BR112013008051B1

BR112013008051B1 - método de operação de uma válvula de isolamento em um furo de poço e conjunto de isolamento para usar em um furo de poço

Info

Publication number: BR112013008051B1
Application number: BR112013008051A
Authority: BR
Inventors: Joe Noske; Roddie R. Smith; Paul L. Smith; Thomas F. Bailey; Christopher L. McDowell
Original assignee: Weatherford/Lamb, Inc.
Priority date: 2010-09-20
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2020-04-07
Also published as: EP2619402A2; SG189016A1; AU2011305573B2; US11773691B2; CA2943132C; US20210131233A1; WO2012040235A2; CA2943132A1; AU2011305573A1; CA2811117C; WO2012040235A3; EP2619402B1; US20160090818A1; US20120067595A1; BR112013008051A2; US20190153822A1; NO2619402T3; DK2619402T3; US10214999B2; US9163481B2

Abstract

método de operação de uma válvula de isolamento em um furo de poço e conjunto de isolamento para usar em um furo de poço a presente invenção refere-se a um método de operação de uma válvula de isolamento (100) em um furo de poço que inclui: implantar uma coluna de trabalho (1050) dentro do furo de poço através de uma coluna tubular (1015) disposta no furo de poço. a coluna de trabalho (1050) compreende uma coluna de implantação, uma ferramenta de deslocamento (200, 400, 600, 900, 1100), e um conjunto de fundo de poço. a coluna tubular (1015) compreende a válvula de isolamento (100) e um atuador (1o, c, 300, 500, 700). o método inclui adicionalmente girar o atuador (1o, c, 300, 500, 700) usando a ferramenta de deslocamento (200, 400, 600, 900, 1100), deste modo abrindo ou fechando a válvula de isolamento (100). a válvula de isolamento (100) isola uma formação (1030n) de uma parte superior do furo de poço na posição fechada.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO DE OPERAÇÃO DE UMA VÁLVULA DE ISOLAMENTO EM UM FURO DE POÇO E CONJUNTO DE ISOLAMENTO PARA USAR EM UM FURO DE POÇO.

REFERÊNCIA CRUZADA PARA PEDIDOS RELACIONADOS [001] Este pedido reivindica o benefício do Pedido de Patente

Provisório de No. U.S. 61/384,591 (Atty. Dock. No. WEAT/0964USL), intitulado Remotely Operated Isolation Valve, depositado em 20 de setembro de 2010, e de Pedido de Patente Provisório de No. U.S. 61/492.012 (Atty. Dock. No. WEAT/0964USL02), intitulado Remotely Operated Isolation Valve, depositado em 1 de junho de 2011, os quais são incorporados integralmente neste documento por referência.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Campo da Invenção [002] Modalidades da invenção se referem geralmente a uma válvula de isolamento operada remotamente.

Descrição da Técnica Relacionada [003] Uma formação que comporta hidrocarbonetos (ou seja, petróleo cru e / ou gás natural) é acessada perfurando um furo de poço a partir de uma superfície da terra para a formação. Após o furo de poço ser perfurado até uma certa profundidade, revestimento ou forro de aço tipicamente é inserido no furo de poço e um anel entre o revestimento / forro e a terra é preenchido com cimento. O revestimento / forro fortalece o furo de poço, e o cimento ajuda a isolar áreas do furo de poço durante perfuração adicional e produção de hidrocarbonetos.

[004] Uma vez que o furo de poço tenha alcançado a formação, a formação em seguida usualmente é perfurada em uma condição desequilibrada o que significa que a pressão no anel exercida pelo retorno (fluido o de perfuração e detritos) é maior do que uma pressão de poro da formação. Desvantagens de operar na condição

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2/76 desequilibrada incluem gastos da lama de perfuração e danos às formações pela entrada da lama na formação. Portanto, perfuração com pressão subequilibrada ou gerenciada pode ser empregada para impedir ou pelo menos mitigar problemas de perfuração desequilibrada. Em perfuração com pressão subequilibrada ou gerenciada, um fluido o de perfuração leve, tal como líquido ou mistura líquido-gás, é usada em lugar de lama de perfuração pesada para assim impedir ou pelo menos reduzir que o fluido o de perfuração de entre e danifique a formação. Uma vez que a perfuração com pressão subequilibrada ou gerenciada são mais suscetíveis a intrusões de fluido os na formação do poço (kicks), furos de poço com pressão subequilibrada e gerenciada são perfurados usando um dispositivo de controle de rotação (RCD) (também conhecido como desviador rotativo, BOP rotativo, cabeça de perfuração rotativa, ou PCWD). O RCD permite que a coluna de perfuração seja girada e abaixada através do mesmo ao mesmo tempo em que retém uma vedação de pressão em volta da coluna de perfuração.

[005] Uma válvula de isolamento como parte do revestimento / forro pode ser usada para isolar temporariamente uma pressão de formação abaixo da válvula de isolamento de modo que uma coluna de perfuração ou de trabalho possa ser inserida rápida e seguramente em uma parte do furo de poço acima da válvula de isolamento que é temporariamente aliviada para pressão atmosférica. Um exemplo de uma válvula de isolamento tendo uma válvula de charneira é discutido e ilustrado na Patente Norte Americana de No. U.S. 6.209.663, a qual é incorporada integralmente neste documento por referência. Um exemplo de uma válvula de isolamento tendo uma bola é discutido e ilustrado em na Patente Norte Americana de No. U.S. 7.204.315, a qual é incorporada integralmente neste documento por referência. A válvula de isolamento permite que uma coluna de perfuração / trabalho seja

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3/76 atuada para dentro e para fora do furo de poço em uma taxa mais rápida do que manobrar a coluna para dentro contra pressão. Uma vez que a pressão acima da válvula de isolamento é aliviada, a coluna de perfuração / trabalho pode se deslocar para dentro do furo de poço sem que a pressão do furo de poço atue para empurrar a coluna para fora. Adicionalmente, a válvula de isolamento permite a inserção da coluna de perfuração / trabalho para dentro do furo de poço que é incompatível com a manobra contra pressão devido à forma, diâmetro e / ou comprimento da coluna.

[006] Sistemas de atuação para a válvula de isolamento são tipicamente hidráulicos que requerem uma ou duas linhas de controle que se estendem a partir da válvula de isolamento para a superfície. As linhas de controle requerem proteção contra esmagamento e devem ser difíceis para encaminhar através de uma cabeça de poço submarina.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [007] Modalidades da invenção se referem geralmente a uma válvula de isolamento operada remotamente. Em uma modalidade, um método de operação de uma válvula de isolamento em um furo de poço inclui: implantar uma coluna de trabalho dentro do furo de poço através de uma coluna tubular disposta no furo de poço. A coluna de trabalho compreende uma coluna de implantação, uma ferramenta de deslocamento, e um conjunto de fundo de poço (BHA). A coluna tubular compreende a válvula de isolamento e um atuador. O método adicionalmente inclui girar o atuador usando a ferramenta de deslocamento, para deste modo abrir ou fechar a válvula de isolamento. A válvula de isolamento isola uma formação de uma parte superior do furo de poço na posição fechada.

[008] Em outra modalidade, um método de operação de uma válvula de isolamento em um furo de poço inclui: implantar uma coluna de trabalho dentro do furo de poço através de uma coluna tubular

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4/76 disposta no furo de poço. A coluna de trabalho compreende uma coluna de implantação, uma ferramenta de deslocamento, e um conjunto de fundo de poço (BHA). A coluna tubular compreende a válvula de isolamento e um atuador. O método adicionalmente inclui operar o atuador usando a ferramenta de deslocamento, para deste modo abrir ou fechar a válvula de isolamento. A válvula de isolamento isola uma formação de uma parte superior do furo de poço na posição fechada. A interação entre a ferramenta de deslocamento e o atuador fornece uma indicação detectável na superfície em resposta a abrir ou fechar da válvula de isolamento.

[009] Em outra modalidade, um método de operação de uma válvula de isolamento em um furo de poço inclui implantar uma coluna de trabalho dentro do furo de poço através de uma coluna tubular disposta no furo de poço. A coluna de trabalho compreende uma coluna de implantação, uma ferramenta de deslocamento, e um conjunto de fundo de poço (BHA). A coluna tubular compreende a válvula de isolamento e primeiro e segundo atuadores. O método adicionalmente inclui operar o primeiro atuador usando a ferramenta de deslocamento, para deste modo abrir a válvula de isolamento; e operar o segundo atuador usando a ferramenta de deslocamento, para deste modo fechar a válvula de isolamento e isolar uma formação de uma parte superior do furo de poço.

[0010] Em outra modalidade, um conjunto de isolamento para uso em um furo de poço inclui: uma válvula de isolamento operável entre uma posição aberta e uma posição fechada; um substituto abridor de potência tendo um perfil abridor para receber um acionador de uma ferramenta de deslocamento e operável para abrir a válvula de isolamento em resposta a ser acionado pela ferramenta de deslocamento; e um substituto fechador de potência tendo um perfil fechador para receber o acionador e operável para fechar a válvula de

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5/76 isolamento em resposta a ser acionado pela ferramenta de deslocamento.

[0011] Em outra modalidade, um substituto de potência para uso em um furo de poço inclui: um receptáculo tubular tendo um orifício formado através do mesmo; um mandril tubular disposto no receptáculo, móvel relativo ao mesmo, e tendo um perfil formado através de uma parede do mesmo para receber um acionador de uma ferramenta de deslocamento; um primeiro pistão acoplado operacionalmente ao mandril e operável para bombear fluido hidráulico para uma saída do receptáculo; e um mecanismo de liberação operável para receber um mecanismo de liberação da ferramenta de deslocamento após a operação do substituto de potência, para deste modo despressurizar a ferramenta de deslocamento.

[0012] Em outra modalidade, um substituto de potência para uso em um furo de poço inclui: um receptáculo tubular tendo um orifício formado através do mesmo; um mandril tubular disposto no receptáculo e giratório relativo ao mesmo; e um pistão acoplado operacionalmente ao mandril de modo que a rotação do mandril reciproca longitudinalmente o pistão relativo ao mesmo, para deste modo bombear fluido hidráulico para uma saída do receptáculo.

[0013] Em outra modalidade, uma ferramenta de deslocamento para uso em um furo de poço inclui: um receptáculo tubular tendo um orifício formado através do mesmo e uma bolsa formada em uma parede do mesmo; um mandril tubular disposto no receptáculo e móvel longitudinalmente relativo ao mesmo; um assento conectado longitudinalmente ao mandril e móvel radialmente relativo ao mesmo entre uma posição engatada para receber um membro de bloqueio e uma posição desengatada para liberar o membro de bloqueio; um braço articulado ao receptáculo, móvel relativo ao receptáculo entre uma posição estendida, uma posição liberada, e uma posição retraída, e

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6/76 disposto na bolsa na posição retraída; e um excêntrico conectando operacionalmente o braço e o mandril, em que: o braço é móvel da posição retraída para a posição estendida em resposta a movimento do mandril relativo ao receptáculo, e o braço é móvel adicionalmente da posição estendida para a posição liberada em resposta a movimento adicional do mandril relativo ao receptáculo, e o assento é operável para mover para a posição desengatada quando o braço está na posição liberada.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0014] Uma descrição mais particular da invenção, sumarizada brevemente acima, pode ser obtida por referência as modalidades, de uma maneira pela qual as características da presente invenção enumeradas acima possam ser entendidas em detalhe, algumas das quais são ilustradas nos desenhos em anexo. Entretanto, deve ser observado que os desenhos em anexo ilustram apenas modalidades típicas desta invenção e, portanto, não devem ser consideradas limitantes ao seu escopo, pois a invenção pode admitir outras modalidades igualmente eficazes.

[0015] As Figuras 1A a D são seções de corte de um conjunto de isolamento na posição fechada, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0016] As Figuras 2A a D são seções de corte do conjunto de isolamento na posição aberta.

[0017] As Figuras 3A a 3D ilustram a operação de um substituto de potência do conjunto de isolamento.

[0018] As Figuras 4A e 4B são seções de corte de uma ferramenta de deslocamento para atuar o conjunto de isolamento entre as posições, de acordo com outra modalidade da presente invenção. A Figura 4C é uma vista isométrica da ferramenta de deslocamento. A Figura 4D é uma aproximação de uma parte da Figura 4C.

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7/76 [0019] As Figuras 5A a 5F ilustram a operação da ferramenta de deslocamento.

[0020] As Figuras 6A a 6C e 6E ilustram um substituto de potência para operar uma válvula de isolamento, de acordo com outra modalidade da presente invenção. A Figura 6D ilustra a operação de uma embreagem do substituto de potência.

[0021] As Figuras 7A e 7B ilustram uma ferramenta de deslocamento para atuar o substituto de potência. A Figura 7C é uma aproximação de uma parte das Figuras 7A e 7B.

[0022] As Figuras 8A a 8D ilustram a operação da ferramenta de deslocamento e do substituto de potência.

[0023] As Figuras 9A a 9D ilustram um substituto de potência para operar uma válvula de isolamento, de acordo com outra modalidade da presente invenção. A Figura 9E ilustra uma bomba do substituto de potência. A Figura 9F ilustra válvulas de retenção do substituto de potência. A Figura 9G ilustra uma válvula de controle do substituto de potência em uma posição superior.

[0024] As Figuras 10A e 10B são diagramas hidráulicos de um conjunto de isolamento que inclui substitutos abridor e fechador de potência.

[0025] As Figuras 11A a 11C ilustram uma ferramenta de deslocamento para atuar o substituto de potência. A Figura 11D ilustra um mecanismo de liberação da ferramenta de deslocamento. A Figura 11E ilustra um acionador da ferramenta de deslocamento.

[0026] As Figuras 12A a 12F ilustram a operação da ferramenta de deslocamento e do substituto de potência.

[0027] As Figuras 13A a 13C são seções de corte de um conjunto de isolamento na posição fechada, de acordo com outra modalidade da presente invenção. As Figuras 13D e 13E são aproximações de partes da Figura 13A.

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8/76 [0028] As Figuras 14A e 14B são seções de corte de uma ferramenta de deslocamento para atuar o conjunto de isolamento entre as posições, de acordo com outra modalidade da presente invenção. A Figura 14C é uma aproximação de uma parte das Figuras 14A e 14B.

[0029] As Figuras 15A a 15F ilustram a operação da ferramenta de deslocamento.

[0030] As Figuras 16A a 16C são seções de corte de um conjunto de isolamento na posição fechada, de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[0031] A Figura 17A é uma seção de corte de uma ferramenta de deslocamento para atuar o conjunto de isolamento entre as posições, de acordo com outra modalidade da presente invenção. A Figura 17B é uma seção de corte de um receptor para uso com a ferramenta de deslocamento. A Figura 17C é uma aproximação de uma parte da Figura 17A.

[0032] As Figuras 18A a 18E ilustram a operação da ferramenta de deslocamento.

[0033] A Figura 19 ilustra uma ferramenta de deslocamento de arfagem compensada, de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[0034] As Figuras 20A a 20H ilustram um método de perfurar e concluir um furo de poço, de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[0035] A Figura 21 ilustra um método para perfurar um furo de poço, de acordo com outra modalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA MODALIDADE PREFERENCIAL [0036] As Figuras 1A a D são seções de corte de um conjunto de isolamento na posição fechada, de acordo com uma modalidade da presente invenção. As Figuras 2A a D são seções de corte do conjunto de isolamento na posição aberta. O conjunto de isolamento pode incluir

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9/76 um ou mais substitutos de potência, tal como um abridor 1o e um fechador 1c, e uma válvula de isolamento 100. O conjunto de isolamento pode incluir adicionalmente um substituto espaçador (não mostrado, ver substituto espaçador 550 na Figura 9B) disposto entre o fechador 1c e a válvula de isolamento 100 e / ou entre o abridor 1o e o fechador. O conjunto de isolamento pode ser montado como parte de uma coluna de revestimento ou forro e correr para dentro de um furo de poço (ver Figura 15A). A coluna de revestimento ou forro pode ser cimentada no furo de poço ou ser uma coluna de revestimento de ligação.

[0037] Cada substituto de potência 1o, c pode incluir um receptáculo tubular 5, um mandril tubular 10, um pistão 15, um acionador tubular 25, e uma embreagem. O receptáculo 5 pode ter acopladores (não mostrados) formados em cada extremidade longitudinal do mesmo para conexão entre os substitutos de potência 1o, c, com o substituto espaçador 550, ou com outros componentes da coluna de revestimento / forro. Os acopladores podem ter rosca, tal como uma caixa e um pino. O receptáculo 5 pode ter um orifício central longitudinal formado através do mesmo. Embora mostrado como uma peça, o receptáculo 5 pode incluir duas ou mais seções para facilitar fabricação e montagem, cada seção conectada em conjunto, tal como conexões presas com rosca.

[0038] O mandril 10 pode ser disposto dentro do receptáculo 5, conectado longitudinalmente ao mesmo, e giratório relativo ao mesmo. O mandril 10 pode ter um perfil 10p formado em uma superfície interna do mesmo para receber um acionador 230 de uma ferramenta de deslocamento 200 (ver Figura 5D). O perfil pode ser uma série de fendas 10p espaçadas em volta da superfície interna do mandril. As fendas 10p podem ter um comprimento substancialmente maior do que um diâmetro do acionador de ferramenta de deslocamento 230 para fornecer uma tolerância de engate e / ou para compensar a arfagem da

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10/76 coluna de perfuração para operações de perfuração submarinas. O mandril 10 pode ter adicionalmente um ou mais perfis helicoidais 10t formados em uma superfície externa do mesmo. Se o mandril 10 tem dois ou mais perfis helicoidais 10t (mostrados dois), então os perfis helicoidais podem ser entrelaçados.

[0039] O pistão 15 pode ser tubular e ter uma aba 15s disposta em uma câmara 6 formada no receptáculo 5. O receptáculo 5 pode ter adicionalmente abas superior 6u e inferior 61 formadas em uma superfície interna do mesmo. A câmara 6 pode ser definida radialmente entre o pistão 15 e o receptáculo 5 e longitudinalmente entre uma vedação superior (não mostrada) disposta entre o receptáculo 5 e o pistão 15 próxima a aba superior 6u e uma vedação inferior (não mostrada) disposta entre o receptáculo 5 e o pistão 15 próxima a aba inferior 61. Uma vedação de pistão (não mostrada) também pode ser disposta entre a aba do pistão 15s e o receptáculo 5. O fluido hidráulico pode ser disposto na câmara 6. Cada extremidade da câmara 6 pode ficar em comunicação fluida com um respectivo acoplamento hidráulico (não mostrado) através de uma respectiva passagem hidráulica 9p formada longitudinalmente através de uma parede do receptáculo 5.

[0040] Os substitutos de potência 1o, c podem ser conectados hidraulicamente à válvula de isolamento 100 em uma configuração de três caminhos de modo que cada um dos pistões de substituto de potência 15 fica em posições opostas e a operação de um dos substitutos de potência 1o, c irá operar a válvula de isolamento 100 entre as posições aberta e fechada e alternar o outro substituto de potência 1o, c. Esta configuração de três caminhos pode permitir que cada substituto de potência 1o, c seja operado em apenas um sentido de rotação e cada substituto de potência 1o, c apenas para abrir ou fechar a válvula de isolamento 100. Os respectivos acopladores hidráulicos de cada substituto de potência 1o, c e a válvula de

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11/76 isolamento 100 podem ser conectados por um conduto, tal como tubagem 9t. Embora a tubagem 9t que conecta o abridor 1o e a válvula de isolamento 100 seja mostrada externa ao fechador 1c, na verdade, o fechador 1c pode incluir uma passagem de desvio (não mostrada) formada através do receptáculo 5 para conectar os componentes.

