BR112013021226A2 - aparelho para o uso em fundo de poço e método de operações de fundo de poço - Google Patents

Abstract

APARELHO PARA O USO EM FUNDO DE POÇO E MÉTODO DE OPERAÇÕES DE FUNDO DE POÇO. A presente invenção refere-se a um sistema de ancoragem para o uso com uma ferramenta de fundo de poço que inclui um corpo (12) com membros de âncora montados no corpo (12) que se articulam radialmente para fora do corpo (12) e em engate com uma superfície interna de um tubular. Fendas curvadas são fornecidas ao longo de uma porção dos membros e um bloco deslizante tem uma protuberância que se projeta nas fendas. As fendas são curvadas de modo que, quando o bloco é impulsionado axialmente no interior do corpo, a interação entre as fendas e as protuberâncias articule os membros radialmente para fora. Um pistão é impulsionado através do corpo (12) para acionar o bloco. Opcionalmente, uma engrenagem helicoidal alongada pode cooperar com sulcos formados em uma borda dos membros de modo que, girando-se a engrenagem, se articulem os membros radialmente para fora.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "APARELHO

PARA O USO EM FUNDO DE POÇO E MÉTODO DE OPERAÇÕES DE FUNDO DE POÇO".

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO 5 1. Campo da Invenção A descrição do presente documento refere-se, geralmente, ao campo de secionamento de um membro de tubular. Mais especificamente, a presente descrição se refere a um aparelho para cortar tubulares de fundo de poço. Ainda mais especificamente, descrevem-se no presente documento um método e um aparelho para ancorar uma ferramenta de corte no interior de um tubular de fundo de poço.

2. Descrição da Técnica Anterior Membros de tubular, como tubagem de produção, tubagem bobi- nada, tubo de perfuração, revestimento para furos de poço, dutos, suportes es- truturais, aparelho de manipulação de fluidos e outros itens que têm um espaço oco podem ser secionados a partir do interior inserindo-se um dispositivo de corte no espaço oco. Conforme é bem conhecido, poços de produção de hidro- carboneto são capeados com membros de tubular, como revestimento, que são cimentados no lugar no interior do furo de poço. Membros adicionais como obs- truidores e outros dispositivos de completação de poço conformados de modo semelhante também são usados em um ambiente de furo de poço e, assim, presos no interior de um furo de poço. Ocasionalmente, porções de tais disposi- tivos de tubular podem se tornar inúteis e exigir substituição. Por outro lado, alguns segmentos de tubular têm uma vida útil predeterminada e a remoção dos mesmos pode ser antecipada durante a completação do furo de poço. As- sim, quando se determina que um tubular precisa ser secionado, seja para re- paro, substituição, demolição, ou alguma outra razão, uma ferramenta de corte pode ser inserida no tubular, posicionada para cortar na localização desejada e ativada para realizar o corte. Esses cortadores são tipicamente equipados com uma lâmina ou outro membro de corte para secionar o tubular. No caso de um furo de poço, em que pelo menos uma porção do revestimento se encontra em uma orientação vertical, a ferramenta de corte é baixada no revestimento para executar o procedimento de corte.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO Revelam-se no presente documento um sistema para ancorar uma ferramenta de fundo de poço e um método de operações de fundo de 5 poço. Um exemplo de um sistema de ancoragem para o uso com uma fer- ramenta de fundo de poço inclui um corpo que tem um eixo geométrico e membros de ancoragem com uma porção de base. A porção de base se a- copia de modo articulado ao corpo ao longo de um cabo que é substancial- mente paralelo ao eixo geométrico do corpo. Também está incluída nessa 10 modalidade uma porção de ancoragem em um lado oposto à porção de ba- se, em que a porção de ancoragem é móvel a partir de uma posição de as- sentamento próxima ao corpo até uma posição disposta distanciada radial- mente para fora do corpo. Um acionador é engatado às porções de base e um conector se acopla seletivamente à ferramenta de fundo de poço. Em um exemplo, os membros de ancoragem têm lados alongados que se es- tendem ao longo de um comprimento do corpo e, quando a porção de base está na posição de assentamento, superfícies externas dos membros de an- coragem em um lado oposto ao corpo se encontram ao longo de uma traje- tória curvada. Blocos são opcionalmente incluídos com o acionador, em que 20 os blocos se projetam radialmente para fora do corpo e para dentro de fen- das formadas ao longo de trajetórias curvadas nas porções de base. Assim, quando os blocos se movem axialmente no interior do corpo, a interferência entre paredes laterais das fendas e os blocos exerce uma força de articula- ção sobre os membros de ancoragem que articulam os membros de anco- rapem na posição disposta. As fendas podem se projetar ao longo de uma borda da porção de base e de uma superfície inferior dos membros de anco- ragem que se volta para o corpo quando a porção de base está na posição de assentamento. Pode-se, opcionalmente, incluir no corpo um pistão que se acopla aos blocos e tem uma extremidade em comunicação seletiva com 30 uma fonte de pressão para impulsionar o pistão axialmente no corpo. Pode- se, opcionalmente, incluir no acionador sulcos helicoidais que se projetam radialmente para fora do corpo e em engate a uma aba de acionamento nas porções de base.

