BR112013013253B1

BR112013013253B1 - válvula da coluna de perfuração e conjunto de válvula da coluna de perfuração

Info

Publication number: BR112013013253B1
Application number: BR112013013253-1A
Authority: BR
Inventors: Paul Bernard Lee
Original assignee: Schoeller-Bleckmann Oilfield Equipment Ag
Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2012-12-17
Publication date: 2021-02-09
Also published as: EP2607615A1; BR112013013253A2; AU2012346900A1; AU2012346900B2; EP2607615B1; EP2713005A1; CA2816571C; CA2816571A1; MX2013006226A; US9617812B2; MX336141B; US20140291031A1; WO2013092532A1

Abstract

VÁLVULA DA COLUNA DE PERFURAÇÃO. É descrita uma modalidade de uma válvula de cordão de perfuração (100) compreendendo uma entrada montada a uma coluna de perfuração, uma saída e uma passagem (108) se estendendo entre a entrada e a saída em uma condição operacional predeterminada. De acordo com uma modalidade, a válvula da coluna de perfuração (100) compreende um elemento batente (110) adaptado para receber um elemento de válvula (112) onde o elemento batente compreende pelo menos uma protuberância (114) se estendendo para dentro de uma parte de passagem (116) da passagem (108) para, dessa forma, reter o elemento de válvula (112). De acordo com uma modalidade, a pelo menos uma protuberância (114) é espaçada de uma borda de entrada (126) possuindo um diâmetro continuamente reduzido na direção a Jusante (128). De acordo com uma modalidade adicional, o elemento batente (110) compreende duas ou mais protuberâncias (114) que são espaçadas na direção circunferencial (118) da parte de passagem (116) dentro da qual as pelo menos duas protuberâncias (114) se estendem.

Description

Campo da Invenção

[001] A presente invenção refere-se a válvulas da coluna de perfuração de campo que operam para alterar um fluxo de fluido da coluna de perfuração através de uma coluna de perfuração.

Fundamentos da Invenção

[002] U.S. 5.499.687 A descreve uma válvula de poço na forma de um sub de ultrapassagem definido por um envoltório tubular. Uma abertura é fornecida em um lado do envoltório para descarregar fluido do interior do envoltório. A abertura é normalmente fechada por uma manga que é montada de forma deslizante no envol-tório. A rotação da manga é impedida por um pino guia se estendendo radialmente para dentro através do envoltório para dentro de um elemento de extensão longitu-dinal na superfície externa da manga. A manga é orientada para a posição fechada através da abertura por uma mola helicoidal que se estende entre um ombro na manga e uma saliência anular acima do pino guia. Durante uma circulação perdida, isso é, quando for desejável se injetar o material de circulação perdida na formação, a coluna de perfuração é quebrado na superfície e uma esfera plástica é localizada nesse local. A esfera engata um ombro inclinado para dentro no interior da manga. Uma pressão de bomba na coluna de perfuração faz com que a esfera empurre a manga para baixo contra a força da mola até que o ombro engate a saliência. Nessa posição, as aberturas na manga e no envoltório são alinhadas de modo que o mate-rial de circulação perdido possa ser descarregado para dentro da formação que cerca o envoltório.

[003] U.S. 6.166.350 A descreve um assento esférico que é mantido no lugar por um ou mais pinos de cisalhamento ou outros dispositivos de fixação ou pela na-tureza de montagem. Um dispositivo quebrável, tal como um disco de ruptura, está em comunicação acima da esfera e com uma área de pistão aumentada abaixo. Quando o elemento quebrável ou disco de ruptura quebra, a pressão aplicada é transladada para uma área de pistão maior distante, e a rating de cisalhamento do pino ou pinos de cisalhamento é quase que instantaneamente superada. Dessa for-ma, a pressão na qual o assento de esfera libera é determinada pelo desenho e ra-ting do elemento quebrável ou disco de ruptura.

[004] WO 2004/022907 A1 se refere a uma ferramenta de ultrapassagem operada por esfera com um coletor de esfera.

[005] U.S. 6.820.697 B1 se refere a uma ferramenta de poço de acionador de flux doe fluido configurável em pelo menos uma primeira configuração de ferramenta e uma segunda configuração de ferramenta. A ferramenta compreende um alojamento tubular e uma manga de ativação, o alojamento sendo adaptado para coletar uma manga quando a manga é dispensada a partir da superfície e o engate da manga com o alojamento permitindo o acionamento da ferramenta entre as primeira e segunda configurações de ferramenta. Uma restrição d fluxo é fornecida para permitir o acionamento de fluxo de fluido da ferramenta quando a manga de ativação foi apanhada no corpo.

[006] Em vista da situação descrita acima, existe a necessidade de se criar uma técnica aperfeiçoada que permita o fornecimento de uma válvula de poço com características aperfeiçoadas.

Sumário da Invenção

[007] Essa necessidade pode ser correspondida pela presente matéria de acordo com as reivindicações independentes. As modalidades vantajosas da pre-sente matéria descrita aqui são descritas pelas reivindicações dependentes.

[008] De acordo com uma modalidade de um primeiro aspecto da presente matéria descrita aqui é fornecida uma válvula da coluna de perfuração compreen-dendo uma entrada montada em uma coluna de perfuração; uma saída; uma passa-gem de estendendo entre a entrada e a saída em uma condição operacional prede-terminada; e um elemento batente para receber um elemento de válvula; o elemento batente compreendendo pelo menos uma protuberância se estendendo para dentro de uma parte de passagem da passagem.

[009] Esse aspecto da presente matéria descrita aqui é baseado na ideia de que a protuberância facilita a adaptação do elemento batente para o elemento de válvula.

[010] De acordo com uma modalidade o elemento batente compreende uma única protuberância.

[011] De acordo com uma modalidade adicional o elemento batente compre-ende pelo menos duas protuberâncias. De acordo com uma modalidade, as pelo menos duas protuberâncias são espaçadas em uma direção circunferencial da pas-sagem. Em uma modalidade, em uma modalidade as pelo menos duas protuberân-cias definem um canal entre as mesmas. De acordo com uma modalidade, o canal se estende em uma direção axial da passagem.

[012] De acordo com uma modalidade, o elemento batente possui uma borda de entrada definindo uma entrada para a parte de passagem, onde a pelo menos uma protuberância é espaçada da borda de entrada em uma direção axial da parte de passagem. Isso pode permitir um engate de vedação do elemento de válvula e borda de entrada enquanto a pelo menos uma protuberância pode ser configurada para reter o elemento de válvula.

[013] De acordo com uma modalidade, cada uma das pelo menos duas pro-tuberâncias possui uma superfície radialmente interna voltada para a passagem. De acordo com uma modalidade, a superfície radialmente interna da protuberância compreende ou consiste de uma parte de superfície côncava. Por exemplo, de acor-do com uma modalidade, a superfície radialmente interna da protuberância forma um segmento de face de cilindro. Por exemplo, se em uma condição operacional respectiva da válvula da coluna de perfuração o elemento de válvula for movido ao longo das protuberâncias, os segmentos de face de cilindro podem fornecer uma distribuição de pressão homogênea ao longo do contato através da área de contato entre o elemento de válvula e a protuberância. De acordo com a modalidade adicio-nal, a superfície radialmente interna da protuberância compreende ou consiste de uma parte de superfície convexa. Isso pode resultar em uma distribuição de pressão não homogênea, mas tem a vantagem de a pressão, que é necessária para forçar um elemento de válvula de um tamanho específico além da protuberância, ser me-nos dependente das dimensões das protuberâncias. Dessa forma, maiores tolerân-cias de fabricação são toleradas em comparação com as protuberâncias a superfície interna das quais tem o formato de um segmento de face de cilindro. Em uma moda-lidade adicional, a parte de superfície interna da protuberância pode ter uma superfí-cie plana.

[014] De acordo com uma modalidade, cada protuberância se estende na di-reção axial da parte de passagem para dentro da qual a protuberância se estende. De acordo com uma modalidade adicional, a superfície interna se estende na dire-ção axial da passagem. Tal protuberância/superfície interna é fácil de fabricar, por exemplo, por esmerilhamento. No entanto, as protuberâncias não retas também são possíveis.

[015] De acordo com uma modalidade, a dimensão da protuberância na dire-ção axial da parte de passagem é maior do que na dimensão da protuberância na direção circunferencial. Tal modalidade pode resultar em uma melhor capacidade de reprodução da pressão de cisalhamento que é necessária para forçar o elemento de válvula através da parte de passagem dentro da qual a pelo menos uma protuberân-cia se estende.

