BR112013033106A2

BR112013033106A2 - montagem de fraturamento de manga, dispositivo que utiliza a mesma e método para uso da mesma

Info

Publication number: BR112013033106A2
Application number: BR112013033106-2A
Authority: BR
Inventors: Zhenwei Gan; Qiusheng Huang; Shan Ren; Guangquan Li; Jihao Wu
Original assignee: China Petroleum & Chemical Corporation; China Petroleum & Chemical Corporation Southwest Oil & Gas Company
Priority date: 2011-06-22
Filing date: 2012-06-21
Publication date: 2020-10-27
Also published as: WO2012175028A1; AU2012272305B2; RU2014101653A; US10450837B2; CA2839377C; CA2839377A1; US20140124213A1; US20170234110A1; RU2597301C2; BR112013033106B1; US9708889B2; AU2012272305A1

Abstract

  MONTAGEM DE FRATURAMENTO DE MANGA, DISPOSITIVO QUE UTILIZA A MESMA E MÉTODO PARA USO DA MESMA Trata-se de uma montagem de fraturamento de manga, que compreende uma manga compósita e uma ferramenta de abertura. A manga compósita e a ferramenta de abertura podem engatar automaticamente uma com a outra através de elementos em forma- to de dente dispostos nas mesmas a fim de abrir a manga compósita. A presente descrição se refere adicionalmente a um dispositivo de fraturamento de manga, o qual compreende uma pluralidade de mangas compósitas e ferramentas de abertura, em que cada mangas compósitas e ferramenta de abertura podem alcançar o engate único. A presente descrição se refere ainda a um método de uso do dispositivo de fraturamento de manga.

Description

“MONTAGEM DE FRATURAMENTO DE MANGA, DISPOSITIVO QUE UTILIZA A MESMA E MÉTODO PARA USO DA MESMA” Campo da técnica

[001] A presente descrição refere-se a uma montagem de fraturamento de manga, em partícular, a uma montagem de fraturamento de manga que pode ser seletivamente aberta ou fechada. A presente descrição se refere adicionalmente a um dispositivo que compreende a montagem, assim como um método de uso do dispositivo. Fundamentos da técnica

[002] Uma manga de jateamento de areia de transferência de camada con- siste em uma ferramenta chave no fraturamento gradual de poços verticais e poços horizontais em campos de óleo e gás. Uma manga de jateamento de areia deste tipo : compreende um tubo externo e um tubo de núcleo disposto no tubo externo, em que o tubo externo e o tubo de núcleo formam um encaixe deslizante. Uma parede do tubo externo da manga é dotada de um orifício de jateamento de areia, uma porta de extremidade superior do qual tem uma superfície de encaixe vedado para receber uma esfera de partida, a qual inicia o deslizamento do tubo externo e do tubo de nú- cleo da manga. O tamanho da esfera de partida e da superfície de encaixe vedado aumentam de acordo com uma determinada sequencia de gradiente. Cada esfera de partida tem um diâmetro maior do que o diâmetro interno da superfície de encaixe Pam tada e fraturamento gradual. O fraturamento gradual consiste no método dominante, que inclui fraturamento gradual químico, fraturamento gradual de obturador, fratura- mento gradual hidráulico, fraturamento gradual de tubagem espiralada e completa- ção combinada, entre os quais o mais amplamente usado é o fraturamento gradual — de obturador, que inclui fraturamento gradual de tampão de ponte de bombeamento, segmento de obturador de esfera e manga, obturador anular e fraturamento gradual de pressão única duplamente vedado, etc.

[004] Entre os métodos acima, os métodos de obturador anular e fratura- mento gradual de tampão de ponte de bombeamento não têm limitação sobre o nú- mero de estágios. As operações de fraturamento dos mesmos, no entanto, não po- dem ser executadas continuamente. A reperfuração é exigida depois que a operação é completada em cada estágio. Depois que as operações são completadas, é ne- cessário matar o poço e perfurar o tampão, o qual resulta em longos períodos de l operações e altos custos. Em fraturamento gradual de pressão única duplamente vedado, a coluna de revestimento precisa ser arrastada, e o obturador exige veda- ção múltipla, de modo que o período de construção é prolongado. O fraturamento gradual de obturador de esfera e manga utiliza uma combinação de esferas e assen- tamentos de esfera de diferentes faixas de tamanho, de modo que o fraturamento de multiestágio pode ser realizado sem operar a coluna de revestimento. No entanto, devido ao fato de que diferentes esferas são projetadas de acordo com uma deter- minada faixa de tamanho, o número de estágios do obturador é limitado pelo tama- nho da coluna de revestimento, e a série de acidificação e fraturamento gradual também serão limitados.

[005] Nos últimos anos, diferentes mangas de jateamento de areia para dife- rentes características de reservatório têm sido desenvolvidas sucessivamente. Por exemplo, o documento sob o nº. CN 210048U intitulado “Pressure guide sandblas- ting sleeve for fracturing”, o qual foi concedido em 1 de abril de 1992, apresenta um dispositivo principalmente usado no fraturamento de poço de óleo. E um dispositivo principalmente usado em fraturamento de poço de gás é apresentado no documento sob o nº. CN 200820061922 intitulado “Sandblaster of fracturing sleeve”, o qual foi em 5 de novembro de 2008. Ambas as mangas, conforme apresentado acima, têm porbase o princípio de abertura de mangas com esferas de partida, cujo tamanho aumenta em sequência, de modo que o número de fraturamento gradual ainda é limitado.

[006] Além disso, com a finalidade de superar os defeitos de dispositivos de fraturamento, uma variedade de dispositivos de fraturamento de manga também tem sido desenvolvida. Por exemplo, no documento sob o nº. CN201396131 intitulado “Horizontal well mechanical staged fracturing blocking-proof process pipe column”, o qual foi publicado em 3 de fevereiro de 2010, apresenta-se um dispositivo que com- preende uma coluna de tubagem, um obturador de diferencial de pressão, um co- nector de segurança e um obturador de manga deslizante. O obturador de diferenci- alde pressão e o obturador de manga deslizante são montados na coluna de tuba- gem com o conector de segurança disposto entre os mesmos. Este dispositivo pode ser somente aplicado em campos de óleo, e os obturadores do mesmo podem ser facilmente danificados durante as operações, produzindo o fraturamento inadequado e vedação frouxa. Adicionalmente, este dispositivo é de operações complexas e tra- balhosascom segurança insatisfatória.

[007] No documento sob o nº. CN101338663 intitulado "Staged fracturing ho- rizontal wells mechanical anti-card technology column”, o qual foi publicado em 7 de janeiro de 2009, apresenta-se um dispositivo que compreende um tubo de óleo, uma junta de segurança, um centralizador, uma âncora hidráulica, um obturador, uma unidade de jateamento de areia de guia de pressão e um tampão de guia, em que, a extremidade inferior do tubo de óleo é sucessivamente conectada com a junta de segurança, o centralizador, a âncora hidráulica, o obturador, o centralizador, a uni-

dade de jateamento de areia de guia de pressão, o obturador e o tampão de guia. Este dispositivo pode ser somente usado para fraturamento de campo petrolifero de poço horizontal, mas não pode alcançar o fraturamento de múltiplas camadas e mi- neração sem operar a coluna, nem pode alcançar o fraturamento gradual sem ope- rara coluna ou limitar o número de estágios.