[0041] As Figuras 3A a 3D ilustram a operação dos substitutos de potência 1o, c. Os perfis helicoidais 10t e a embreagem podem permitir que o acionador 25 transladar longitudinalmente sem girar enquanto o mandril 10 é girado pela ferramenta de deslocamento 200 e não translada. A embreagem pode incluir um tubular excêntrico 35 e um ou mais seguidores 30. O excêntrico 35 pode ser disposto em uma câmara superior 7 formada no receptáculo 5. O receptáculo 5 pode ter adicionalmente abas superior 7u e inferior 71 formadas em uma superfície interna do mesmo. A câmara 7 pode ser definida radialmente entre o mandril 10 e o receptáculo 5 e longitudinalmente entre uma vedação superior disposta entre o receptáculo 5 e o mandril 10 próxima a aba superior 7u e vedações inferiores dispostas entre o receptáculo 5 e o acionador 25 e entre o mandril 10 e o acionador 25 próximas a aba inferior 71. Lubrificante pode ser disposto na câmara. Um pistão compensador (não mostrado) pode ser disposto no mandril 10 ou no receptáculo 5 para compensar o deslocamento de lubrificante devido ao movimento do acionador 25. O pistão compensador também pode servir para equalizar a pressão do lubrificante (ou aumentar levemente) com a pressão no orifício do receptáculo.

[0042] Cada seguidor 30 pode incluir uma cabeça 31, uma base 33, e um membro de ajuste, tal como uma mola 32, disposto entre a cabeça 31 e a base 33. Cada seguidor 30 pode ser disposto em um orifício 25h formado através de uma parede do acionador 25. O seguidor 30 pode ser movido ao longo de uma trilha 35t do excêntrico 35 entre uma posição engatada (Figuras 3A e 3B), uma posição desengatada (Figura

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3D), e uma posição neutra (Figura 3C). A base do seguidor 33 pode engatar em um respectivo perfil helicoidal 10t na posição engatada, para deste modo acoplar operacionalmente o mandril 10 e o acionador 25. A cabeça 31 pode ser conectada à base 33 na posição desengatada por um pé. A base 33 pode ter um batente (não mostrado) para engatar o pé para impedir a separação.

[0043] O excêntrico 35 pode ser conectada longitudinal e rotativamente ao receptáculo 5, tal como por uma conexão com rosca (não mostrado). O excêntrico 35 pode ter uma ou mais trilhas 35t formadas no mesmo. Quando o acionador 25 está se movendo para baixo o Md relativo ao receptáculo 5 e ao mandril 10 (a partir da posição superior do pistão), cada trilha 35t pode ser operável para empurrar e manter pressionado um topo da respectiva cabeça 31, para deste modo manter a base 33 engatada com o perfil helicoidal 10t e quando o acionador 25 está se movendo para cima o Mu relativo ao receptáculo 5 e ao mandril 10, cada trilha 35t pode ser operável para empurrar e levantar uma borda da cabeça 31, para deste modo manter a base 33 desengatada do perfil helicoidal 10t.

[0044] O acionador 25 pode ser disposto entre o mandril 10 e o excêntrico 35, conectado rotativamente ao excêntrico 35, e móvel longitudinalmente relativo ao receptáculo 5 entre uma posição estendida (Figuras 1B e 3C) e uma posição retraída (Figuras 1A e 3A). Um fundo do acionador 25 pode ficar em contato com um topo do pistão 15, para deste modo empurrar o pistão 15 de uma posição superior (Figuras 1A, 2B) para uma posição inferior (Figuras 1B, 2A) quando se move da posição retraída para a posição estendida. Quando a base do seguidor 33 está engatada ao perfil helicoidal 10t (Figuras 3A, 3B), a rotação do mandril 10 pelo engate com a ferramenta de deslocamento 200 pode provocar movimento longitudinal para baixo Md do acionador relativo ao receptáculo, para deste modo empurrar o pistão 15 para a posição

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13/76 inferior. Esta conversão de movimento rotacional para movimento longitudinal pode ser provocada por movimento helicoidal relativo entre a base do seguidor 33 e o perfil helicoidal 10t.

[0045] Uma vez que o seguidor 30 alcança o fundo do perfil helicoidal 10t e a extremidade da trilha, a mola do seguidor 32 pode empurrar a cabeça 31 em direção à posição neutra enquanto a rotação continuada do mandril 10 pode empurrar a base do seguidor 33 para dentro de um sulco 10g formado em volta de uma superfície externa do mandril 10, para deste modo desengatar a base do seguidor 33 do perfil helicoidal 10t. O seguidor 30 pode flutuar radialmente na posição neutra de modo que a base 33 pode engatar ou não o sulco 10g e / ou permanecer no sulco 10g. O sulco 10g pode assegurar que o mandril 10 fique livre para girar relativo ao acionador 25 de modo que a rotação continuada do mandril 10 não danifique qualquer um de ferramenta de deslocamento 200, substitutos de potência 1o,c, e válvula de isolamento 100.

[0046] Uma vez que o outro substituto de potência é operado pela ferramenta de deslocamento 200, a força do fluido o pode empurrar o pistão 15 em direção à posição superior, para deste modo empurrar longitudinalmente o acionador 25. O acionador 25 pode transportar o seguidor 30 ao longo da trilha 35t até a cabeça do seguidor 31 engatar a trilha 35t. Como discutido acima, a trilha 35t pode engatar a borda da cabeça e manter a base 33 fora de engate com o perfil helicoidal 10t de modo que o mandril 10 não gire inversamente quando o acionador 25 se mover longitudinalmente para cima Mu relativo ao mesmo. Uma vez que o seguidor 30 alcança o topo da segunda parte da trilha longitudinal, a cabeça do seguidor 31 pode engatar uma parte inclinada da trilha 35t onde o seguidor 30 é comprimido até a base 33 e engata o perfil helicoidal 10t.

[0047] Voltando para as Figuras 1A a D e 2A a D, a válvula de

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14/76 isolamento 100 pode incluir um receptáculo tubular 105, um tubo de fluxo 110, e um membro de fechamento, tal como uma válvula de charneira 120. Como discutido acima, o membro de fechamento pode ser uma bola (não mostrada) em lugar da válvula de charneira 120. Para facilitar a fabricação e montagem, o receptáculo 105 pode incluir uma ou mais seções 105a,b cada uma conectada em conjunto, tal como conexões presas com rosca e / ou fixadores. O receptáculo 105 pode incluir adicionalmente um adaptador superior (não mostrado) conectado a seção 105a para conectar ao substituto espaçador e um adaptador inferior (não mostrado) conectado à seção 105d para conectar com o revestimento ou forro. O receptáculo 105 pode ter um orifício longitudinal formado através do mesmo para passagem de uma coluna de perfuração.

[0048] O tubo de fluxo 110 pode ser disposto dentro do receptáculo

105. O pistão 110 pode ser móvel longitudinalmente relativo ao receptáculo 105. Um pistão 110s pode ser formado em ou fixado a uma superfície externa do tubo de fluxo 110. O pistão 110s pode incluir uma ou mais vedações para engatar uma superfície interna de uma câmara 107 formada no receptáculo 105. O receptáculo 105 pode ter abas superior 105u e inferior 1051 formadas em uma superfície interna do mesmo. A câmara 107 pode ser definida radialmente entre o tubo de fluxo 110 e o receptáculo 105 e longitudinalmente entre uma vedação superior disposta entre o receptáculo 105 e o tubo de fluxo 110 próximo à aba superior 105u e uma vedação inferior disposta entre o receptáculo 105 e o tubo de fluxo 110 próximo à aba inferior 1051. O fluido hidráulico pode ser disposto na câmara 107. Cada extremidade da câmara 107 pode ficar em comunicação fluida com um respectivo acoplamento hidráulico 109c através de uma respectiva passagem hidráulica 109p formada através de uma parede do receptáculo 105.

[0049] O tubo de fluxo 110 pode ser móvel longitudinalmente pelo

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15/76 pistão 110s entre a posição aberta e a posição fechada. Na posição fechada, o tubo de fluxo 110 pode ficar livre da válvula de charneira 120, para deste modo permitir que a válvula de charneira 120 feche. Na posição aberta, o tubo de fluxo 110 pode engatar a válvula de charneira 120, empurrar a válvula de charneira 120 para a posição aberta, e engatar um assento 108s formado em ou disposto no receptáculo 105. O engate do tubo de fluxo com o assento 108s pode formar uma câmara 106 entre o tubo de fluxo 110 e o receptáculo 105, para deste modo proteger a válvula de charneira 120 e o assento da válvula de charneira106s. A válvula de charneira 120 pode ser articulada ao receptáculo 105, tal como por um fixador 120p. Um membro de ajuste, tal como uma mola de torção (não mostrada) pode engatar a válvula de charneira 120 e o receptáculo 105 e ser disposta em volta do fixador 120p para empurrar a válvula de charneira 120 em direção à posição fechada. Na posição fechada, a válvula de charneira 120 pode isolar fluidamente uma parte superior da válvula de uma parte inferior da válvula.

[0050] As Figuras 4A e 4B são seções de corte de uma ferramenta de deslocamento 200 para atuar o conjunto de isolamento entre as posições, de acordo com outra modalidade da presente invenção. A Figura 4C é uma vista isométrica da ferramenta de deslocamento 200. A Figura 4D é uma aproximação de uma parte da Figura 4C.

[0051] A ferramenta de deslocamento 200 pode incluir um receptáculo tubular 205, um mandril tubular 210, um rotor tubular 215, um trem de engrenagens 220, um ou mais pistões 225, e um acionador 230. O receptáculo 205 pode ter acopladores 205b,p formados em cada extremidade longitudinal do mesmo para conexão com outros componentes de uma coluna de perfuração. Os acopladores 205b,p podem ter rosca, tal como uma caixa 205b e um pino 205p. O receptáculo 205 pode ter um orifício central longitudinal formado através

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16/76 do mesmo para conduzir fluido o de perfuração. Embora mostrado como uma peça, o receptáculo 205 pode incluir duas ou mais seções para facilitar a fabricação e montagem, cada uma conectada em conjunto, tal como conexões presas com rosca. Uma superfície interna do receptáculo 205 pode ter uma ou mais abas 205u,l formadas na mesma e uma parede do receptáculo 205 pode ter uma ou mais portas 205h formado através do mesmo.

[0052] O mandril 210 pode ser disposto dentro do receptáculo 205 e longitudinalmente móvel relativo ao mesmo entre uma posição retraída (mostrada), uma posição engatada (Figuras 5B a 5D), e uma posição estendida (Figura 5E). O mandril 210 pode ter dentes 210t formados ao longo de uma superfície externa do mesmo, uma aba 210s formada em uma superfície externa do mesmo e um perfil, tal como um cone 210p, formado em uma superfície externa do mesmo. Uma extremidade superior 210b do mandril 210 pode servir como um assento para um membro de bloqueio, tal como uma bola 250 (Figura 5B), bombeada da superfície. Um fundo 2101 do mandril 210 pode ter uma área maior do que um topo 210b do mandril, para deste modo servir para empurrar o mandril 210 em direção à posição retraída em resposta à pressão do fluido o (equalizada) no orifício do receptáculo.

[0053] Uma câmara interna 206i pode ser definida radialmente entre o mandril 210 e o receptáculo 205 e longitudinalmente entre uma vedação superior disposta entre o mandril 210 e o receptáculo 205 próxima a extremidade superior do mandril e uma vedação inferior disposta entre o receptáculo 205 e o mandril 210 próxima à aba inferior do mandril 2051. O lubrificante pode ser disposto na câmara interna 206i. Uma câmara externa 206o pode ser definida radialmente entre o rotor 215 e o receptáculo 205 e longitudinalmente entre uma vedação superior disposta entre o rotor 215 e o receptáculo 205 próxima a um fixador superior 202u e uma vedação inferior disposta entre o rotor 215

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17/76 e o receptáculo próxima a um fixador inferior 2021. O fluido hidráulico pode ser disposto na câmara externa 206o.

[0054] O rotor 215 pode ser disposto em volta e conectado ao receptáculo 205, tal como por um ou mais fixadores 202u,l. O rotor 215 pode ser giratório relativo ao receptáculo 205. Um ou mais estrias 215r podem ser formadas em uma superfície externa do rotor 215. Um acionador 230 pode ser disposto em uma porta 215h formada radialmente através de cada estria 215r. Uma vedação pode ser disposta entre cada acionador 230 e uma respectiva estria 215r. Uma face interna do acionador 230 pode ficar em comunicação fluida com a câmara externa 206o e uma face externa do acionador 230 pode ficar em comunicação fluida com um exterior da ferramenta de deslocamento 200.

[0055] O receptáculo 205 pode incluir uma cavidade formada através de uma parede do mesmo para receber o trem de engrenagens 220. O trem de engrenagens 220 pode ser disposto na cavidade e conectado ao receptáculo 205, tal como por rolamentos (não mostrado), para deste modo permitir a rotação do trem de engrenagens 220 relativa ao receptáculo. O trem de engrenagens 220 pode incluir uma ou mais engrenagens, tal como uma engrenagem sem fim 220w engatada com os dentes do mandril 210t, uma roda dentada 220s engatada com dentes 215t formados em volta de uma superfície interna do rotor 215, e um eixo 220r que conecta as engrenagens 220s,w. Cada engrenagem 220s,w pode ser conectada ao eixo, tal como por ajuste forçado ou chave / chaveta.

[0056] Os pistões 225 podem ser dispostos cada um entre o mandril

210 e o receptáculo 205. O mandril 210 pode ter um rebaixo formado próximo ao perfil 210p para receber uma parte de um respectivo pistão 225 e o receptáculo 205 pode ter uma porta 205h formada através do mesmo para receber uma parte de um respectivo pistão 225. Cada

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18/76 pistão 225 pode transportar uma vedação engatada com o receptáculo 205. Uma face interna do pistão 225 pode ficar em comunicação fluida com a câmara interna 206i e uma face externa do pistão 225 pode ficar em comunicação fluida com a câmara externa 206o.

[0057] As Figuras 5A a 5F ilustram a operação da ferramenta de deslocamento 200. A ferramenta de deslocamento 200 pode ser montada como parte de uma coluna de perfuração. A coluna de perfuração pode ser corrida dentro do furo de poço até o acionador 230 ficar em uma profundidade que corresponde ao perfil do substituto de potência 10p. A bola 250 pode ser lançada da superfície e bombeada para baixo através da coluna de perfuração até a bola chegar ao assento 210b. O bombeamento contínuo pode exercer pressão de fluido o na bola 250, para deste modo acionar o mandril 210 longitudinalmente para baixo e girar a engrenagem sem fim 220w devido ao engate com os dentes do mandril 210t. A rotação da engrenagem sem fim 220w pode então girar a roda dentada 220s devido à conexão pelo eixo 220r. A rotação da roda dentada 220s pode então girar o rotor 215 devido ao engate com os dentes do rotor 215t. O perfil 210p pode engatar os pistões 225 e empurrar os pistões 225 para fora, para deste modo exercer a pressão no fluido hidráulico na câmara externa 206o.

[0058] O fluido hidráulico pode então exercer a pressão em uma face interna do acionador 230, para deste modo empurrar o acionador 230 para fora e estender o acionador 230 a partir de uma superfície externa de cada estria 215r para engate com o perfil do substituto de potência 10p. O acionador 230 pode ficar momentaneamente desalinhado com o perfil 10p mas a rotação continuada pode rapidamente engatar o acionador 230 com o perfil 10p. A rotação continuada do acionador 230 pode girar o mandril do substituto de potência 10, para deste modo empurrar o pistão do substituto de potência 15 e atuar a válvula de isolamento 100, como discutido acima.

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Uma vez que uma extremidade dos dentes do mandril 10t alcança a engrenagem sem fim 220w, o bombeamento contínuo pode aumentar a pressão exercida na bola 250 até a bola deformar e passar através do mandril 210. Uma vez que a pressão entre as duas extremidades do mandril 210b,l equalizam, uma pressão líquida para cima pode ser exercida na extremidade inferior do mandril, 2101 para deste modo recolocar a ferramenta de deslocamento 200. A coluna de perfuração pode adicionalmente incluir um receptor 950 (ver Figura 13B) para receber a bola 250.

[0059] A bola deformável 250 pode ser feita de um polímero, tal como um termoplástico (ou seja, nylon ou PTFE) ou um elastômero. A bola 250 pode ter uma densidade maior do que aquela do fluido o de perfuração. Alternativamente, pode ser permitido que a bola 250 caia livremente para o assento. Alternativamente, a bola 250 pode ser feita de um material dissolvível em lugar de um material deformável.

[0060] As Figuras 6A a 6C e 6E ilustram um substituto de potência

300 para operar a válvula de isolamento 100, de acordo com outra modalidade da presente invenção. O substituto de potência 300 pode incluir um receptáculo tubular 305, um mandril tubular 310, um pistão de mecanismo de liberação 315, uma luva de mecanismo de liberação 320, uma embreagem, e um pistão de válvula 325. Um substituto de potência 300 pode substituir cada um dos substitutos de potência 1o,c do conjunto de isolamento, discutido acima. O receptáculo 305 pode ter acopladores (não mostrados) formados em cada extremidade longitudinal do mesmo para conexão entre os substitutos de potência 300, com o substituto espaçador 550, ou com outros componentes da coluna de revestimento / forro. Os acopladores podem ter rosca, tal como uma caixa e um pino. O receptáculo 305 pode ter um orifício central longitudinal formado através do mesmo. O receptáculo 305 pode incluir duas ou mais seções 305a a 305f para facilitar a fabricação e

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20/76 montagem, cada seção conectada em conjunto, tal como conexões presas com rosca.

[0061] O mandril 310 pode ser disposto dentro do receptáculo 305, conectado longitudinalmente ao mesmo, e giratório relativo ao mesmo. O mandril 310 pode ter um perfil 310p formado através de uma parede do mesmo para receber uma respectiva trava 430 de uma ferramenta de deslocamento 400 (ver Figura 8B). O perfil pode ser uma série de fendas 310p espaçadas em volta da superfície interna do mandril. As fendas 310p podem ter um comprimento substancialmente maior do que a ferramenta de deslocamento trava 430 para fornecer uma tolerância de engate e / ou para compensar a arfagem da coluna de perfuração para operações de perfuração submarinas. O mandril 310 pode ter adicionalmente um ou mais perfis helicoidais 310t formados em uma superfície externa do mesmo. Se o mandril 310 tem dois ou mais perfis helicoidais 310t (mostrados dois), então os perfis helicoidais podem ser entrelaçados.

[0062] O pistão de mecanismo de liberação 315 pode ser tubular e ter uma aba 315s disposta em uma câmara 306 formada no receptáculo 305. Um fundo de uma das seções do receptáculo 305a pode servir como uma aba superior 306u e uma aba inferior 3061 pode ser formada em uma superfície interna de outra das seções do receptáculo 305b. A câmara 306 pode ser definida radialmente entre o pistão 315 e o receptáculo 305 e longitudinalmente entre uma vedação superior disposta entre o receptáculo 305 e o pistão 315 próxima a aba superior 306u e uma vedação inferior disposta entre o receptáculo 305 e o pistão 315 próxima a aba inferior 3061. Uma vedação de pistão (não mostrada) também pode ser disposta entre a aba do pistão 315s e o receptáculo 305. O fluido hidráulico pode ser disposto na câmara 306. Cada extremidade da câmara 306 pode ficar em comunicação fluida com um respectivo acoplamento hidráulico (não mostrado) através de uma

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21/76 respectiva passagem hidráulica 309a,b formada através de uma parede do receptáculo 305.