[016] De acordo com uma modalidade, o elemento batente compreende adi-cionalmente pelo menos um perfil serrilhado (sawtooth profile) se estendendo circun- ferencialmente em torno da passagem e apontando na direção de pelo menos uma protuberância. Aqui, “apontando na direção de pelo menos uma protuberância” significa que geralmente uma primeira parte de superfície do perfil voltado para a protuberância é inclinada na direção da protuberância em um primeiro ângulo com relação à direção axial e uma segunda parte de superfície do perfil voltada para longe da protuberância é inclinada na direção da protuberância em um segundo ângulo com relação à direção axial onde o primeiro ângulo está mais perto por 90 graus do segundo ângulo. Tal perfil serrilhado auxilia na retenção de um elemento de válvula sendo localizado no perfil serrilhado.

[017] De acordo com uma modalidade, a válvula da coluna de perfuração compreende adicionalmente um elemento de válvula de gaiola, o elemento de válvu-la de gaiola sendo localizada a jusante do elemento batente e possuindo um diâme-tro interno que é maior do que o espaço definido pela pelo menos uma protuberân-cia. De acordo com uma modalidade, o espaço de uma parte específica da passagem é o diâmetro mínimo dessa parte específica da passagem. Possuindo um diâmetro interno que é maior do que o espaço definido por pelo menos uma protuberância, o elemento de válvula de gaiola permite que um elemento de válvula entre facilmente no elemento de válvula de gaiola sob a pressão presente na coluna de perfuração. De acordo com uma modalidade, o elemento de válvula de gaiola possui pelo menos uma abertura da gaiola com uma área da qual pelo menos uma dimensão lateral é menor do que o espaço definido por pelo menos uma protuberância. Isso garante que o elemento de válvula seja retido no elemento de válvula de gaiola sem ser forçado através de pelo menos uma abertura da gaiola sob a pressão presente na coluna de perfuração. De acordo com uma modalidade, uma abertura da gaiola forma parte da passagem.

[018] Em uma modalidade, se recebido pelo elemento batente o elemento de válvula aumenta a resistência ao fluxo na passagem através do elemento batente. Em outra modalidade, se recebido pelo elemento batente, o elemento de válvula bloqueia o fluxo de fluido através do elemento batente. Em ambos os casos aumento na pressão na passagem a montante do elemento de batente corre, onde uma força aumentada age no elemento batente.

[019] De acordo com uma modalidade, a pressão aumentada a montante do elemento batente é utilizada para ativar uma função predeterminada de uma unidade acionada por pressão acoplada por transferência de pressão (por exemplo, acoplada por fluido) à passagem a montante do elemento batente. De acordo com outra modalidade, a força aumentada agindo no elemento batente é utilizada para ativação de uma unidade acionada por força acoplada por transferência de força ao elemento batente.

[020] De acordo com uma modalidade, a válvula da coluna de perfuração compreende adicionalmente um corpo de válvula formando pelo menos parte da passagem; e um elemento móvel, o elemento móvel sendo montado de forma móvel em uma direção de movimento com relação ao corpo de válvula. De acordo com uma modalidade, pelo menos parte do elemento móvel forma parte da passagem. Por exemplo, em uma modalidade, o elemento móvel é uma manga. De acordo com uma modalidade, o elemento móvel compreende fixado ao mesmo um elemento batente como descrito aqui, por exemplo, como descrito acima com relação ao primeiro aspecto. Dessa forma, de acordo com uma modalidade, o elemento batente é aco-plado por transferência de força ao elemento móvel.

[021] De acordo com uma modalidade, o elemento móvel possui um recesso e o elemento batente está localizado no recesso. De acordo com uma modalidade, um sulco anular é fornecido no elemento móvel acima do elemento batente e um anel de retenção é localizado no sulco para prender o elemento batente no recesso. Depois da remoção do anel de retenção, o elemento batente é removível, por exem-plo, para ajuste de pelo menos uma protuberância ou para fins de manutenção.

[022] De acordo com uma modalidade, o elemento batente possui um sulco anular em sua superfície externa para receber um elemento de vedação. De acordo com uma modalidade, o elemento de vedação engata de forma vedada o sulco anu-lar na superfície externa do elemento batente além de a superfície oposta no ele-mento móvel, essa superfície oposta sendo localizada voltada para o sulco (ou o elemento de vedação localizado no sulco, respectivamente).

[023] De acordo com uma modalidade adicional, a válvula da coluna de per-furação compreende um elemento de orientação exercendo uma força de orienta- ção, agindo em uma primeira direção, no elemento móvel, orientando, assim, o ele-mento móvel na direção de uma posição predeterminada. De acordo com uma mo-dalidade, a força aumentada é de uma quantidade tal que o elemento móvel é movi-do contra uma força de orientação do elemento de orientação.

[024] De acordo com uma modalidade adicional, o corpo de válvula compre-ende um furo de passagem lateral; o elemento móvel compreende um furo de pas-sagem lateral, onde em uma primeira posição do elemento móvel um furo de passa-gem lateral no corpo de válvula se sobrepõe pelo menos parcialmente ao furo de passagem lateral no elemento móvel, fornecendo, assim, uma passagem lateral que se estende através do elemento móvel e do corpo de válvula.

[025] De acordo com uma modalidade, o furo de passagem no elemento mó-vel compreende um recesso de travamento que se estende em uma superfície ex-terna do elemento móvel em uma segunda direção, oposta à primeira direção dentro da qual a força de orientação age. De acordo com uma modalidade, o recesso de travamento é engatável com um elemento de travamento para, dessa forma, travar o elemento móvel contra a força de orientação em uma posição intermediária entre a primeira posição e a posição predeterminada. De acordo com uma modalidade, o recesso de travamento possui um formato complementar ao elemento de travamen- to. Por exemplo, de acordo com uma modalidade, o recesso de travamento possui o formato de um segmento de uma esfera e o elemento de travamento é uma esfera localizada no recesso de travamento. Visto que o recesso de travamento está locali-zado adjacente ao furo de passagem no elemento móvel, o elemento de travamento pode entrar no recesso de travamento através do furo de passagem no elemento móvel. De acordo com uma modalidade, o elemento de travamento é configurado para penetrar no furo de passagem no corpo de válvula se o elemento de movimento estiver na primeira posição. De acordo com uma modalidade, o recesso de trava- mento é adaptado para fixar o elemento de travamento entre o recesso de travamen- to e o furo de passagem no corpo de válvula se o elemento móvel puder mover da primeira posição na direção da posição predeterminada pela ação da força de orien-tação. Por exemplo, visto que de acordo com uma modalidade o recesso permite que o elemento de travamento seja localizado no recesso, o elemento de travamento não pode mover para fora do recesso e através do furo de passagem no elemento móvel visto que isso exigiria o movimento do elemento móvel contra a força de orientação de modo a fornecer um espaço suficiente entre o furo de passagem no cor- po de válvula e o furo de passagem no elemento móvel.

[026] De acordo com uma modalidade adicional, em uma segunda posição do elemento móvel o furo de passagem lateral no corpo de válvula e o furo de pas-sagem lateral no elemento móvel são não sobrepostos, bloqueando, assim, o furo de passagem no elemento móvel e/ou o furo de passagem no corpo de válvula. De acordo com uma modalidade a segunda posição é a posição predeterminada dentro da qual o elemento móvel é orientado pelo elemento de orientação.

[027] De acordo com uma modalidade de um segundo aspecto da presente matéria descrita aqui, um conjunto de válvula da coluna de perfuração é fornecido, o conjunto de válvula da coluna de perfuração compreendendo uma válvula da coluna de perfuração de acordo com uma ou mais modalidades descritas aqui; e um elemento de válvula, onde a pelo menos uma protuberância e o elemento de válvula sendo adaptado para fornecer uma faixa de pressão predeterminada onde o elemen-to de válvula é retido pelo elemento batente se a pressão no elemento de válvula estiver abaixo da faixa de pressão predeterminada e onde o elemento de válvula é empurrado através do elemento batente se a pressão no elemento de válvula estiver acima da faixa de pressão predeterminada.

[028] De acordo com as modalidades do segundo aspecto, a válvula da co-luna de perfuração e/ou o elemento de válvula é adaptado para fornecer a funciona-lidade de uma ou mais das modalidades mencionadas acima e/ou para fornecer a funcionalidade como necessário por uma ou mais das modalidades mencionadas acima, em particular as modalidades do primeiro aspecto.

