporte 21 pode controlar o movimento e as operações do ROV 20. O umbilical 27 do ROV 20 pode ser enrolado ou desenrolado a partir do tambor 28 .

[23] O ROV 20 pode ser acionado para a árvore 15. O ROV 20 pode transmitir video para o operador do ROV para a inspeção da árvore 15. O ROV 20 pode remover a tampa externa 16 da árvore 15 e carregar a tampa para a embarcação 21.0 ROV 20 pode então inspecionar um perfil interno da árvore 15. A corda de fiação 25 pode então ser usada para abaixar um equipamento de prevenção contra explosões (BOP) 30 para a árvore 15 através da janela de operações 23 da embarcação 21. O ROV 20 pode guiar a aterrissagem do equipamento de BOP 30 por sobre a árvore 15 e operar um conector do mesmo para prender o equipamento de BOP na árvore. O ROV 20 pode então acionar uma linha de controle 31 a partir de uma unidade de potência hidráulica (HPU) 32 a bordo da embarcação 21 para o equipamento de BOP 330 para uma operação remota da mesma.

[24] Alternativamente, o guincho 24 pode ser usado para transportar a tampa externa 16 para a linha d'água Iw.

[25] Uma ferramenta de recuperação de membro de tampa (PRT) (não mostrado) pode então ser inserida em um lubrificante 33 para o acionamento através da janela de operação 23 usando o guincho de linha de fiação 26. O lubrificante 33 pode incluir um cabeçote de vedação 33g tendo uma ou mais caixas de estofamento e um injetor de graxa, um alojamento de ferramenta 33h e um conector 33c. O lubrificante 33 pode ser aterrissado sobre o equipamento de BOP 30 e ali preso por intermédiOo do ROV 20. O ROV 20 pode então acionar uma segunda linha de controle (não mostrado) a partir da HPU 32 para o cabeçote de vedação 33g para uma operação remota das caixas de estofamento e uma terceira linha de controle (não mostrado) a partir de uma unidade de graxa (não mostrado) a bordo da embarcação 21 para o cabeçote de vedação para a operação do injetor de graxa. O PRT pode ser liberado a partir do lubrificante 33 e a energia elétrica alimentada para o PRT via a linha de fiação 29, desta forma operando o PRT para remover os membro de tampas de coroa 17u, b.

[26] Uma vez que os membro de tampas de coroa 17u,b tenham sido removidos a partir da árvore 15, um conjunto de alicerce {BHA) 34 pode então ser inserido no lubrificante 33 para o acionamento através da janela de operações 23 usando o guincho de linha de fiação 26. O BHA 34 pode incluir uma ferramenta de ajuste 35, uma âncora 36 e a SSV controlada de subconjunto de superfície a prova de falhas 40.0 lubrificante 33 pode outra vez ser aterrissado sobre o equipamento de BOP 30, ali preso por intermédio do ROV 20, e o ROV pode reconectar as linhas de controle para a operação do mesmo. O BEA 34 pode ser liberado a partir do lubrificante 33, abaixado ao longo da tubulação de produção 7t até uma profundidade desejada, e a energia elétrica alimentada para a ferramenta de ajuste 35 via a linha de fiação 29, desta forma ajustando deslizamentos da âncora 36 contra uma superfície interna da tubulação de produção 7 e expandindo um elemento de empacotamento da âncora no engate de vedação com a superfície interna da tubulação de produção.

[27] A ferramenta de ajuste 35 pode então ser recuperada para o lubrificante 33 e o lubrificante recuperado para a embarcação 21. O PRT pode então ser reacionado para o equipamento de BOP 30 e os membro de tampas de coroa 17u, b instalados na árvore 15. O equipamento de BOP 30 pode então ser recuperado para a embarcação 21 e a tampa 16 instalada por sobre a árvore 15. As válvulas da árvore 18u,b,p podem ser abertas e a produção do poço pode ser continuada seguramente com a SSV controlada de subconjunto de superfície a prova de falhas 40 no seu lugar.