Nesse exemplo, quando os sulcos se movem axialmente no interior do corpo, a interferência entre os sulcos e a aba de acionamento exerce uma força de articulação sobre os membros de ancoragem que arti- culam os membros de ancoragem na posição disposta.

O sistema de anco- 5 ragem pode opcionalmente incluir uma passagem axial através do corpo.

Em outra modalidade exemplificativa, um sistema de ancoragem para o uso com uma ferramenta de fundo de poço é revelado no presente documento, que inclui um membro de ancoragem alongado dotado de lados alongados geralmente paralelos que definem uma extremidade de dobradiça 10 ao longo de um lado alongado e uma extremidade de engate ao longo de um lado alongado oposto.

Uma conexão de dobradiça se acopla entre o corpo e a extremidade de dobradiça do membro de ancoragem, e um mem- bro de acionamento é seletivamente móvel em relação ao membro de anco- ragem.

A extremidade de dobradiça do membro de ancoragem inclui um 15 perfil engatado a um perfil no membro de acionamento, de modo que quan- do o membro de acionamento se move em relação ao membro de ancora- gem, o membro de ancoragem se mova entre uma posição retraída com a extremidade de engate próxima ao corpo e uma posição disposta com a ex- tremidade de engate articulada para longe do corpo.

Em um exemplo, o 20 membro de ancoragem é um membro semelhante a aba que tem uma su- perfície contornada ao longo da largura do membro que se aproxima de um círculo.

O conjunto de acionamento pode opcionalmente incluir um bloco deslizante que desliza no interior de uma fenda curvada na extremidade de dobradiça do membro de ancoragem.

O conjunto de acionamento também 25 pode incluir uma engrenagem helicoidal giratória.

O perfil na extremidade de dobradiça do membro de ancoragem pode incluir uma engrenagem helicoi- dal engrenada com a engrenagem helicoidal do conjunto de acionamento.

O sistema de ancoragem pode incluir, ainda, uma pluralidade de membros de ancoragem.

Pode-se incluir, opcionalmente, um pistão que é axialmente dis- 30 posto no interior de um cilindro no corpo e engatado com o conjunto de a- cionamento.

Em outro exemplo, inclui-se no cilindro uma mola que é com- primida quando o membro de ancoragem é posicionado e se expande para empurrar o pistão à medida que o membro de ancoragem é retraído.

Também é fornecido no presente documento um método de o- perações de fundo de poço que inclui fornecer uma ferramenta de fundo de poço que tem um sistema de ancoragem.

O sistema de ancoragem é com- 5 posto por um corpo, um membro de ancoragem alongado que tem lados a- longados geralmente paralelos que definem uma extremidade de dobradiça ao longo de um lado alongado, e uma extremidade de engate ao longo de um lado alongado oposto, uma conexão de dobradiça acoplada entre o cor- po e a extremidade de dobradiça do membro de ancoragem, um membro de 10 acionamento seletivamente móvel em relação ao membro de ancoragem, um perfil na extremidade de dobradiça do membro de ancoragem engatado com um perfil no membro de acionamento.

O método inclui adicionalmente ancorar a ferramenta de fundo de poço em um tubular movendo-se o mem- bro de acionamento em relação ao membro de ancoragem, de modo que o 15 membro de ancoragem se mova a partir de uma posição retraída com a ex- tremidade de engate próxima ao corpo para uma posição disposta com a extremidade de engate articulada para longe do corpo.

Inclui-se, opcional- mente, ao método uma etapa de retrair o membro de ancoragem movendo- se o membro de acionamento para uma posição original. 20 BREVE DESCRIÇÃO DAS VÁRIAS VISTAS DOS DESENHOS Alguns dos recursos e benefícios da presente invenção foram declarados, outros estarão claros à medida que a descrição prossegue quando considerados em conjunção com os desenhos anexos, em que: A Figura 1 é uma vista em perspectiva lateral de uma modalida- 25 de exemplificativa de um substituto de ancoragem.

A Figura 2 é uma vista em perspectiva lateral do substituto de ancoragem da Figura 1 em uma configuração posicionada.