[029] De acordo com uma modalidade, a passagem define uma direção axial, que corresponde à direção de fluxo de um fluxo de fluido que flui através da passa-gem. Deve-se notar que de acordo com as modalidades a direção axial da passagem é reta. De acordo com outras modalidades, a direção axial da passagem é curva, correspondendo a uma passagem não reta. Por exemplo, em uma modalidade, o elemento de válvula bloqueia o fluxo de fluido através do elemento batente e o fluido flui através de furos vazados laterais no corpo de válvula e através de furos vazados no elemento móvel. Nesse caso, a direção de fluxo e, dessa forma, a direção axial da passagem muda de uma direção ao longo da coluna de perfuração para uma direção cruzada com relação a coluna de perfuração. A direção axial define adicionalmente uma direção circunferencial. Em uma modalidade, a direção circunferencial é geralmente curva em um plano cruzado com relação à direção axial. Por exemplo, em uma modalidade a direção circunferencial é geralmente curva em um plano per-pendicular à direção axial. Em uma modalidade onde a passagem é definida por uma superfície interna respectiva (por exemplo, do elemento móvel), a direção cir- cunferencial é definida ao longo da superfície interna, por exemplo, em um plano cruzado com relação à direção axial ou um plano perpendicular à direção axial.

[030] De acordo com uma modalidade, a passagem não é definida de forma fixa. Por exemplo, de acordo com uma modalidade, a válvula da coluna de perfura-ção compreende uma primeira passagem em uma primeira condição operacional e compreende uma segunda passagem em uma segunda condição operacional. Por exemplo, a primeira condição operacional pode ser a operação normal onde o furo de passagem lateral no corpo de válvula e o furo de passagem lateral no elemento móvel não são sobrepostos. Nessa primeira condição operacional a passagem se estende através do elemento batente. Em uma segunda condição operacional onde o elemento de válvula reside no elemento batente e o furo de passagem lateral no corpo de válvula e o furo de passagem lateral no elemento móvel são sobrepostos, a passagem se estende através do furo de passagem lateral no corpo de válvula e o furo de passagem lateral no elemento móvel.

[031] Acima foram descritos e a seguir serão descritas modalidades ilustrati-vas da presente matéria descritas aqui com referência a uma válvula da coluna de perfuração e um conjunto de válvula da coluna de perfuração. Foi destacado que, obviamente, qualquer combinação de características referentes a diferentes aspec-tos da presente matéria descrita aqui também é possível. Em particular, algumas modalidades foram ou serão descritas com referência a características de tipo de aparelho ao passo que outras modalidades foram ou serão descritas com referência às características de tipo de método. No entanto, os versados na técnica coletarão a partir da descrição acima e a seguir que, a menos que notificado o contrário, em adi-ção a qualquer combinação de características pertencentes a um aspecto também qualquer combinação entre características referentes a diferentes aspectos ou mo-dalidades, por exemplo, mesmo entre características de modalidades de tipo de apa-relho e características de modalidades de tipo de método é considerada descrita com esse pedido.

[032] Os aspectos e as modalidades definidos acima e aspectos e modalida-des adicionais da presente invenção são aparentes a partir dos exemplos a serem descritos posteriormente e são explicados com referência aos desenhos, mas aos quais a invenção não está limitada. Breve Descrição dos Desenhos A figura 1 ilustra uma válvula da coluna de perfuração de acordo com as modalidades da presente matéria descrita aqui; A figura 2 ilustra uma vista transversal de parte da válvula da coluna de per-furação da figura 1 de acordo com as modalidades da presente matéria descrita aqui; A figura 3 ilustra uma vista superior do elemento batente 110 da figura 2 quando visualizado a partir da linha III-III da figura 2; A figura 4 ilustra uma vista em perspectiva de um elemento batente de acor-do com as modalidades da presente matéria descrita aqui; A figura 5 ilustra uma vista transversal de parte do elemento batente ilustrado na figura 4 com um elemento de válvula localizado no elemento batente; A figura 6 ilustra o elemento batente da figura 4 visualizado a partir da linha VI-VI; A figura 7 ilustra uma vista transversal de uma válvula da coluna de perfura-ção de acordo com as modalidades da presente matéria descrita aqui; A figura 8 ilustra uma válvula da coluna de perfuração de acordo com as modalidades da presente matéria descrita aqui.

Descrição Detalhada

[033] A ilustração nos desenhos é esquemática. É notado que em figuras di-ferentes, elementos similares ou idênticos são fornecidos com os mesmos sinais de referência ou com sinais de referência similares, que são diferentes dos sinais de referência correspondentes apenas com o primeiro digito.

[034] A figura 1 ilustra uma válvula da coluna de perfuração de acordo com as modalidades da presente matéria descrita aqui.

[035] A válvula da coluna de perfuração 100 possui uma entrada 102 que pode ser montada em uma coluna de perfuração 104. De acordo com uma modali-dade, a válvula da coluna de perfuração 100 compreende uma saída 106. Em uma modalidade, a saída 106 é adaptada para ser montada em uma parte a jusante da coluna de perfuração (não ilustrado na figura 1). De acordo com uma modalidade, a válvula da coluna de perfuração 100 compreende uma passagem 108 que se esten-de entre a entrada 102 e a saída 106 em uma condição operacional predeterminada. Por exemplo, na válvula da coluna de perfuração ilustrativa ilustrada na figura 1, a passagem 108 forma parte de um percurso de fluido através da coluna de perfura-ção. O fluido da coluna de perfuração pode, por exemplo, ser adaptado para resfriar uma broca de perfuração montada a jusante da válvula da coluna de perfuração 100, para fornecer o material de circulação perdido para a formação para a qual a coluna de perfuração se estende ou para limpeza de furo.

[036] A figura 2 ilustra uma vista transversal de parte da válvula da coluna de perfuração 100 da figura 1 de acordo com as modalidades da presente matéria des-crita aqui. Em particular, a figura 2 ilustra um elemento batente de acordo com as modalidades da presente matéria descrita aqui.

[037] De acordo com uma modalidade, a válvula da coluna de perfuração 100 compreende um elemento batente 110 adaptado para receber um elemento de válvula 112. De acordo com uma modalidade, o elemento de válvula 112 é uma es-fera. De acordo com uma modalidade, o elemento batente 110 compreende pelo menos uma protuberância 114 se estendendo para dentro de uma parte da passa-gem 116 da passagem 108.

[038] De acordo com uma modalidade, o elemento batente 110 compreende três protuberâncias 114 espaçadas em uma direção circunferencial da parte de pas-sagem 116. A direção circunferencial é indicada em 118 na figura 2. De acordo com uma modalidade, o elemento de válvula, por exemplo, a esfera, é um elemento de válvula deformável capaz de ser forçado através da parte de passagem 116 sob as condições operacionais respectivas do elemento de válvula.

[039] De acordo com uma modalidade, a parte de passagem 116 é formada por um furo de passagem 120 formado no elemento batente 110. Em uma modali-dade o elemento batente 110 possui uma entrada de fluido 122 através da qual o fluido fluindo através da passagem 108 entra na partes de passagem 116 se a en-trada de fluido 122 não for obstruída pelo elemento de válvula 112. Adicionalmente, o elemento batente 110 possui uma saída de fluido 124 através da qual o fluido na parte de passagem 116 pode sair do elemento batente 110. De acordo com uma modalidade, a entrada de fluido 122 é definida por uma borda de entrada 126. De acordo com uma modalidade, uma borda de entrada 126 do elemento batente 110 possui uma superfície curva, como ilustrado na figura 2. Uma borda de entrada 126 com uma superfície curva pode ajudar a evitar danos ao elemento de válvula 112 durante a entrada no elemento batente 110. De acordo com uma modalidade, a su-perfície curva da borda de entrada 126 possui o formato de um segmento de um cír- culo. De acordo com uma modalidade, a superfície curva da borda de entrada está voltada para a entrada de fluido 122.