[0063] O pistão de mecanismo de liberação 315 pode ser conectado longitudinalmente à luva de mecanismo de liberação 320. O pistão de mecanismo de liberação 315 pode ter uma aba formada em um fundo do mesmo para receber um topo da luva 320. A luva 320 pode ser acoplada operacionalmente ao mandril 310 por um perfil excêntrico 321 e um ou mais seguidores 322 (Figura 6E). O perfil excêntrico 321 pode ser formado em uma superfície interna da luva 320 e o seguidor 321 pode ser fixado ao mandril 310 e se estender a partir da superfície externa do mandril para dentro do perfil 322 ou vice versa. O perfil 321 pode repetidamente se estender em volta da superfície interna da luva de modo que o seguidor 322 se desloca continuamente ao longo do perfil quando a luva 320 é movida longitudinalmente relativa ao mandril pelo pistão de mecanismo de liberação. O engate do seguidor 322 com o perfil 321 pode conectar rotativamente o mandril 310 e a luva 320 quando o seguidor 322 fica em uma parte reta do perfil 321 e provocar rotação relativa limitada entre o mandril e a luva quando o seguidor se desloca através de uma parte curva do perfil. O perfil excêntrico 321 pode ser uma fenda em V. A luva 320 pode ter um perfil de mecanismo de liberação 320p formado através de uma parede da mesma para receber a respectiva trava 430. O perfil de mecanismo de liberação pode ser uma série de fendas 320p espaçadas em volta da superfície interna da luva. As fendas do mecanismo de liberação 320p podem corresponder às fendas 310p. As fendas 320p podem ser orientadas relativas ao perfil 321 de modo que as fendas da luva 320p sejam alinhadas com as fendas do mandril 310p quando o seguidor estiver em um fundo 321b da fenda em V 321 (ver também Figura 8D) e desalinhadas quando o seguidor 322 estiver em qualquer outra localização da fenda em V 321 (cobrindo as fendas do mandril 310p com

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22/76 a parede da luva).

[0064] O pistão de válvula 325 pode ser tubular e ter uma aba 325s disposta em uma câmara 308 formada no receptáculo 305. Um fundo de uma das seções do receptáculo 305e pode servir como uma aba superior 308u e uma aba inferior 3081 pode ser formada em uma superfície interna de outra das seções do receptáculo 305f. A câmara 308 pode ser definida radialmente entre o pistão 325 e o receptáculo 305 e longitudinalmente entre uma vedação superior disposta entre o receptáculo 305 e o pistão 325 próxima a aba superior 308u e uma vedação inferior disposta entre o receptáculo 305 e o pistão 325 próxima a aba inferior 3081. Uma vedação de pistão também pode ser disposta entre a aba do pistão 325s e o receptáculo 305. O fluido hidráulico pode ser disposto na câmara 308. Cada extremidade da câmara 308 pode ficar em comunicação fluida com um respectivo acoplamento hidráulico (não mostrado) através de uma respectiva passagem hidráulica 309b,c formada através de uma parede do receptáculo 305. A passagem / conduto 309b pode fornecer comunicação fluida entre uma parte inferior da câmara 306 e uma parte superior da câmara 308.

[0065] Como com os substitutos de potência 1o,c, dois substitutos de potência 300 (mostrado apenas um) podem ser conectados hidraulicamente à válvula de isolamento 100 em uma configuração de três caminhos de modo que cada um dos pistões de válvula do substituto de potência325 fique em posições opostas e a operação de um dos substitutos de potência 300 opere a válvula de isolamento 100 entre as posições aberta e fechada e alterne o outro substituto de potência 300. Esta configuração de três caminhos pode permitir que cada substituto de potência 300 seja operado em apenas um sentido de rotação e cada substituto de potência 300 apenas abra ou feche a válvula de isolamento 100. Para conectar o substituto de potência 300 como o abridor, a passagem 309c pode ficar em comunicação fluida

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23/76 com uma face superior do pistão da válvula de isolamento 110s e a passagem / conduto 309a pode ficar em comunicação fluida com uma face superior do pistão fechador de mecanismo de liberação 315. Para conectar o substituto de potência 300 como o fechador, a passagem 309c pode ficar em comunicação fluida com uma face inferior do pistão da válvula de isolamento 110s e a passagem / conduto 309a pode ficar em comunicação fluida com uma face superior do pistão abridor de mecanismo de liberação 320. Embora a passagem / conduto 309b seja mostrada externa ao substituto de potência 300, na verdade, o substituto de potência pode incluir uma passagem interna (não mostrada) formada através do receptáculo 305 para conectar as câmaras 306, 308.

[0066] A embreagem pode incluir um ou mais perfis excêntricos 335 e um ou mais seguidores 330. O seguidor e perfil excêntrico podem operar de uma maneira similar àquela do seguidor 30 e trilha 35t discutidos acima exceto que o perfil excêntrico 335 pode ser linear em lugar de uma trilha oval. Alternativamente, a ferramenta de deslocamento 300 pode incluir o seguidor 30 e a trilha 35t em lugar do seguidor 330 e do perfil 335 ou vice versa. O perfil excêntrico 335 pode ser disposto em uma câmara de lubrificante 307 (Figura 6D) formada no receptáculo 305. Uma aba formada na seção do receptáculo 305d e uma aba 310s formada no mandril 310 podem servir como uma aba superior 307u e uma aba formada na seção do receptáculo 305d e um topo da seção do receptáculo 305e pode servir como uma aba inferior 3071. A câmara 307 pode ser definida radialmente entre o mandril 310 e o receptáculo 305 e longitudinalmente entre uma vedação superior disposta entre o receptáculo 305 e o mandril 310 próxima a aba superior 307u e vedações inferiores dispostas entre o pistão de válvula 325 e o mandril 310 e entre o pistão de válvula 325 e a seção do receptáculo 305e próxima à aba inferior 3071. O lubrificante pode ser disposto na

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24/76 câmara 307. Um pistão compensador (não mostrado) pode ser disposto no mandril 310 ou no receptáculo 305 para compensar o deslocamento de lubrificante devido ao movimento do pistão de válvula 325. O pistão compensador também pode servir para equalizar a pressão do lubrificante (ou aumentar levemente) com a pressão no orifício do receptáculo.

[0067] A Figura 6D ilustra a operação da embreagem. Deve ser observado que A Figura 6D é esquemática. Na verdade, o pistão de válvula 325 pode se mover longitudinalmente com o seguidor 330. Os perfis helicoidais 310t e a embreagem podem permitir que o pistão de válvula 325 translade longitudinalmente embora não gire enquanto o mandril 310 é girado pela ferramenta de deslocamento 400 e não transladado. Cada seguidor 330 pode incluir uma cabeça 331, uma base 333, e um membro de ajuste, tal como uma mola, disposta entre a cabeça 331 e a base 333. Cada seguidor 330 pode ser disposto em um orifício formado através de uma parede do pistão de válvula 325, em que deste modo conecta o seguidor 330 e o pistão de válvula 325 longitudinalmente. O pistão de válvula 325 pode ser conectado rotativamente ao receptáculo 305 e móvel longitudinalmente relativo ao receptáculo 305 entre uma posição superior e uma posição inferior. Quando a base do seguidor 333 é engatada com o perfil helicoidal 310t (P1 a P3), a rotação do mandril 310 pelo engate com a ferramenta de deslocamento 400 pode provocar movimento longitudinal para baixo do pistão de válvula 325 relativo ao receptáculo 305 (Figura 8C), para deste modo mover o pistão de válvula 325 para a posição inferior e abrir ou fechar a válvula de isolamento 100. Esta conversão de movimento rotacional para movimento longitudinal pode ser provocada por movimento helicoidal relativo entre a base do seguidor 333 e o perfil helicoidal 310t.

[0068] O seguidor 330 pode ser reciprocada ao longo do perfil

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25/76 excêntrico 335 entre uma posição engatada (P1 a P3), uma posição desengatada (P5, P6), e uma posição neutra (P4). A base do seguidor 333 pode engatar um respectivo perfil helicoidal 310t na posição engatada, para deste modo acoplar operacionalmente o mandril 310 e o pistão de válvula 325. A cabeça 331 pode ser conectada à base 333 na posição desengatada por um pé. O pé e a base 333 podem engatar para impedir a separação. A base 333 pode ter adicionalmente um flange formado em um topo do mesmo para engatar o perfil excêntrico 335. O perfil excêntrico 335 pode incluir uma parte externa 335o formada na seção do receptáculo 305d e uma parte interna 335i formada na seção do receptáculo 305e. Quando o pistão de válvula 325 está se movendo para baixo relativo ao receptáculo 305 e mandril 310 (de P1 para P4), a parte interna 335i pode ser operável para engatar (através de uma extremidade superior cônica), empurrar, e manter o flange da base do lado de dentro (P2), para deste modo manter a base 333 engatada com o perfil helicoidal 310t. A parte externa 335o pode então engatar (através de uma extremidade superior cônica), empurrar, e manter a cabeça 331 do lado de dentro (P2 a P3). Quando o pistão de válvula 325 se desloca para baixo, a cabeça 331 e base 333 podem correr ao longo dos respectivos interiores das partes interna 335i e externa 335o.

[0069] Uma vez que o seguidor 330 alcance um fundo do perfil helicoidal 310t e a extremidade do perfil excêntrico 335 (P4 e Figura 8D), a mola do seguidor pode empurrar a cabeça 331 em direção à posição neutra de modo que a rotação continuada do mandril 310 pode empurrar a base do seguidor para dentro de um sulco 310g formado em volta de uma superfície externa do mandril 310, para deste modo desengatar a base do seguidor 333 do perfil helicoidal 310t. O seguidor 330 pode flutuar radialmente na posição neutra de modo que a base pode ou engatar ou não no sulco 310g e / ou permanecer no sulco 310g.

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O sulco 310g pode assegurar que o mandril 310 fique livre para girar relativo ao pistão de válvula 325 de modo que a rotação continuada do mandril 310 não danifique qualquer um de ferramenta de deslocamento 400, substitutos de potência 300, e válvula de isolamento 100.

[0070] Uma vez que o outro substituto de potência 300 é operado pela ferramenta de deslocamento 400, a força do fluido o pode empurrar o pistão de válvula 325 em direção à posição superior. O pistão de válvula 325 pode transportar o seguidor 330 até a cabeça do seguidor 331 engatar uma extremidade inferior cônica da parte externa 335o (P4 a P5). A parte externa 335o pode engatar a cabeça 331 e empurrar a base 333 (através do pé) para fora do engate com o perfil helicoidal 310t de modo que a cabeça correrá ao longo de um lado externo da parte externa 335o. Então a base 333 pode engatar extremidade cônica da parte interna 310t de modo que a base correrá ao longo de um lado externo da parte interna 335i, para deste modo impedir o mandril 310 de girar inversamente quando o pistão de válvula 325 se mover longitudinalmente para cima relativo ao mesmo. Uma vez que o seguidor 330 alcança uma parte interna cônica da seção do receptáculo 305d (P6), o seguidor 330 pode ser comprimido até a base engatar o perfil helicoidal 310t (P1).

[0071] As Figuras 7A e 7B ilustram uma ferramenta de deslocamento 400 para atuar o substituto de potência 300. A Figura 7C é uma aproximação de uma parte das Figuras 7A e 7B. A ferramenta de deslocamento 400 pode incluir um receptáculo tubular 405, um mandril tubular 410, e uma ou mais travas 430. O receptáculo 405 pode ter acopladores 407b,p formados em cada extremidade longitudinal do mesmo para conexão com outros componentes de uma coluna de perfuração. Os acopladores podem ter rosca, tal como uma caixa 407b e um pino 407p. O receptáculo 405 pode ter um orifício central longitudinal formado através do mesmo para conduzir fluido o de

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27/76 perfuração. O receptáculo 405 pode incluir duas ou mais seções 405a a 405d para facilitar a fabricação e montagem, cada seção 405a a 405d conectada em conjunto, tal como conexões presas com rosca. A seção do receptáculo 405d pode ser conectada às outras seções 405a a 405c sendo disposta entre as seções 405b,c. Uma superfície interna do receptáculo 405 pode ter um sulco 405g e uma aba superior 405u formados no mesmo, um topo da seção do receptáculo 405d pode servir como uma aba inferior 4051, e uma parede do receptáculo 405 pode ter um ou mais orifícios 408 formados através do mesmo.

[0072] O mandril 410 pode ser disposto dentro do receptáculo 405 e móvel longitudinalmente relativo ao mesmo entre uma posição retraída (mostrada), uma posição de orientação (ver Figura 8A), uma posição engatada (ver Figuras 8B e 8C), e uma posição liberada (ver Figura 8D). O mandril 410 pode ter abas superior 410u e inferior 4101 formadas em uma superfície externa do mesmo e um perfil 410p, formado em uma superfície externa do mesmo. O perfil 410p pode incluir uma parte cônica e uma parte escalonada. A parte escalonada pode incluir um ou mais degraus e uma ou mais abas 411 a 413 entre os respectivos degraus. Um assento 435 (similar ao assento 635 detalhado na Figura 15E) pode ser fixado ao mandril 410 para receber um membro de bloqueio, tal como uma bola 450 (ver Figuras 8A a D), bombeada da superfície. O assento 435 pode incluir um fixador interno, tal como um anel de pressão, e um ou mais fixadores externos, tal como grampos. Cada grampo pode ser disposto através de um respectivo orifício formado através de uma parede do mandril 410. Cada grampo pode engatar uma superfície interna do receptáculo 405 e se estender para dentro de um sulco formado em uma superfície interna do mandril 410. O anel de pressão pode ser empurrado para engate com e ser recebido pelo sulco exceto que os grampos podem impedir o engate do anel de pressão com o sulco, para deste modo provocar uma parte do

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28/76 anel de pressão a se estender para dentro do orifício do mandril para receber a bola 450.

[0073] Uma ou mais estrias 405r podem ser formadas em uma superfície externa do receptáculo 405. Uma bolsa 405p pode ser formada em cada estria 405r. Uma trava 430 pode ser disposta em cada bolsa 405p na posição retraída. A trava 430 pode ser recebida por um soquete conectado ao receptáculo 405, tal como pelo fixador 419, para deste modo articular a trava 430 ao receptáculo 405. A trava 430 pode ser empurrada em direção à posição retraída por um ou mais membros de ajuste, tal como mola de lâmina interna 416 e mola de lâmina externa 418. Cada uma das molas de lâmina 416, 418 pode ser disposta na bolsa 405p e conectada ao receptáculo 405, tal como sendo recebida por um sulco formado no receptáculo e fixada ao receptáculo com fixador 417.

[0074] A trava pode ser um grampo 430 e ter um corpo 430b, um gargalo, 430n, e uma cabeça 430h. Uma cavidade pode ser formada em uma superfície interna do corpo 430b. Um ressalto pode ser formado na superfície externa do receptáculo e se estender para dentro da cavidade. O orifício 408 pode se estender através do ressalto. Um acionador, tal como um pino 420, pode ser disposto entre o corpo 430b e o mandril 410 e no perfil 410p, e pode se estender através do orifício 408. Uma ou mais vedações podem ser dispostas entre o ressalto do receptáculo e o pino 420.

[0075] A câmara pode ser definida radialmente entre o mandril 410 e o receptáculo 405 e longitudinalmente entre uma ou mais vedações superiores dispostas entre o receptáculo 405 e o mandril 410 próxima a aba superior 405u e uma ou mais vedações inferiores dispostas entre o receptáculo 405 e o mandril 410 próxima a aba inferior 4051. O lubrificante pode ser disposto na câmara. Um pistão compensador (não mostrado) pode ser disposto no mandril 410 ou no receptáculo 405 para

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29/76 compensar o deslocamento de lubrificante devido ao movimento do mandril 410. O pistão compensador também pode servir para equalizar a pressão do lubrificante (ou aumentar levemente) com a pressão no orifício do receptáculo. Um membro de ajuste, tal como uma mola 440, pode ser disposta de encontro às abas inferiores 4101, 4051, para deste modo empurrar o mandril 410 em direção à posição retraída. Adicionalmente à mola 440, o fundo do mandril 410 pode ter uma área maior do que um topo do mandril 410, para deste modo servir para empurrar o mandril 410 em direção à posição retraída em resposta à pressão do fluido o (equalizada) no orifício do receptáculo.

[0076] As Figuras 8A a 8D ilustram a operação da ferramenta de deslocamento 400 e o substituto de potência 300. A ferramenta de deslocamento 400 pode ser montada como parte de uma coluna de perfuração. A coluna de perfuração pode ser corrida para dentro do furo de poço até a trava 430 ficar em uma profundidade que corresponda ao perfil 310p. A bola 450 pode ser lançada da superfície e bombeada para baixo através da coluna de perfuração até a bola 450 chegar ao assento 435. A bola 450 pode ser rígida e feita de um polímero, tal como um termoativado (ou seja, fenólico, epóxi ou poliuretano). O bombeamento contínuo pode exercer pressão de fluido o na bola 450, para deste modo acionar o mandril 410 longitudinalmente para baixo e mover os perfis 410p relativos ao pino 420. O deslocamento do mandril 410 pode ser interrompido quando a primeira etapa no perfil alcança o pino 420. O pino 420 pode ser calçado para fora por (relativo) movimento ao longo da parte cônica do perfil 410p. O pino 420 pode girar a trava 430, para deste modo mover a cabeça 430h para fora da bolsa 405p e para dentro do engate com uma superfície interna do mandril do substituto de potência 310. O grande ângulo na primeira etapa 411 reduz a força para fora no pino 420, para deste modo minimizar a tensão de flexão exercida no gargalo 430n. Uma vez que a cabeça 430h provavelmente

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30/76 ficará desalinhada com o perfil 310p, a ferramenta de deslocamento 400 pode ser girada girando a coluna de perfuração da superfície até a cabeça 430h engatar o perfil 310p. Uma vez engatado, o mandril 410 pode se mover até o pino 420 alcançar a segunda aba 412, para deste modo girar a trava 430 adicionalmente para fora e engatar totalmente a cabeça 430h para dentro do perfil 310p. O grande ângulo no segundo degrau 412 reduz a força para fora no pino 420, para deste modo minimizar a tensão de flexão exercida no gargalo 430n.

[0077] A ferramenta de deslocamento 400 então pode ser girada girando a coluna de perfuração. Uma vez que a cabeça 430h agora pode ser engatada com o perfil 310, o mandril 310 também pode ser girado. Como discutido acima, a rotação do mandril 310 pode mover o pistão de válvula longitudinalmente 325 para baixo, para deste modo abrir ou fechar a válvula de isolamento 100 (dependendo de qual substituto de potência está sendo operado). Quando a válvula de isolamento 100 está sendo aberta ou fechada, o fluido hidráulico da válvula de isolamento 100 pode alternar o outro substituto de potência e o fluido hidráulico do outro substituto de potência pode empurrar o pistão de mecanismo de liberação 315 para baixo, para deste modo mover o seguidor 322 ao longo da trilha 321. Uma vez que o curso está completo, o perfil da luva 320p pode ser alinhado com o perfil do mandril 310p. Agora é permitido que a cabeça 430h gire adicionalmente para fora e mova o pino 420 sobre a segunda aba 412. O mandril 410 então pode continuar a se mover longitudinalmente para baixo até os grampos de assento da bola alinharem com o sulco do receptáculo 405g, para deste modo permitir a extensão do anel de pressão do assento da mola e liberar a bola 450 do assento da bola 435. A bola 450 pode então passar através do mandril 410 e o perfurador pode receber indicação na superfície de que a válvula de isolamento 100 foi atuada. As molas 440, 416 e braços 418 podem então reajustar a ferramenta de deslocamento

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400. A coluna de perfuração pode adicionalmente incluir um receptor 950 (ver Figura 13B) para receber a bola.