A Figura 3 é uma vista explodida lateral do substituto de ancora- gem da Figura 1. 30 A Figura 4 é uma vista explodida e em perspectiva lateral de uma porção do substituto de ancoragem da Figura 1. A Figura 5 é uma vista em perspectiva lateral de um exemplo de um membro de ancoragem do substituto de ancoragem da Figura 1. A Figura 6 é uma vista em corte axial do substituto de ancora- gem da Figura 1. A Figura 7 é uma vista em corte lateral de uma porção do substi- 5 tuto de ancoragem da Figura 1. A Figura 8 é uma vista explodida e em perspectiva lateral de uma modalidade alternativa de um substituto de ancoragem. A Figura 9 é uma vista em corte em perspectiva de uma porção do substituto de ancoragem da Figura 8. 10 A Figura 10 é uma vista em corte parcial lateral do substituto de ancoragem da Figura 8. A Figura 11 é uma vista em corte parcial lateral do substituto de ancoragem da Figura 8 e mostrada em uma configuração posicionada. A Figura 12 é uma vista em corte parcial lateral de uma modali- 15 dade exemplificativa de um substituto de ancoragem que ancora uma ferra- menta de fundo de poço no interior de um tubular. A Figura 13 é uma vista em perspectiva lateral de uma modali- dade alternativa adicional de um substituto de ancoragem em uma configu- ração posicionada. 20 Embora a invenção seja descrita em conexão com as modalida- des preferenciais, deve-se entender que a mesma não se destina a limitar a invenção àquela modalidade. Ao contrário, a mesma se destina a abranger todas as alternativas, modificações e equivalentes, visto que se pode incluir no espírito e escopo da invenção conforme definido pelas reivindicações 25 anexas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO O método e o sistema da presente descrição serão descritos mais completamente doravante no presente documento em referência aos desenhos anexos nos quais modalidades são mostradas. O método e o sis- 30 tema da presente descrição podem ter muitas formas diferentes e não de- vem ser interpretados como limitantes das modalidades ilustradas apresen- tadas no presente documento; antes, essas modalidades são fornecidas de modo que essa descrição seja detalhada e completa, e transmita totalmente o escopo da mesma aos versados na técnica. Números semelhantes se re- ferem a elementos semelhantes ao longo de todo o presente. Deve-se entender, adicionalmente, que o escopo da presente 5 descrição não se limita aos detalhes exatos da construção, operação, mate- riais exatos, ou modalidades mostradas e descritas, visto que as modifica- ções e equivalentes estarão claros para o versado na técnica. Nos desenhos e no relatório descritivo, foram reveladas modalidades ilustrativas e, embora termos específicos sejam empregados, os mesmos são usados em um sen- 10 tido genérico e descritivo apenas e não com o propósito de limitação. Em conformidade, os aprimoramentos descritos no presente documento, portan- to, devem ser limitados apenas pelo escopo das reivindicações anexas. Em referência, agora, à Figura 1, uma modalidade exemplificati- va de um substituto de ancoragem 10 é mostrada em uma vista em perspec- 15 tiva lateral. Nesse exemplo, o substituto de ancoragem 10 inclui um corpo geralmente cilíndrico 12 mostrado equipado com membros de ancoragem

14. Os membros 14 têm lados alongados alinhados a um eixo geométrico Ax do corpo 12 e são ancorados de modo articulado ao corpo com suportes de membro semelhante a dobradiça 16. Os suportes 16 são mostrados monta- 20 dos em locais distintos ao longo de uma borda lateral de um lado alongado dos membros de âncora 14. No exemplo da Figura 1, o substituto de anco- ragem está em uma posição de "assentamento" com os membros de anco- ragem 14 retraídos em linha com o corpo 12, de modo que o substituto de ancoragem 10 possa ser inserido em um tubular e passe livremente no inte- 25 rior do tubular. Em referência, agora, à Figura 2, o substituto de ancoragem 10 da Figura 1 é mostrado em uma configuração posicionada com os membros de âncora 14 articulados radialmente para fora da posição dos mesmos na Figura 1. Para articular para fora, os membros 14 giram ao redor de pinos 30 (não mostrados) que se projetam lateralmente a partir dos suportes de membro 16 e se inserem em uma extremidade lateral do membro 14. Cola- res de extremidade anular 18, 20 são mostrados dispostos em extremidades opostas do corpo 12 e geralmente coaxiais ao corpo 12. 0 colar de extremi- dade 20 tem um diâmetro externo que diminui com a distância para longe do colar de extremidade 18, fornecendo, desse modo, um formato semelhante a cone.

Um furo axial 22 se projeta na direção do comprimento através do 5 corpo 12. É fornecido no interior do furo axial 22 um conjunto de aciona- mento cilindricamente conformado 24. Os suportes de apoio 26 são mostra- dos montados em extremidades opostas dos membros de ancoragem 14 e em um espaço entre os membros 14 e os colares de extremidade 18, 20. Os 10 suportes de apoio da Figura 2 são geralmente membros conformados em bloco que se ancoram ao corpo 12 e têm furos (não mostrados) que rece- bem pinos montados nos membros de ancoragem 14, fornecendo, desse modo, suporte estrutural adicional para os membros de ancoragem 14 en- quanto permite articulação livre ao longo de uma de suas extremidades a- 15 longadas.