[008] No documento sob o nº. CN101560877 intitulado “Horizontal well pac- ker staged fracturing technology tube pillar”, o qual foi publicado em 21 de outubro de 2009, apresenta-se um dispositivo que compreende uma coluna de óleo, uma âncora hidráulica, um controlador de vedação de assentamento, um obturador duplo A, um obturador duplo B, um obturador duplo C, uma unidade de jateamento de areia de manga, uma unidade de jateamento de areia, um guia e um tubo capilar. À coluna de óleo é sucessivamente dotada da âncora hidráulica, do controlador de ve- dação de assentamento, do obturador duplo A, da unidade de jateamento de areia | de manga, do obturador duplo B, da unidade de jateamento de areia, do obturador —duploC e do guia. O tubo capilar se conecta ao controlador de vedação de assen- tamento, ao obturador duplo A, ao obturador duplo B e ao obturador duplo C em um lado da coluna de óleo. Este dispositivo, no entanto, não pode alcançar número ilimi- tado de fraturamento gradual.

[009] Além disso, tanto o documento sob o nº. CN101418681, intitulado “Once tubular column process for combination oil production by multiple fracturing for oil and gas wells”, como o documento sob o nº. CN201144682, intitulado “Multiple fracturing pipe column for petroleum and gas wells”, adotam um método de abertura das mangas por esferas de lançamento, em que números ilimitados de fraturamento gradual sem operar coluna é impossível, nem a manga pode ser fechada.

[010] Portanto, um dispositivo de fraturamento que pode abrir ou fechar qualquer manga, conforme exigido, é urgentemente necessário para se alcançar o fraturamento gradual com números ilimitados de estágios em poços horizontais, ver-

ticais e direcionais sem ter que operar a coluna tubular.

Sumário da invenção

[011] Para resolver os problemas acima, a presente descrição apresenta uma montagem de fraturamento de manga, a qual pode abrir e fechar uma manga em qualquer posição fixa, conforme exigido. A presente descrição apresenta, adicio- nalmente, um dispositivo que compreende a montagem e um método de uso do dis- positivo.

[012] De acordo com um primeiro aspecto da presente descrição, apresenta- se uma montagem de fraturamento de manga que compreende, uma manga compósita que tem um tubo externo fixo e um tubo interno co- nectado a uma parede interna do tubo externo através de um pino de cisalhamento, em que o tubo externo é dotado de um orifício de jateamento de areia e uma parede interna do tubo interno é dotado de um primeiro elemento em formato de dente; e uma ferramenta de abertura que tem um corpo principal e um segundo ele- mento em formato de dente conectado ao corpo principal, em que a ferramenta de abertura pode ser inserida no tubo interno para vedar um furo de poço, e o segundo elemento em formato de dente pode ser engatado com o primeiro elemento em for- mato de dente, em que em um estado inicial da montagem de fraturamento de manga, o ori- fício de jateamento de areia é bloqueado pelo tubo interno; à medida que a ferra- menta de abertura é assentada, o tubo interno engata com a ferramenta de abertura através do primeiro e segundo elementos em formato de dente; e quando a pressão dentro do revestimento alcança um valor predeterminado, o pino de cisalhamento é cisalhado e a ferramenta de abertura conduz o tubo interno para se mover para bai- <xopara expor o orifício de jateamento de areia, de modo que uma passagem de fra- turamento seja estabelecida.

[013] No contexto, o termo “estado inicial” se refere ao estado antes da mon-

tagem de fraturamento de manga ser aberta.

[014] Em uma modalidade, uma primeira ferramenta de fechamento que compreende um tirante central e um quinto elemento em formato de dente conecta- do ao tirante central é adicionalmente fornecido para o fechamento da manga com- — pósita, em que a primeira ferramenta de fechamento pode ser inserida no tubo inter- no de modo que o quinto elemento em formato de dente possa engatar com o prí- meiro elemento em formato de dente, de modo que o tubo interno possa ser movido para cima através do levantamento da primeira ferramenta de fechamento, bloque- ando, deste modo, novamente o orifício de jateamento de areia a fim de fechar a passagem de fraturamento.

[015] Em uma modalidade, uma ranhura de seleção de posição e um ele- mento de seleção de posição são fornecidos em respectivas superfícies de encaixe do tubo interno e do tubo externo da manga compósita, e são dispostos em diferen- | tes posições quando a montagem de fraturamento de manga está em um estado aberto e quando à passagem de fraturamento está fechada. Este fato de que a ra- nhura de seleção de posição e o elemento de seleção de posição são dispostos em diferentes posições em diferentes estados da montagem de fraturamento pode evitar uma ação de fluído e evitar que a manga compósita seja inesperadamente fechada depois que a ferramenta de fechamento é retirada.

[016] Em uma modalidade, as superfícies de encaixe do tubo externo e do tubo interno da manga compósita são dotadas de mecanismos de posicionamento correspondentes que podem ser engatados uns com os outros, a fim de assegurar que o tubo interno engate com o tubo externo de modo que o orifício de jateamento de areia seja bloqueado e, por conseguinte, a passagem de fraturamento é fechada.

Os mecanismos de posicionamento podem assegurar que o tubo externo da manga compósita seja separado do tubo interno do mesmo somente quando a ferramenta de abertura é lançada e a pressão é aplicada, e que o tubo externo da manga com-

7IA7 pósita pode reengatar com o tubo interno do mesmo para fechar a passagem de fra- turamento quando o tubo interno é levantado pela primeira ferramenta de fechamen- to.

[017] De acordo com o primeiro aspecto da presente descrição, é fornecido, adicionalmente, um dispositivo de fraturamento de manga, que compreende uma pluralidade das montagens de fraturamento de manga de acordo com o primeiro as- pecto da presente descrição. O segundo elemento em formato de dente de cada fer- ramenta de abertura é configurado como diferente do segundo elemento em formato de dente de qualquer outra ferramenta de abertura, de modo que cada ferramenta de abertura possa somente engatar com o tubo interno na montagem de fraturamen- to associada com a dita ferramenta de abertura. O quinto elemento em formato de dente de cada primeira ferramenta de fechamento é configurado como diferente do quinto elemento em formato de dente de qualquer outra primeira ferramenta de fe- chamento, de modo que cada primeira ferramenta de fechamento possa somente engatar com o primeiro elemento em formato de dente no tubo interno da montagem de fraturamento associada com a dita primeira ferramenta de fechamento.

[018] Esta configuração permite que o segundo elemento em formato de dente da ferramenta de abertura associada com uma montagem de fraturamento específica possa somente engatar com o primeiro elemento em formato de dente da “manga compósita na dita montagem de fraturamento. Mesmo quando a ferramenta de abertura é assentada passando através de outras montagens de fraturamento, o segundo elemento em formato de dente da ferramenta de abertura não pode se mo- ver radialmente para fora para engatar com o primeiro elemento em formato de den- te da manga compósita do mesmo, devido às diferenças nos elementos em formato de dente. Semelhantemente, o quinto elemento em formato de dente da primeira ferramenta de fechamento também pode somente engatar com o primeiro elemento em formato de dente da manga compósita associada com a dita primeira ferramenta

' 8/47 . de fechamento. Portanto, no dispositivo de acordo com o primeiro aspecto da pre- sente descrição, quando uma ferramenta de abertura específica é assentada, so- mente a manga compósita correspondente pode ser aberta, e quando uma primeira ferramenta de fechamento específica é assentada, somente a manga compósita cor- respondente pode ser fechada. Isto é, o dispositivo de fraturamento de manga de acordo com a presente descrição pode seletivamente abrir e/ou fechar a manga compósita específica, conforme exigido.