[0078] Em caso de emergência e / ou mau funcionamento da ferramenta de deslocamento, do substituto de potência, e / ou da válvula de isolamento, a ferramenta de deslocamento pode ser retirada. Quando a cabeça 430h alcança a extremidade do perfil 310p é criada no gargalo 430n uma tensão de flexão suficiente para quebrar e / ou deformar plasticamente o gargalo 430n de modo que a cabeça 430h seja forçada de volta para dentro da bolsa 405p. Esta medida pode soltar a ferramenta de deslocamento 400 do substituto de potência 300 e permitir que a coluna de perfuração seja recuperada para a superfície. Alternativa ou adicionalmente, a força para cima exercida na coluna de perfuração da superfície pode obter ou facilitar forçar a cabeça 430h para dentro da bolsa 405p.

[0079] Alternativamente, as abas 411, 412 podem servir como indicadores de posição tornando as respectivas flutuações de pressão instantâneas detectáveis na superfície quando o pino 420 passa sobre as abas 411, 412. Alternativamente, as abas 411, 412 degraus correspondentes podem ser substituídos por um cone contínuo.

[0080] Alternativamente, a ferramenta de deslocamento 400 pode incluir uma mola engatada a uma superfície interna da trava em lugar das molas de lâmina. Alternativamente, o acionador 420 pode ser conectada bidirecionalmente à trava 430, tal como usando uma fenda em T. Alternativamente, o perfil 310p pode incluir dentes em lugar de fendas e a luva 320 pode ser móvel radialmente para engatar um mecanismo de liberação da ferramenta de deslocamento para liberar o assento.

[0081] As Figuras 9A a 9D ilustram um substituto de potência 700 para operar a válvula de isolamento 100, de acordo com outra modalidade da presente invenção. A Figura 9E ilustra uma bomba 750

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32/76 do substituto de potência. A Figura 9F ilustra válvulas de retenção 732i,o do substituto de potência 700. A Figura 9G ilustra uma válvula de controle 725 do substituto de potência 700 em uma posição superior. As Figuras 10A e 10B são diagramas hidráulicos de um conjunto de isolamento que inclui abridor 700o e fechador 700c substitutos de potência.

[0082] O substituto de potência 700 pode incluir um receptáculo tubular 705, um mandril tubular 710, uma luva de mecanismo de liberação 715, um pistão de mecanismo de liberação 720, uma válvula de controle 725, circuito hidráulico 730, e uma bomba 750. Um substituto abridor de potência 700o e um substituto fechador de potência 700c podem substituir cada um dos substitutos de potência 1o,c do conjunto de isolamento, discutidos acima. O receptáculo 705 pode ter acopladores (não mostrados) formados em cada extremidade longitudinal do mesmo para conexão entre os substitutos de potência 700, com o substituto espaçador 550, ou com outros componentes da coluna de revestimento / forro. Os acopladores podem ter rosca, tal como uma caixa e um pino. O receptáculo 705 pode ter um orifício central longitudinal formado através do mesmo. O receptáculo 705 pode incluir duas ou mais seções (mostrada apenas uma seção) para facilitar a fabricação e montagem, cada seção conectada em conjunto, tal como conexões presas com rosca.

[0083] O mandril 710 pode ser disposto dentro do receptáculo 705, conectado longitudinalmente ao mesmo, e giratório relativo ao mesmo. O mandril 710 pode ter um perfil 710p formado através de uma parede do mesmo para receber um respectivo acionador 1130 e mecanismo de liberação 1125 de uma ferramenta de deslocamento 1100 (ver Figura 12B). O perfil pode ser uma série de fendas 710p espaçadas em volta da superfície interna do mandril. As fendas 710p podem ter um comprimento igual, maior, ou substancialmente maior do que um

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33/76 comprimento de uma parte estriada 1105r da ferramenta de deslocamento 1100 para fornecer uma tolerância de engate e / ou para compensar a arfagem da coluna de perfuração para operações de perfuração submarinas.

[0084] O pistão de mecanismo de liberação 720 pode ser tubular e ter uma aba 720s disposta em uma câmara 706 formada no receptáculo 705 entre uma aba superior 706u do receptáculo e uma aba inferior 7061 do receptáculo. A câmara 706 pode ser definida radialmente entre o pistão de mecanismo de liberação 720 e o receptáculo 705 e longitudinalmente entre uma vedação superior disposta entre o receptáculo 705 e o pistão de mecanismo de liberação 720 próxima a aba superior 706u e uma vedação inferior disposta entre o receptáculo e o pistão de mecanismo de liberação próxima à aba inferior 7061. Uma vedação de pistão também pode ser disposta entre a aba do pistão 720s e o receptáculo 705. O fluido hidráulico pode ser disposto na câmara 706. Um conduto hidráulico 735, tal como uma passagem interna formada ao longo do receptáculo 705, pode fornecer seletivamente (discutido abaixo) comunicação fluida entre a câmara 706 e um reservatório hidráulico 731r formado no receptáculo.

[0085] O pistão de mecanismo de liberação 720 pode ser conectado longitudinalmente à luva de mecanismo de liberação 715, tal como por rolamento 717, de modo que a luva de mecanismo de liberação possa girar relativa ao pistão de mecanismo de liberação. A luva de mecanismo de liberação 715 pode ser acoplada operacionalmente ao mandril 710 por um perfil excêntrico (não mostrado, ver 321 da Figura 6E) e um ou mais seguidores (não mostrados, ver 322 da Figura 6E). O perfil excêntrico pode ser formado em uma superfície interna da luva de mecanismo de liberação 715 e o seguidor pode ser fixado ao mandril 710 e se estender a partir da superfície externa do mandril para dentro do perfil ou vice versa. O perfil excêntrico pode se estender

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34/76 repetidamente em volta da superfície interna da luva de modo que o seguidor excêntrico se desloque continuamente ao longo do perfil quando a luva 715 é movida longitudinalmente relativa ao mandril 710 pelo pistão de mecanismo de liberação 720.

[0086] O engate do seguidor excêntrico com o perfil excêntrico pode conectar rotativamente o mandril 710 e a luva 715 quando o seguidor excêntrico está em uma parte reta do perfil excêntrico e provocar rotação relativa limitada entre o mandril e a luva quando o seguidor se desloca através de uma parte curva do perfil. O perfil excêntrico pode ser uma fenda em V. A luva de mecanismo de liberação 715 pode ter um perfil de mecanismo de liberação 715p formado através de uma parede do mesmo para receber o mecanismo de liberação da ferramenta de deslocamento 1125. O perfil de mecanismo de liberação pode ser uma série de fendas 715p espaçadas em volta da superfície interna da luva. As fendas do mecanismo de liberação 715p podem corresponder às fendas do mandril 710p. As fendas 715p podem ser orientadas relativas ao perfil excêntrico de modo que as fendas da luva 715p fiquem alinhadas com as fendas do mandril 710p quando o seguidor excêntrico estiver em um fundo da fenda em V (ver Figura 12D) e desalinhadas quando o seguidor excêntrico estiver em qualquer outra localização da fenda em V (cobrindo as fendas do mandril 710p com a parede da luva). Alternativamente, cada um de mandril 710 e luva 715 pode incluir adicionalmente um ou mais conjuntos adicionais de fendas para redundância.

[0087] A válvula de controle 725 pode ser tubular e ser disposta na câmara do receptáculo 706. A válvula de controle 725 pode ser móvel longitudinalmente relativa ao receptáculo 705 entre uma posição inferior (Figura 9D) e uma posição superior (Figura 9G). A válvula de controle 725 pode ter uma aba superior 725u e uma aba inferior 7251 conectadas por uma luva 725s e um trava 725c que se estende a partir da aba

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35/76 inferior. A válvula de controle 725 também pode ter uma porta 725p formada através da luva 725s. A aba superior 725u pode transportar um par de vedações no engate com o receptáculo 705. Na posição inferior, as vedações podem abarcar uma porta hidráulica 736 formada no receptáculo 705 e em comunicação fluida com um conduto hidráulico 734, para deste modo impedir comunicação fluida entre o conduto hidráulico 734 e uma face superior da aba do pistão 720s.

[0088] Na posição inferior, a aba superior 725u também pode expor outra porta hidráulica 738 formada no receptáculo 705 e em comunicação fluida com o conduto hidráulico 735. A porta 738 pode fornecer comunicação fluida entre o conduto hidráulico 735 e a face superior da aba do pistão 720s através de uma passagem formada entre uma superfície interna da aba superior 725u e uma superfície externa do pistão de mecanismo de liberação 720. Na posição superior, as vedações da aba superior podem abarcar a porta hidráulica 738, para deste modo impedir comunicação fluida entre o conduto hidráulico 735 e a face superior da aba do pistão 720s. Na posição superior, a aba superior 725u também pode expor a porta hidráulica 736, para, deste modo, fornecer comunicação fluida entre o conduto hidráulico 734 e a face superior da aba do pistão 720s através das portas 725p, 736.

[0089] A válvula de controle 725 pode ser operada entre as posições superior e inferior pela interação com o pistão de mecanismo de liberação 720 e o receptáculo 705. A válvula de controle 725 pode interagir com o pistão de mecanismo de liberação 720 por um ou mais membro de ajustes, tais como molas 727u,l e com o receptáculo pela trava 725c. A mola superior 727u pode ser disposta entre aba superior da válvula 725u e a face superior da aba do pistão 720s e a mola inferior 7271 pode ser disposta entre a face inferior da aba do pistão 720s e a aba inferior da válvula 7251. O receptáculo 705 pode ter um perfil de trava formado adjacente à aba inferior 7061. O perfil de trava pode

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36/76 receber a trava da válvula 725c, para deste modo prender a válvula de controle 725 ao receptáculo 705 quando a válvula de controle estiver na posição inferior. A mola superior 727u pode empurrar a aba superior da válvula 725u em direção à aba superior do receptáculo 706u e a mola inferior 7271 pode empurrar a aba inferior da válvula 7251 em direção à aba inferior do mandril 7061.

[0090] A trava 725c pode ser um engaste tendo duas ou mais linguetas bipartidas em que cada uma tem um ressalto em uma extremidade inferior da mesma. Cada um dos ressaltos pode ter faces superior e inferior inclinadas e o perfil de trava pode ter faces superior e inferior inclinadas correspondentes de modo que o engate de cada face inferior do ressalto com a face inferior do perfil de trava pode empurrar os ressaltos de encontro ao apoio em balanço das linguetas de modo que os ressaltos possam entrar no perfil. O perfil de trava pode ter um rebaixo para permitir o retorno dos ressaltos para fora para suas posições naturais. Quando a aba do pistão 720s se move longitudinalmente para baixo em direção à aba inferior 7061, a força de impulsão da mola superior 727u pode diminuir enquanto a força de impulsão da mola inferior 7271 aumenta. A trava 725c e perfil podem resistir ao movimento da válvula de controle 725 até ou quase até a aba do pistão 720s alcançar uma extremidade de um curso inferior. Uma vez que a força de impulsão da mola inferior 7271 excede a resistência da trava 725c e do perfil de trava, a válvula de controle 725 pode saltar da posição superior para a posição inferior. O movimento da válvula de controle 725 da posição inferior para a posição superior pode ocorrer de forma similar saltando quando a força de impulsão da mola superior 727u de encontro à aba superior da válvula 725u exceder a resistência da trava 725c e do perfil de trava.

[0091] A bomba 750 pode incluir um ou mais (mostrados cinco) pistões 755 cada um disposto em uma respectiva câmara de pistão 756

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37/76 formada no receptáculo 705. Cada pistão 755 pode interagir com o mandril 710 através de um rolamento oscilante 751. O rolamento oscilante 751 pode incluir um elemento rolante disposto em um sulco excêntrico formado em uma superfície externa do mandril 710 e conectada a um respectivo pistão 755. Cada câmara 756 pode ficar em comunicação fluida com um respectivo conduto hidráulico 733 formado no receptáculo 705. Cada conduto hidráulico 733 pode ficar em comunicação fluida seletiva com o reservatório 731r através de uma respectiva válvula de retenção de entrada 732i e pode ficar em comunicação fluida seletiva com uma câmara de pressão 731p através de uma respectiva válvula de retenção de saída 732o. A válvula de retenção de entrada 732i pode permitir fluxo de fluido hidráulico do reservatório 731r para cada câmara de pistão 756 e impedir fluxo inverso através da mesma e a válvula de retenção de saída 732o pode permitir fluxo de fluido hidráulico de cada câmara de pistão 756 para a câmara de pressão 731p e impedir fluxo inverso através da mesma.

[0092] Na operação, quando o mandril 710 é girado pela coluna de perfuração, o ângulo excêntrico do rolamento oscilante 751 pode provocar reciprocidade dos pistões 755. Quando cada pistão 755 se desloca longitudinalmente para baixo relativo à câmara 756, o pistão pode puxar fluido hidráulico do reservatório 731r através da válvula de retenção de entrada 732i e do conduto 733. Quando cada pistão 755 inverte e se desloca longitudinalmente para cima relativo à respectiva câmara de pistão 756, o pistão pode conduzir o fluido hidráulico para dentro da câmara de pressão 731p através do conduto 733 e da válvula de retenção de saída 732o. O fluido hidráulico pressurizado pode então fluir ao longo do conduto hidráulico 734 e para a válvula de isolamento 100, para deste modo abrir ou fechar a válvula de isolamento 100 (dependendo se o substituto de potência 700 é um abridor 700o ou fechador 700c). Alternativamente, um pistão anelar pode ser usado na

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38/76 bomba oscilante 750 em lugar dos pistões de haste 755. Alternativamente, uma bomba centrífuga ou outro tipo de bomba de deslocamento positivo pode ser usada em lugar da bomba oscilante.

[0093] O fluido hidráulico deslocado pela operação da válvula de isolamento 100 pode ser recebido pelo conduto hidráulico 737. A face inferior da aba do pistão 720s pode receber o fluido hidráulico esgotado através de vazamento de um espaço de fluxo formado entre a face inferior da aba inferior da válvula 7251, através das linguetas de engaste, e de uma passagem de fluxo formada entre uma superfície interna da aba inferior da válvula e uma superfície externa do pistão de mecanismo de liberação 720. A pressão exercida na face inferior da aba do pistão 720s pode mover o pistão de mecanismo de liberação 720 longitudinalmente para cima até a válvula de controle 725 encaixar na posição superior. O fluido hidráulico pode ser esgotado da câmara do receptáculo 706 para o reservatório através do conduto 735. Quando o outro dos substitutos de potência é operado, o fluido hidráulico esgotado da válvula de isolamento 100 pode ser recebido através do conduto 734. Como discutido acima, a face superior da aba do pistão 720s pode ficar em comunicação fluida com o conduto 734. A pressão exercida na face superior da aba do pistão 720s pode mover o pistão de mecanismo de liberação 720 longitudinalmente para baixo até a válvula de controle 725 encaixar na posição inferior. O fluido hidráulico pode ser esgotado da câmara do receptáculo 706 para o outro substituto de potência através do conduto 737.

[0094] Para levar em conta a expansão térmica do fluido hidráulico, a parte inferior da câmara do receptáculo 706 (abaixo da vedação da luva da válvula 725s e da vedação da aba do pistão 720s) pode ficar em comunicação fluida seletiva com o reservatório 731r através do conduto hidráulico 735, de uma válvula de retenção piloto 739, e do conduto hidráulico 737. A válvula de retenção piloto 739 pode permitir que o

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39/76 fluido flua entre o reservatório 731r e a parte inferior da câmara do receptáculo (ambas as direções) a menos que a pressão na parte inferior da câmara do receptáculo exceda a pressão do reservatório por uma pressão nominal pré-ajustada. Uma vez que a pressão nominal pré-ajustada é alcançada, a válvula de retenção piloto 739 pode operar como uma válvula de retenção convencional orientada para permitir fluxo do reservatório 731r para a parte inferior da câmara do receptáculo e impedir fluxo inverso através da mesma. O reservatório 731r pode ser dividido em uma parte superior e uma parte inferior por um pistão compensador. A parte superior do reservatório pode ser vedada em uma pressão nominal ou mantida na pressão de furo de poço por uma ventilação (não mostrada). Para impedir danos ao substituto de potência 700 ou à válvula de isolamento 100 pela rotação continuada da coluna de perfuração após a válvula de isolamento tem sido aberta ou fechada pelo respectivo substituto de potência 700o,c, a câmara de pressão 731p pode ficar em comunicação fluida seletiva com o reservatório 731r através de uma válvula de alívio de pressão 740. A válvula de alívio de pressão 740 pode impedir comunicação fluida entre o reservatório e a câmara de pressão a menos que a pressão na câmara de pressão exceda a pressão no reservatório por uma pressão nominal préajustada.

[0095] Vantajosamente, cada um dos substitutos de potência

700o,c pode proporcionar a purga de ar para dentro do reservatório 731r, o reabastecimento de fluido hidráulico do reservatório para cada circuito hidráulico, e compensação de temperatura de cada circuito hidráulico.

[0096] As Figuras 11A a 11C ilustram uma ferramenta de deslocamento 1100 para atuar os substitutos de potência 700o,c. A Figura 11D ilustra um mecanismo de liberação 1125 da ferramenta de deslocamento. A Figura 11E ilustra um acionador 1130 da ferramenta

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40/76 de deslocamento 1100.

[0097] A ferramenta de deslocamento 1100 pode incluir um receptáculo tubular 1105, um mandril tubular 1110, um ou mais mecanismos de liberação1125, e um ou mais acionadores 1130. O receptáculo 1105 pode ter acopladores 1107b,p formados em cada extremidade longitudinal do mesmo para conexão com outros componentes de uma coluna de perfuração. Os acopladores podem ter rosca, tal como uma caixa 1107b e um pino 1107p. O receptáculo 1105 pode ter um orifício central longitudinal formado através do mesmo para conduzir o fluido de perfuração. O receptáculo 1105 pode incluir duas ou mais seções 1105a a 1105c para facilitar a fabricação e montagem, cada seção 1105a,b conectada em conjunto, tal como conexões presas com rosca. A seção do receptáculo 1105c pode ser fixada à seção do receptáculo 1105a. O receptáculo 1105 pode ter um sulco 1105g e abas superior 1105u e inferior 11051 formadas no mesmo, e uma parede do receptáculo 1105 pode ter um ou mais orifícios formados através do mesmo.

[0098] O mandril 1110 pode ser disposto dentro do receptáculo

1105 e longitudinalmente móvel relativo ao mesmo entre uma posição retraída (mostrada) e uma posição estendida (Figura 12A a 12D). O mandril 1110 pode ter abas superior e inferior 1110u,l formadas no mesmo. Um assento 1135 (similar a um assento 635 detalhado na Figura 15E) pode ser fixado ao mandril 1110 para receber um membro de bloqueio, tal como uma bola 1150 (ver Figuras 12A a F), bombeada da superfície. O assento 1135 pode incluir um fixador interno, tal como um anel de pressão, e um ou mais fixadores intermediários e externos, tal como grampos. Cada grampo intermediário pode ser disposto em um respectivo orifício formado através de uma parede do mandril 1110. Cada grampo externo pode ser disposto em um respectivo orifício formado através de uma parede de excêntrico 1115. Cada grampo

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41/76 externo pode engatar uma superfície interna do receptáculo 1105 e cada grampo intermediário pode se estender para dentro de um sulco formado em uma superfície interna do mandril 1110. O anel de pressão pode ser empurrado para engate e ser recebido pelo sulco do mandril exceto que os grampos podem impedir o engate do anel de pressão com o sulco, para deste modo fazer com que uma parte do anel de pressão se estenda para dentro do orifício do mandril para receber a bola 1150. O mandril 1110 também pode transportar um ou mais fixadores, tal como anéis de pressão 1111a a 1111c. O mandril 1110 também pode ser conectado rotativamente ao receptáculo 1105.