[040] De acordo com uma modalidade, a borda de entrada 126 é fechada de forma anular na direção circunferencial 118 e o espaço (ou, no caso de uma borda de entrada circular, o diâmetro) da borda de entrada é continuamente reduzido em uma direção a partir da entrada de fluido 122 para a saída de fluido 125, isso é, na direção a jusante. Em tal caso, a borda de entrada curva pode ser adaptada para servir como uma face de vedação para o elemento de válvula 112. Devido ao espa- ço/diâmetro continuamente reduzido da borda de entrada 126 o elemento de válvula é ligeiramente comprimido na direção radial antes de parar na pelo menos uma pro-tuberância 114. De acordo com uma modalidade, a protuberância 114 é espaçada da borda de entrada 126 na direção axial 128 na parte de passagem 116, isso é, em uma direção da entrada de fluido 122 na direção da saída de fluido 124. O perfil de seção transversal da borda de entrada 126 que define a redução contínua do diâme-tro do espaço/diâmetro da borda de entrada 126 pode ser afunilado ou curvado, de-pendendo, por exemplo, na implementação real e/ou no formato do elemento de vál-vula.

[041] De acordo com uma modalidade, a parte de passagem 116 é definida por uma superfície interna 127 do elemento batente 110 (e é, em uma modalidade, de um formato geralmente cilíndrico exceto pelas protuberâncias 114 que se proje-tam sobre a superfície interna cilíndrica 127 para dentro da parte de passagem 116). De acordo com uma modalidade, a superfície interna 127 compreende uma parte cilíndrica possuindo uma seção transversal circular com um diâmetro que é constan-te na direção axial. De acordo com uma modalidade adicional, abaixo da borda de entrada 126 a parte de superfície interna cilíndrica do elemento batente 110 possui uma altura h. Geralmente aqui, o termo “altura” se refere a uma distância medida na direção axial da parte de passagem 116. Por exemplo, a altura h é medida em uma direção axial 128 que em uma modalidade é definida por um eixo geométrico longi-tudinal da válvula da coluna de perfuração 100. De acordo com uma modalidade, uma altura HP das protuberâncias 114 media na direção axial 128 é menor do que a altura h da superfície interna cilíndrica do elemento batente. De acordo com uma modalidade, a altura HP das protuberâncias está em uma faixa de 5% a 97%, por exemplo, 70% a 95% da altura h da superfície interna cilíndrica. Por exemplo, em uma modalidade, a altura HP das protuberâncias é de cerca de 87% da altura da superfície interna cilíndrica. De acordo com uma modalidade, a protuberância 114 é espaçada da borda de entrada 126 por uma altura hf. A magnitude da altura hf pode ser selecionada dependendo, por exemplo, do formato e/ou tamanho do elemento de válvula. Uma altura he da borda de entrada 126, por exemplo, em uma modalidade, a altura através da qual o espaço/diâmetro da parte de passagem 116 varia, pode ser selecionada dependendo, por exemplo, das propriedades físicas tal como fle-xibilidade, formato e/ou tamanho do elemento de válvula 112. Adicionalmente, a altura he da borda de entrada 126 e seu perfil de seção transversal estão em uma modalidade adaptada para ser capaz de receber elementos de válvula de diferentes tamanhos, por exemplo, em diferentes condições operacionais. Por exemplo, um primeiro elemento de válvula pode ser adaptado para se apoiar em pelo menos uma protuberância 114 e ser forçado além da protuberância sob uma pressão aumenta-da, enquanto um segundo elemento de válvula pode ser adaptado para se apoiar na borda de entrada sem contatar a pelo menos uma protuberância 114, sendo, dessa forma, capaz de ser removido para longe da borda de entrada 126a em uma direção a partir da saída de fluido 124 para a entrada de fluido 122, isso é, na direção a montante. Por exemplo, o segundo elemento de válvula pode ter um diâmetro maior do que o primeiro elemento de válvula e/ou pode ter uma capacidade de deformação diferente.

[042] De acordo com uma modalidade, cada protuberância 114 possui uma superfície radialmente interna 130 voltada para a parte de passagem 116, por exemplo um centro da parte de passagem 116. De acordo com uma modalidade, a protuberância 114 possui uma extremidade a montante 132 voltada para a entrada de fluido 122. De acordo com outra modalidade, a extremidade a montante 132 da protuberância 114 é chanfrada na direção a jusante. De acordo com outra modalida-de, a extremidade a montante 132 da protuberância 114 é curvada na direção a ju-sante. Na figura 2, a direção a jusante é idêntica à direção axial indicada em 128.

[043] De acordo com uma modalidade, a superfície radialmente interna 130 da protuberância 114 é curvada na direção circunferencial 118. Por exemplo, de acordo com uma modalidade, a superfície radialmente interna 130 possui um forma-to côncavo, por exemplo, o formato de um segmento anular quando visualizado na direção axial 128. De acordo com uma modalidade, o formato côncavo da superfície radialmente in terna é obtido pelo esmerilhamento com uma ferramenta rotativa tal como uma broca ou esmeril girando em um eixo geométrico central 131 da parte de passagem 116, o eixo geométrico central sendo paralelo à direção axial 128. Por exemplo, e obtenível por tal forma ilustrativa de fabricação da superfície radialmente interna curva 130, a superfície radialmente interna 130 de cada protuberância 114 possui o formato de um segmento de face de cilindro. Dessa forma, nesse caso e de acordo com uma modalidade, a curvatura da superfície radialmente interna 130 é similar a (ou corresponde a) curvatura do elemento de válvula, pelo menos se o elemento de válvula possuir uma parte de superfície externa circular como é o caso para uma esfera.

[044] Enquanto que de acordo com uma modalidade as superfícies radial-mente internas 130 de todas as protuberâncias 114 são usinadas simultaneamente, como descrito acima, de acordo com outras modalidades, a superfície radialmente interna 130 de cada protuberância é usinada separadamente, permitindo, assim, o ajuste preciso do espaço definido pelas protuberâncias 114. De acordo com uma modalidade o espaço pode ser definido como o diâmetro máximo de um cilindro (ou, em outra modalidade, de uma esfera) encaixando na parte de passagem 116. O es-paço da parte de passagem 116 definido por pelo menos uma protuberância influên-cia a pressão que é necessária para forçar um elemento de válvula com um diâmetro predeterminado através da parte de passagem 116 e além das protuberâncias 114. Aqui, essa pressão também é referida como pressão de cisalhamento. Dessa forma, pela alteração do tamanho de pelo menos uma das protuberâncias, o elemento batente 110 pode ser adaptado ao elemento de válvula 112. De acordo com uma modalidade adicional, o elemento batente 110 pode ser adaptado ao elemento de válvula 112 pela alteração de formato de pelo menos uma das protuberâncias. Por exemplo, pela usinagem de pelo menos uma das protuberâncias, a pressão ne-cessária para forçar o elemento de válvula 112 através do elemento batente pode ser ajustada com alta precisão. Por exemplo, em uma modalidade, a pressão de ci- salhamento é ajustada para estar em uma faixa entre, por exemplo, 2000 bar e 2500 bar ou, por exemplo, 2500 bar a 4500 bar.

[045] Se, de acordo com uma modalidade, a curvatura da superfície radial-mente interna 130 da protuberância 114 na direção circunferencial 118 corresponde à curvatura da superfície externa do elemento de ativação 112 na direção circunfe- rencial 118, então a pressão de cisalhamento necessária para forçar o elemento de válvula através da parte de passagem 116 é fortemente dependente da profundidade pela qual as protuberâncias 114 se projetam através da superfície interna 127. Dessa forma, uma ampla faixa de pressões de cisalhamento é obtenível com apenas a usinagem moderada das protuberâncias 114.

[046] Para adaptação do elemento batente 110 ao elemento de válvula, de acordo com uma modalidade um subconjunto de protuberâncias 114 do elemento batente 110 é adaptado. De acordo com outra modalidade, todas as protuberâncias 114 são adaptadas. A adaptação das protuberâncias 114 ao elemento batente pode incluir a adaptação de pelo menos uma dimensão da protuberância, pelo menos uma dentre altura h da superfície radialmente interna 130 da protuberância 114 na direção axial 128, a largura da superfície radialmente interna 130 na direção circun- ferencial 118, e a profundidade pela qual a superfície radialmente interna 130 é es-paçada da superfície interna 127 no máximo.

[047] De acordo com uma modalidade, a superfície radialmente interna 130 de uma protuberância 114 se estende reta na direção axial 128. No entanto, de acordo com outras modalidades, a superfície radialmente interna 130 pode ser es-tender no sentido da largura na direção axial 128, por exemplo, de forma helicoidal.

[048] De acordo com uma modalidade, o elemento batente 110 compreende um sulco 134 em sua superfície externa 136. Em uma modalidade, um elemento de vedação 137 ou um material de vedação é localizado no sulco 134 para vedar o elemento batente 110 contra suas cercanias. Por exemplo, em uma modalidade, o elemento batente 110 é localizado em um elemento móvel 138 na válvula da coluna de perfuração 100. Dessa forma, o elemento de vedação 137 veda o elemento ba-tente 110 contra o elemento móvel 138.