[019] Em uma modalidade, todas as mangas compósitas têm o mesmo diâ- metro interno, o qual permite números ilimitados de mangas compósitas para núme- rosilimitados de fraturamento gradual.

[020] Em uma modalidade, cada um dos elementos em formato de dente 2 pode engatar com o único elemento em formato de dente correspondente através de parâmetros de contorno únicos do mesmo e/ou uma estrutura de guia disposta sobre 2 o mesmo. Em uma modalidade preferida, os parâmetros de contorno consistem em umou mais selecionados a partir do grupo que consiste em número de dentes, perfil de dentes e espaço de dente.

[021] Em uma modalidade, o segundo elemento em formato de dente da fer- ramenta de abertura é fornecido sobre a parede externa do corpo principal com um terceiro mecanismo de mola disposto entre o corpo principal e o segundo elemento em formato de dente, em que o segundo elemento em formato de dente pode se mover radialmente para fora sob a atuação do terceiro mecanismo de mola a fim de engatar com o primeiro elemento em formato de dente. Em outra modalidade, o se- gundo elemento em formato de dente da ferramenta de abertura é fornecido acima do corpo principal através de um elemento elástico, uma extremidade do elemento elástico conectada ao corpo principal que tem um diâmetro menor do que a outra extremidade do elemento elástico conectado ao segundo elemento em formato de | dente.

[022] Em uma modalidade, o quinto elemento em formato de dente da pri- meira ferramenta de fechamento é fornecido sobre uma parede externa do respecti- vo tirante central com um quarto mecanismo de mola disposto entre o tirante central da primeira ferramenta de fechamento e o quinto elemento em formato de dente, em queo quinto elemento em formato de dente pode se mover radialmente para fora sob a atuação do quarto mecanismo de mola a fim de engatar com o elemento em formato de dente correspondente. Em outra modalidade, o quinto elemento em for- mato de dente da primeira ferramenta de fechamento consiste em um elemento de mola de lâmina, uma extremidade a jusante do qual é conectada ao tirante central e uma extremidade a montante do mesmo é separada do tirante central.

[023] Em uma modalidade, cada um dos mecanismos de mola de acordo com o primeiro aspecto da presente descrição compreende um elemento elástico que pode exercer uma força radialmente para fora, e um batente de limite para limi- tar a distância dos elementos em formato de dente correspondentes que podem se mover radialmente para fora.

[024] O elemento em formato de dente que tem elasticidade e o elemento elástico com um mecanismo de mola possibilitam que o dito elemento em formato de dente seja expulso automaticamente quando se choca contra um elemento em for- mato de dente engatável e engate com o mesmo, de modo que o engate automático entre o tubo interno da manga compósita e a ferramenta de abertura, assim como aquele entre o tubo interno e a primeira ferramenta de fechamento, possa ser alcan- çado no poço, aperfeiçoando, deste modo, consideravelmente a conveniência em operações da manga compósita. O batente de limite para limitar a distância que o elemento em formato de dente se move para fora pode não somente assegurar o engate entre elementos em formato de dente correspondentes, mas também evitar que o elemento em formato de dente desengate do componente ao qual o elemento em formato de dente está conectado, tal como o corpo principal da ferramenta de abertura e o tirante central da primeira ferramenta de fechamento.

[025] No contexto, os termos “abaixo” e “acima”, ou similares, são respecti- vamente especificados como sendo próximo a e distante da cabeça de poço. E os termos “a jusante” e “a montante" são usados em relação à direção do fluxo do fluido de fraturamento injetado a partir da cabeça de poço.

[026] Em uma modalidade, cada um dos elementos em formato de dente é dotado de uma estrutura de guia inclinada em uma extremidade superior e uma ex- tremidade inferior do mesmo para guiar o engate ou desengate do elemento em for- mato de dente correspondente. Esta estrutura de guia inclinada permite que o enga- te ou desengate do elemento em formato de dente correspondente seja alcançado ao ser “pressionado para dentro” ou “pressionado para fora”, facilitando a operação de abertura ou fechamento da manga compósita.

[027] Em uma modalidade, o corpo principal da ferramenta de abertura com- preende uma estrutura oca atravessante com tamanhos diferentes de seções trans- versais, em que uma parte inferior da estrutura oca atravessante com uma seção transversal maior é disposta com um mecanismo de pressão, o qual não pode ser desengatado da parte inferior da estrutura oca atravessante, em particular, não pode entrar na parte superior da estrutura oca atravessante com uma seção transversal menor.

[028] Em uma modalidade preferida, o mecanismo de pressão compreende uma gaiola e uma esfera disposta dentro da gaiola, em que a gaiola compreende uma extremidade inferior aberta, uma extremidade superior vedada com um manípu- lo de pescaria em um lado externo da mesma, e uma passagem de fluido sobre uma parede circunferencial da gaiola, sendo que a esfera é somente capaz de se mover —dentroda gaiola sem bloquear a passagem de fluido sobre a parede circunferencial da gaiola quando é disposta na extremidade superior ou inferior da mesma.

[029] A função de bloqueio da esfera para a estrutura oca atravessante pos-

sibilita que a ferramenta de abertura da estrutura oca atravessante aplique pressão no furo de poço. Devido ao fato de que a gaiola pode somente se mover na parte inferior da estrutura oca atravessante com uma seção transversal maior, a ferramen- ta de abertura pode ser pescada a partir da manga compósita pelo manípulo de pes- cariadisposto fora da extremidade superior vedada da gaiola.

[030] Em uma modalidade preferida, a passagem de fluído sobre a parede circunferencial da gaiola tem uma área total não menor do que a área de abertura na extremidade inferior da gaiola, o qual facilita o fluxo do fluido.

[031] Em uma modalidade, a montagem de fraturamento de manga compre- ende, adicionalmente, uma ferramenta de pescaria cilíndrica que pode ser inserida na ferramenta de abertura e se estender através da estrutura oca. Uma extremidade do ferramenta de pescaria cilíndrica é dotada de uma cabeça de pescaria a ser co- nectada com o manípulo de pescaria disposto sobre a gaiola, de modo que a ferra- menta de abertura possa ser pescada por meio do levantamento da gaiola, de modo queo trabalho de pescaria pode ser facilitado.

[032] Em uma modalidade, uma parte inferior do corpo principal da ferramen- ta de abertura é adicionalmente fornecida com um mecanismo guia que se estende para baixo, em que o mecanismo guia compreende uma estrutura oca que se comu- nica com o corpo principal. Depois que a ferramenta de abertura engata com o tubo interno da manga compósita, o mecanismo guia pode possibilitar que a ferramenta de abertura e o tubo interno da manga compósita se movam de forma mais estável sob pressão.