[0099] O excêntrico 1115 pode ser uma luva disposta dentro do receptáculo 1105 e móvel longitudinalmente relativo ao mesmo entre uma posição retraída (mostrada), uma posição de orientação (ver Figura 12A), uma posição engatada (ver Figuras 12B, 12D, e 12E), e uma posição liberada (ver Figura 12F). O excêntrico 1115 pode ter uma aba 1115s formada no mesmo e um perfil 1115p formado em uma superfície externa do mesmo. O perfil 1115p pode ter uma parte cônica para empurrar um seguidor 1120f radialmente para fora e ser estriado para puxar o seguidor radialmente para dentro. O seguidor 1120f pode ter uma língua interna engatada com as estrias. O excêntrico 1115 pode interagir com o mandril 1110 sendo disposto longitudinalmente entre o anel de pressão 1111a e a aba superior do mandril 1110u e por ter uma aba 1115s engatada com a aba superior do mandril na posição retraída. Um membro de ajuste, tal como uma mola 1140c, pode ser disposta entre o anel de pressão 111a e um topo do excêntrico 1115, para deste modo empurrar o excêntrico em direção à posição engatada. Alternativamente, o perfil excêntrico 1115p pode ser formado por inserções em vez de em uma parede do excêntrico 1115.

[00100] Um pistão longitudinal 1145 pode ser uma luva disposta dentro do receptáculo 1105 e móvel longitudinalmente relativa ao

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42/76 mesmo entre uma posição retraída (mostrado), uma posição de orientação (ver Figura 12A), e uma posição engatada (ver Figuras 12B, 12D, e 12E). O pistão 1145 pode interagir com o mandril 1110 sendo disposto longitudinalmente entre o anel de pressão 1111b e a aba inferior do mandril 11101. Um membro de ajuste, tal como uma mola 1140p, pode ser disposto entre a aba inferior do mandril 11101 e um topo do pistão 1145, para deste modo empurrar o pistão em direção à posição engatada. Um fundo do pistão 1145 pode engatar o anel de pressão 1111b na posição retraída.

[00101] Uma ou mais estrias 1105r podem ser formadas em uma superfície externa do receptáculo 1105. Bolsas superior e inferior podem ser formadas em cada estria 1105r para o mecanismo de liberação 1125 e o acionador 1130, respectivamente. Um mecanismo de liberação, tal como o braço 1125, e um acionador, tal como o grampo 1130, podem ser dispostos em cada bolsa na posição retraída respectivamente. O mecanismo de liberação 1125 pode ser articulado ao receptáculo por um fixador 1126. O seguidor 1120f pode ser disposto através de um orifício formado através da parede do receptáculo. O seguidor 1120f pode ter uma língua externa engatada com uma estria formada em uma superfície interna do mecanismo de liberação 1125, para deste modo acomodar a articulação do mecanismo de liberação relativo ao receptáculo ao mesmo tempo em que mantém conexão radial (empurrar e puxar) entre o seguidor e o mecanismo de liberação. Uma ou mais vedações podem ser dispostas entre o seguidor 1120f e o receptáculo. O mecanismo de liberação 1125 pode ser conectado rotativamente ao receptáculo através de captura da extremidade superior na bolsa superior pelo fixador do pivô 1126. Alternativamente, as estrias 1105r podem ser omitidas e as fendas 710p podem ter um comprimento igual, maior, ou substancialmente maior do que um comprimento combinado do mecanismo de liberação 1125 e do acionador 1130.

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43/76 [00102] Uma parte interna do acionador 1130 pode ser retida na bolsa inferior por protetores superior e inferior fixados ao receptáculo 1105. Um ou mais membros de ajuste, tais como molas 1141, podem ser dispostos entre os protetores e bordas do acionador 1130, para deste modo empurrar o acionador radialmente para dentro da bolsa inferior. Um ou mais pistões radiais 1120p podem ser dispostos nas respectivas câmaras formadas na bolsa inferior. Uma porta pode ser formada através da parede do receptáculo para fornecer comunicação fluida entre uma face interna de cada pistão radial 1120p e uma face inferior do pistão longitudinal 1145. Uma face externa de cada radial pistão 1120p pode ficar em comunicação fluida com o furo de poço. O movimento longitudinal para baixo do pistão longitudinal 1145 pode exercer pressão hidráulica nos pistões radiais 1120p, para deste modo empurrar os acionadores 1130 radialmente para fora.

[00103] A câmara 1108h pode ser definida radialmente entre o mandril 1110 e o receptáculo 1105 e longitudinalmente entre uma ou mais vedações superiores dispostas entre o receptáculo 1105 e o mandril 1110 próxima ao anel de pressão 1111a e uma ou mais vedações inferiores dispostas entre o receptáculo 1105 e o mandril 1110 próximas a aba inferior 11051. Um ou mais reservatórios 1108u,l podem ser formados no receptáculo 1105. O reservatório superior 1108u pode ser definido radialmente entre as seções do receptáculo 1105a,b e longitudinalmente entre uma vedação superior disposta entre as seções do receptáculo 1105a,b e por um fundo da seção do receptáculo 1105b. Um reservatório inferior 11081 pode ser formado em cada uma das estrias 1105r. Um pistão compensador pode ser disposto em cada um dos reservatórios 1108u,l e pode dividir o respectivo reservatório em uma parte superior e uma parte inferior.

[00104] A parte superior do reservatório superior 1108u pode ser vedada na superfície com uma pressão nominal ou pode ser formada

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44/76 uma ventilação (não mostrada) em uma parede do receptáculo 1105 para manter a parte superior na pressão do furo de poço. A parte superior do reservatório inferior pode ficar em comunicação com o furo de poço através da bolsa superior. O fluido hidráulico pode ser disposto na câmara 1108h e nas partes inferiores de cada reservatório 1108u,l. A parte inferior do reservatório superior 1108u pode ficar em comunicação fluida com a câmara 1108h através de vazamento através de anéis de pressão 1109, 1111a. A parte inferior do reservatório inferior pode ficar em comunicação fluida com a câmara 1108h através do conduto hidráulico formado na respectiva estria. Um desvio 1106 pode ser formado em uma superfície interna do receptáculo 1105. O desvio 1106 pode permitir vazamento em volta de vedações do pistão longitudinal 1145 quando o pistão está na posição retraída (e possivelmente na posição de orientação). Uma vez que o pistão longitudinal 1145 se move para baixo e as vedações se movem passando o desvio 1106, as vedações do pistão longitudinal podem isolar uma parte da câmara 1108h do resto da câmara.

[00105] O membro de ajuste, tal como uma mola 1140r, pode ser disposto de encontro ao anel de pressão 1111c e à aba inferior 11051, para deste modo empurrar o mandril 1110 em direção à posição retraída. Adicionalmente à mola 1140r, um fundo do mandril 1110 pode ter uma área maior do que um topo do mandril 1110, para deste modo servir para empurrar o mandril 1110 em direção à posição retraída em resposta à pressão do fluido (equalizada) no orifício do receptáculo. Na posição retraída, o anel de pressão 1111a pode assentar de encontro aos anéis de pressão 1109, para deste modo manter longitudinalmente o mandril 1110 dentro do receptáculo.

[00106] Os perfis excêntricos 1115p e portas de pistão radial podem ser dimensionados para restringir fluxo do fluido hidráulico através deles para amortecer movimento do respectivo excêntrico 1115 e pistões

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45/76 radiais 1120p entre suas respectivas posições. Esta característica de amortecimento pode impedir danos aos mecanismos de liberação1125 e / ou os acionadores 1130 devido à trepidação resultante do impacto da bola 1150 com o assento 1135.

[00107] As Figuras 12A a 12F ilustram a operação da ferramenta de deslocamento 1100 e do substituto de potência 700. A ferramenta de deslocamento 700 pode ser montada como parte de uma coluna de perfuração. A coluna de perfuração pode ser corrida para dentro do furo de poço até cada acionador 1130 e cada mecanismo de liberação 1125 estar em uma profundidade que corresponde ao perfil 710p. A bola 1150 pode ser lançada da superfície e bombeada para baixo através da coluna de perfuração até a bola 1150 chegar ao assento 1135. A bola 1150 pode ser rígida e feita de um polímero, tal como um termoativado (ou seja, fenólico, epóxi ou poliuretano). O bombeamento contínuo pode exercer pressão de fluido na bola 1150, para deste modo acionar o mandril 1110 longitudinalmente para baixo até um fundo 1110b (Figura 11C) do mandril da ferramenta de deslocamento 1110 assentar de encontro a uma aba 1105s formada em uma superfície interna do receptáculo da ferramenta de deslocamento 1105. O assentamento do mandril da ferramenta de deslocamento 1110 pode alinhar o assento 1135 e grampo intermediário com o sulco do receptáculo 1105g.

[00108] O movimento do mandril da ferramenta de deslocamento 1110 também pode desengatar a aba superior 1110u do excêntrico da ferramenta de deslocamento 1115 e do anel de pressão 1111b do pistão longitudinal 1145, para deste modo permitir o movimento para a posição de orientação. A mola 1140c pode então mover cada perfil excêntrico 1115p para baixo relativo ao respectivo seguidor 1120f até o seguidor engatar uma parte inclinada do perfil, para deste modo estender levemente o mecanismo de liberação 1125. Simultaneamente, a mola 1140p pode mover o pistão longitudinal 1145 para baixo relativo a cada

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46/76 conjunto dos pistões radiais 1120p até que uma ou mais das vedações de pistão se mova passando o desvio 1106, para deste modo isolar a parte da câmara 1108h, pressurizar a parte isolada, e estender levemente os acionadores 1130. Uma vez que cada acionador 1130 e mecanismo de liberação 1125 provavelmente ficará desalinhado com o respectivo perfil 710p, o acionador e mecanismo de liberação podem se estender apenas levemente até seu progresso ser obstruído pela parede do mandril do substituto de potência.

[00109] A ferramenta de deslocamento 1100 então pode ser girada girando a coluna de perfuração da superfície até cada acionador 1130 e mecanismo de liberação 1125 ficar alinhado com um respectivo perfil 710p. Em consequência do alinhamento, a mola 1140c pode então continuar a mover cada perfil excêntrico 1115p adicionalmente para baixo relativo ao respectivo seguidor 1120f ao longo da parte inclinada do perfil e a mola 1140p pode continuar a mover o pistão longitudinal 1145 para baixo relativo a cada conjunto de pistões radiais 1120p. A extensão de cada mecanismo de liberação 1125 para dentro do respectivo perfil 710p pode continuar até o mecanismo de liberação engatar a parede da luva do mecanismo de liberação desalinhada.

[00110] Com referência especificamente à Figura 12C, a extensão hidráulica dos acionadores 1130 pode permitir que cada acionador se estenda radialmente independente dos outros acionadores.

Adicionalmente, cada acionador 1130 pode ter um flange interno, um dente externo, e uma aba formada entre o flange e o dente. O flange pode ser recebido por um perfil guia correspondente na bolsa inferior, para deste modo conectar rotativamente o acionador 1130 ao receptáculo 1105 ao mesmo tempo em que permite movimento radial relativo entre os mesmos. Uma largura do dente wt pode ser menor do que uma largura ws de uma respectiva fenda 710p. A extensão independente dos acionadores 1130 e a tolerância nas larguras wt, ws

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47/76 pode levar em conta a excentricidade no mandril 710 (mostrada leve excentricidade) e / ou da coluna de perfuração e / ou acúmulo de detritos (não mostrado) no perfil 710p. Uma altura de cada dente do acionador pode ser menor do que uma espessura da respectiva fenda 710p. A extensão de cada acionador 1130 para dentro da respectiva fenda 710p pode continuar até ou a contra força exercida pelas molas radiais 1141 equalizarem com a força de pressão exercida pelos pistões radiais 1120p ou a aba do acionador engatar em uma superfície interna do mandril 710.

[00111] Com referência especificamente à Figura 12D, uma vez que os acionadores 1130 tiverem engatado o perfil do mandril 710p, a coluna de perfuração pode ser abaixada até um fundo dos acionadores engatar um fundo do perfil. Pelo menos uma parte substancial do peso da coluna de perfuração pode ser exercida no perfil 710p para verificar que os acionadores 1130 estejam alinhados e engatados com o perfil 710p. Um topo de cada acionador 1130 pode ser inclinado para forçar a retração dos acionadores por engatar o topo do acionador com um topo do perfil do mandril 710p se a ferramenta de deslocamento sofrer avaria ou no caso de uma emergência. Cada mecanismo de liberação 1125 também pode ser forçado a retrair no caso de mau funcionamento / emergência em consequência do engate dos mecanismos de liberação com um topo do perfil 710p.

[00112] Uma vez que o engate tenha sido verificado, a coluna de perfuração pode ser subida. A ferramenta de deslocamento 1100 e mandril do substituto de potência 710 podem então ser girados girando a coluna de perfuração. Como discutido acima, a rotação do mandril do substituto de potência 710 pode operar a bomba do substituto de potência 750, para deste modo abrir ou fechar a válvula de isolamento 100 (dependendo de qual substituto de potência 700o,c está sendo operado). Quando a válvula de isolamento 100 está sendo aberta ou

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48/76 fechada, o fluido hidráulico da válvula de isolamento 100 pode alternar o outro substituto de potência e o fluido hidráulico do outro substituto de potência pode empurrar o pistão de mecanismo de liberação 720 para cima, para deste modo operar a luva de mecanismo de liberação 715. Uma vez que o curso estiver completo, o perfil da luva 715p pode ser alinhado com o perfil do mandril 710p. Cada mecanismo de liberação 1125 agora pode ser permitido a se estender para dentro do perfil da luva 715p, para deste modo permitir movimento adicional do excêntrico 1125 para baixo até o grampo externo se alinhar com o sulco do receptáculo 1105g, para deste modo permitir a extensão do anel de pressão do assento da mola e liberar a bola 1150 do assento da bola 1135. A bola 1150 pode então passar através do mandril 1110 e o perfurador pode receber indicação na superfície de que a válvula de isolamento 100 foi atuada. A mola 1140r, anel de pressão 1111b, e aba superior do mandril 1110u podem então reajustar a ferramenta de deslocamento 1100. A coluna de perfuração pode incluir adicionalmente um receptor 950 (ver Figura 13B) para receber a bola.

[00113] Em outra modalidade (não mostrada), em lugar de incluir substitutos abridor e fechador de potência, o conjunto de isolamento pode incluir um único substituto de potência e um substituto seletor. O substituto seletor pode ser disposto entre o substituto de potência e a válvula de isolamento. O substituto seletor também pode servir como o substituto espaçador. O substituto seletor pode ficar em comunicação fluida com os acopladores hidráulicos do substituto de potência e os acopladores hidráulicos da válvula de isolamento. O substituto seletor pode ser operável entre uma posição aberta e uma posição fechada. Na posição aberta, o substituto seletor pode fornecer comunicação fluida entre o substituto de potência e a válvula de isolamento de modo que a operação do substituto de potência abra a válvula de isolamento e na posição fechada, o substituto seletor possa fornecer comunicação fluida

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49/76 entre o substituto de potência e a válvula de isolamento de modo que a operação do substituto de potência feche a válvula de isolamento. O substituto seletor pode ser operado antes ou após operar a válvula de isolamento.

[00114] O substituto seletor pode ter um perfil para receber um acionador de uma ferramenta de deslocamento. A ferramenta de deslocamento pode ser a mesma ferramenta de deslocamento usada para operar o substituto de potência ou a coluna de perfuração pode incluir uma segunda ferramenta de deslocamento para operar o substituto seletor. Uma vez que a ferramenta de deslocamento tenha engatado o perfil, o substituto seletor pode ser operado pelo movimento longitudinal da ferramenta de deslocamento. O substituto seletor pode ser operado bidirecionalmente, ou seja, o movimento para cima da ferramenta de deslocamento pode mover o substituto seletor para a posição aberta e o movimento para baixo da ferramenta de deslocamento pode mover o substituto seletor para a posição fechada. Alternativamente, o substituto seletor pode ser operado unidirecionalmente, ou seja, movimento para baixo da ferramenta de deslocamento pode operar o substituto seletor da posição aberta para a fechada e movimento da ferramenta de deslocamento repetido para baixo pode mover o substituto seletor da posição fechada para a aberta. Adicionalmente, a ferramenta de deslocamento pode ser operada pela implantação de um membro de bloqueio e o substituto seletor pode incluir um mecanismo de liberação que interage com um assento da ferramenta de deslocamento para liberar o membro de bloqueio uma vez que o substituto seletor tenha sido operado de uma das posições para a outro das posições. Alternativamente, o substituto seletor pode ser operado por rotação da ferramenta de deslocamento. O substituto seletor pode ser usado com qualquer dos substitutos de potência, discutidos acima.

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50/76 [00115] As Figuras 13A a 13C são seções de corte de um conjunto de isolamento na posição fechada, de acordo com outra modalidade da presente invenção. As Figuras 13D e 13E são aproximações de partes da Figura 13A. O conjunto de isolamento pode incluir um ou mais substitutos de potência 500, um substituto espaçador 550, e a válvula de isolamento 100. O conjunto de isolamento pode ser montado como parte de uma coluna de revestimento ou forro e corrido para dentro de um furo de poço (ver Figura 20A). A coluna de revestimento ou forro pode ser cimentada no furo de poço ou ser uma coluna de revestimento de ligação. Embora apenas um substituto de potência 500 seja mostrado, podem ser usados dois substitutos de potência em uma configuração similar de três caminhos discutida e ilustrada acima com respeito aos substitutos de potência 1o,c.

[00116] O substituto de potência 500 pode incluir um receptáculo tubular 505 e um mandril tubular 510. O receptáculo 505 pode ter acopladores (não mostrados) formados em cada extremidade longitudinal do mesmo para conexão com outros componentes da coluna de revestimento / forro. Os acopladores podem ter rosca, tal como uma caixa e um pino. O receptáculo 505 pode ter um orifício central longitudinal formado através do mesmo. Embora mostrado como uma peça, o receptáculo 505 pode incluir duas ou mais seções para facilitar a fabricação e montagem, cada seção conectada em conjunto, tal como conexões presas com rosca. O receptáculo pode adicionalmente ter um sulco 505g formado em uma superfície interna do mesmo.

[00117] O mandril 510 pode ser disposto dentro do receptáculo 505 e móvel longitudinalmente relativo ao mesmo. O mandril 510 pode ter um perfil 510p formado em uma superfície interna do mesmo para receber um acionador, tal como cunha 630, de uma ferramenta de deslocamento 600. O mandril 510 pode ter adicionalmente um sulco de

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51/76 alinhamento 510g formado em uma superfície interna do mesmo para receber um mecanismo de liberação 625 da ferramenta de deslocamento 600. O mandril 510 pode ter adicionalmente um ou mais orifícios formados através de uma parede do mesmo em alinhamento com o sulco e espaçados em seu redor. Um fixador, tal como um anel de pressão 515 (Figuras 13D e 13E), pode ser disposto no sulco 510g e um ou mais fixadores, tal como grampos 515, podem ser dispostos através de respectivos orifícios 510h. Cada grampo 515 pode engatar uma superfície interna do receptáculo 505 e se estender para dentro do sulco 510g. O anel de pressão 515 pode ser empurrado para engate e ser recebido pelo sulco 510g exceto que os grampos 520 podem impedir o engate do anel de pressão 515 com o sulco 510g.

[00118] O mandril 510 pode ter adicionalmente uma aba do pistão 510s formada em uma superfície externa do mesmo. A aba do pistão 510s pode ser disposta em uma câmara 506. O receptáculo 505 pode ter adicionalmente abas superior 505u e inferior 5051 formadas em uma superfície interna do mesmo. A câmara 506 pode ser definida radialmente entre o mandril 510 e o receptáculo 505 e longitudinalmente entre uma vedação superior disposta entre o receptáculo 505 e o mandril 510 próxima a aba superior 505u e uma vedação inferior disposta entre o receptáculo 505 e o mandril 510 próxima a aba inferior 5051. O fluido hidráulico pode ser disposto na câmara 506. Cada extremidade da câmara 506 pode ficar em comunicação fluida com um respectivo acoplamento hidráulico 509c através de uma respectiva passagem hidráulica 509p formada longitudinalmente através de uma parede do receptáculo 505.