Também são mostradas no exemplo da Figura 2 fendas curvadas 28 que estão em uma superfície dos membros de ancoragem 14 voltadas para o furo 22 (lado inferior) quando o substituto de ancoragem 10 está na posição de assentamento da Figura 1. Em uma modalidade exemplificativa, pelo menos uma porção da fenda 28 se volta radialmente para fora do subs- 20 tituto de ancoragem 10 quando na posição disposta da Figura 2. Conforme será discutido em mais detalhes abaixo, as fendas 28 se estendem ao longo desse lado inferior dos membros 14 e através de uma borda lateral que é adjacente ao corpo 12 quando os membros 14 são articulados na posição disposta da Figura 2. Em uma modalidade exemplificativa, as fendas 28 são 25 fornecidas em uma porção de base 30 de cada membro 14 que permanece próximo ao corpo 12 quando os membros 14 se articulam entre as posições de assentamento e disposta.

Um exemplo do substituto de ancoragem 10 da Figura 2 é for- necido em uma vista em perspectiva explodida na Figura 3. Componentes 30 do substituto de ancoragem 10 mostrados incluem uma bucha 36 e um pino de dobradiça 38 para montar de modo giratório o membro de ancoragem 14 no interior do suporte de apoio 26. A bucha 36 se insere em um furo no su-

porte de apoio 26 e a bucha 36 recebe, de modo semelhante, o pino de do- bradiça 38 no interior de um furo correspondente que define sua circunfe- rência interna. Os furos correspondentes 40 são formados nas extremidades terminais superior e inferior dos membros de ancoragem 14 para receber a 5 extremidade do pino de dobradiça 38 oposto a sua inserção na bucha 36. Em referência, agora, à Figura 4, mostra-se em uma vista explodida em perspectiva uma modalidade de membro 14 com ferragens exemplificativas para a montagem de modo articulado ao corpo 12. Mais especificamente, é ilustrada na modalidade da Figura 4 uma bucha 42 para a inserção em um furo lateral do suporte de membro 16, de modo que um pino de dobradiça (não mostrado), que se estende através do furo 40 e até a bucha 42, possa compor o acoplamento giratório entre o membro de ancoragem 14 e o su- porte de membro 16. Um parafuso 44 é mostrado pra prender o suporte de membro 16 ao corpo 12. Também são representadas no exemplo da Figura 15 4 as fendas 45 formadas de modo transversal através da porção de base 30 dos membros de âncora 14 que recebem porções dos suportes de membro 16 que têm os furos transversais com buchas inseridas 42. Em referência, novamente, à Figura 3, o exemplo do substituto de ancoragem 10 inclui um bloco guia 46 que, conforme será discutido em 20 mais detalhes abaixo, participa do acionamento dos membros 14. No exem- plo da Figura 3, o bloco guia 46 é composto por um bloco deslizante 48 mostrado projetando-se lateralmente a partir de uma extremidade de uma base de bloco alongada 50; em que uma largura da base de bloco 50 exce- de uma largura do bloco deslizante 48. Os blocos deslizantes 48 são ilustra- dos como membros cilíndricos, mas podem alternativamente ser pinos ou elementos esféricos. Na vista explodida em corte parcial da Figura 3, ilustra- se uma fenda de corpo 52 que é formada através de uma parede lateral do corpo 12; que se estende na direção do comprimento através do corpo 12 e geralmente no interior da porção média do corpo 12. Em uma modalidade 30 exemplificativa, a largura da fenda 52 é maior do que a largura de cada um dos blocos deslizantes 48, mas menor do que a largura da base de bloco

50. Assim, em um exemplo, os blocos deslizantes 48 podem se projetar ra-

• dialmente para fora do interior do corpo 12 e através das fendas 52, enquan- to a base de bloco mais ampla 50 é retida no interior do corpo 12 que não pode passar através da fenda 52. ilustra-se, também, na Figura 3 um canal 53 mostrado fornecido na direção do comprimento ao longo da porção do 5 conjunto de acionamento 24 e na superfície externa do conjunto de aciona- mento 24. Em uma modalidade exemplificativa, o canal 53 é configurado pa- ra acomodar a base de bloco 50 no mesmo.