[28] As Figuras 3A-3C ilustram a SSV controlada de subconjunto de superfície a prova de falhas 40 em uma posição aberta. A SSV 40 pode incluir um alojamento tubular 41, um membro de abertura, tal como um tubo de fluxo 42, um membro de fechamento, tal como um hiper sustentador 43, uma sede 44, um pistão de operação 45, um membro de acionamento do pistão 46 e uma válvula de acionamento 47. Para facilitar a fabricação e a montagem, o alojamento 41 pode incluir uma ou mais seções 41a-d, cada uma delas conectadas em conjunto, tal como que por intermédio de acoplamentos ou retentores rosqueados. A seção de alojamento superior pode incluir um acoplamento rosqueado para a conexão a âncora 36 e a seção de alojamento inferior pode incluir um acoplamento rosqueado para a conexão a uma sapata de guia (não mostrado) . A SSV 40 pode ter um orifício longitudinal através do mesmo para a passagem do fluido de produção 9f. A sede 44 pode ser conectada ao alojamento, tal como por intermédio de acoplamentos rosqueados e/ou prendedores.

[29] O tubo de fluxo 42 pode ser disposto no interior do alojamento 41 e pode ser longitudinalmente móvel em relação ao mesmo entre uma posição inferior (mostrado) e uma posição superior (Figuras 4 e 5) . O tubo de fluxo 42 pode ter um flange superior 42u formado em uma superfície externa do mesmo e um flange inferior 42w formado em uma superfície externa do mesmo.

[30] Ao SSV 40 pode, adicionalmente, incluir uma dobradiça 48 . O hiper sustentador 43 pode ser conectado de forma pivotante a sede 44 por intermédio da dobradiça 48. O hipersustentador 43 pode ser pivotante acerca da dobradiça 48 entre uma posição aberta (mostrado) e uma posição fechada (Figuras 4 e 5). O hipersustentador 43 pode ser posicionado abaixo da sede 44 de tal maneira que o hipersustentador pode abrir em um sentido para baixo. Uma periferia interna do hipersustentador 43 pode engatar um perfil de sede respectivo formado em uma extremidade adjacente da sede 44 na posição fechada, desta forma vedando uma porção superior do orificio de válvula a partir de uma porção inferior do orificio de válvula.A interface entre o hipersustentador 43 e a sede 44 pode ser uma vedação de metal para metal. A dobradiça 48 pode incluir uma folha, uma articulação do hipersustentador 43, uma mola de hipersustentador, e um prendedor tal como um pino de dobradiça, estendendo através de orifícios da articulação do hipersustentador e um orifício de cada uma ou mais das articulações da folha. A sede 44 pode ter um recesso formado em uma superfície externa da mesma em uma extremidade adjacente ao hipersustentador 43 para receber a folha. A folha pode ser conectada a sede 44, tal como que por intermédio de um ou mais prendedores.O hipersustentador 43 pode ser desviado em um sentido a posição fechada por intermédio da mola de hipersustentador. A mola de hipersustentador pode ser uma mola de torção enrolada ao redor do pino de dobradiça.

[31] O hipersustentador 43 pode ser aberto e fechado por intermédio da interação com o tubo de fluxo 42. O movimento em um sentido para baixo do tubo de fluxo 42 pode engatar uma parte inferior do mesmo com o hipersustentador 43, desta forma empurrando e inserindo o hipersustentador na posição aberta contra a mola de torção devido ao engate da parte inferior do tubo de fluxo com uma superfície inferior do hipersustentador. O movimento em um sentido para cima do tubo de fluxo 42 pode desengatar a manga inferior do mesmo com o hipersustentador 43, desta forma permitindo a mola de torção empurrar e inserir o hipersustentador na posição fechada devido ao desengate da parte inferior do tubo de fluxo a partir da superfície interna do hipersustentador.

[32] Ά seção de alojamento inferior 41d pode ter uma cavidade formada em uma superfície interna da mesma. Quando o tubo de fluxo 42 está na posição inferior, uma câmara de hipersustentador pode ser formada radialmente entre a seção de alojamento inferior 41d e o tubo de fluxo e o hipersustentador (aberto) 43 pode ser armazenado na câmara de hipersustentador.A câmara de hipersustentador pode ser formada longitudinalmente entre a sede 44 e um acostamento da seção de alojamento inferior adjacente à cavidade. A câmara de hipersustentador pode proteger o hipersustentador 43 e a sede 44 a partir de erosão e/ou resíduos que impedem o seu funcionamento correto por intermédio de material particulado no fluido de produção 9f. O hipersustentador 43 pode ter um formato curvado para conformar com o formato anular da câmara de hipersustentador e uma parte inferior da sede 44 pode ter um formato curvado complementar a curvatura do hipersustentador.