[00119] O substituto espaçador 550 pode incluir um receptáculo tubular 555 tendo acopladores (não mostrados) formados em cada extremidade longitudinal do mesmo para conexão com o substituto de potência 300 e a válvula de isolamento 100. Os acopladores podem ter

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52/76 rosca, tal como um pino e uma caixa. O substituto espaçador 550 pode incluir adicionalmente condutos hidráulicos, tal como tubagem 559t, fixados a uma superfície externa do receptáculo 555 e acopladores hidráulicos 559c conectados a cada extremidade da tubagem 559t. Os acopladores hidráulicos 559c podem corresponder com respectivos acopladores hidráulicos do substituto de potência 500 e da válvula de isolamento 100. O substituto espaçador 550 pode fornecer comunicação fluida entre uma respectiva passagem de substituto de potência 509p e uma respectiva passagem de válvula de isolamento 109p. O substituto espaçador 550 também pode ter um comprimento suficiente para acomodar o BHA da coluna de perfuração enquanto a ferramenta de deslocamento 600 está engatada com o substituto de potência 500, para deste modo fornecer folga longitudinal entre a broca de perfuração e a válvula de charneira 120. O comprimento do substituto espaçador pode depender do comprimento do BHA. Adicionalmente, um substituto espaçador também pode ser disposto entre o substituto abridor de potência e o substituto fechador de potência para assegurar que o substituto de potência errado não seja operado inadvertidamente. [00120] As Figuras 14A e 14B são seções de corte de uma ferramenta de deslocamento 600 para atuar a válvula de isolamento 100 entre as posições, de acordo com outra modalidade da presente invenção. A Figura 14C é uma aproximação de uma parte das Figuras 14A e 14B. A ferramenta de deslocamento 600 pode incluir um receptáculo tubular 605, um mandril tubular 610, e um ou mais acionadores, tal como cunhas630. O receptáculo 605 pode ter acopladores 607b,p formados em cada extremidade longitudinal do mesmo para conexão com outros componentes de uma coluna de perfuração. Os acopladores podem ter rosca, tal como uma caixa 607b e um pino 607p. O receptáculo 605 pode ter um orifício central longitudinal formado através do mesmo para conduzir o fluido o de

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53/76 perfuração. O receptáculo 605 pode incluir duas ou mais seções 605a a d para facilitar a fabricação e montagem, cada seção 605a a c conectada em conjunto, tal como conexões presas com rosca. A seção do receptáculo 605d pode ser conectada a outras seções 605a a c sendo disposta entre as seções 605b,c. Uma superfície interna do receptáculo 605 pode ter um sulco 605g e uma aba superior 605u formados no mesmo, um topo da seção do receptáculo 605d pode servir como uma aba inferior 6051, e uma parede do receptáculo 605 pode ter um ou mais orifícios 608u,l formados através do mesmo.

[00121] O mandril 610 pode ser disposto dentro do receptáculo 605 e móvel longitudinalmente relativo ao mesmo entre uma posição retraída (mostrada), uma posição engatada (ver Figura 15C), e uma posição liberada (ver Figura 15D). O mandril 610 pode ter abas superior 610u e inferior 6101 formadas em uma superfície externa do mesmo e perfis superior e inferior, tal como cones 610p,t, formados em uma superfície externa do mesmo. Um assento 635 pode ser fixado ao mandril 610 para receber um membro de bloqueio, tal como uma bola 450 (ver Figura 15B), bombeada da superfície. O assento 635 pode incluir um fixador interno, tal como um anel de pressão 635i (Figura 15E), e um ou mais fixadores externos, tais como grampos 635o. Cada grampo 635o pode ser disposto através de um respectivo orifício 610h formado através de uma parede do mandril. Cada grampo 635o pode engatar uma superfície interna do receptáculo 605 e se estender para dentro de um sulco 610g formado em uma superfície interna do mandril 610g. O anel de pressão 635i pode ser empurrado para dentro do engate e ser recebido pelo sulco 610g exceto que os grampos 635o podem impedir o engate do anel de pressão 635i com o sulco 610g, para deste modo fazer com que uma parte do anel de pressão 635i se estenda para dentro do orifício do mandril para receber a bola 450.

[00122] Uma ou mais estrias 605r podem ser formadas em uma

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54/76 superfície externa do receptáculo. Uma bolsa 605p pode ser formada em cada estria 605r. A cunha 630 pode ser disposta na bolsa 605p na posição retraída. A cunha 630 pode ser conectada aos braços superior 615u e inferior 6151, tal como por articulação. Uma parte da conexão entre a cunha 630 e os braços 615u,l não é cortada nesta seção e mostrado apenas na retaguarda. Os braços 615u,l podem ser dispostos cada um na bolsa 605p (na posição retraída) e recebidos por respectivos soquetes conectados ao receptáculo 605, tal como por um ou mais fixadores 617u,l, para deste modo articular os braços 615u,l ao receptáculo. Os braços 615u,l podem ser empurrados cada um em direção à posição retraída por um ou mais membros de ajuste, tal como molas de lâmina internas superior 616u e inferior 6161 e molas de lâmina externas superior 618u e inferior 6181. Cada uma das molas de lâmina superiores 616u, 618u pode ser disposta na bolsa 605p e conectada ao receptáculo 605, tal como sendo recebida por um sulco formado no receptáculo e fixado ao receptáculo com fixadores superiores 619u e cada uma das molas de lâmina inferiores 6161, 6181 pode ser disposta na bolsa 605p e conectada ao receptáculo 605, tal como sendo recebida por um sulco formado no receptáculo 605 e fixado ao receptáculo com fixadores inferiores 6191.

[00123] A cunha 630 pode ficar em contato o receptáculo 605 na posição retraída e ter uma cavidade formada na mesma. Um ressalto pode ser formado na superfície externa do receptáculo e se estender para dentro da cavidade. O orifício 608u pode se estender através do ressalto. Um impulsor, tal como um pino 620, pode ser disposto entre a cunha 630 e o mandril 610 e no perfil 610p, e pode se estender através do orifício 608u. Uma ou mais vedações podem ser dispostas entre o ressalto do receptáculo e o pino 620. Um membro de ajuste, tal como uma mola de lâmina 631, pode ser conectada à cunha 630 e pode empurrar a cunha 630 para longe do pino 620. Um mecanismo de

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55/76 liberação, tal como um pino 625, pode ser disposto entre o receptáculo 605 e o mandril 610 e no perfil 610t e se estender através do orifício 6081. Um membro de ajuste, tal como uma mola 626 pode ser disposta no orifício e pode empurrar o pino mecanismo de liberação 625 em direção à posição retraída. Uma ou mais vedações podem ser dispostas entre o receptáculo 605 e o pino mecanismo de liberação 625.

[00124] A câmara pode ser definida radialmente entre o mandril 610 e o receptáculo 605 e longitudinalmente entre uma ou mais vedações superiores dispostas entre o receptáculo 605 e o mandril 610 próximas a aba superior 605u e uma ou mais vedações inferiores dispostas entre o receptáculo 605 e o mandril 610 próximas a aba inferior 6051. O lubrificante pode ser disposto na câmara. Um pistão compensador (não mostrado) pode ser disposto no mandril 610 ou no receptáculo 605 para compensar o deslocamento de lubrificante devido ao movimento do mandril 610. O pistão compensador também pode servir para equalizar a pressão do lubrificante (ou aumentar levemente) com a pressão no orifício do receptáculo. Um membro de ajuste, tal como uma mola 640, pode ser disposto de encontro às abas inferiores 6101, 6051, para deste modo empurrar o mandril 610 em direção à posição retraída. Adicionalmente à mola 640, o fundo do mandril 610 pode ter uma área maior do que um topo do mandril 610, para deste modo servir para empurrar o mandril 610 em direção à posição retraída em resposta à pressão do fluido (equalizada) no orifício do receptáculo.

[00125] As Figuras 15A a 15F ilustram a operação da ferramenta de deslocamento 600. A ferramenta de deslocamento 600 pode ser montada como parte de uma coluna de perfuração. A coluna de perfuração pode ser corrida para dentro do furo de poço até a cunha 630 ficar alinhada ou quase alinhada com o perfil do substituto de potência 510p. A bola 450 pode ser lançada da superfície e bombeada para baixo através da coluna de perfuração até a bola 450 chegar ao

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56/76 assento 635. O bombeamento contínuo pode exercer pressão de fluido na bola 450, para, deste modo, acionar o mandril 610 longitudinalmente para baixo e mover os perfis 610p,t relativos ao pino s 620, 625 até o pino mecanismo de liberação 625 engatar uma aba 610s do perfil 610t. [00126] O pino s 620, 625 pode ser calçado para fora por (relativo) movimento ao longo dos perfis 610p, t. O pino acionador 620 pode empurrar a cunha 630 para dentro do engate com uma superfície interna do mandril do substituto de potência 510 e o pino mecanismo de liberação 625 pode engatar diretamente em uma superfície interna do mandril do substituto de potência 510. Se a cunha 630 estiver desalinhada com o perfil do substituto de potência 510p, então a ferramenta de deslocamento 600 pode ser subida e / ou abaixada até a cunha 630 ficar alinhada. A bola 450 pode ser lançada com a ferramenta de deslocamento intencionalmente desalinhada levemente acima do perfil para impedir ultrapassar. A mola de lâmina 631 pode permitir que a cunha 630 seja empurrada para dentro pelo perfil 510p durante o engate do perfil 510p com a cunha 630. A retenção do assento da bola 635 pelo pino mecanismo de liberação 625 pode proteger contra a falsa atuação da válvula de isolamento 100.

[00127] Uma vez que a cunha 630 engate o perfil do substituto de potência 610p, o mecanismo de liberação 625 pode engatar simultaneamente o anel de pressão do substituto de potência 515. O engate da cunha 630 com o perfil 510p pode conectar longitudinalmente a ferramenta de deslocamento 600 e o mandril do substituto de potência 510. A conexão longitudinal pode ser bidirecional ou unidirecional. A ferramenta de deslocamento 600 pode ser abaixada (o abaixamento pode continuar), para deste modo também mover o mandril do substituto de potência 510 para baixo longitudinalmente e atuar a válvula de isolamento 100. Se apenas um substituto de potência for usado (conexão bidirecional), então a ferramenta de deslocamento 600 pode

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57/76 ser subida ou abaixada dependendo da última posição da válvula de isolamento 100. O uso de dois substitutos de potência 500 na configuração de três caminhos em conjunto com a conexão unidirecional (para baixo) permite vantajosamente a recuperação da coluna de perfuração no caso de emergência e / ou mau funcionamento dos substitutos de potência e / ou ferramenta de deslocamento simplesmente puxando para cima a coluna de perfuração.

[00128] Uma vez que o pistão do substituto de potência 510s tenha alcançado um fundo da câmara 506, o sulco do mandril do substituto de potência 510g pode ficar alinhado com o sulco do receptáculo do substituto de potência 505g. O anel de pressão do substituto de potência 515 pode se estender para dentro do sulco do mandril do substituto de potência 510g e empurrar os grampos 520 parcialmente para dentro do sulco do receptáculo do substituto de potência 505g. O pino mecanismo de liberação 610s pode passar da aba 610s, para deste modo permitir que o mecanismo de liberação o pino 625 siga o anel de pressão 515 e libere o mandril 610 do receptáculo 605. O mandril 610 pode então se mover longitudinalmente para baixo até que os grampos de assento da bola 635o se alinhem com o sulco do receptáculo 605g, para deste modo permitir a extensão do anel de pressão do assento da mola 635i e liberar a bola 450 do assento da bola 635. A bola 450 pode então passar através do mandril 610 e o perfurador pode receber a indicação na superfície de que a válvula de isolamento 100 foi atuada. As molas 640, 626 e braços 615u,l então podem reajustar a ferramenta de deslocamento 600. A coluna de perfuração pode adicionalmente incluir um receptor 950 (ver Figura 17B) para receber a bola.

[00129] Alternativamente, o anel de pressão 515 pode ser omitido e os grampos 520 podem se estender para dentro para serem nivelados com uma superfície interna do mandril 510. Alternativamente, pode ser usado um engaste em lugar do anel de pressão de assento da bola 635i

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58/76 e grampos 635o. Alternativamente, o substituto de potência 500 pode incluir um pistão de mecanismo de liberação em lugar do anel de pressão 515 e grampos 520 e um acionador. O pistão de mecanismo de liberação pode ser similar ao pistão de mecanismo de liberação 315 em função para receber o retorno de fluido hidráulico da válvula de isolamento. O acionador pode ser diferente da luva 320 pelo fato de que o mesmo pode não ser conectado ao pistão de mecanismo de liberação. O pistão de mecanismo de liberação pode ser móvel para engate com o acionador para empurrar uma mola de lâmina conectada ao acionador radialmente para dentro para engatar a ferramenta de deslocamento e liberar o assento. Alternativamente, o acionador pode ser um engaste e o pistão de mecanismo de liberação pode atuar o engaste entre uma posição engatada e uma posição desengatada. O pino mecanismo de liberação da ferramenta de deslocamento pode engatar o engaste e o assento pode ser liberado quando o engaste está na posição desengatada. Alternativamente, o ato de exercer o primeiro limite pode ser omitido e o segundo limite pode ser inicialmente exercido na bola. [00130] As Figuras 16A a 16C são seções de corte de uma válvula de isolamento 800 na posição fechada, de acordo com outra modalidade da presente invenção. A válvula de isolamento 800 pode incluir um receptáculo tubular 805, um tubo de fluxo 815, e um membro de fechamento, tal como uma válvula de charneira 820. Como discutido acima, o membro de fechamento pode ser uma bola (não mostrada) em lugar da válvula de charneira 820. Para facilitar a fabricação e montagem, o receptáculo 805 pode incluir uma ou mais seções 805a a 805d cada uma conectada em conjunto, tal como conexões presas com rosca. O receptáculo 805 pode ter um orifício longitudinal formado através do mesmo para passagem de uma coluna de perfuração. O receptáculo 805 pode ter adicionalmente um ou mais sulcos indicadores 805g formados em uma superfície interna do mesmo.

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59/76 [00131] O tubo de fluxo 815 pode ter um ou mais perfis 815p formados em uma superfície interna do mesmo para receber um acionador, tal como uma cunha 930 de uma ferramenta de deslocamento 900. Para facilitar a fabricação e montagem, o tubo de fluxo 815 pode incluir uma ou mais seções 815a a 815c cada uma conectada em conjunto, tal como conexões presas com rosca e / ou fixadores. O receptáculo 805 e o tubo de fluxo 815 podem cada um ter um comprimento suficiente para acomodar o BHA da coluna de perfuração enquanto a ferramenta de deslocamento 900 está engatada com um dos perfis 815p, para deste modo fornecer folga longitudinal entre a broca de perfuração e a válvula de charneira 820. O tubo de fluxo 815 pode ter adicionalmente um sulco indicador 815g (Figura 18C) formado em uma superfície interna do mesmo. Um fixador, tal como um anel de pressão 817, pode ser disposto no sulco 815g. O anel de pressão 817 pode ser empurrado para fora e para dentro do engate com uma superfície interna do receptáculo 805.

[00132] O tubo de fluxo 815 pode ser móvel longitudinalmente relativo ao receptáculo 805 entre a posição aberta e a posição fechada. Na posição fechada, o tubo de fluxo 815 pode ficar livre da válvula de charneira 820, para deste modo permitir que a válvula de charneira 820 feche. Na posição aberta, o tubo de fluxo 815 pode engatar a válvula de charneira 820, empurrar a válvula de charneira 820 para a posição aberta, e engatar um assento (não mostrado, ver assento 108s) formado no receptáculo 805. O engate do tubo de fluxo 815 com o assento pode proteger a válvula de charneira 820 e o assento da válvula de charneira 806s. A válvula de charneira 820 pode ser articulada ao receptáculo 805, tal como por um fixador 820p. Um membro de ajuste, tal como uma mola de torção 825 pode engatar a válvula de charneira 820 e o receptáculo 805 e ser disposto em volta do fixador 820p para empurrar a válvula de charneira 820 em direção à posição fechada. Na posição

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60/76 fechada, a válvula de charneira 820 pode isolar fluidamente uma parte superior da válvula de uma parte inferior da válvula.

[00133] A válvula de isolamento 800 pode ser puramente mecânica pelo fato de que a válvula de isolamento pode não ter nenhuma vedação de elastômero (ou outro polímero) e nenhum fluido hidráulico. A válvula de charneira e assento de válvula de charneira também como quaisquer outras vedações podem ser metal com metal.

[00134] A Figura 17A é uma seção de corte de uma ferramenta de deslocamento 900 para atuar a válvula de isolamento 800 entre as posições, de acordo com outra modalidade da presente invenção. A Figura 17C é uma aproximação de uma parte da Figura 17A. A ferramenta de deslocamento 900 pode incluir um receptáculo tubular 905, um mandril tubular 910, e um ou mais acionadores, tal como cunhas 930. O receptáculo 905 pode ter acopladores 907b,p formados em cada extremidade longitudinal do mesmo para conexão com outros componentes de uma coluna de perfuração. Os acopladores podem ter rosca, tal como uma caixa 907b e um pino 907p. O receptáculo 905 pode ter um orifício central longitudinal formado através do mesmo para conduzir o fluido de perfuração. O receptáculo 905 pode incluir duas ou mais seções para facilitar a fabricação e montagem, cada seção conectada em conjunto, tal como conexões presas com rosca. Uma superfície interna do receptáculo 905 pode ter uma aba superior 905u e inferior 9051 formada no mesmo.

[00135] O mandril 910 pode ser disposto dentro do receptáculo 905 e móvel longitudinalmente relativo ao mesmo entre uma posição retraída (mostrada) e uma posição engatada (Figuras 18C e 18D). O mandril 910 pode ter um topo 910t, um assento 910b formado em uma superfície interna do mesmo para receber um membro de bloqueio, tal como uma bola 250 (Figura 18B), bombeada da superfície, um ou mais perfis, tais como fendas 910s, formadas em uma superfície externa do

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61/76 mesmo, um ou mais ressaltos 910g formados em uma superfície externa do mesmo, e uma aba 9101 formada em uma superfície externa do mesmo. Um ou mais fixadores, tais como pinos 918, podem ser dispostos através de respectivos orifícios formados através de uma parede do receptáculo e se estendendo para dentro das respectivas fendas, para deste modo conectar rotativamente o mandril 910 ao receptáculo 905. Na posição retraída, o mandril topo 910t pode ser parado pelo engate com um fixador, tal como um anel 917, conectado ao receptáculo 905, tal como por uma conexão com rosca. O anel batente 917 pode engatar a aba superior do receptáculo 905u.

[00136] Uma ou mais estrias 905r podem ser formadas em uma superfície externa do receptáculo 905. Uma bolsa 905p pode ser formada através de cada estria 905r. A cunha 930 pode ser disposta na bolsa 905p na posição retraída. A cunha 930 pode ser movida para fora em direção à posição engatada por uma ou mais cunhas 915 dispostas na bolsa 905p. Cada cunha 915 pode incluir um membro interno 915i e um membro externo 915o. O membro interno 915i pode ser conectado ao ressalto do mandril 910g, tal como por um fixador 916i. O membro externo 915o pode ser conectado à cunha 930, tal como por um fixador 916o. Um folga pode ser fornecida entre a cunha e o fixador e um membro de ajuste, tal como uma mola Bellville 931, pode ser disposta entre o membro externo 915o e a cunha 930 para empurrar a cunha 930 para engate com o fixador 916o. Uma vedação pode ser disposta entre a cunha 930 e o receptáculo 905.