[049] De acordo com uma modalidade o elemento batente 110 pode ser for-necido para obstruir seletivamente a passagem 108 com o elemento de válvula 112 para, dessa forma, aumentar a pressão a montante do elemento de válvula. Com a pressão crescente, a força no elemento de válvula e o elemento batente é aumenta-da de acordo, o que pode levar a um movimento do elemento móvel 138, dependen-do da configuração da válvula da coluna de perfuração 100. Em tal modalidade, o elemento de vedação 137 serve para alcançar de forma confiável uma alta pressão a montante do elemento de válvula. Adicionalmente, de acordo com uma modalidade, o elemento de válvula 112 e o elemento batente 110 são adaptados de modo que o elemento de válvula 112 se apoiando no elemento batente 110 possua uma face de contato contínua com o elemento batente, fechando, assim, a parte de passagem 116. A face de contato contínua no elemento batente é indicada em 140 na figura 2. De acordo com uma modalidade, a face de contato contínua é fechada de forma anular, por exemplo, na direção circunferencial 118. Por exemplo, em uma modalidade o elemento batente compreende uma parte de superfície fechada de forma anular e o elemento de válvula 112 tem um tamanho adequado para contatar a parte de superfície fechada de forma anular, fornecendo, assim, a face de contato contínua. Em outras modalidades, pelo menos uma ultrapassagem de fluido pode ser fornecida (não ilustrada na figura 2), permitindo que o fluido da coluna de perfu-ração ultrapasse o elemento de válvula 112 apoiado no elemento atente 110 e, em particular, apoiado nas protuberâncias 114.

[050] De acordo com uma modalidade, para um elemento de válvula prede-terminado 112 a extremidade a montante 132 das protuberâncias 114 é espaçada da superfície curva da borda de entrada 126 de modo que a face de contato contínua 140 no elemento batente 110 seja formada por uma parte de superfície curva radialmente interna 141 da borda de entrada 126. Dessa forma, a pressão de contato do elemento de válvula 112 na face de contato contínua 140 aumenta à medida que o elemento de válvula 112 move ainda mais para dentro do elemento batente (na direção a jusante).

[051] De acordo com uma modalidade, a válvula da coluna de perfuração 100 compreende um elemento de retenção 142, o elemento de retenção retendo o elemento batente no lugar. Por exemplo, de acordo com uma modalidade, o elemen-to móvel 138 compreende um recesso 144 ano qual o elemento batente 110 é posi-cionado. De acordo com uma modalidade, o elemento de retenção 142 está locali-zado acima do recesso, localizando, assim, o elemento batente 110 entre o elemento de retenção 142 e uma base do recesso 144. De acordo com uma modalidade, o elemento batente 110 é posicionado entre o elemento de retenção 142 e a base do recesso 144 com folga axial, isso é, o elemento batente 110 é móvel na direção axial 128 até determinado ponto. De acordo com uma modalidade, a folga axial entre o elemento de retenção 142 e o elemento batente 110 está em uma faixa entre 0,5 milímetro (mm) e 2 mm, por exemplo, 1,5 mm. A folga axial pode permitir a inserção mais fácil do anel de retenção. A fim de não obscurecer os outros detalhes da válvu-la da coluna de perfuração 100, o elemento de retenção 142 é apenas parcialmente ilustrado na figura 2.

[052] De acordo com uma modalidade, o espaço 143 da passagem 108 é maior do que o espaço 145 do recesso 144. Isso facilita a montagem do elemento batente no recesso 144. É notado que no caso de uma seção transversal circular da passagem 108, o espaço 143 da passagem 108 é idêntico ao diâmetro da passagem 108. Da mesma forma, no caso de uma seção transversal circular do recesso 144, o espaço 145 é idêntico ao diâmetro do recesso 144.

[053] Deve-se notar que apesar de na figura 2 o elemento batente ser ilus-trado como sendo localizado em um recesso do elemento móvel 138, isso não é limi-tador e características respectivas do elemento batente podem ser fornecidas em qualquer aplicação adequada.

[054] A figura 3 ilustra uma vista superior do elemento batente 110 da figura 2 quando visualizado na direção a jusante, isso é, quando visualizado a partir da li-nha III-III da figura 2 e a descrição detalhada dos elementos respectivos não é repe-tida aqui.

[055] Em uma modalidade ilustrada na figura 3, as pelo menos duas protube-râncias 114 definem um canal 146 entre as mesmas. De acordo com uma modalida-de, o canal 146 se estende na direção axial 128 da parte de passagem 116 (ver também figura 2). Um canal de extensão axial 146 entre duas protuberâncias 114 possui a vantagem de tal configuração do canal ser menos sujeita a obstrução.

[056] De acordo com uma modalidade, os canais 146 possuem uma largura wc que é maior do que a largura wp da superfície radialmente interna 130 das protu-berâncias 114. De acordo com outra modalidade, a largura wc dos canais 146 é maior do que a largura total wfp das protuberâncias 114. De acordo com outra mo-dalidade, falando em faixas angulares, os canais 146 se estendem através de uma faixa angular rwc na direção circunferencial 118 que é maior do que a faixa angular rwfp através da qual as protuberâncias 114 se estendem na direção circunferencial 118.

[057] De acordo com uma modalidade, um flanco 148 da protuberância 114 é curvada de forma côncava, evitando, assim, dobras agudas na base da protuberân-cia 114, isso é, entre o flanco 148 e a superfície interna 127. A geometria resultante da protuberância 114 pode resultar na obstrução reduzida das protuberâncias 114 e os canais 146 entre as mesmas.

[058] A figura 4 ilustra uma vista em perspectiva de um elemento batente 210 de acordo com as modalidades da presente matéria descrita aqui. Os elementos que são idênticos ou similares aos elementos respectivos da figura 2 e da figura 3 são denotados com os mesmos sinais de referência e a descrição dos mesmos não é repetida aqui.

[059] O elemento batente 210 possui uma entrada de fluido 122 e uma saída de fluido 124 e uma parte de passagem 116 se estendendo entre a entrada de fluido 122 e a saída de fluido 124. Adicionalmente, o elemento batente 210 possui quatro protuberâncias 114, três das quais são visíveis na figura 4. As protuberâncias 114 são espaçadas uma da outra na direção circunferencial 118 da parte de passagem 116.

[060] De acordo com uma modalidade, a dimensão da protuberância 114 na direção axial 128 da parte de passagem 116 é menor do que a dimensão da protu-berância na direção circunferencial 118. Tal dimensionamento pode ser escolhido dependendo do tamanho do elemento batente 210 ou dependendo de outras exi-gências. Outras características da protuberância podem ser realizadas de acordo com as modalidades descritas com relação à figura 2 e à figura 3.

[061] De acordo com uma modalidade adicional, o elemento batente 210 compreende uma parte de superfície externa enroscada 149 permitindo se enroscar o elemento batente 210 em um furo enroscado na válvula da coluna de perfuração. A fim de auxiliar no enroscamento do elemento batente 210, um lado de saída com-preendendo a saída de fluido 124 pode ter pelo menos um elemento de engate de ferramenta tal como um recesso de engate de ferramenta 152. Por exemplo, de acordo com uma modalidade, o elemento batente 210 compreende quatro recessos de engate de ferramenta 152, como ilustrado na figura 4.

[062] De acordo com uma modalidade adicional, o elemento batente 210 compreende pelo menos um perfil serrilhado 150 se estendendo de forma circunfe- rencial em torno da parte de passagem 116 e apontando na direção de pelo menos uma protuberância 114. De acordo com uma modalidade, o elemento batente 210 compreende dois perfis serrilhados 150, como ilustrado na figura 4.

[063] A figura 5 ilustra uma vista transversal da parte do elemento batente 210 com um elemento de válvula 112 localizado no elemento batente 210.