[033] O primeiro aspecto da presente descrição se refere, adicionalmente, a um método de uso do dispositivo de fraturamento de manga de acordo com o primei- roaspecto da presente descrição, que compreende:

[034] Etapa |: montar um mecanismo de abertura de gradiente de pressão na extremidade mais baixa de um revestimento ou coluna de tubagem, e, então, montar sucessivamente as mangas compósitas em cada montagem de fraturamento;

[035] Etapa 11: aplicar pressão no furo de poço para abrir o mecanismo de abertura de gradiente de pressão na extremidade mais baixa e estabelecer uma passagem de comunicação entre o revestimento ou coluna de tubagem com estrato; e

[036] Etapa Ill: assentar as ferramentas de abertura em sequência para abrir as mangas compósitas a partir do fundo ao topo para realizar o fraturamento gradu- al.

[037] Em uma modalidade, a Etapa IV é adicionalmente fornecida: recuperar aferramenta de abertura através de uma estrutura de pescaria sobre a ferramenta de abertura para restaurar a passagem no revestimento ou coluna de tubagem. Em outra modalidade, quando uma passagem de fraturamento específica precisa ser fechada, a primeira ferramenta de fechamento da manga compósita correspondente associada com a dita passagem de fraturamento é assentada a fim de fechar a pas- sagem de fraturamento.

[038] Uma vez que a ferramenta de abertura, a primeira ferramenta de fe- chamento e a manga compósita podem simplesmente alcançar o engate único, toda vez que uma ferramenta de abertura é lançada para baixo, somente a manga com- pósita correspondente pode ser aberta para estabelecer uma passagem de fratura- “mento correspondente. Ao mesmo tempo, cada primeira ferramenta de fechamento pode somente fechar uma passagem de fraturamento correspondente. Portanto, qualquer manga compósita em um poço horizontal ou vertical pode ser aberta ou fechada e, deste modo, o fraturamento gradual! é alcançado.

[039] De acordo com um segundo aspecto da presente descrição, fornece uma montagem de fraturamento de manga que compreende, uma manga compósita que tem um tubo externo fixo e um tubo interno co- nectado a uma parede interna do tubo externo através de um pino de cisalhamento,

em que o tubo externo é dotado de um orifício de jateamento de areia e uma parede interna do tubo interno é dotada de um primeiro elemento em formato de dente; uma ferramenta de abertura que tem um corpo principal tubular oco, um se- gundo elemento em formato de dente disposto sobre o corpo principal, um terceiro — elemento em formato de dente disposto sobre uma parede interna do corpo princi- pal, e um primeiro mecanismo de mola disposto entre o corpo principal e o segundo elemento em formato de dente, em que a ferramenta de abertura pode ser inserida no tubo interno, e o segundo elemento em formato de dente pode se mover radial- mente para fora sob a atuação do primeiro mecanismo de mola a fim de que seja acoplado com o primeiro elemento em formato de dente: e uma ferramenta de acionamento com um corpo central, um quarto elemento em formato de dente disposto sobre uma parede externa do corpo central, e um se- gundo mecanismo de mola disposto entre o corpo central e o quarto elemento em Ú formato de dente, em que a ferramenta de acionamento pode ser inserida na ferra- menta de abertura a fim de vedar o furo de poço, e o quarto elemento em formato de dente pode se mover radialmente para fora sob a atuação do segundo mecanismo de mola a fim de que seja acoplado com o terceiro elemento em formato de dente, em que, em um estado inicial da montagem de fraturamento de manga, o orifício de jateamento de areia é bloqueado pelo tubo interno; à medida que a ferra- “menta de abertura e a ferramenta de acionamento são sucessivamente assentadas, o tubo interno engata com a ferramenta de abertura através do primeiro e segundo elementos em formato de dente, e a ferramenta de abertura engata com a ferramen- ta de acionamento através do terceiro e quarto elementos em formato de dente; e quando a pressão dentro do revestimento alcança um valor predeterminado, o pino de cisalhamento é cisalhado e a ferramenta de acionamento em conjunto com a fer- ramenta de abertura conduz o tubo interno para se mover para baixo para expor o orifício de jateamento de areia, de modo que uma passagem de fraturamento seja estabelecida.

[040] Em uma modalidade, uma segunda ferramenta de fechamento que compreende um tirante central e um sexto elemento em formato de dente conectado ao tirante central é adicionalmente fornecido para o fechamento da manga compósi- ta em que a segunda ferramenta de fechamento pode ser inserida no tubo interno ou no corpo tubular da ferramenta de abertura, de modo que o sexto elemento em formato de dente pode ser engatado com o primeiro elemento em formato de dente do tubo interno ou o terceiro elemento em formato de dente da ferramenta de abertu- ra, de modo que o tubo interno possa ser movido para cima através do levantamento da segunda ferramenta de fechamento, bloqueando, deste modo, novamente o orifí- cio de jateamento de areia a fim de fechar a passagem de fraturamento.

[041] Em uma modalidade, uma ranhura de seleção de posição e um ele- mento de seleção de posição são fornecidos em respectivas superfícies de encaixe do tubo interno e do tubo externo da manga compósita, e são dispostos em diferen- tes posições quando a montagem de fraturamento de manga está em um estado aberto e quando a passagem de fraturamento está fechada. Isto é, a ranhura de se- leção de posição e elemento de seleção de posição são dispostos em diferentes po- sições em diferentes estados da montagem de fraturamento pode evitar uma ação de fluido, e evitar que a manga compósita seja fechada de forma inesperada depois que a ferramenta de abertura é retirada.

[042] Em uma modalidade, as superfícies de encaixe do tubo externo e do tubo interno da manga compósita são dotadas de mecanismos de posicionamento correspondentes que podem ser engatados uns com os outros, a fim de assegurar que o tubo interno engate com o tubo externo de modo que o orifício de jateamento deareiaseja bloqueado e, por conseguinte, a passagem de fraturamento é fechada. Os mecanismos de posicionamento podem assegurar que o tubo externo da manga compósita seja separado do tubo interno da mesma somente quando a ferramenta

' de abertura e a ferramenta de acionamento são lançadas e a pressão é aplicada, e que o tubo externo da manga compósita pode reengatar com o tubo interno da mesma para fechar a passagem de fraturamento quando o tubo interno é levantado pela segunda ferramenta de fechamento.

[043] De acordo com o segundo aspecto da presente descrição, é fornecido adicionalmente um dispositivo de fraturamento de manga, que compreende uma plu- ralidade das montagens de fraturamento de manga de acordo com o segundo as- pecto da presente descrição. O segundo e terceiro elementos em formato de dente de cada ferramenta de abertura são respectivamente configurados como diferentes do segundo e terceiro elementos em formato de dente de qualquer outra ferramenta de abertura, de modo que cada ferramenta de abertura possa somente engatar com o tubo interno e a ferramenta de acionamento na montagem de fraturamento associ- ada com a dita ferramenta de abertura. O sexto elemento em formato de dente de cada segunda ferramenta de fechamento é configurado como diferente do sexto elemento em formato de dente de qualquer outra segunda ferramenta de fechamen- to, de modo que cada segunda ferramenta de fechamento possa somente engatar com o primeiro elemento em formato de dente do tubo interno ou o terceiro elemento em formato de dente da ferramenta de abertura na montagem de fraturamento asso- ciada com a dita segunda ferramenta de fechamento.