[00137] A câmara pode ser definida radialmente entre o mandril 910 e o receptáculo 905 e pode incluir a bolsa 905p. A câmara pode ser definida longitudinalmente entre uma ou mais vedações superiores dispostas entre o receptáculo 905 e o mandril 910 próxima ao assento da bola 910b e uma ou mais vedações inferiores dispostas entre o receptáculo 905 e o mandril 910 próxima a aba inferior 9101. O

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62/76 lubrificante pode ser disposto na câmara. Um pistão compensador (não mostrado) pode ser disposto no mandril 910 ou no receptáculo 905 para compensar o deslocamento de lubrificante devido ao movimento do mandril 910. O pistão compensador também pode servir para equalizar a pressão do lubrificante (ou aumentar levemente) com a pressão no orifício do receptáculo. Um membro de ajuste, tal como uma mola 940, pode ser disposto de encontro às abas inferiores 9101, 9051, para deste modo empurrar o mandril 910 em direção à posição retraída. Alternativamente, em lugar da mola 940, um fundo do mandril 910 pode ter uma área maior do que o topo 910t do mandril 910, para deste modo servir para empurrar o mandril 910 em direção à posição retraída em resposta à pressão do fluido (equalizada) no orifício do receptáculo.

[00138] A Figura 17B é uma seção de corte de um receptor 950 para uso com a ferramenta de deslocamento 900. O receptor 950 pode receber uma ou mais bolas 250, tal como sete, de modo que a válvula de isolamento 800 possa ser atuada uma pluralidade de vezes durante uma jornada da coluna de perfuração. O receptor 950 pode incluir um receptáculo tubular 955, uma gaiola tubular 960, e um defletor 965. O receptáculo 955 pode ter acopladores 957b, p formados em cada extremidade longitudinal do mesmo para conexão com outros componentes de uma coluna de perfuração. Os acopladores podem ter rosca, tal como uma caixa 957b e um pino 957p. O receptáculo 955 pode ter um orifício central longitudinal formado através do mesmo para conduzir fluido de perfuração. Uma superfície interna do receptáculo 955 pode ter uma aba superior e inferior formadas no mesmo.

[00139] A gaiola 960 pode ser disposta dentro do receptáculo 955 e conectada ao mesmo, tal como sendo disposta entre a aba inferior do mandril e um fixador, tal como um anel 967, conectado ao receptáculo 955, tal como por uma conexão com rosca. A gaiola 960 pode ser feita de um material resistente à erosão, tal como um aço de ferramenta ou

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63/76 ceramais, ou ser feita de um metal ou liga e tratada, tal como uma cápsula endurecida, para resistir à erosão. O anel retentor 967 pode engatar a aba superior do receptáculo. A gaiola 960 pode ter topo 960t e fundo 960b sólidos e um corpo perfurado 960m, tal como com fendas 960s. As fendas 960s podem ser formadas através de uma parede do corpo 960m e espaçadas em seu redor. Um comprimento das fendas 960s pode corresponder a uma capacidade de bola do receptor. O defletor 965 pode ser fixado ao corpo 960m, tal como por um ou mais fixadores (não mostrados). Um anel 956 pode ser formado entre o corpo 960m e o receptáculo. O anel 956 pode servir como um desvio de fluido para o fluxo de fluido de perfuração através do receptor 950. A primeira bola apanhada pode chegar ao defletor 965. O fluido de perfuração pode entrar no anel 956 do orifício do receptáculo através das fendas 960s, fluir em volta das bolas apanhadas ao longo do anel 956, e reentrar no orifício do receptáculo através das fendas 960s abaixo do defletor 965. [00140] As Figuras 18A a 18E ilustram a operação da ferramenta de deslocamento 900. A ferramenta de deslocamento 900 pode ser montada como parte de uma coluna de perfuração. A coluna de perfuração pode ser corrida para dentro do furo de poço até a cunha 930 estar alinhada ou quase alinhada com um dos perfis de tubo de fluxo 815p. A bola 250 pode ser lançada da superfície e bombeada para baixo através da coluna de perfuração até a bola 250 chegar ao assento 910b. O bombeamento contínuo pode exercer pressão de fluido na bola 250, para deste modo acionar o mandril 910 longitudinalmente para baixo e mover os membros internos 915i relativos aos membros externos 915o.

[00141] Uma vez que a bola 250 tenha chegado e as cunhas 915 tenham operado, o bombeamento pode ser interrompido e a pressão mantida. Os fixadores 916o podem ser empurrados para fora pelo movimento longitudinal relativo das cunhas 915. Os fixadores 916o

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64/76 podem empurrar a cunha 930 para engate com uma superfície interna do tubo de fluxo 815. Se a cunha 930 estiver desalinhada com um dos perfis de tubo de fluxo 815p, então a ferramenta de deslocamento 900 pode ser subida e / ou abaixada até a cunha 930 ficar alinhada com um dos perfis de tubo de fluxo 815p. A mola Belleville 931 pode permitir que a cunha 930 seja empurrada para dentro pelo perfil 815p durante o engate do perfil 815p com a cunha 930. O engate da cunha 930 com o perfil 815p pode conectar bidirecional e longitudinalmente a ferramenta de deslocamento 900 e o tubo de fluxo 815. A ferramenta de deslocamento 900 pode ser subida ou abaixada para abrir ou fechar a válvula de isolamento 800.

[00142] Quando a ferramenta de deslocamento 900 e tubo de fluxo 815 estão sendo subidos ou descidos, os anéis de pressão 817 podem engatar os sulcos 805g provocando aumento da resistência para subir ou descer a ferramenta de deslocamento e o tubo de fluxo. Esta resistência aumentada pode ser detectável na superfície pelo perfurador. Adicionalmente, a resistência pode impedir atuação não intencional do substituto de potência devido a contato incidental com a coluna de perfuração durante a perfuração. Cada sulco 805g pode corresponder a uma posição predeterminada do tubo de fluxo 815. Um primeiro sulco 805g pode corresponder ao engate do tubo de fluxo 815 com a válvula de charneira 820 e um segundo sulco 805g pode corresponder ao assentamento do tubo de fluxo 815 no assento de tubo de fluxo. Desta maneira, se a válvula de isolamento 800 for incapaz de ser totalmente atuada devido a mau funcionamento, uma atuação parcial pode ser detectada e pode ser suficiente para continuar as operações de perfuração. Adicionalmente, um sulco 805g pode ser formado no receptáculo 805 correspondendo à posição fechada da válvula de charneira 820 para indicar que a cunha foi engatada ao perfil (quando abrindo a válvula de isolamento 800).

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65/76 [00143] Por exemplo, se o engate com o primeiro sulco 805g é detectado, mas o engate com o segundo sulco 805g é obstruído, o perfurador pode saber que a válvula de charneira 820 foi movida para a posição aberta, mas é incapaz de verificar que o tubo de fluxo 815 assentou. A abertura da válvula de charneira 820 pode ser suficiente para que as operações de perfuração continuem uma vez que a válvula de charneira aberta 820 pode não obstruir a passagem da coluna de perfuração através da válvula de isolamento 800. Os sulcos também podem fornecer indicação de posição quando fechando a válvula de isolamento 800. Uma vez que a válvula de isolamento 800 tenha sido atuada, o bombeamento de fluido para dentro da coluna de perfuração pode prosseguir, para deste modo aumentar a pressão exercida na bola 250 até a bola 250 deformar e passar através do mandril 910 para o receptor 950.

[00144] Adicionalmente, qualquer dos outros substitutos de potência 1o,c, 300, 500 podem inclui um indicador similar ao indicador 805g, 815g, 817 para fornecer resistência para a operação inicial do mesmo detectável na superfície e para impedir operação não intencional dos substitutos de potência devido a contato incidental com a coluna de perfuração durante a perfuração.

[00145] Alternativamente, qualquer dos substitutos de potência rotativos 1o,c 300 pode incluir uma caixa de engrenagens em lugar do perfil helicoidal.

[00146] Alternativamente, qualquer dos assentos de bola 210b, 435, 635, 910b, 1135 das ferramentas de deslocamento 200, 400, 600, 900, 1100 pode ser estrangulada e estendida para dentro para fornecer restrição de fluido através da mesma. As ferramentas de deslocamento podem em seguida ser operadas injetando fluido através delas em uma taxa maior do ou igual a uma taxa limite para criar uma pressão diferencial através do estrangulamento em vez de bombear a bola

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250/450 para operar a respectiva ferramenta de deslocamento. Se um estrangulamento é usado em vez dos assentos 435, 635, os estrangulamentos podem retrair em resposta a abrir ou fechar a válvula. [00147] A Figura 19 ilustra uma ferramenta de deslocamento de arfagem compensada 1200, de acordo com outra modalidade da presente invenção. A ferramenta de deslocamento 1200 pode incluir um receptáculo tubular 1205, um mandril tubular 1210, um ou mais membros de ajuste, tal como mola superior 1215u e mola inferior 12151 e uma ou mais travas, tal como cunhas1230. O receptáculo 1205 pode ter acopladores formados em cada extremidade longitudinal do mesmo para conexão com outros componentes de uma coluna de perfuração. Os acopladores podem ter rosca, tal como uma caixa e um pino. O receptáculo 1205 pode ter um orifício central longitudinal formado através do mesmo para conduzir o fluido de perfuração. O receptáculo 1205 pode incluir duas ou mais seções para facilitar a fabricação e montagem, cada seção conectada em conjunto, tal como conexões presas com rosca. A ferramenta de deslocamento 1200 pode ser operável com qualquer dos substitutos de potência 500, 800. O receptáculo 1205 pode ser móvel longitudinalmente relativo ao mandril 1210 para levar em conta a arfagem da coluna de perfuração durante a operação. Alternativamente, o mandril pode ser conectado rotativamente ao receptáculo ao mesmo tempo em que mantém a capacidade de movimento longitudinal, tal como por uma conexão estriada, e a ferramenta de deslocamento pode ser usada com qualquer dos substitutos de potência 1, 300, 700 em lugar de ou adicionalmente às fendas alongadas do mandril para levar em conta a arfagem.

[00148] As Figuras 20A a 20H ilustram um método para perfurar e concluir um furo de poço 1005, de acordo com outra modalidade da presente invenção. Uma seção superior de um furo de poço 1005 através de uma formação não produtiva 1030n foi perfurada usando

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67/76 uma sonda 1000. Uma coluna de revestimento 1015 foi instalada no furo de poço 1005 e cimentada 1010 no lugar. Uma das válvulas / conjuntos de isolamento discutidos e ilustrados acima foi montado como parte da coluna de revestimento 1015 e é representado pela representação de uma válvula de charneira 1020. Alternativamente, como discutido acima, a válvula / montagem de isolamento pode em vez de ser montada como parte de uma coluna de revestimento de ligação recebida por um receptáculo de orifício polido de uma coluna de revestimento cimentada ao furo de poço. A válvula de isolamento 1020 pode ficar na posição aberta para lançamento e cimentagem da coluna de revestimento. Uma vez que a coluna de revestimento tiver tenha sido lançada e cimentada, uma coluna de perfuração 1050 pode ser lançada para dentro do furo de poço para perfuração de uma formação de suporte de hidrocarbonetos produtiva (ou seja, petróleo cru e / ou gás natural) 1030p.

[00149] A sonda 1000 pode ser lançada em terra ou em alto mar. Se o furo de poço 1005 é submarino, então a sonda 1000 pode ser uma unidade de perfuração móvel de alto mar, tal como um navio de perfuração ou plataforma de perfuração semissubmersível. A sonda 1000 pode incluir uma torre de perfuração (não mostrada). A sonda 1000 pode incluir adicionalmente guinchos de perfuração (não mostrados) para suportar uma cabeça injetora (não mostrado). O cabeça injetora pode por sua vez suportar e girar a coluna de perfuração 1050. Alternativamente, podem ser usados um Kelly e mesa rotativa (não mostrados) para girar a coluna de perfuração em lugar da cabeça injetora. A sonda 1000 pode incluir adicionalmente uma bomba de sonda (não mostrada) operável para bombear fluido de perfuração 1045f de um fosso ou tanque (não mostrado), através de um tubo bengala e mangueira de Kelly para a cabeça injetora. O fluido de perfuração pode incluir um líquido base. O líquido base pode ser óleo

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68/76 refinado, água, água salgada, ou uma emulsão água / óleo. O fluido de perfuração pode incluir adicionalmente sólidos dissolvidos ou suspensos no líquido base, tal como argila organofílica, linhita, e / ou asfalto, para deste modo formar uma lama. O fluido de perfuração pode incluir adicionalmente um gás, tal como nitrogênio diatômico misturado com o líquido base, para deste modo formar uma mistura de duas fases se o fluido de perfuração é de duas fases, a sonda 1000 pode incluir adicionalmente uma unidade de produção de nitrogênio (não mostrada) operável para produzir nitrogênio comercialmente puro a partir de ar. [00150] O fluido de perfuração 1045f pode fluir do tubo bengala e para dentro da coluna de perfuração 1050 através de uma cabeça injetora (Kelly ou cabeça injetora, não mostrados). O fluido de perfuração 1045f pode ser bombeada para baixo através da coluna de perfuração 1050 e sair de uma broca de perfuração 1050b, onde o fluido pode circular os detritos para longe da broca 1050b e retornar os detritos acima de um anel 1025 formado entre uma superfície interna do revestimento 1015 ou furo de poço 1005 e uma superfície externa da coluna de perfuração 1050. A mistura de retorno (retorno) 1045r pode retornar para uma superfície 1035 da terra e ser desviada através de uma saída 1060o de um dispositivo de controle de rotação (RCD) 1060 e para dentro de uma linha de retorno primária (não mostrada). O retorno 1045r pode então ser processado por um ou mais separadores (não mostrados). Os separadores podem incluir uma peneira de lama para separar detritos dos retornos e um ou mais fluidos separadores para separar os retornos em gás e líquido e o líquido em água e óleo. [00151] O RCD 1060 pode fornecer uma vedação anelar 1060s em volta da coluna de perfuração 1050 durante a perfuração e enquanto adicionando ou removendo (ou seja, durante uma jornada de operação para mudar uma broca gasta) segmentos ou trens de tubo a / da coluna de perfuração 1050. O RCD 1060 obtém isolamento de fluido

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69/76 embalando em volta da coluna de perfuração 1050. O RCD 1060 pode incluir um receptáculo de contenção de pressão montado na cabeça de poço onde um ou mais elementos empacotadores 1060s são suportados entre rolamentos e isolados por vedações mecânicas. O RCD 1060 pode ser do tipo ativo ou do tipo passivo. O RCD do tipo ativo usa pressão hidráulica externa para ativar os elementos empacotadores 1060s. A pressão de vedação é normalmente aumentada quando a pressão no anel aumenta. O RCD do tipo passivo usa uma vedação mecânica com a vedação suplementada pela pressão do furo de poço. Um ou mais conjuntos de preventores (BOPs) 1055 podem ser fixados à cabeça de poço 1040.

[00152] Uma válvula variável do afogador 1065 pode ser disposta na linha de retorno. A válvula do afogador 1065 pode ficar em comunicação com um controlador de lógica programável (PLC) 1070 e fortificada para operar em um ambiente onde os retornos 1045r contém detritos de perfuração substanciais e outros sólidos. A válvula variável do afogador 1065 pode ser empregada durante perfuração normal para exercer contrapressão no anel 1025 para controlar fundo a pressão no furo exercida pelo retorno na formação produtiva. A sonda pode incluir adicionalmente um medidor de fluxo (não mostrado) em comunicação com a linha de retorno para medir uma taxa de fluxo do retorno e fornecer a medição para o PLC 1070. O medidor de fluxo pode ser de fase única ou multifase. Alternativamente, um medidor de fluxo em comunicação com o PLC 1070 pode ficar em cada saída dos separadores para medir as fases separadas independentemente.

[00153] Alternativamente, a válvula do afogador 1065 e o RCD 1060 podem ser omitidos.

[00154] O PLC 1070 pode adicionalmente ficar em comunicação com a bomba da sonda para receber uma medição de uma taxa de fluxo do fluido de perfuração injetado para dentro da coluna de perfuração. Desta

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70/76 maneira, o PLC pode realizar um balanceamento de massa entre o fluido de perfuração 1045f e os retornos 1045r para monitorar o fluido da formação 1090 que entra no anel 1025 ou fluido de perfuração 1045f que entra na formação 1030p. O PLC 1070 pode então comparar as medições aos valores calculados pelo PLC 1070. Se nitrogênio estiver sendo usado como parte do fluido de perfuração, então a taxa de fluxo do nitrogênio pode ser comunicada para o PLC através de um medidor de fluxo em comunicação com a unidade de produção de nitrogênio ou uma taxa de fluxo medida por um compressor de reforço em comunicação com a unidade de produção de nitrogênio. Se os valores excederem valores limites, o PLC 1070 pode tomar ações de remediação ajustando a válvula do afogador 1065. Um primeiro sensor de pressão (não mostrado) pode ser disposto no tubo bengala, um segundo sensor de pressão (não mostrado) pode ser disposto entre a saída do RCD 1060o e o tubo bengala 1065, e um terceiro sensor de pressão (não mostrado) pode ser disposto na linha de retorno a jusante da válvula do afogador 1065. Os sensores de pressão podem ficar em comunicação de dados com o PLC.

[00155] A coluna de perfuração 1050 pode incluir uma coluna de implantação, tal como tubo de perfuração 1050p, a broca de perfuração 1050b disposta em uma extremidade longitudinal da mesma, uma das ferramentas de deslocamento discutidas acima (representada por 1050s). Alternativamente, a coluna de implantação pode ser tubagem de revestimento, forro, ou enrolada em lugar do tubo de perfuração 1050p. A coluna de perfuração 1050 também pode incluir uma montagem de fundo de furo (BHA) (não mostrada) que pode incluir a broca 1050b, colares de perfuração, um motor de lama, um substituto de dobra, sensores de medição durante perfuração (MWD), sensores de perfilagem durante perfuração (LWD) e / ou uma válvula flutuante (para impedir refluxo de fluido do anel). O motor de lama pode ser um

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71/76 tipo de deslocamento positivo (ou seja, um motor Moineau) ou um tipo turbomáquina (ou seja, uma turbina de lama). A coluna de perfuração 1050 pode incluir adicionalmente válvulas flutuantes distribuídas por toda a extensão, tal como uma a cada trinta juntas ou dez suportes, para manter a contrapressão nos retornos enquanto adiciona juntas à mesma. A coluna de perfuração 1050 também pode incluir um ou mais centralizadores 1050c (Figura 18D) espaçados ao longo da mesma em intervalos regulares. A broca de perfuração 1050b pode ser girada a partir da superfície pela mesa rotativa ou cabeça injetora e / ou no fundo de poço pelo motor de lama. Se um substituto de dobra e motor de lama for incluído no BHA, perfuração de deslizamento pode ser efetuada apenas pelo motor de lama girando a broca de perfuração e perfuração rotativa ou reta pode ser efetuada girando a coluna de perfuração da superfície lentamente enquanto o motor de lama gira a broca de perfuração. Alternativamente, se tubagem enrolada é usada em lugar do tubo de perfuração, o BHA pode inclui um orientador para comutar entre perfuração rotativa e deslizamento. Se a coluna de implantação é revestimento ou forro, o revestimento ou forro pode ficar suspenso no furo de poço 1005 e cimentado após a perfuração. Se a coluna de implantação 1050 é tubagem enrolada ou diferente de tubulação com juntas, um elemento separador ou de obstrução (não mostrado) podem ser usados em lugar da RCD 1060.