[064] A figura 5 ilustra os perfis serrilhados 150 apontando na direção de pe-lo menos uma protuberância 114 (não ilustrada na figura 5), isso é, para a saída de fluido 124 do elemento batente 210. Em particular, cada perfil serrilhado 150 possui uma primeira parte de superfície 154 voltada para a protuberância 114 (ou voltada para a saída de fluido 124), onde a primeira parte de superfície 154 é inclinada na direção da protuberância 114 (ou saída de fluido 124) em um primeiro ângulo com relação à direção axial 128. Cada perfil serrilhado 150 compreende adicionalmente uma segunda parte de superfície 156 voltada para longe da protuberância 114 (ou voltada para longe da saída de fluido 124) onde a segunda parte de superfície 156 é inclinada na direção da protuberância 114 (ou saída de fluido 124) em um segundo ângulo com relação à direção axial 128, onde o primeiro ângulo está mais perto de 90 graus do que o segundo ângulo. Por exemplo, de acordo com uma modalidade ilustrada na figura 5, o primeiro ângulo é de 90 graus e o segundo ângulo é inferior a 90 graus, isso é, a segunda parte de superfície 156 é inclinada na direção da protuberância 114 (ou saída de fluido 124) em um ângulo inferior a 90 graus com relação á direção axial. Tal perfil serrilhado pode ajudar a reter o elemento de válvula 112 no elemento batente 210.

[065] A figura 6 ilustra o elemento batente 210 da figura 4 visualizado a partir da linha VI-VI, isso é, a partir do lado de saída do elemento batente 210.

[066] De acordo com uma modalidade, as protuberâncias 114 são espaçadas de forma equidistante na direção circunferencial 118. Visto que a figura 6 ilustra as protuberâncias a partir do lado de saída, as extremidades a montante das protu-berâncias não são visíveis. De acordo com uma modalidade, o elemento batente 210 incluindo as protuberâncias 114 é formado a partir de uma peça única de material, como ilustrado na figura 6. De acordo com outras modalidades, partes do elemento batente, por exemplo, as protuberâncias podem ser formadas por partes separadas que são fixadas ao elemento batente 210 por métodos adequados, por exemplo, solda, colagem, etc.

[067] De acordo com uma modalidade, o espaço 155 da saída de fluido 124 do elemento batente 210 é maior do que o espaço 156 da parte de passagem entre as protuberâncias 114. Dessa forma, de acordo com uma modalidade, tão logo o elemento de válvula (não ilustrado na figura 6) passa pelas protuberâncias 114, o elemento de válvula pode mover axialmente na direção a jusante para longe do ele-mento batente 210 sem distúrbios.

[068] A figura 7 ilustra uma vista transversal de uma válvula da coluna de perfuração 200 de acordo com as modalidades da presente matéria descrita aqui.

[069] De acordo com uma modalidade, a válvula da coluna de perfuração 200 compreende adicionalmente um corpo de válvula 158 formando pelo menos par-te da passagem 108 e um elemento móvel 138. De acordo com uma modalidade, o elemento móvel 138 é montado de forma móvel em uma direção de movimento com relação ao corpo de válvula 158. De acordo com uma modalidade, pelo menos parte do elemento móvel 138 forma parte da passagem 108. Por exemplo, em uma moda-lidade, o elemento móvel 138 é uma manga. De acordo com uma modalidade, o elemento móvel 138 compreende um elemento batente 310 como descrito aqui, por exemplo, um elemento batente como descrito com relação à figura 2 e à figura 3. Dessa forma, de acordo com uma modalidade, o elemento batente 310 é acoplado por transferência de força ao elemento móvel 138. De acordo com uma modalidade, o elemento batente 310 possui uma protuberância única 214 se estendendo na dire-ção circunferencial, por exemplo, em uma forma fechada de maneira anular em uma distância he abaixo de uma borda de entrada 126. O elemento batente é retido no elemento móvel 138 por um elemento de retenção 142, por exemplo, um anel de retenção como descrito com relação à figura 2. Depois da remoção do elemento de retenção 142, o elemento batente é removível, por exemplo, para ajuste de pelo me-nos uma protuberância ou para fins de manutenção. De acordo com uma modalida-de, um elemento de válvula adaptado para ser recebido pelo elemento batente 310 resulta em uma pressão aumentada acima (isso é, a montante) do elemento batente 310, movendo, assim, o elemento batente 310 e o elemento móvel 138 na direção a jusante. De acordo, o elemento de válvula adaptado ao elemento batente 310 tam-bém é referido como um elemento de ativação.

[070] De acordo com uma modalidade adicional, o corpo de válvula 158 compreende um furo de passagem lateral 160 e o elemento móvel 138 também compreende um furo de passagem lateral 162. De acordo com a uma modalidade, os furos vazados 160, 162 no corpo de válvula 158 e o elemento móvel 138 são po-sicionados de modo que em uma primeira posição do elemento móvel 138 com rela-ção ao corpo de válvula o furo de passagem lateral 160 no corpo de válvula 158 se sobreponha pelo menos parcialmente ao furo de passagem lateral 162 no elemento móvel 138, fornecendo, assim, uma parte de passagem lateral 164 se estendendo através do elemento móvel 138 e do corpo de válvula 158.

[071] De acordo com uma modalidade, um elemento de travamento 166 tal como uma esfera de travamento é localizada na parte de passagem lateral 164, se estendendo para dentro do furo de passagem 160 no corpo de válvula 158 e para dentro do furo de passagem 162 no elemento móvel 138 para, dessa forma, travar o elemento móvel 138 em uma posição intermediária. Tal funcionalidade é conhecida como funcionalidade de travamento automático descrita, por exemplo, em WO 2004/022907. De acordo com uma modalidade, duas (ou mais) partes de passagem lateral 164 são fornecidas. De acordo com uma modalidade, em uma condição ope-racional respectiva uma das pelo menos duas partes de passagem lateral é utilizada para travar o elemento móvel 138 na posição intermediara enquanto permite que a pelo menos outra parte de passagem lateral 164 seja utilizada para outros fins tal como descarregar material de circulação perdido, limpeza de furo, etc. De acordo com outras modalidades, todas as partes de passagem lateral 164 são fornecidas para descarregar o material de circulação perdido, limpeza de furo, etc. (dessa forma, nenhuma função de travamento automático como descrito acima é empregada nessas modalidades).

[072] De acordo com uma modalidade da presente matéria descrita aqui, o furo de passagem 162 no elemento móvel 138 compreende um recesso de trava- mento 168 se estendendo em uma superfície externa do elemento móvel 138 na di-reção a jusante que é indicada em 170 na figura 7. De acordo com uma modalidade, o recesso de travamento 168 possui um formato complementar à esfera de trava- mento 166, por exemplo, na forma de um segmento de uma esfera. Visto que o re-cesso de travamento 168 é localizado adjacente ao furo de passagem 162 no ele-mento móvel 138, a esfera de travamento 166 pode entrar no recesso de travamento 168 através do furo de passagem 162 no elemento móvel 138.

[073] De acordo com uma modalidade adicional, o furo de passagem 160 no corpo de válvula 158 é fornecido por um elemento batente que está de acordo com as modalidades da presente matéria descrita aqui, por exemplo, por um elemento batente 210 como descrito com relação à figura 4, à figura 5 e à figura 6. De acordo com uma modalidade, o elemento de travamento 166 (por exemplo, o diâmetro da esfera de travamento), as protuberâncias 114 (não ilustradas na figura 7) do elemen-to batente 210 e o recesso de travamento 168 são adaptados um ao outro de modo que o elemento de travamento (por exemplo, a esfera de travamento) seja localizada no elemento batente 210 e seja preso entre o recesso de travamento, a parte de passagem 116 do elemento batente 210 e pelo menos uma protuberância do ele-mento batente 210 de modo a travar o elemento móvel 138 com relação ao corpo de válvula 158 na posição intermediária mediante uma força agindo no elemento móvel 138 em uma direção a montante, oposta à direção a jusante 170. De acordo com uma modalidade, a força agindo no elemento móvel na direção a montante é forne-cida por um elemento de orientação (não ilustrado na figura 7). De acordo com uma modalidade, o travamento do elemento móvel 138 é iniciado mediante o movimento do elemento móvel 138 na direção a montante para fora de uma primeira posição que de acordo com uma modalidade é uma posição mais inferior do elemento móvel 138.

[074] Depois do aumento da pressão no elemento de travamento 166, por exemplo, pelo bloqueio das passagens restantes com elementos de válvula adequa-dos tal como esferas, o elemento de travamento 166 é forçado através da parte de passagem 116 do elemento batente 210 e além das protuberâncias (não ilustradas na figura 7) se projetando para dentro da parte de passagem 116. De acordo com as modalidades da presente matéria descrita aqui, as protuberâncias influenciam a pressão acima da qual o elemento de travamento é forçado através do elemento ba-tente 210.