[044] Esta configuração possibilita que o segundo elemento em formato de dente da ferramenta de abertura e o quarto elemento em formato de dente da ferra- menta de acionamento associada com uma montagem de fraturamento específica possam somente engatar, respectivamente, com o primeiro elemento em formato de dente da manga compósita e o terceiro elemento em formato de dente da ferramenta de abertura na dita montagem de fraturamento. Mesmo quando a ferramenta de abertura ou a ferramenta de acionamento é assentada passando através de outras montagens de fraturamento, o segundo elemento em formato de dente da ferramen-

ta de abertura ou o quarto elemento em formato de dente da ferramenta de aciona- mento não pode se mover radialmente para fora para formar qualquer engate devido às diferenças nos elementos em formato de dente. Portanto, no dispositivo de acor- do com o segundo aspecto da presente descrição, quando uma ferramenta de aber- turae ferramenta de acionamento específicas são assentadas, somente a manga compósita correspondente pode ser aberta, e quando uma segunda ferramenta de fechamento específica é assentada, somente a manga compósita correspondente pode ser fechada. Isto é, o dispositivo de fraturamento de manga, de acordo com a presente descrição, pode seletivamente abrir e/ou fechar as mangas compósitas es- pecíficas conforme exigido.

[045] Em uma modalidade, todas as mangas compósitas têm o mesmo diã- metro interno, o qual permite números ilimitados de mangas compósitas para núme- ros ilimitados de fraturamento gradual.

[046] Em uma modalidade, cada elemento em formato de dente pode enga- tarcomo único elemento em formato de dente correspondente através de únicos parâmetros de contorno do mesmo e/ou uma estrutura de guia disposto sobre o mesmo. Em uma modalidade preferida, os parâmetros de contorno consistem em um ou mais selecionados a partir do grupo que consiste em número de dentes, perfil de dentes e espaço de dente.

[047] Em uma modalidade, o sexto elemento em formato de dente da se- gunda ferramenta de fechamento é fornecido sobre uma parede externa do respecti- vo tirante central com um quinto mecanismo de mola disposto entre o tirante centra! da segunda ferramenta de fechamento e o sexto elemento em formato de dente, em que o sexto elemento em formato de dente pode se mover radialmente para fora sob a atuação do quinto mecanismo de mola, a fim de engatar com o primeiro elemento em formato de dente do tubo interno e o terceiro elemento em formato de dente da ferramenta de abertura.

[048] Em uma modalidade, cada um dos mecanismos de mola, de acordo com o segundo aspecto da presente descrição, compreende um elemento elástico que pode exercer uma força radialmente para fora, e um batente de limite para limi- tar a distância do elemento em formato de dente correspondente que pode se mover radialmente para fora.

[049] Os elementos elásticos deste tipo possibilitam que o elemento em for- mato de dente sejam expulsos automaticamente quando se choca contra um ele- mento em formato de dente engatável e engate com o mesmo, de modo que seja alcançado o engate automático entre o tubo interno da manga compósita, a ferra- menta de abertura, a ferramenta de acionamento e a segunda ferramenta de fecha- mento no poço. O batente de limite para limitar a distância que o elemento em for- mato de dente se move para fora pode não somente assegurar o engate entre os elementos em formato de dente correspondentes, mas também pode evitar que o elemento em formato de dente desengate com o componente ao qual o elemento em formato de dente está conectado, tal como através do corpo principal da ferra- menta de abertura, do corpo central da ferramenta de acionamento e do tirante cen- tral da segunda ferramenta de fechamento,

[050] Em uma modalidade, o sexto elemento em formato de dente da se- gunda ferramenta de fechamento consiste em um elemento de mola de lâmina, uma extremidade a jusante do qual é conectada ao respectivo tirante central e uma ex- tremidade a montante do mesmo é separada do respectivo tirante central. À segun- da ferramenta de fechamento do sexto elemento em formato de dente na forma do elemento de mola de lâmina facilita a fabricação e o uso da segunda ferramenta de fechamento.

[051] Em uma modalidade, cada um dos elementos em formato de dente é dotado de uma estrutura de guia inclinada em uma extremidade superior e uma ex- tremidade inferior do mesmo para guiar o engate ou desengate do elemento em for-

mato de dente correspondente. Esta estrutura de guia inclinada permite que o enga- te ou desengate do elemento em formato de dente correspondente seja alcançado ao ser “pressionado para dentro” ou “pressionado para fora”, facilitando a operação de abertura ou fechamento da manga compósita.

[052] Em uma modalidade, o corpo principal da ferramenta de acionamento compreende uma estrutura oca atravessante com tamanhos diferentes de seções transversais, em que uma parte inferior da estrutura oca atravessante com uma se- ção transversal maior é dotada de um mecanismo de pressão, o qual não pode ser desengatado da parte inferior da estrutura oca atravessante, em particular, não pode entrar na parte superior da estrutura oca atravessante com uma seção transversal menor.

' [053] Em uma modalidade preferida, o mecanismo de pressão compreende uma gaiola e uma esfera disposta dentro da gaiola, em que a gaiola compreende | uma extremidade superior vedada, uma extremidade inferior aberta, e uma passa- gem de fluido sobre uma parede circunferencial da gaiola, sendo que a esfera é so- mente capaz de se mover dentro da gaiola sem bloquear a passagem de fluido so- bre a parede circunferencial da gaiola quando é disposta na extremidade superior ou inferior da mesma.

[054] A função de bloqueio da esfera para a estrutura oca atravessante pos- sibilita que a ferramenta de acionamento da estrutura oca atravessante aplique pressão no furo de poço. De maior importância, quando o dispositivo de fraturamen- to de manga é usado em um poço de gás, mão é necessário retirar a ferramenta de acionamento devido ao fato que o gás no poço iria soprar a esfera a fluir para fora através da passagem de fluido, o qual facilita as operações. Em uma modalidade preferida, a passagem de fluido sobre a parede circunferencial da gaiola tem uma área total não menor do que a área de abertura na extremidade inferior da gaiola, o qual facilita o fluxo do fluido.

[055] Em uma modalidade, as ferramentas de abertura das montagens de fraturamento se conectam umas às outras para formar uma coluna de ferramenta de abertura através de um mecanismo de acoplamento, o qual compreende um pino de cisalhamento e um pino de recuo. Quando a ferramenta de acionamento é acoplada comaferramenta de abertura correspondente, a ferramenta de acionamento iria for- çar o pino de recuo ao lado e cisalhar o pino de cisalhamento, de modo que a ferra- menta de abertura correspondente seja desengatada.

[056] O segundo aspecto da presente descrição se refere, adicionalmente, a um método de uso do dispositivo de fraturamento de manga de acordo com o se- “gundo aspecto da presente descrição, que compreende:

[057] Etapa |: montar um mecanismo de abertura de gradiente de pressão na extremidade mais baixa de um revestimento ou coluna de tubagem e, então, montar sucessivamente as mangas compósitas em cada montagem de fraturamento;

[058] Etapa 1l: conectar as ferramentas de abertura de cada montagem de fraturamento para formar uma coluna de ferramenta de abertura e assentar a mes- ma na manga compósita;

[059] Etapa |!l: aplicar pressão no furo de poço para abrir o mecanismo de abertura de gradiente de pressão na extremidade mais baixa e estabelecer uma passagem de comunicação entre o revestimento ou coluna de tubagem com o estra- toe

[060] Etapa IV: assentar a ferramenta de acionamentos em sequência para abrir as mangas compósitas a partir do fundo ao topo para realizar fraturamento gra- dual.