[33] A proteção do hipersustentador 43 e da sede 44 na câmara do hipersustentador resulta em uma válvula mais robusta do que as de mistura de rebate da técnica anterior que dependiam de cabeçotes móveis ou corrediços expostos ao fluido de proteção fluente 9f.

[34] A segunda seção de alojamento 41b pode ter uma câmara de operação 49 formada na e ao longo de uma parede e uma câmara de acionamento 50 formada na e ao longo de uma parede da mesma. A segunda seção de alojamento 41b pode ter um receptáculo de vedação formado em uma extremidade superior da mesma adjacente a câmara de operação 49 e outro receptáculo de vedação formado em uma extremidade inferior da mesma adjacente a câmara de acionamento 50. A terceira seção de alojamento 41c pode ter uma câmara atmosférica 51 formada em uma parede da mesma e um receptáculo de vedação ali formado adjacente a câmara atmosférica. Uma vedação deslizante 52 pode ser disposta em cada um dos receptáculos. A câmara de operação 49 pode ser carregada até uma alta pressão com um gás, tal como nitrogênio. A câmara de acionamento 50 pode ser carregada até uma pressão média com um gás, tal como nitrogênio. A câmara atmosférica 51 pode ser vedada em uma pressão atmosférica baixa.

[35] Alternativamente, os pistões 45, 46 podem, ao invés, carregar as vedações deslizantes 52.

[36] O pistão de operação 45 pode ser uma haste disposta na câmara de operação 49 e ter uma ranhura formada adjacente a uma parte superior da mesma para receber o flange superior 42u, desta forma longitudinalmente conectando o pistão de operação e o tubo de fluxo 42.A seção de alojamento superior 41u pode ter uma cavidade de operação 53 formada em uma superfície interna da mesma para acomodar o movimento do pistão de operação 45 com o tubo de fluxo 42. Uma interface deslizante formada entre o tubo de fluxo 42 e a seção de alojamento superior pode equalizar a pressão da cavidade de operação 53 com uma pressão de orificio da SSV 40. A pressão de orificio resultante a partir do fluido de produção fluente 9f pode exercer uma força de fluido em um sentido para baixo sobre o pistão de operação tendendo a abrir a SSV 40. A alta pressão de carga na câmara de operação 49 pode exercer uma força de fluido em um sentido para cima sobre o pistão de operação 45 tendendo a fechar a SSV 40; todavia, a alta pressão de carga pode ser selecionada para ser menor do que a pressão de orificio da SSV durante as condições normais de produção.

[37] A alta pressão de carga pode ser uma porcentagem da pressão de orifício durante as condições normais de produção, tal como setenta e cinco a noventa e cinco por cento.A pressão de carga média pode ser uma porcentagem da pressão de orifício durante as condições normais de produção, tal como cinquenta a setenta e quatro por cento.

[38] Com referência a Figura 4, no caso do controle de fluido de produção 9f ser perdido, tal como por intermédio de algum dano a árvore 15, a perda de pressão de retorno exercida sobre o fluido de produção 9f e/ou a redução na pressão de fluxo devido a um aumento na taxa de fluxo do fluido de produção, pode correspondentemente reduzir a pressão de orifício da SSV 40, desta forma permitindo ao pistão de operação 45 automaticamente mover o tubo de fluxo 42 para a posição superior de tal maneira que a mola do hipersustentador possa fechar o hipersustentador.