[00156] A coluna de perfuração 1050 pode ser operada para perfurar através da sapata de revestimento 1015s e então estender o furo de poço 1005 perfurando para dentro da formação produtiva 1030p. Uma densidade do fluido de perfuração 1045f pode ser menor do que ou substancialmente menor do que um gradiente de pressão de poro da formação produtiva 1030p. Uma densidade de circulação equivalente a um fluxo livre (ECD) (não estrangulada) dos retornos 1045r também pode ser menor do que ou substancialmente menor do que o gradiente

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72/76 de pressão de poro. Durante a perfuração, o estrangulamento variável 1065 pode ser controlado pelo PLC 1070 para manter o ECD sendo igual a (a pressão gerenciada) ou menor do que (subequilibrada) o gradiente da pressão de poro da formação produtiva 1030p. Se, durante a perfuração da formação produtiva, a broca de perfuração 1050b precisar ser substituída ou após a profundidade total ser alcançada, a coluna de perfuração 1050 pode ser removida do furo de poço 1005. A coluna de perfuração 1050 pode ser subida até a broca de perfuração 1050b ficar acima da válvula de charneira 1020 e a ferramenta de deslocamento 1050s ficar alinhada com o substituto de potência. A ferramenta de deslocamento 1050s pode então ser operada para engatar o substituto de potência (ou um dos substitutos de potência) para fechar a válvula de charneira 1020.

[00157] A coluna de perfuração 1050 pode então ser subida adicionalmente até o BHA / broca de perfuração 1050b ficar próximo a cabeça de poço 1040. Uma parte superior do furo de poço 1005 (acima da válvula de charneira 1020) então pode ser ventilada para pressão atmosférica. Os retornos 1045r também podem ser deslocados da parte superior do furo de poço usando ar ou nitrogênio. O RCD 1060 então pode ser aberto ou removido de modo que a broca de perfuração / BHA 1050b pode ser removida do furo de poço 1005. Se a profundidade total não foi alcançada, a broca de perfuração 1050b pode ser substituída e a coluna de perfuração 1050 pode ser reinstalada no furo de poço. O anel 1025 pode ser preenchido com o fluido de perfuração 1045f, a pressão na parte superior do furo de poço 1005 pode ser equalizada com a pressão na parte inferior do furo de poço 1005. A ferramenta de deslocamento 1050s pode ser operada para engatar o substituto de potência e abrir a válvula de charneira 1020. Então a perfuração pode ser retomada. Desta maneira, a formação produtiva 1030p pode permanecer viva durante a manobra devido ao isolamento da parte

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73/76 superior do furo de poço pela válvula de charneira fechada 1020, deste modo evitando a necessidade de matar a formação produtiva 1030p. [00158] Uma vez que a perfuração tenha alcançado a profundidade total, a coluna de perfuração 1050 pode ser recuperada para a sonda como discutido acima de. Uma coluna de revestimento, tal como uma coluna de revestimento expansível 10751, pode então ser lançada para dentro do furo de poço 1005 usando uma coluna de trabalho 1075. A coluna de trabalho 1075 pode incluir um expansor 1075e, a ferramenta de deslocamento 1050s, um tampão expansível 1075p e a coluna de tubo de perfuração 1050p. O revestimento expansível 10751 pode ser construído de uma ou mais camadas, tal como três. As três camadas podem incluir um tubo base com fendas estruturais, uma camada de mídia filtrante, e um proteção externa. Tanto o tubo base como a proteção externa podem ser configurados para permitir que hidrocarbonetos fluam através das perfurações formadas nos mesmos. O material filtrante pode ser mantido entre o tubo base e a proteção externa e pode servir para filtrar areia e outras partículas de entrar no revestimento 10751. A coluna de revestimento 10751 e a coluna de trabalho1050s podem ser lançadas para dentro do furo de poço vivo usando a válvula de isolamento 1020, como discutido acima para a coluna de perfuração 1050. Uma vez lançada, o expansor 1075e pode ser operado para expandir o revestimento 10751 para engate com uma parte inferior do furo de poço que atravessa a formação produtiva 1030p. Uma vez que o revestimento 10751 tenha sido expandido, o tampão expansível 1070s pode ser ajustado de encontro ao revestimento 1015. O tampão expansível 1075p pode incluir um conjunto de plugue removível em um receptáculo do mesmo, para deste modo isolar a formação produtiva 1030p da parte superior do furo de poço 1005. O receptáculo de tampão expansível pode ter uma aba para receber uma coluna de tubagem de produção 1080. Uma vez que o

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74/76 tampão expansível é ajustado, o expansor 1075e, a ferramenta de deslocamento 1050s, e o tubo de perfuração 1050p podem ser recuperados do furo de poço usando a válvula de isolamento 1020 como discutido acima para a coluna de perfuração 1050.

[00159] Alternativamente, um revestimento sólido convencional pode ser lançado e cimentado à formação produtiva 1030p e então perfurado para fornecer comunicação fluida. Alternativamente, um revestimento perfurado (e / ou tela de areia) e enchimento com cascalho podem ser instalados ou a formação produtiva 1030p pode ser deixada exposta (poço completado em parede sem revestimento).

[00160] O RCD 1060 e BOP 1055 podem ser removidos da cabeça de poço 1040. Uma árvore de produção (também conhecido como árvore de Natal) 1085 pode então ser instalada na cabeça de poço 1040. A árvore de produção 1085 pode incluir um corpo 1085b, um suspensor de tubagem 1085h, um estrangulador de produção 1085v, e uma tampa 1085c e / ou plugue. Alternativamente, a árvore de produção 1085 pode ser instalada após a tubagem de produção 1080 estar pendurada da cabeça de poço 1040. A tubagem de produção 1080 pode então ser lançada e pode assentar no corpo de tampão expansível. O plugue do tampão expansível pode então ser removido, tal como usando um cabo de aço ou linha lisa e um lubrificante. A tampa 1085c e / ou plugue da árvore pode então ser instalado. Os hidrocarbonetos 1090 produzidos a partir da formação 1030p podem entrar em um orifício do revestimento 10751, o deslocamento através do furo do revestimento, e entrar em um orifício da tubagem de produção 1080 para transporte para a superfície 1035.

[00161] A Figura 21 ilustra um método de perfurar um furo de poço, de acordo com outra modalidade da presente invenção. Em vez de ficar localizado próximo a válvula de isolamento 1020, um ou mais dos substitutos de potência 1305o,c (pode ser qualquer dos substitutos de

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75/76 potência discutidos acima) pode ficar localizado ao longo do revestimento em uma profundidade substancialmente acima da válvula de isolamento 1020, tal como próximo à cabeça de poço 1040. Este posicionamento distal dos substitutos de potência 1305o,c permite que a ferramenta de deslocamento 1050s seja localizada ao longo da coluna de perfuração 1050 em uma localização distal da broca 1050b. O posicionamento distal da ferramenta de deslocamento 1050s pode permitir que a ferramenta de deslocamento permaneça na parte superior do furo de poço 1005 enquanto a formação produtiva 1030p está sendo perfurada, deste modo reduzindo o desgaste da ferramenta de deslocamento 1050s e reduzindo o risco de mau funcionamento. A parte superior do furo de poço pode ser revestida (mostrada) ou pode ser uma parte do furo de poço vertical nua. Adicional ou alternativamente, o posicionamento distal dos substitutos de potência 1305o,c também pode ser usado para acomodar BHAs longos (sem ter que posicionar a ferramenta de deslocamento 1050s próxima a broca 1050b). Adicional ou alternativamente, o posicionamento distal dos substitutos de potência 1305o,c também pode ser usada para lançar o revestimento 10751 usando uma alternativa da coluna de trabalho1075 de modo que a coluna de trabalho não tenha que se estender através do revestimento.

[00162] Em outra modalidade (não mostrada), uma válvula e substitutos de potência podem ser montados como parte da coluna de tubagem de produção 1080. Os substitutos de potência podem ficar em comunicação com a válvula e operáveis para abrir e fechar a válvula, respectivamente. A válvula pode ser uma válvula de segurança de subsuperfície (SSV), uma válvula de controle de fluxo, ou uma válvula de fechamento. A SSV pode fechar um orifício da tubagem de produção para isolar A formação produtiva 1130p da parte superior do furo de poço. As válvulas de controle de fluxo e de fechamento podem ser

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76/76 empregadas para produzir seletivamente a partir de um furo de poço lateral (não mostrado) que se estende para uma segunda formação produtiva (não mostrada). As válvulas de controle de fluxo e de fechamento podem seletivamente abrir, fechar e medir (apenas a válvula de controle de fluxo) uma ou mais portas formadas através de uma parede de tubagem de produção para receber fluxo de fluido a partir do furo de poço lateral. A ferramenta de deslocamento pode então ser lançada como parte de uma coluna de trabalho. A coluna de trabalho pode adicionalmente incluir um BHA e uma coluna de implantação, tal como tubo de perfuração, tubagem enrolada, ou cabo de aço. O BHA pode ser usado em uma operação de completação ou uma operação de intervenção.

[00163] Embora o conteúdo acima seja dirigido para modalidades da presente invenção, outras modalidades e modalidades adicionais da invenção podem ser concebidas sem se afastar do escopo básico da mesma, e o escopo da mesma é determinado pelas reivindicações a seguir.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método de operação de uma válvula de isolamento (100) em um furo de poço caracterizado pelo fato de compreender:

implantar uma coluna de trabalho (1050) dentro do furo de poço através de uma coluna tubular (1015) disposta no furo de poço, em que:

a coluna de trabalho (1050) compreende uma coluna de implantação, uma ferramenta de deslocamento (200, 400, 600, 900, 1100), e um conjunto de fundo de poço (BHA), e a coluna tubular (1015) compreende a válvula de isolamento (100) e um atuador (1o, c, 300, 500, 700), o atuador (1o, c, 300, 500, 700) sendo espaçado da válvula de isolamento (100) por um comprimento suficiente para acomodar o conjunto de fundo de poço (BHA);

a ferramenta de deslocamento (200, 400, 600, 900, 1100) compreende uma pluralidade de acionadores (230) radialmente extensíveis para engatar o atuador (1o, c, 300, 500, 700); e girar o atuador (1o, c, 300, 500, 700) usando a ferramenta de deslocamento (200, 400, 600, 900, 1100), deste modo abrindo ou fechando a válvula de isolamento (100), em que a válvula de isolamento (100) isola uma formação (1030n) de uma parte superior do furo de poço na posição fechada; e fornecer uma folga longitudinal entre o conjunto de fundo de poço (BHA) e um membro de fechamento (120) da válvula de isolamento (100) enquanto gira o atuador (1o, c, 300, 500, 700).
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:

a coluna de trabalho (1050) é uma coluna de perfuração, a coluna de implantação é um tubo de perfuração (1050p), o conjunto de fundo de poço (BHA) compreende uma broca

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2/8 de perfuração (1050b), a coluna tubular (1015) é uma coluna de revestimento, e o método adicionalmente compreende perfurar o furo de poço através da formação (1030n) injetando fluido de perfuração através da coluna de perfuração (1050) e girando a broca de perfuração (1050b).
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o atuador (1o, c, 300, 500, 700) é girado girando a coluna de trabalho (1050).
4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreender adicionalmente pressurizar a coluna de implantação para engatar a ferramenta de deslocamento (200, 400, 600, 900, 1100) com o atuador (1o, c, 300, 500, 700).
5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a interação entre a ferramenta de deslocamento (200, 400, 600, 900, 1100) e o atuador (1o, c, 300, 500, 700) despressuriza a coluna de trabalho (1050) em resposta à abertura ou fechamento da válvula (100).
6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que:

a coluna de implantação é pressurizada pela implantação de um membro de bloqueio (250, 450, 1150) através da coluna de implantação e assentamento do membro de bloqueio (250, 450, 1150) na ferramenta de deslocamento (200, 400, 600, 900, 1100), e a coluna de trabalho é despressurizada pela ferramenta de deslocamento (200, 400, 600, 900, 1100) liberando o membro de bloqueio (250, 450, 1150).
7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a ferramenta de deslocamento (200, 400, 600, 900, 1100) desengata do atuador após o membro de bloqueio (250, 450,

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1150) ser liberado.
8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente colocar pelo menos uma parte do peso da coluna de trabalho sobre o atuador (1o, c, 300, 500, 700) para verificar o engate da ferramenta de deslocamento (200, 400, 600, 900, 1100) com o atuador (1o, c, 300, 500, 700).
9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:

cada acionador (230) se estende independentemente para acomodar excentricidade do atuador (1o, c, 300, 500, 700).
10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o atuador (1o, c, 300, 500, 700) é girado pela pressurização da coluna de implantação, em que deste modo estende a ferramenta de deslocamento (200, 400, 600, 900, 1100) para o engate com o atuador (1o, c, 300, 500, 700) e gira a ferramenta de deslocamento (200, 400, 600, 900, 1100) e o atuador (1o, c, 300, 500, 700) relativos ao resto da coluna de trabalho (1075).
11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a coluna de implantação é pressurizada pela implantação de um membro de bloqueio (250, 450, 1150) através da coluna de implantação e assentamento do membro de bloqueio (250, 450, 1150) na ferramenta de deslocamento (200, 400, 600, 900, 1100).
12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente bombear o membro de bloqueio (250, 450, 1150) através de um assento (210b, 435, 635, 910b, 1135), em que a ferramenta de deslocamento (200, 400, 600, 900, 1100) desengata do atuador (1o, c, 300, 500, 700) após o membro de bloqueio (250, 450, 1150) ser liberado.
13. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:

Petição 870190111031, de 31/10/2019, pág. 85/183

4/8 o atuador (1o, c, 300, 500, 700) é um primeiro substituto de potência hidráulica, a coluna tubular (1015) compreende adicionalmente um segundo substituto de potência hidráulica, os substitutos de potência são conectados hidraulicamente à válvula de isolamento (100) em uma configuração de comutação de três caminhos, a válvula de isolamento (100) é aberta girando o primeiro substituto de potência, e a válvula de isolamento (100) é fechada girando o segundo substituto de potência.
14. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o atuador (1o, c, 300, 500, 700) compreende:

um pistão em comunicação fluida com a válvula de isolamento (100);

um perfil helicoidal (10t, 310t) operável para mover longitudinalmente o pistão de uma primeira posição para uma segunda posição; e uma embreagem operável para desengatar o perfil helicoidal (10t, 310t) do pistão em resposta ao pistão alcançar a segunda posição.
15. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o atuador (1o, c, 300, 500, 700) compreende:

um mandril (10, 310, 510, 710) giratório pela ferramenta de deslocamento (200, 400, 600, 900, 1100); e uma bomba (750) operável para bombear fluido hidráulico para a válvula de isolamento (100) em resposta a rotação do mandril (10, 310, 510, 710).
16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o atuador (1o, c, 300, 500, 700) compreende adicionalmente:

Petição 870190111031, de 31/10/2019, pág. 86/183

5/8 um reservatório hidráulico (731r) de volume variável em comunicação fluida com uma entrada da bomba (750);

uma válvula de controle (725) tendo um atuador em comunicação fluida com a válvula de isolamento (100);

uma válvula de alívio de pressão (740) em comunicação fluida com uma saída da bomba (750) e do reservatório (731r); e uma válvula de compensação térmica em comunicação fluida com o atuador de válvula de controle (725) e o reservatório (731r).
17. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:

o furo de poço é um furo de poço submarino, e o atuador (1o, c, 300, 500, 700) ou a ferramenta de deslocamento (200, 400, 600, 900, 1100) acomoda a arfagem da coluna de trabalho (1075).
18. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a interação entre a ferramenta de deslocamento (200, 400, 600, 900, 1100) e o atuador (1o, c, 300, 500, 700) fornece uma indicação detectável na superfície em resposta à abertura ou fechamento da válvula de isolamento (100).
19. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:

o atuador (1o, c, 300, 500, 700) é um substituto de potência hidráulica, a coluna tubular (1015) compreende adicionalmente um substituto seletor em comunicação fluida com o substituto de potência e a válvula de isolamento (100), e o método compreende adicionalmente operar o substituto seletor.
20. Conjunto de isolamento para usar em um furo de poço, caracterizado pelo fato de compreender:

Petição 870190111031, de 31/10/2019, pág. 87/183

6/8 uma válvula de isolamento (100) operável entre uma posição aberta e uma posição fechada;

um substituto abridor de potência (700o) tendo um perfil abridor para receber um acionador de uma ferramenta de deslocamento (200, 400, 600, 900, 1100) e operável para abrir a válvula de isolamento (100) em resposta a ser acionado pela ferramenta de deslocamento (200, 400, 600, 900, 1100); e um substituto fechador de potência (700c) tendo um perfil fechador para receber o acionador e operável para fechar a válvula de isolamento (100) em resposta a ser acionado pela ferramenta de deslocamento (200, 400, 600, 900, 1100).
21. Conjunto de isolamento, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que a válvula de isolamento (100) compreende:

um receptáculo tendo um orifício formado através do mesmo;

um membro de fechamento (120) operável para fechar o orifício na posição fechada e para permitir passagem livre através do orifício na posição aberta; e um pistão de válvula (325) operável para abrir e fechar o membro de fechamento (120), o substituto abridor de potência (700o) compreendendo:

um receptáculo tendo um orifício através do mesmo;

um mandril (10, 310, 510, 710) disposto no receptáculo abridor e tendo o perfil abridor; e um pistão em comunicação fluida com o pistão de válvula (325) e acoplado operacionalmente ao mandril (10, 310, 510, 710), e o substituto fechador de potência (700c) compreendendo:

um receptáculo tendo um orifício através do mesmo;

um mandril (10, 310, 510, 710) disposto no receptáculo fechador e tendo o perfil fechador; e

Petição 870190111031, de 31/10/2019, pág. 88/183

7/8 um pistão em comunicação fluida com o pistão de válvula (325) e com o pistão do substituto abridor de potência (700o) e acoplado operacionalmente ao mandril (10, 310, 510, 710) do substituto fechador de potência (700c).
22. Conjunto de isolamento, de acordo com a reivindicação

21, caracterizado pelo fato de que os mandris (10, 310, 510, 710) dos substitutos abridor (700o) e fechador (700c) de potência são giratórios relativos aos respectivos receptáculos, e os pistões dos substitutos abridor (700o) e fechador (700c) de potência são acoplados operacionalmente aos respectivos mandris (10, 310, 510, 710) de modo que a rotação do respectivo mandril (10, 310, 510, 710) pelo acionador (230) da ferramenta de deslocamento (200, 400, 600, 900, 1100) move longitudinalmente os pistões.
23. Conjunto de isolamento, de acordo com a reivindicação

22, caracterizado pelo fato de que o movimento longitudinal é de reciprocidade.
24. Conjunto de isolamento, de acordo com a reivindicação

20, caracterizado pelo fato de que cada um dos substituto abridor de potência (700o) e substituto fechador de potência (700c) compreende um mecanismo de liberação (315, 715), operável para receber um mecanismo de liberação (1125) da ferramenta de deslocamento (200, 400, 600, 900, 1100) após a operação do respectivo substituto de potência (1o, c, 300, 500, 700), deste modo despressurizando a ferramenta de deslocamento (200, 400, 600, 900, 1100).
25. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda estender radialmente um membro do mecanismo de liberação (715) da ferramenta de deslocamento (200, 400, 600, 900, 1100) para engatar um perfil de mecanismo de liberação (715p, 320p) no atuador (1o, c, 300, 500, 700).

Petição 870190111031, de 31/10/2019, pág. 89/183

8/8
26. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que girar o atuador (1o, c, 300, 500, 700) usando a ferramenta de deslocamento (200, 400, 600, 900, 1100) inclui girar a ferramenta de deslocamento (200, 400, 600, 900, 1100) na mesma direção para sequencialmente abrir e fechar a válvula de isolamento (100).