Uma modalidade parcialmente montada de um membro de an- coragem 14 é mostrada em uma vista em perspectiva lateral na Figura 5. 10 Nessa modalidade, os suportes de membro 16 são mostrados ajustados no interior das fendas 45 na porção de base do membro de ancoragem 14. A- lém disso, mostram-se extremidades das fendas curvadas 28 que se esten- dem ao longo da borda lateral da porção de base 30 do membro de ancora- gem 14. Comparando-se as vistas da Figura 3 e da Figura 5, pode-se ob- 15 servar que as fendas 28 seguem uma trajetória curvada à medida atraves- sam entre as superfícies superior e inferior do membro de ancoragem 14. Uma vista em corte axial de um exemplo do substituto de anco- ragem 10 é fornecida na Figura 6. Nesse exemplo, um bloco deslizante 48 é mostrado ajustado no interior de uma fenda 28, e o membro de ancoragem 20 14 está em uma posição de assentamento de modo que a superfície inferior do membro de ancoragem 14 esteja voltada para o furo 22. Também é for- necido na ilustração da Figura 6 um lado inferior da base de bloco 50 ajus- tado no canal 53 no conjunto de acionamento 24 e reside em um espaço formado através do corpo 12 na fenda de corpo 52. Em referência, agora, à 25 Figura 7, uma vista em corte parcial lateral de um exemplo do substituto de ancoragem 10 é ilustrada.

Nesse ponto, os membros de ancoragem 14 são mostrados em uma posição de assentamento com suas superfícies inferio- res voltadas para o conjunto de acionamento 24 e os blocos deslizantes 48 que se estendem radialmente para fora da base de bloco 50 para engatar as 30 fendas 28. Ilustra-se, adicionalmente, no exemplo da Figura 7, um pistão anular 54 inserido de modo coaxial no interior do corpo 12 que, conforme será explicado em mais detalhes abaixo, é axialmente móvel no interior do corpo 12 do substituto de ancoragem 10. Conforme se pode observar a par- tir das Figuras, impulsionando-se axialmente o bloco deslizante 46 através do corpo 12 do substituto de ancoragem 10 se impulsionam os blocos desli- zantes 48 ao longo da trajetória das fendas curvadas 28. A curvatura das 5 fendas 28 transfere a força de impulso axialmente direcionada a partir dos blocos deslizantes 28 para os membros de ancoragem 14, articulando, des- se modo, os membros de ancoragem 14 radialmente para fora ao redor de suas porções de base 30 e para um engate a um tubular (não mostrado). Aplicando-se uma força axial ao pistão 54, por exemplo, pode-se iniciar a 10 força axial para mover o bloco guia 46 que, por sua vez, posiciona os mem- bros de ancoragem 14. Um exemplo alternativo de um substituto de ancoragem 10A é mostrado em uma vista em perspectiva lateral e parcialmente explodida na Figura 8. Nesse exemplo, os membros de ancoragem 14 são montados a 15 um corpo de substituto 12A com suportes de apoio conformados crescentes 26A através dos quais uma extremidade de apoio se estende.

Os apoios são orientados ao longo de um eixo geométrico do corpo 12A e em uma porção de base 30A dos membros de âncora 14A.

Parafusos são mostrados para a inserção em furos de parafuso fornecidos em extremidades opostas 20 do suporte de apoio 26A.

Mostra-se o corpo 12A que tem uma fenda de cor- po 52A formada axialmente em sua superfície externa e ao longo de uma porção de seu comprimento; uma engrenagem helicoidal 59 está na fenda de corpo 52A que tem uma porção ajustada radialmente para fora do corpo 12A.

Uma aba de acionamento 60, mostrada fornecida em uma porção mé- 25 dia dos membros de âncora 14A, é dotada de um sulco (não mostrado) que tem dentes que se engrenam com a engrenagem helicoidal 59. Em um e- xemplo, girando-se a engrenagem helicoidal 59 se transfere a força giratória para os dentes na aba de acionamento 60 e, assim, para o membro de ân- cora 14A para articular um lado lateral dos membros de âncora 14A para fora do corpo 12A.

Em referência, agora, à Figura 9, mostra-se uma vista em perspectiva em corte do substituto de ancoragem 10A da Figura 8 consi- derado ao longo de linhas 9-9. Nesse exemplo, uma bucha lateral 36A é mostrada montada em um furo do suporte de apoio 26A.

Além disso, mos- tra-se o corpo 12A que tem uma superfície externa com três lados geralmen- te planos ou facetados.

A Figura 10 ilustra uma vista em corte parcial lateral do substitu- 5 to de ancoragem 10A da Figura 8 considerado ao longo de linhas 10-10. Nesse exemplo, o substituto de ancoragem 10A está na posição de assen- tamento com os membros de âncora 14A em uma posição alojada e adja- cente ao corpo 12A.

Também é fornecida nessa modalidade uma montagem de âncora anular 55 que é fixada de modo rosqueado no interior de uma ex- tremidade aberta do colar de extremidade 20A.