[39] De volta a uma referência as Figuras 3A-3C, o membro de acionamento do pistão 46 pode ser uma haste tendo uma porção superior disposta na câmara de acionamento 50 e uma porção inferior disposta na câmara atmosférica 51. O membro de acionamento do pistão 46 pode ter uma aleta 46g formada em uma meia porção da mesma adjacentemente abaixo do flange inferior 42w. A terceira seção de alojamento 41c pode ter uma cavidade de acionamento 54 formada em uma superfície interna da mesma para acomodar a extensão do membro de acionamento do pistão 46 entre a câmara de acionamento 50 e a câmara atmosférica 51. A SSV 40 pode adicionalmente incluir uma mola, tal como uma mola de compressão 55, disposta na cavidade de operação 54 e tendo uma extremidade superior encostada contra a aleta 46g e uma extremidade inferior encostada contra um acostamento da terceira seção de alojamento 41c adjacente a cavidade de operação. Ά pressão de carga média na câmara de acionamento 50 pode exercer uma força fluida em um sentido para baixo sobre o membro de acionamento do pistão 46 tendendo a manter a aleta 46w desengatada a partir do acostamento inferior 42w.A mola de compressão 55 pode exercer uma força de desvio em um sentido para cima sobre o membro de acionamento do pistão 46 tendendo a engatar a aleta 46w com o acostamento inferior 42w e fechar a SSV 40; todavia a força de desvio pode ser selecionada para ser menor do que a força de fluido exercida sobre o membro de acionamento do pistão 46 por intermédio da pressão de carga média.

[40] A válvula de acionamento 47 pode incluir um membro de tampa 56, um receptáculo de membro de tampa formado na parede da terceira seção de alojamento 41c, um tubo piloto 57, uma passagem de acionamento 58, uma passagem atmosférica 59 e um par de aberturas 60u, w estendendo entre o receptáculo de membro de tampa e uma interface deslizante formada entre a terceira seção de alojamento 41c e o tubo de fluxo 42. O membro de tampa 56 pode ter acostamentos de vedação alternantes 56 a-d e recessos formados em uma superfície externa do mesmo e uma vedação podem ser transportados por cada um dos acostamentos de vedação e ser engatada com o receptáculo de membro de tampa. Os acostamentos de vedação superiores 56 a,b podem ter um diâmetro maior do que os acostamentos de vedação inferiores 56c,d. Uma parte superior do membro de tampa 56 pode estar em comunicação de fluido com a câmara de operação 49 via o tubo piloto 57. Uma parte inferior do membro de tampa 56 pode estar em comunicação de fluido com a câmara atmosférica 51 via a passagem atmosférica 59. Os recessos de membro de tampa superior e inferior podem estar em comunicação de fluido com a pressão de orificio da SSV 40 via os respectivos aberturas 60 u,w e equalização ao longo doa interface deslizante entre o tubo de fluxo 42 e o alojamento 41. O recesso de membro de tampa médio pode estar em comunicação de fluido com a câmara de acionamento 50 via a passagem de acionamento 58.

[41] As Figuras 5A e 5B ilustram a SSV 40 controlada de subconjunto de superfície a prova de falhas em uma posição fechada.No caso de vazamento de nitrogênio a partir da câmara de operação 49, a pressão média na câmara de acionamento 50 pode exercer uma força fluida em um sentido para cima líquida sobre o membro de tampa 56 devido ao segundo acostamento de vedação 56b sendo maior do que o terceiro acostamento de vedação 56c. Esta força em um sentido para cima pode mover o membro de tampa 56 em um sentido para cima em relação ao receptáculo de membro de tampa até que o portal inferior 60w seja exposto a passagem atmosférica 59 e o portal superior 60u seja exposto a passagem de acionamento 58. A câmara de acionamento 50 e a câmara atmosférica 51 podem então equalizar com a pressão de orifício da SSV 40. Esta equalização negativa a força fluida em um sentido para baixo sobre o membro de acionamento do pistão 46 restringindo a mola de compressão 55 em uma posição comprimida. A mola de compressão 55 pode então empurrar o membro de acionamento do pistão 46 em um sentido para cima em um engate com o flange inferior 42w. A mola de compressão 55 pode continuar a empurrar ambos : o membro de acionamento do pistão 46 e o tubo de fluxo 42 em um sentido para cima até que o tubo de fluxo esteja na posição superior, desta forma permitindo a mola do hipersustentador fechar o hipersustentador 43 .

[42] No caso de ocorrer um fechamento de segurança, a SSV 40 pode ser recuperada de uma maneira reversa aquela das etapas de desenvolvimento das Figuras 2A-2De ser substituída para a continuação da produção.