[061] Em uma modalidade, a Etapa V é adicionalmente fornecida: recuperar a ferramenta de abertura e a ferramenta de acionamento através de uma estrutura de pescaria sobre a ferramenta de abertura ou simplesmente recuperar a ferramenta de acionamento através da estrutura de pescaria sobre a ferramenta de acionamen-

to para restaurar a passagem na manga ou coluna de tubagem. Em outra modalida- de, quando uma passagem de fraturamento específica precisa ser fechada, a se- gunda ferramenta de fechamento da manga compósita correspondente associada com a dita passagem de fraturamento é assentada a fim de fechar a passagem de fraturamento.

[062] Uma vez que a ferramenta de abertura, a ferramenta de acionamento, a segunda ferramenta de fechamento e a manga compósita podem simplesmente alcançar o engate único, toda vez que uma ferramenta de acionamento é lançada para baixo, somente a ferramenta de abertura correspondente pode ser separada da coluna de ferramenta de abertura, de modo que a dita ferramenta de abertura possa ser assentada em uma posição correspondente para abrir a manga correspondente : e estabelecer uma passagem de fraturamento. Ao mesmo tempo, cada segunda fer- ramenta de fechamento pode somente fechar uma manga compósita corresponden- te. Portanto, qualquer manga compósita de um poço horizontal ou vertical pode ser aberta ou fechada e, deste modo, o fraturamento gradual pode ser alcançado.

[063] A presente descrição é vantajosa sobre a técnica anterior pelo fato de que, nos dispositivos de fraturamento de manga de acordo com o primeiro ou se- gundo aspecto da presente descrição, a manga compósita pode ser aberta ou fe- chada em qualquer posição fixa por meio do engate único entre os elementos em formato de dente. Particularmente, quando uma manga compósita específica precisa ser aberta, é somente necessário assentar a ferramenta de abertura correspondente ou uma combinação de ferramenta de abertura e ferramenta de acionamento para abrir a dita manga compósita. Por outro lado, quando uma manga ou passagem de fraturamento específica precisa ser fechada, é somente necessário assentar a pri- meira ou segunda ferramenta de fechamento correspondente para fechar a dita manga ou passagem de fraturamento, sem exercer uma influência sobre qualquer outra manga compósita ou passagem de fraturamento. Os elementos em formato de dente engatam ou desengatam automaticamente uns com os outros através de ações elásticas dos mesmos, a fim de alcançar o engate ou desengate entre a man- ga compósita, a ferramenta de abertura, a primeirá ou segunda ferramenta de fe- chamento e a ferramenta de acionamento de acordo com o segundo aspecto da presente descrição, facilitando, assim, as operações. Devido ao fato de que as man- gas compósitas têm o mesmo diâmetro interno, o número de mangas compósitas da presente descrição não é limitado, de modo que números ilimitados de fraturamento gradual possam ser alcançados. Quando a ferramenta de abertura é retirada, a pas- sagem no revestimento ou coluna de tubagem pode ser única, superando, deste modo,o defeito em fraturamento convencional onde o rendimento e trabalhos, tais como a pós perfilagem de poço, seriam afetados devido à retenção da esfera de par- . tida no revestimento ou coluna de tubagem. Além disso, a montagem de fraturamen- i to de manga, dispositivo e método de uso da mesma de acordo com o primeiro ou segundo aspecto da presente descrição podem ser aplicados não somente em ope- rações de fraturamento em poço de óleo horizontal, mas também no campo de fratu- ramento de estrato, onde a abertura e fechamento de mangas em posições fixas são exigidos.

Breve descrição dos desenhos

[064] A seguir, a presente descrição será explicada em detalhes com refe- rência às modalidades e desenhos em anexo, em que,

[065] A Figura 1a é um desenho esquemático de uma manga compósita de uma montagem de fraturamento de manga de acordo com um primeiro aspecto da presente descrição;

[066] A Figura 1b é um desenho esquemático que mostra uma ranhura de seleção de posição em um tubo interno da manga compósita conforme mostrado na Figura 1a;

[067] As Figuras 2a, 2b e 2c são desenhos esquemáticos que mostram uma ferramenta de abertura da montagem de fraturamento de manga de acordo com o primeiro aspecto da presente descrição;

[068] A Figura 3 é uma vista de topo da ferramenta de abertura da monta- gem de fraturamento de manga, conforme mostrado na Figura 2c;

[069] As Figuras 4a e 4b são desenhos esquemáticos de uma primeira fer- ramenta de fechamento da montagem de fraturamento de manga de acordo com o primeiro aspecto da presente descrição;

[070] A Figura 5 é um desenho esquemático de uma estrutura de guia de um elemento em formato de dente de acordo com o primeiro aspecto da presente des- crição;

[071] As Figuras 6a a 6c são desenhos esquemáticos que mostram o princí- : pio de engate único entre os elementos em formato de dente de acordo com o pri- meiro aspecto da presente descrição;

[072] A Figura 7 é um desenho esquemático de uma ferramenta de pescaria da montagem de fraturamento de manga de acordo com o primeiro aspecto da pre- sente descrição;

[073] A Figura 8 é um desenho esquemático que mostra a relação posicional entre a manga compósita de acordo com o primeiro aspecto da presente descrição e a ferramenta de abertura conforme indicado na Figura 2a;

[074] A Figura 9 é um desenho esquemático que mostra a relação posicional entre a manga compósita de acordo com o primeiro aspecto da presente descrição e a ferramenta de abertura conforme indicado na Figura 2b;

[075] A Figura 10 é um desenho esquemático que mostra a relação posício- nal entre a manga compósita de acordo com o primeiro aspecto da presente descri- çãoeaferramenta de abertura e ferramenta de pescaria conforme indicado na Figu- ra2b; e

[076] A Figura 11 é um desenho esquemático que mostra a relação posicio-

nal entre a manga compósita e a primeira ferramenta de fechamento de acordo com o primeiro aspecto da presente descrição.