[075] De acordo com uma modalidade, o elemento batente axial 310 forneci-do no elemento móvel 138 para realizar o movimento do elemento móvel 138 e ele-mento de ativação associado (não ilustrado na figura 7) são ambos adaptados um ao outro para fornecer ao elemento de ativação uma pressão de cisalhamento mais alta do que a esfera de travamento. Por exemplo, a pressão de cisalhamento para a esfera de travamento pode estar em uma faixa de entre, por exemplo, 2000 bar e 2500 bar, ao passo que a pressão de cisalhamento para o elemento de ativação (por exemplo, uma esfera de ativação) pode estar em uma faixa de entre, por exemplo, 2500 bar e 4500 bar. Pelo fornecimento ao elemento de ativação de uma pressão de cisalhamento mais alta do que a esfera de travamento, a esfera de travamento é for-çada através de e para fora do elemento batente lateral 210 sem cisalhar o elemento de ativação através do elemento batente respectivo 310 em uma pressão predeter-minada (pressão de soltura de travamento). A válvula da coluna de perfuração 200 pode ser reconfigurada pelo bloqueio das partes de passagem lateral 164 com ele-mentos de desativação (esferas) que não podem ser forçadas através do elemento batente 210 nas faixas de pressão utilizadas para a operação da válvula da coluna de perfuração 200. De acordo com uma modalidade, os elementos de desativação (não ilustrados na figura 7) são configurados para penetrar menos profundamente nos elementos batente laterais 210 do que a esfera de travamento, permitindo, as-sim, a remoção dos elementos de desativação para fora dos elementos batente late-rais 210 e de volta para dentro da passagem 108. Com os elementos de desativação obstruindo as partes de passagem lateral 164, o elemento de ativação no elemento batente 310 pode ser cisalhado através do elemento batente 310. Devido ao fluxo de fluido estabelecido dessa forma, cada elemento de desativação move para fora de seu elemento batente 210 e segue o elemento de ativação através da parte de pas-sagem 116.

[076] Como resultado do fluxo não obstruído através da parte de passagem 116 do elemento batente 310, de acordo com uma modalidade, o elemento móvel retorna para sua segunda posição inicial sob a ação de um elemento de orientação. De acordo com uma modalidade adicional, na segunda posição do elemento móvel o furo de passagem lateral no corpo de válvula e o furo de passagem lateral no ele-mento móvel não são sobrepostos, bloqueando, assim, o fluxo de fluido através do furo de passagem lateral no elemento móvel e o furo de passagem lateral no corpo de válvula. De acordo com uma modalidade adicional, a posição intermediária (posi-ção de travamento) está entre a segunda posição e uma primeira posição que em uma modalidade é a posição final do elemento móvel na direção a jusante.

[077] Visto que de acordo com as modalidades da presente matéria descrita aqui a válvula da coluna de perfuração e o elemento de válvula precisam ser adap-tados um ao outro, de acordo com uma modalidade da presente material descrita aqui, um conjunto de válvula da coluna de perfuração é fornecido, o conjunto de vál-vula da coluna de perfuração compreendendo uma válvula da coluna de perfuração de acordo com uma ou mais modalidades descritas aqui e um elemento de válvula de acordo com uma ou mais modalidades descritas aqui. De acordo com uma moda-lidade, a pelo menos uma protuberância e o elemento de válvula são adaptados para fornecer uma faixa de pressão predeterminada para cisalhamento do elemento de válvula através do elemento batente, onde o elemento de válvula é retido pelo ele-mento batente se a pressão do elemento de válvula estiver abaixo da faixa de pres-são predeterminada e onde o elemento de válvula é empurrado através do elemento batente se a pressão no elemento de válvula estiver acima da faixa de pressão pre-determinada.

[078] Para um elemento batente na forma de inserto de porta 210, tal como descrito com referência à figura 2, um dimensionamento das protuberâncias pode ser adequado onde a largura das protuberâncias 114 é, na direção circunferencial, maior do que uma extensão das protuberâncias na direção axial da parte de passa-gem do elemento batente. Dessa forma, a dimensão do elemento batente na direção axial pode ser reduzida, permitindo, assim o encaixe do elemento batente no furo de passagem 160 no corpo de válvula 158.

[079] De acordo com uma modalidade, pelo menos um elemento de vedação 171 ou um material de vedação é fornecido entre o elemento móvel 138 e o corpo de válvula 158 acima das partes de passagem lateral 164. O elemento de vedação 171 pode fornecer a vedação da passagem 108 acima do elemento móvel 138 a partir do furo de passagem lateral 160 no corpo de válvula 158. De acordo com uma modali-dade, o elemento de vedação é fechado de forma anular em torno do elemento mó-vel 138 e pode ser localizado em um recesso no corpo de válvula 158. De acordo com uma modalidade, o pelo menos um elemento de vedação 171 entre o elemento móvel 138 e o corpo de válvula 158 é fornecido apenas a montante do furo de pas-sagem lateral 160 no corpo de válvula. Isso pode ser suficiente para impedir o va-zamento substancial da passagem 108 através do furo de passagem lateral 160.

[080] A figura 8 ilustra uma válvula da coluna de perfuração 300 de acordo com as modalidades da presente matéria descrita aqui.

[081] A válvula da coluna de perfuração 300 compreende um corpo de válvu-la 158 e elementos batente laterais, por exemplo, elementos batentes laterais 210 como descrito com relação à figura 7. Em uma condição operacional da válvula da coluna de perfuração 300, a válvula da coluna de perfuração define uma passagem 108 entre uma entrada 102 e uma saída (axial) 106. A saída axial 106 pode ter uma rosca para enroscar a saída 106 a uma parte a jusante (por exemplo, uma broca de perfuração) da coluna de perfuração. Adicionalmente, a válvula da coluna de perfu-ração 300 compreende um elemento móvel 138 na forma de uma manga que é mon-tada de forma móvel no corpo de válvula 158. De acordo com uma modalidade, o elemento móvel 138 compreende uma primeira parte de manga 172 que inclui um elemento batente axial, por exemplo, o elemento batente 110 como descrito com relação à figura 2 e à figura 3. De acordo com uma modalidade, o elemento móvel 138 compreende adicionalmente uma segunda parte de manga 174 que é fixada à primeira parte de manga 172, por exemplo, por roscas. De acordo com uma modali-dade, a segunda parte de manga compreende um sulco de extensão axial 176 den-tro do qual um pino guia 178 se estende para manter uma orientação predetermina-da do elemento móvel 138 com relação ao corpo de válvula 158. O pino guia é fixado ao corpo de válvula 158. A válvula da coluna de perfuração 300 compreende adi-cionalmente um elemento de orientação 180, por exemplo, na forma de uma mola como ilustrado na figura 8.

[082] De acordo com uma modalidade, a válvula da coluna de perfuração 300 compreende adicionalmente um elemento de válvula de gaiola 182. O elemento de válvula de gaiola 182 é localizada a jusante do elemento batente axial 118 e pos-sui um diâmetro interno que é maior do que o espaço definido por pelo menos uma protuberância no elemento batente axial 110. Possuindo um diâmetro interno que é maior do que o espaço definido pela pelo menos uma protuberância, o elemento de válvula de gaiola 182 permite que um elemento de válvula (por exemplo, um elemen-to de ativação, um elemento de desativação, ou mesmo uma esfera de travamento, etc.) entre facilmente no elemento de válvula de gaiola 182 sob a pressão presente na coluna de perfuração. De acordo com uma modalidade, o elemento de válvula de gaiola 182 possui pelo menos uma abertura da gaiola 184 com uma área da qual pelo menos uma dimensão lateral é menor do que o espaço definido por pelo menos uma protuberância para, dessa formam, apanhar de forma confiável os elementos de válvula utilizados na válvula da coluna de perfuração 300. As aberturas de gaiola 184 podem ter a forma de partições, furos circulares, etc.

[083] De acordo com uma modalidade, uma abertura da gaiola 186 forma parte da passagem 108.

[084] De acordo com uma modalidade, a válvula da coluna de perfuração de acordo com uma ou mais das modalidades descritas acima é um sub de poço para uma coluna de perfuração, por exemplo, para perfurar um poço em uma formação geológica.

[085] De acordo com as modalidades da invenção, qualquer entidade ade-quada (por exemplo, componente, elemento, etc.) descrita aqui não está limitada a uma entidade dedicada como descrito em algumas modalidades. Ao invés disso, a presente matéria descrita aqui pode ser implementada de várias formas e com vários níveis de detalhamento n nível de dispositivo enquanto ainda fornecem a funcio-nalidade desejada. Adicionalmente, deve-se notar que de acordo com as modalida-des uma entidade separada (por exemplo, um elemento separado) pode ser forneci-do para cada uma das funções descritas aqui. De acordo com outras modalidades, uma entidade é configurada para fornecer duas ou mais funções como descrito aqui.