Uma passagem hidráulica 56 para entregar fluido hidráulico a uma extremidade do pistão 54A é mos- trada na montagem de âncora 55. A passagem 56 se estende axialmente através do corpo da montagem de âncora 55 que sai da extremidade da montagem de âncora 55 voltada para o furo 22A; distaimente a partir do co- 15 lar 20A, a passagem 56 realiza a transição a partir de uma trajetória axial para uma trajetória radial para fora e cruza uma parede lateral da montagem de âncora 55. Uma âncora de pistão semelhante a haste 61, que se estende a partir do interior da montagem de âncora 55 e do pistão 54A, é montada de modo deslizante na âncora de pistão 61 distalmente a partir da monta- 20 gem de âncora 55. Ilustra-se, adicionalmente, no exemplo da Figura 10 uma cavidade formada de modo coaxial no pistão 54A em um lado distal a partir da montagem de âncora 55, em que a cavidade recebe uma mola 62 na mesma.

Mostra-se um plenum anular 64 que se estende radialmente para dentro a partir de uma superfície interna do furo 22A para um mandril de ba- 25 se substancialmente cilíndrico 65. A modalidade do mandril de base 65 da Figura 10 é substanci- almente coaxial ao furo 22A.

Próximo ao colar 18A, a montagem de âncora 65 é radialmente ampliada e realiza a transição a um diâmetro menor para longe do colar 18A; a porção de diâmetro reduzido do mandril de base 65 se 30 insere de modo deslizante em uma extremidade da cavidade no pistão 54A.

A extremidade terminal da montagem de âncora 65, distalmente a partir do colar 18A, fornece um suporte axial para a mola 62. Assim, a mola 62 é a-

justada entre a extremidade fechada da cavidade e a extremidade terminal do mandril de base 65. As transições de raio no interior do mandril de base 65 aumentam seu raio com a distância para longe da mola 62. Vedações são fornecidas em uma circunferência externa da porção do mandril de base 5 65 para isolar a pressão no interior do plenum 64. 0 plenum 64 pode ser carregado com um fluido hidráulico, de modo que, mediante a translação do pistão 54A em uma direção para o colar de extremidade 18A, se evacue o fluido do plenum 64. Uma passagem 66 é mostrada fornecida através do corpo 12A para evacuar matéria, como fluido hidráulico, fluido do ambiente 10 (como fluidos do furo de poço), ou outro material fluente, do interior do ple- num 64 à medida que o pistão 54A é impulsionado no interior do substituto de ancoragem 1OA e ao longo de seu eixo geométrico A.

Uma peneira op- cional 68 é mostrada na extremidade externa da passagem 66 para filtrar quaisquer detritos a partir do material que flui através da passagem 66. 15 Um exemplo de posicionamento do membro de ancoragem 14A é mostrado em uma vista em corte parcial lateral na Figura 11, em que o membro de ancoragem 14A é posicionado radialmente fora do corpo 12A.

O membro de ancoragem 14A pode ser posicionado, conforme mostrado, in- troduzindo-se fluido hidráulico através da passagem 56 para um lado a mon- 20 tante do pistão 54A, impulsionando, desse modo, o pistão 54A axialmente no interior do substituto de ancoragem 10A em uma direção para longe da passagem hidráulica 56. Mostra-se, adicionalmente, na modalidade da Figu- ra 11 que o pistão 54A se moveu lateralmente no furo 22A realizando a translação, desse modo, da engrenagem helicoidal 59 contra os sulcos na 25 aba de acionamento 60 para girar o membro de âncora 14A.

O suporte de apoio 26A e os pinos de dobradiça 38A retêm de modo articulado a extremi- dade de base alongada dos membros de âncora 14A próxima ao corpo 12A e permitem que a extremidade livre dos membros de âncora 14A se articule radialmente para fora em uma posição de ancoragem (Figure 11). 30 Conforme ilustrado no exemplo da Figura 11, um espaço 70 é criado no furo 22A movendo-se o pistão 54A para longe da passagem hi- dráulica 56 e na direção do colar 18A.

Além de se posicionar o membro de âncora 14A em uma posição de ancoragem, movendo-se o pistão 54A axi- almente conforme mostrado na Figura 11 também se comprime a mola 62 contra o mandril de base 65, armazenando-se energia potencial na mola comprimida 62. Vedando-se a passagem hidráulica 56, como com uma vál- 5 nula a montante (não mostrada), pode-se manter a pressão no espaço 70 perpetuando-se, desse modo, uma força axial contra o pistão 54A para reter a mesma na posição da Figura 11. Referindo-se, novamente, ao exemplo da Figura 10, ilustra-se um furo axial 72 que se estende através da âncora de pistão 61, do pistão 54A e do mandril de base 65. Em uma modalidade e- 10 xemplificativa, o furo axial 72 fornece comunicação fluida para componentes hidráulicos do substituto de ancoragem 1OA.