[077] A Figura 12a é um desenho esquemático de uma manga compósita de uma montagem de fraturamento de manga de acordo com um segundo aspecto da presente descrição;

[078] A Figura 12b é um desenho esquemático que mostra uma ranhura de seleção de posição em um tubo interno da manga compósita de acordo com a Figu- ra 12a;

[079] A Figura 13 é um desenho esquemático que mostra uma ferramenta de abertura da montagem de fraturamento de manga de acordo com o segundo aspec- to da presente descrição;

[080] A Figura 14 é um desenho esquemático que mostra uma ferramenta de acionamento da montagem de fraturamento de manga de acordo com o segundo aspecto da presente descrição;

[081] As Figuras 15a e 15b são desenhos esquemáticos de uma segunda ferramenta de fechamento da montagem de fraturamento de manga de acordo com o segundo aspecto da presente descrição;

[082] A Figura 16 é um desenho esquemático de uma estrutura de guia de um elemento em formato de dente de acordo com o segundo aspecto da presente descrição;

[083] As Figuras 17a a 17c são desenhos esquemáticos que mostram o princípio de engate único entre os elementos em formato de dente de acordo com o segundo aspecto da presente descrição;

[084] A Figura 18 é um desenho esquemático que mostra uma coluna de fer- ramenta de abertura da montagem de fraturamento de manga de acordo com o se- gundo aspecto da presente descrição;

[085] A Figura 19 é um desenho ampliado da área | na Figura 18; e

[086] A Figura 20 é um desenho esquemático da relação posicional da man- ga compósita, da ferramenta de abertura e da ferramenta de acionamento de acordo com o segundo aspecto da presente descrição,

[087] Nos desenhos, o mesmo componente é indicado pelo mesmo simbolo —dereferência. Os desenhos não são desenhos de acordo com uma escala real. Descrição detalhada de modalidades

[088] Um primeiro aspecto da presente descrição será explicado em deta- lhes a seguir com referência às Figuras 1a a 11.

[089] A Figura 1a ilustra uma manga compósita 10 de uma montagem de fra- turamento de manga de acordo com um primeiro aspecto da presente descrição, que compreende um tubo externo fixo 11 e um tubo interno 12 conectado a uma pa- - rede interna do tubo externo 11 através de um pino de cisalhamento 13, em que o : tubo externo 11 é dotado de um orifício de jateamento de areia 14 e uma parede in- terna do tubo interno 12 é dotado de um primeiro elemento em formato de dente 15. Na modalidade, conforme indicado na Figura 1a, o primeiro elemento em formato de dente 15 e o tubo interno 12 formam uma peça inteiriça. Em uma modalidade, as superfícies de encaixe do tubo externo 11 e do tubo interno 12 são dotadas de uma ranhura de posicionamento 16 e um elemento de posicionamento 17. A ranhura de posicionamento 16 e o elemento de posicionamento 17 são configurados como não — sendo engatados um com o outro em um estado inicial, conforme indicado na Figura 1a, e somente engatando um com o outro no fechamento de uma passagem de fra- turamento, assegurando, assim, que o tubo externo 11 e o tubo interno 12 possa ser engatado um com o outro, a fim de assegurar que a passagem de fraturamento pos- sa ser fechada. Em uma modalidade, o elemento de posicionamento 17 e a ranhura de posicionamento 16, por exemplo, podem ser respectivamente na forma de um pino de recuo e uma ranhura de pino. Em outra modalidade, as superfícies de encai- xe do tubo externo 11 e do tubo interno 12 são adicionalmente dotadas de uma ra-

nhura de seleção de posição 19 e um elemento de seleção de posição 18. A ranhura de seleção de posição 19 compreende uma primeira parte L1 e uma terceira parte L3 radialmente espaçadas uma da outra ao longo de uma direção axial da manga compósita 10, em que a terceira parte L3 é mais longa do que a primeira parte L1 e uma extremidade a montante da terceira parte L3 é alinhada com uma extremidade a montante da primeira parte L1. Uma segunda parte L2 conecta as extremidades da primeira parte L1 e da terceira parte L3 que são alinhadas umas com as outras para formar a ranhura de seleção de posição 19, conforme mostrado na Figura 1b.

Na abertura ou fechamento da manga compósita, o elemento de seleção de posição 18 pode se mover ao longo da ranhura de seleção de posição 19 conforme mostrado na

Figura 1b. 2 [090] A Figura 2a mostra uma primeira modalidade de uma ferramenta de abertura 20 da montagem de fraturamento de manga de acordo com o primeiro as- pecto da presente descrição, que compreende um corpo principal 21 e um segundo elemento em formato de dente 22 conectado a uma parede externa do corpo princi- pal 21 através de um terceiro mecanismo de mola que pode conduzir o segundo elemento em formato de dente 22 radialmente para fora.

Em uma modalidade, con- forme mostrado na Figura 2, o terceiro mecanismo de mola compreende uma mola 24 para conduzir o segundo elemento em formato de dente 22 para se mover para forae um parafuso limitador 25 para limitar a distância do segundo elemento em formato de dente 22 que pode se mover radialmente para fora.

O parafuso limitador não é somente usado para límitar a distância do segundo elemento em formato de dente que pode se mover para fora, mas também usado para permitir que o se- gundo elemento em formato de dente 22 se conecte sempre ao corpo principal 21. 25 Prefere-se que as duas extremidades do terceiro mecanismo de mola próximo ao segundo elemento em formato de dente 22 sejam ambas dispostas com a mola 24 e o parafuso limitador 25. Em outra modalidade opcional adicional, uma estrutura 26 de uma projeção e uma reentrância acopladas uma com a outra é adicionalmente fornecida entre o segundo elemento em formato de dente 22 e o corpo principal 21. Prefere-se que, quando o segundo elemento em formato de dente 22 se move para fora, a estrutura da projeção e da reentrância ainda exista entre o segundo elemento em formato de dente 22 e o corpo principal 21, aperfeiçoando, deste modo, a resis- tência de conexão entre o segundo elemento em formato de dente 22 e o corpo principal 21,

[091] Em um estado inicial da montagem de fraturamento de manga, o tubo interno 12 e o tubo externo 11 da manga compósita 10 são conectados um ao outro — através do pino de cisalhamento 13, e a ranhura de seleção de posição 19 e o ele- mento de seleção de posição 18 são engatados na posição D1 da ranhura de sele- ção de posição 19. Neste momento, o tubo interno 12 cobre completamente o orifício de jateamento de areia 14 e a ranhura de posicionamento 16 fica abaixo do elemen- to de posicionamento 17 sem ser engatado um com o outro, conforme mostrado na Figura la. Quando a ferramenta de abertura 20, conforme mostrado na Figura 2a, é assentada, o tubo interno 12 da manga compósita 10 e a ferramenta de abertura 20 são acoplados através do primeiro elemento em formato de dente 15 e do segundo elemento em formato de dente 22, conforme ilustrado na Figura 8. Quando a pres- são dentro do revestimento ou coluna de tubagem alcança um valor predeterminado, opino de cisalhamento 13 é cisalhado e a ferramenta de abertura 20 conduz o tubo interno 12 para se mover para baixo para expor o orifício de jateamento de areia 14, de modo que uma passagem de fraturamento seja estabelecida. Entretanto, a ranhu- ra de seleção de posição 19 e o elemento de seleção de posição 18 são engatados na posição D2 da ranhura de seleção de posição 19.

[092] A Figura 2b mostra uma segunda modalidade de uma ferramenta de abertura 20' da montagem de fraturamento de manga de acordo com o primeiro as- pecto da presente descrição. A ferramenta de abertura 20' compreende todos os componentes conforme mostrado na Figura 2a e compreende, adicionalmente, um mecanismo guia 30. Depois que a ferramenta de abertura e o tubo interno da manga compósita são engatados, quando uma pressão é aplicada, o mecanismo guia 30 pode possibilitar que a ferramenta de abertura e o tubo interno da manga compósita semovam com estabilidade maior. Em uma modalidade preferida, os elementos de vedação são dispostos sobre as superfícies de contato do mecanismo guia 30 com o tubo interno 12 e o tubo externo 11 da manga compósita 10, conforme indicado pe- los símbolos de referência 31 e 32 nas Figuras 2b e 9, com a finalidade de evitar o vazamento de fluido pressurizado e, assim, aperfeiçoar a eficiência do trabalho.