[086] Deve-se notar que o termo “compreendendo” não exclui outros elemen-tos ou etapas e “um”, “uma” não exclui uma pluralidade. Além disso, elementos des-critos em associação com diferentes modalidades podem ser combinados. Deve-se notar também que os sinais de referência nas reivindicações não devem ser consi- derados como limitadores do escopo das reivindicações.

[087] A fim de recapitular as modalidades descritas acima da presente inven-ção pode-se mencionar que:

[088] É descrita uma modalidade de uma válvula da coluna de perfuração (100) compreendendo uma entrada montada em uma coluna de perfuração, uma saída e uma passagem (108) se estendendo entre a entrada e a saída em uma con-dição operacional predeterminada. De acordo com uma modalidade, a válvula da coluna de perfuração (100) compreende um elemento batente (110) adaptado para receber um elemento de válvula (112) onde o elemento batente compreende pelo menos uma protuberância (114) se estendendo em uma parte de passagem (116) da passagem (108) para, dessa forma, reter o elemento de válvula (112). De acordo com uma modalidade, a pelo menos uma protuberância (114) é espaçada a partir de uma borda de entrada (126) possuindo um diâmetro continuamente reduzido na direção a jusante (128). De acordo com uma modalidade adicional, o elemento batente (110) compreende duas ou mais protuberâncias (114) que são espaçadas na direção circunferencial (118) da parte de passagem (116) dentro da qual as pelo menos duas protuberâncias (114) se estendem. Lista de Sinais de Referência 100 válvula da coluna de perfuração 102 entrada de 100 104 coluna de perfuração 106 saída de 100 108 passagem 110 elemento batente 112 elemento de válvula 114 protuberância 116 parte de passagem 118 direção circunferencial 120 furo de passagem em 110 122 entrada de fluido de 110 124 saída de fluido de 110 126 borda de entrada 127 superfície interna de 110 128 direção axial 130 superfície radialmente interna de 114 131 eixo geométrico central de 116 132 extremidade a montante curvada de 114 134 sulco em 136 136 superfície externa de 110 137 elemento de vedação ou material de vedação 138 elemento móvel 140 face de contato contínuo de 110 em contato com 112 141 parte de superfície curvada radialmente para dentro de 126 142 elemento de retenção 143 espaço de 108 em 138 144 recesso para recebimento de 110 145 espaço de 144 146 canal entre duas protuberâncias 114 150 perfil serrilhado 152 recesso de engate de ferramenta 154 primeira parte de superfície de 150 155 espaço de 124 156 espaço de 116 158 corpo de válvula 160 furo de passagem em 158 162 furo de passagem em 138 164 parte de passagem lateral em condição operacional respectiva 166 elemento de travamento para travar 138 com relação a 158 168 recesso de travamento em 138 170 direção a jusante 172 primeira parte de manga de 138 174 segunda parte de manga de 138 176 sulco de extensão axial em 138 178 pino guia se estendendo para dentro de 176 180 elemento de orientação 182 elemento de válvula de gaiola 184 abertura da gaiola de 182 abertura da gaiola de 182, sendo parte de 108 válvula da coluna de perfuração elemento batente protuberância válvula da coluna de perfuração elemento batente altura da parte de superfície interna cilíndrica de 127 largura de 146 na direção circunferencial 118 largura de 130 na direção circunferencial largura total de 114 na direção circunferencial faixa angular através da qual 146 se estende faixa angular através da qual 114 se estende

Claims

1. Válvula da coluna de perfuração (100, 200, 300), CARACTERIZADA por compreender: uma entrada (102) montada em uma coluna de perfuração (104); uma saída (106); uma passagem (108) se estendendo entre a entrada (102) e a saída (104) em uma condição operacional predeterminada; um elemento batente (110, 210, 310) adaptado para receber um elemento de válvula (112); o elemento batente (110, 210, 310) compreendendo pelo menos duas protu-berâncias (114, 214) se estendendo para uma parte de passagem (116) da passa-gem (108); as pelo menos duas protuberâncias (114) sendo imóveis com respeito ao elemento batente (110, 210, 310); as pelo menos duas protuberâncias (114) sendo espaçadas em uma direção circunferencial (118) da parte de passagem (216); e o elemento batente (110, 210, 310) possuindo uma borda de entrada (126) definindo uma entrada para a parte de passagem (116).

2. Válvula da coluna de perfuração de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA por as pelo menos duas protuberâncias (114, 214) serem espaçadas a partir da borda de entrada (126) em uma direção axial (128) da parte de passagem (116).

3. Válvula da coluna de perfuração de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADA pelo fato de: cada uma das pelo menos duas protuberâncias (114, 214) possuir uma su-perfície radialmente interna (130) voltada para a parte de passagem (116), a superfí-cie radialmente interna (130) das protuberâncias (114, 214) possuindo um formato côncavo.

4. Válvula da coluna de perfuração de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pelo fato de: uma primeira dimensão da protuberância (114, 214) na direção axial (128) da parte de passagem (116) sendo maior que uma segunda dimensão da protuberância (114, 214) na direção circunferencial (118).

5. Válvula da coluna de perfuração de acordo com qualquer uma das reivin- dicações anteriores, CARACTERIZADA pelo fato de: o elemento batente (210) compreender adicionalmente pelo menos um perfil serrilhado (150) se estendendo circunferencialmente em torno da parte de passagem (116) e apontando na direção de pelo menos uma protuberância (214).

6. Válvula da coluna de perfuração de acordo com qualquer reivindicação anterior, CARACTERIZADA por adicionalmente compreender: um elemento de válvula de gaiola (182), o elemento de válvula de gaiola (182) sendo localizado a jusante do elemento batente (110, 310) e possuindo um diâmetro interno que é maior do que o espaço definido por a pelo menos uma protu-berância (114, 214).

7. Válvula da coluna de perfuração de acordo com qualquer uma das reivin-dicações anteriores, CARACTERIZADA por compreender: um corpo de válvula (158) formando pelo menos parte da passagem (108); um elemento móvel (138), o elemento móvel (138) sendo montado de forma móvel em uma direção de movimento (170) com relação ao corpo de válvula (158).

8. Válvula da coluna de perfuração de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADA pelo fato de: o corpo de válvula (158) compreender um furo de passagem lateral (160); o elemento móvel (138) compreender um furo de passagem lateral (162); em uma primeira posição do elemento móvel (138) o furo de passagem late-ral (160) no corpo de válvula (158) sobrepõe pelo menos parcialmente ao furo de passagem lateral (162) no elemento móvel (138), fornecendo assim uma passagem lateral (164) se estendendo através do elemento móvel (138) e do corpo de válvula (158).

9. Válvula da coluna de perfuração de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADA pelo fato de: em uma segunda posição do elemento móvel (138) o furo de passagem late-ral (160) no corpo de válvula (158) e o furo de passagem lateral (162) no elemento móvel (138) serem não-sobrepostos, bloqueando, assim, o furo de passagem (162) no elemento móvel (138) e/ou o furo de passagem (160) no corpo de válvula (158).

10. Válvula de coluna de perfuração de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 1 a 9, CARACTERIZADA pelo fato de que o elemento batente (110, 210, 310) que inclui as pelo menos duas protuberâncias (114) é formado a partir de uma única peça de material.

11. Válvula de coluna de perfuração de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 1 a 9, CARACTERIZADA pelo fato de que as pelo menos duas protube-râncias são formadas por partes separadas que são fixadas ao elemento batente.

12. Conjunto de válvula da coluna de perfuração, CARACTERIZADO por compreender: uma válvula da coluna de perfuração (100, 200, 300) conforme definida em qualquer uma das reivindicações de 1 a 11; e um elemento de válvula (112); as pelo menos duas protuberâncias (114, 214) e o elemento de válvula (112) sendo adaptados para fornecer uma faixa de pressão predeterminada onde o ele-mento de válvula (112) é retido pelo elemento batente (110, 210, 310) se a pressão no elemento de válvula (112) estiver abaixo da faixa de pressão predeterminada e em que o elemento de válvula (112) é empurrado através do elemento batente (110, 210, 310) se a pressão no elemento de válvula (112) estiver acima da faixa de pres-são predeterminada.