[43] Alternativamente, a válvula de acionamento 47 pode adicionalmente incluir membro de travamento (não mostrado) para reter o membro de tampa 56 na posição aberta (Figura 5B), uma vez que a válvula de acionamento tenha sido acionada. Esta trava pode incluir um prendedor, tal como um anel de estalo, transportado ao longo de uma superfície externa do membro de tampa 56 para casar com uma ranhura (não mostrado) formada no receptáculo de membro de tampa da terceira seção de alojamento 41c em uma localização adjacente a do anel de estalo quando o membro de tampa estiver na posição aberta. O engate do anel de estalo com a ranhura pode prevenir o retorno do membro de tampa 56 para a posição fechada (Figura 3C).

[44] A Figura 6 ilustra uma válvula de acionamento alternativa 61 para a SSV 40 controlada de subconjunto de superfície a prova de falhas, de acordo com outra realização da presente revelação. A válvula de acionamento alternativa 61 pode adicionalmente incluir uma mola, tal como uma mola de compressão 62 suportada contra uma parte inferior do membro de tampa 56 e uma parte inferior do receptáculo de membro de tampa. No evento de que o nitrogênio também vaze para fora da câmara de acionamento 50, a mola de compressão 62 pode proporcionar a força motiva para abrir a válvula de acionamento 61.

[45] Alternativamente, a câmara atmosférica 51 e o membro de acionamento do pistão 46 podem ser alongadas de tal maneira que uma extremidade inferior do membro de acionamento do pistão 46 permaneça na câmara atmosférica quando a SSV 40 esteja na posição fechada de segurança.

[46] Alternativamente, a mola de tubulação de produção 7 pode ter um bico ali instalado para receber a SSV 40, desta forma tornando óbvio a necessidade da âncora 36 ou pelo menos permitir um engate e uma vedação mais simples para ser usada ao invés.

[47] Alternativamente, os componentes de acionamento e o pistão de operação e a câmara podem ser localizados em um subcontrole localizado acima de uma subválvula de hipersustentador e o tubo de fluxo pode estender em, um sentido para cima no subcontrole.

[48] A Figura 7 ilustra uma SSV 63 controlada de subconjunto de superfície a prova de falhas alternativa, de acordo com outra realização da presente revelação. A SSV 63 a prova de falhas alternativa pode ser similar a SSV 40 exceto por ter uma junta deslizante formada entre o pistão de operação 65 e o tubo de fluxo 64. A junta deslizante pode incluir o flange de tubo de fluxo superior 64u e uma fenda 65g ao invés da ranhura conectando o pistão de operação 45 e o tubo de fluxo 42. A junta deslizante pode permitir um movimento em um sentido para cima limitado do pistão de operação 65 em relação ao tubo de fluxo 64 ante de engatar e elevar o tubo de fluxo por intermédio do pistão de operação, desta forma permitindo flutuações de pressão transientes na pressão de orifício passar sem elevar o tubo de fluxo e abrir a câmara de hipersustentador.

[49] A Figura 8 ilustra uma SSV 66 controlada de subconjunto de superfície a prova de falhas alternativa, de acordo com outra realização da presente revelação. A SSV 66 a prova de falhas alternativa pode ser similar a SSV 40 exceto pela adição de uma mola de fechamento 67. A mola de fechamento 6 7 pode ser uma mola de compressão tendo uma extremidade superior suportada contra uma parte inferior do flange inferior 42w e uma extremidade inferior suportada contra o acostamento da terceira seção de alojamento 41c adjacente a cavidade de operação, desta forma desviando o tubo de fluxo 42 em um sentido a posição superior. A mola de fechamento 67 pode assegurar o fechamento da SSV 66 em um cenário onde o fluido de produção 9f vaza na câmara de operação 49 .

[50] Em uma ou mais realizações, o conjunto de válvula controladas de subconjunto de superfície a prova de falhas inclui: um alojamento tubular; um membro de fechamento disposto no alojamento tubular, no qual o membro de fechamento é móvel entre uma posição fechada e uma posição aberta; um pistão de operação operável para mover o membro de fechamento entre a posição fechada e a posição aberta; e um membro de acionamento do pistão operável para mover o membro de fechamento a partir da posição aberta para a posição fechada.