Uma vedação opcional 74 é mostrada na circunferência externa da âncora de pistão 61 para definir uma barreira de pressão entre o furo 72 e a interface da âncora de pistão 61 e o pistão 54A. 15 Em referência, agora, à Figura 12, uma vista em corte parcial la- teral de uma modalidade exemplificativa de um substituto de ancoragem 10A é mostrada acoplada a uma ferramenta de fundo de poço 80 em sua extremidade inferior.

O substituto de ancoragem 10A é representado em uma posição disposta com seus membros de ancoragem 14A radialmente 20 estendidos a partir do corpo 12A e em engate com uma circunferência inter- na da tubagem 82. Nesse exemplo, a ferramenta de fundo de poço 80 é uma ferramenta de corte para cortar um tubular.

O substituto de ancoragem 10A e a ferramenta 80 são mostrados suspensos no cabo de aço 84 que também pode fornecer sinal e potência ao substituto de ancoragem 10A 25 elou à ferramenta 80. Opcionalmente, a tubagem ou o cabo liso pode ser usado em vez do cabo de aço 84. Uma seção de motor 86 é mostrada aco- plada a uma extremidade do substituto de ancoragem 10A que inclui um ei- xo de transmissão 88 a partir do motor para alimentar modalidades do subs- tituto de ancoragem 10A, bem como uma cabeça de corte 90 mostrada dis- 30 posta em uma extremidade inferior da ferramenta de fundo de poço 80. As- sim, em uma modalidade exemplificativa, a ferramenta 80 pode ser baixada no interior do tubular 82, o substituto de ancoragem 1OA é colocado em uma posição disposta com os membros de ancoragem 14A radialmente estendi- dos a partir do corpo para ancorar a ferramenta 80 no interior do tubular 82. Subsequentemente, pode-se então fornecer potência à cabeça de corte 90 para secionar o tubular 82 enquanto a ferramenta 80 é mantida em uma ori- 5 entação e profundidade designada no interior da tubagem 82. Em referência, agora, às Figuras 11 e 12, as molas 62 são mos- tradas no estado comprimido com movimento lateral do pistão 54A conforme mostrado na Figura 11. Aliviando-se a pressão no interior do espaço 70, a força armazenada nas molas comprimidas 62 pode então impulsionar o pis- 10 tão 54A e fixar a engrenagem helicoidal 59 para retrair os membros de anco- ragem 14A novamente na posição de assentamento (Figura 10); permitindo, desse modo, a remoção da ferramenta 80 do interior do tubular 82. Deve-se destacar que o conjunto de pistão ilustrado nas vistas em corte das Figuras 10 e 11 pode ser aplicado com as modalidades de substituto das Figuras 1 a 15 7 para motivar axialmente os blocos guia 46 e, por sua vez, articular os membros de âncora 14 em engate de ancoragem com um tubular.

Ainda outra modalidade exemplificativa de um substituto de an- coragem 10B é mostrada em uma vista em perspectiva na Figura 13_ Nesse exemplo, as engrenagens helicoidais 92 são mostradas montadas no interior 20 da porção de base 30B de um membro de ancoragem 14B.

As engrenagens helicoidais 92 são alongadas ao longo do comprimento do membro de anco- ragem 14B que tem dentes cujo corte transversal segue uma trajetória heli- coidal em uma superfície externa das engrenagens 92. Uma engrenagem perfilada de modo semelhante (não mostrada) pode ser disposta de modo 25 giratório no interior do corpo 12B do substituto de ancoragem 10B e, quando girada em conformidade, pode posicionar e retrair os membros de ancora- gem 14B conforme desejado.

Os aprimoramentos descritos no presente documento, portanto, são bem adaptados para executar os objetivos e obter os propósitos e van- 30 tagens mencionados, bem como outros inerentes aos mesmos.

Embora no momento modalidades preferenciais tenham sido dadas para fins de descri- ção, numerosas mudanças existem nos detalhes dos procedimentos para se alcançarem os resultados desejados.

Essas e outras modificações seme- Ihantes irão se propor prontamente aos versados na técnica, e se destinam a estar contidas no espírito da presente descrição e no escopo das reivindi- cações anexas.