[51] Em uma ou mais realizações, o conjunto de válvula controladas de subconjunto de superfície a prova de falhas inclui: um alojamento tubular; um membro de fechamento disposto no alojamento tubular, no qual o membro de fechamento é móvel entre uma posição fechada e uma posição aberta; um membro de acionamento do pistão operável para mover o membro de fechamento a partir da posição aberta para a posição fechada; e um conjunto de acionamento operável para acionar o membro de acionamento do pistão, no qual o conjunto de acionamento está em comunicação de fluido com um orifício do alojamento tubular.

[52] Em uma ou mais realizações, o conjunto de acionamento está em comunicação de fluido com um orifício do alojamento tubular. O conjunto de acionamento adicionalmente inclui: uma câmara, uma pluralidade de aberturas dispostos em uma parede lateral da câmara, e um membro de tampa disposto na câmara, na qual o membro de tampa está em comunicação de fluido com a pluralidade de aberturas. Em uma ou mais realizações o membro de tampa é longitudinalmente móvel na câmara entre uma posição aberta e uma posição fechada.

[53] Em uma ou mais realizações, o conjunto de acionamento adicionalmente compreende membro de travamento operável para reter o membro de tampa na posição aberta. Em uma ou mais realizações o conjunto de acionamento adicionalmente compreende um membro de desvio operável para desviar o membro de tampa para a posição aberta. Em uma ou mais realizações, o membro de tampa está em comunicação de fluido com um orifício do alojamento tubular. Em uma ou mais realizações, o conjunto de válvula controladas de subconjunto de superfície a prova de falhas adicionalmente compreende um membro de desvio operável para desviar o membro de acionamento do pistão.

[54] Em uma ou mais realizações, o pistão de operação compreende uma junta deslizante. Em uma ou mais realizações, o conjunto de válvula controladas de subconjunto de superfície a prova de falhas adicionalmente compreende uma câmara disposta entre o alojamento tubular e um membro de abertura, no qual o membro de fechamento é disposto na câmara quando na posição aberta.

[55] Um método para controlar o fluxo de fluido em um alojamento tubular de uma válvula de segurança de subconjunto de superfície inclui: a alimentação de pressão para o alojamento tubular para acionar um pistão de operação, desta forma movendo um membro de abertura a partir de uma posição superior para uma posição inferior; mover um membro de fechamento a partir de uma posição fechada para uma posição aberta em resposta ao movimento do membro de abertura para a posição inferior; manter a pressão no alojamento tubular para reter o membro de fechamento na posição aberta; acionar um membro de acionamento do pistão, desta forma movendo o membro de abertura a partir de uma posição inferior para a posição superior; e fechar o membro de fechamento em resposta ao movimento do membro de abertura para a posição superior.

[56] O método para controlar o fluxo de fluido em um alojamento tubular de uma válvula de segurança de subconjunto de superfície adicionalmente inclui mover um membro de tampa a partir de uma posição fechada para uma posição aberta em resposta a redução em pressão em uma câmara de operação. O método para controlar o fluxo de fluido em um alojamento tubular de uma válvula de segurança de subconjunto de superfície adicionalmente inclui o acionamento do membro de acionamento do pistão em resposta ao movimento do membro de tampa para a posição aberta. O método para controlar o fluxo de fluido em um alojamento tubular de uma válvula de segurança de subconjunto de superfície adicionalmente inclui reter o membro de tampa na posição aberta usando membro de travamento. O método para controlar o fluxo de fluido em um alojamento tubular de uma válvula de segurança de subconjunto de superfície adicionalmente inclui o movimento do membro de fechamento entre uma parede interna do alojamento tubular e um membro de abertura quando o membro de fechamento está em uma posição aberta.

[57] Enquanto o aqui acima mencionado é direcionado as realizações da presente revelação, outras e realizações adicionais da revelação podem ser idealizadas sem partir a partir do escopo da mesma, e o escopo da invenção é determinado por intermédio das reivindicações a seguir.

Claims (15)

1. Conjunto de válvula de segurança controlado a partir de um subconjunto de superficie à prova de falhas, caracterizado pelo fato que compreende: um alojamento tubular; um membro de fechamento disposto no alojamento tubular, referido membro de fechamento móvel entre uma posição fechada e uma posição aberta; um pistão de operação operável para mover o membro de fechamento entre a posição aberta e a posição fechada; e um membro de acionamento do pistão operável para mover o membro de fechamento a partir de uma posição aberta para uma posição fechada.

2. Conjunto de válvula de segurança controlado a partir de um subconjunto de superficie a prova de falhas de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que adicionalmente compreende um conjunto de acionamento operável para acionar o membro de acionamento do pistão, referido conjunto de acionamento estando em comunicação de fluido com um orificio do alojamento tubular.

3. Conjunto de válvula de segurança controlado a partir de um subconjunto de superficie a prova de falhas, caracterizado pelo fato que compreende: um alojamento tubular; um membro de fechamento disposto no alojamento tubular, referido membro de fechamento sendo móvel entre uma posição fechada e uma posição aberta; um membro de acionamento do pistão operável para mover o membro de fechamento entre a posição aberta e a posição fechada; e um conjunto de acionamento operável para acionar o membro de acionamento do pistão, referido conjunto de acionamento estando em comunicação de fluido com um orifício do alojamento tubular.

4. Conjunto de válvula de segurança controlado a partir de um subconjunto de superfície a prova de falhas de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato que adicionalmente compreende um pistão de operação operável para mover o membro de fechamento entre a posição fechada e a posição aberta.

5. Conjunto de válvula de segurança controlado a partir de um subconjunto de superfície a prova de falhas de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato que o conjunto de acionamento adicionalmente compreende: uma câmara; uma pluralidade de aberturas dispostas em uma parede lateral da câmara; e um membro de tampa disposto na câmara, referido membro de tampa estando em comunicação de fluido com a pluralidade de aberturas.

6. Conjunto de válvula de segurança controlado a partir de um subconjunto de superfície a prova de falhas de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato que o membro de tampa é longitudinalmente móvel na câmara entre uma posição aberta e uma posição fechada.

7. Conjunto de válvula de segurança controlado a partir de um subconjunto de superfície a prova de falhas de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato que o conjunto de acionamento adicionalmente compreende membro de travamento operável para manter o membro de tampa na posição aberta.

8. Conjunto de válvula de segurança controlado a partir de um subconjunto de superfície a prova de falhas de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato que o membro de tampa está em comunicação de fluido com um orificio do alojamento tubular.

9. Conjunto de válvula de segurança controlado a partir de um subconjunto de superfície a prova de falhas de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato que o pistão de operação compreende uma junta deslizante.

10. Conjunto de válvula de segurança controlado a partir de um subconjunto de superfície a prova de falhas de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato que adicionalmente compreende uma câmara disposta entre o alojamento tubular e um membro de abertura, referido membro de fechamento estando disposto na câmara quando em uma posição aberta.

11. Método para controlar o fluxo de fluido em um alojamento tubular de uma válvula de segurança de um subconjunto de superfície caracterizado pelo fato que compreende: alimentar pressão para o alojamento tubular para acionar um pistão de operação, desta forma movendo um membro de abertura a partir de uma posição superior para uma posição inferior; mover um membro de fechamento a partir de uma posição fechada para uma posição aberta em resposta ao movimento do membro de abertura para a posição inferior; manter a pressão no alojamento tubular para manter o membro de fechamento na posição aberta; acionar um membro de acionamento do pistão, movendo assim o membro de abertura a partir de uma posição inferior para a posição superior; e fechar o membro de fechamento em resposta ao movimento do membro de abertura para a posição superior.

12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato que adicionalmente compreende mover um membro de tampa a partir de uma posição fechada para uma posição aberta em resposta a uma redução de pressão em uma câmara de operação.

13. Método de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato que adicionalmente compreende acionar o membro de acionamento do pistão em resposta ao movimento do membro de tampa para a posição aberta.

14. Método de acordo com de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 13, caracterizado pelo fato que adicionalmente compreende manter o membro de tampa na posição aberta usando um membro de travamento.

15. Método de acordo com de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 14, caracterizado pelo fato que adicionalmente compreende mover o membro de fechamento entre uma parede interna do alojamento tubular e um membro de abertura quando o membro de fechamento está na posição aberta.