Claims (12)

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho para o uso em fundo de poço caracterizado pelo por compreender: uma ferramenta de fundo de poço; e 5 um sistema de ancoragem que compreende, um corpo (12) que tem um eixo geométrico, membros de ancoragem (14), sendo que cada um tem uma por- ção de base acoplada de modo articulado ao corpo (12) ao longo de uma linha substancialmente paralela ao eixo geométrico do corpo, e uma porção de ancoragem separada da porção de base que é móvel a partir de uma po- sição de assentamento próxima ao corpo (12) para uma posição disposta distanciada radialmente para fora do corpo, um acionador (24) engatado às porções de base (30), e que compreende blocos que se projetam radialmente para fora do corpo (12) e para dentro de fendas formadas ao longo de trajetórias curvadas nas por- ções de base (30), de modo que, quando os blocos se movem axialmente no interior do corpo, a interferência entre as paredes laterais das fendas e os blocos exerça uma força de articulação sobre os membros de ancoragem (14) que articula os membros de ancoragem (14) para a posição disposta, e um conector seletivamente acoplado à ferramenta de fundo de poço.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pe- lo fato de que os membros de ancoragem (14) têm lados alongados que se estendem ao longo de um comprimento do corpo (12) e, quando a porção de base está na posição de assentamento, superfícies externas dos membros de ancoragem (14) em um lado oposto ao corpo (12) se encontram ao longo de uma trajetória curvada.

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pe- lo fato de que as fendas se projetam ao longo de uma borda da porção de base e de uma superfície inferior dos membros de ancoragem (14) que se volta para o corpo (12) quando a porção de base está na posição de assen- tamento.

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pe- lo fato de que compreende adicionalmente uma passagem axial através do corpo.

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pe- 5 lo fato de que a ferramenta de fundo de poço compreende uma ferramenta para secionar um tubular de fundo de poço.

6. Aparelho para o uso em fundo de poço caracterizado por compreender: uma ferramenta de fundo de poço; e um sistema de ancoragem que compreende: um membro de ancoragem (14) alongado que tem lados alonga- dos geralmente paralelos que definem uma extremidade de dobradiça ao longo de um dos lados alongados e uma extremidade de engate ao longo de um lado alongado disposto de modo distal; uma conexão de dobradiça acoplada entre um corpo (12) do sis- tema de ancoragem e a extremidade de dobradiça do membro de ancora- gem (14); um membro de acionamento (24) seletivamente móvel em rela- ção ao membro de ancoragem (14) e que compreende blocos que se proje- tam radialmente para fora do corpo (12) e para dentro de fendas formadas ao longo de trajetórias curvadas nas porções de base (30), de modo que, quando os blocos se movem axialmente no interior do corpo, a interferência entre as paredes laterais das fendas e os blocos exerça uma força de articu- lação sobre os membros de ancoragem (14) que articula os membros de ancoragem (14) para a posição disposta; um perfil na extremidade de dobradiça do membro de ancora- gem (14) engatado ao membro de acionamento (24), de modo que, quando o membro de acionamento (24) se move em relação ao membro de ancora- gem (14), o membro de ancoragem (14) se move entre uma posição retraída com a extremidade de engate próxima ao corpo (12) e uma posição disposta com a extremidade de engate articulada para longe do corpo.

7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pe-

lo fato de que o membro de ancoragem (14) compreende um membro se- melhante a aba que tem uma superfície contornada ao longo da largura do membro que se aproxima de um círculo.

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pe- 5 lo fato de que ainda compreende uma fenda curvada que se estende ao longo de um lado inferior da ancoragem e ao longo de uma borda do mem- bro de ancoragem (14) e em que o membro de acionamento (24) compreen- de um bloco deslizante inserido de modo deslizante na fenda curvada.

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pe- lo fato de que compreende adicionalmente uma pluralidade de membros de ancoragem (14).

10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um pistão axialmente disposto no interior do corpo (12) e engatado ao conjunto de acionamento.

11. Método de operações de fundo de poço caracterizado por compreender: fornecer uma ferramenta de fundo de poço que tem um sistema de ancoragem que compreende um corpo, um membro de ancoragem (14) alongado que tem lados alongados geralmente paralelos que definem uma extremidade de dobradiça ao longo de um lado alongado e uma extremidade de engate ao longo de um lado alongado oposto, uma conexão de dobradiça acoplada entre o corpo (12) e a extremidade de dobradiça do membro de ancoragem (14), um membro de acionamento (24) seletivamente móvel em relação ao membro de ancoragem (14), um bloco sobre o membro de acio- namento (24), uma fenda curvada na articulação do membro de ancoragem (14) com o bloco sobre o membro de acionamento (24); e ancorar a ferramenta de fundo de poço em um tubular movendo- se o membro de acionamento (24) em relação ao membro de ancoragem (14) de modo que o membro de ancoragem (14) se mova a partir de uma posição retraída com a extremidade de engate próxima ao corpo (12) para uma posição disposta com a extremidade de engate articulada para longe do corpo.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente retrair o membro de ancora- gem (14) movendo-se o bloco do membro de acionamento (24) para uma posição original.