[093] A Figura 2c indica uma terceira modalidade de uma ferramenta de abertura 20" da montagem de fraturamento de manga de acordo com o primeiro as- : pecto da presente descrição. Esta modalidade se difere das Figuras 2a e 2b somen- : te pelo fato de que uma pluralidade de segundos elementos em formato de dente i 22” são conectados a uma extremidade superior de um corpo principal 21” através de elementos elásticos 35, tais como elementos de mola de lâmina. Uma extremida- de dos elementos elásticos 35 que se conecta ao corpo principal 21” tem um diâme- tro menor do que a outra extremidade do mesmo que se conecta aos segundos ele- mentos em formato de dente 22”. A Figura 3 é uma vista de topo da ferramenta de abertura 20” conforme mostrado na Figura 2c. A Figura 3 mostra que a ferramenta de abertura 20” compreende uma pluralidade de segundos elementos em formato de dente 22" que formam um cilindro, o qual torna mais fácil para a fabricação da ferramenta de abertura 20”.

[094] Em uma modalidade, a ferramenta de abertura 20 tem uma estrutura oca atravessante com tamanhos diferentes de seções transversais. Conforme mos- trado a partir das Figuras 2a a 2c, a estrutura oca atravessante da ferramenta de abertura 20 compreende, por exemplo, duas partes, isto é, uma parte inferior 33 com um tamanho maior e uma parte superior 34 com um tamanho menor. O tamanho de abertura da parte inferior 33, como um todo, diminui gradualmente a uma direção à jusante, isto é, em uma forma de um cone com sua extremidade menor em direção à jusante. Com esta disposição, um mecanismo de pressão disposto na parte inferior 33 não pode ser desengatado da mesma.

[095] Conforme mostrado a partir das Figuras 2a a 2c, o mecanismo de pressão compreende uma gaiola 27 e uma esfera 29 disposta dentro da gaiola 27. À gaiola 27 compreende uma extremidade inferior aberta, uma extremidade superior vedada com um manípulo de pescaria 23 em um lado externo da mesma, e uma passagem de fluido 28 sobre uma parede circunferencial da gaiola 27. Em uma mo- dalidade, a gaiola 27 tem um diâmetro externo maior do que a parte superior 34 da estrutura oca atravessante e também maior do que a abertura da parte inferior 33. Portanto, a gaiola 27 não irá desengatar da parte inferior 33. Em uma modalidade específica, uma abertura inferior da gaiola 27 forma uma estrutura cônica que pode se igualar à abertura cônica da parte inferior 33 da estrutura oca atravessante, de modo que a gaiola 27 não irá desengatar da parte inferior 33. A esfera 29 tem um diâmetro maior do que a abertura inferior da gaiola 27, de modo que a esfera 29 não irá desengatar da gaiola 27 e irá vedar o revestimento para alcançar a pressão para fora quando a pressão é aplicada ao revestimento. Prefere-se que, quando à esfera 29 está nas extremidades inferior e superior da gaiola 27, a esfera 29 não bloqueie a passagem de fluido 28 sobre a parede circunferencial da gaiola 27. Em uma modali- dade preferida, a área de abertura na extremidade inferior da gaiola 27 é menor ou igual à área total da passagem de fluido 28 sobre a parede circunferencial da gaiola

27.

[096] A Figura 4a mostra esquematicamente uma primeira modalidade de uma primeira ferramenta de fechamento 40 da montagem de fraturamento de manga de acordo com o primeiro aspecto da presente descrição. A primeira ferramenta de fechamento 40 compreende um tirante central 41, um quinto elemento em formato de dente 42 disposto sobre uma parede externa do tirante central 41 e um quarto mecanismo de mola disposto entre o tirante central 41 e o quinto elemento em for- mato de dente 42. O quarto mecanismo de mola é idêntico ao terceiro mecanismo de mola da ferramenta de abertura 20, conforme mostrado na Figura 2a, e deste —modo, não será repetidamente descrito aqui por uma questão de simplicidade. Se- melhantemente com a ferramenta de abertura 20, uma estrutura com uma projeção e uma reentrância acoplada uma com à outra também é fornecida entre o quinto elemento em formato de dente 42 da primeira ferramenta de fechamento 40 e o ti- rante central 41. Esta estrutura é da mesma função que a projeção e reentrância da ferramenta de abertura 20 e, deste modo, por uma questão de simplicidade, não se- rá repetidamente descrita aqui, também. Sob a atuação de elasticidade, o quinto . elemento em formato de dente 42 pode engatar automaticamente com o tubo interno 12 da manga compósita correspondente 10, o qual facilita o fechamento subsequen- te da passagem de fraturamento.

[097] A Figura 4b mostra esquematicamente uma segunda modalidade de uma primeira ferramenta de fechamento 40' da montagem de fraturamento de man- ga de acordo com o primeiro aspecto da presente descrição. A primeira ferramenta de fechamento 40' compreende um tirante central 41' e um quinto elemento em for- mato de dente 42' na forma de um elemento de mola de lâmina, em que o quinto elemento em formato de dente 42' se conecta ao tirante central 41' somente em uma extremidade inferior do mesmo com uma extremidade superior espaçada do tirante central 41' por uma determinada distância. Em uso, o quinto elemento em formato de dente 42', sob uma atuação elástica do mesmo, pode automaticamente engatar com o tubo interno 12 da manga compósita, o qual facilita o fechamento subsequen- teda passagem de fraturamento,

[098] A Figura 7 é um desenho esquemático de uma ferramenta de pescaria 70 de acordo com o primeiro aspecto da presente descrição, a qual pode ser inseri-

da na estrutura oca atravessante da ferramenta de abertura mencionada acima. Uma extremidade inferior da ferramenta de pescaria 70 é dotada de uma cabeça de pescaria 73, tal como um anel de pressão, a fim de prender o manípulo de pescaria 23 na gaiola 27 da ferramenta de abertura 20, cujo engate é esquematicamente — mostrado na Figura 10. Uma extremidade superior 72 da ferramenta de pescaria 70 pode ser conectada à coluna de tubagem (não mostrada), a fim de arrastar a coluna de tubagem para conduzir a ferramenta de pescaria e puxar a ferramenta de abertu- ra para fora da manga compósita.

[099] A seguir, será ilustrado um processo de fechamento da passagem de fraturamento com referência à primeira ferramenta de fechamento 40', conforme mostrado na Figura 4b. Primeiramente, a ferramenta de pescaria 70 é assentada para pescar a ferramenta de abertura 20 a partir da manga compósita 10. Em segui- da, a primeira ferramenta de fechamento correspondente 40' é assentada na manga, e o quinto elemento em formato de dente 42' é engatado com o primeiro elemento em formato de dente 15 do tubo interno 12 da manga compósita 10, conforme mos- trado na Figura 11, Depois disso, a primeira ferramenta de fechamento 40' é girada para conduzir o tubo interno 12 a girar, até que a ranhura de seleção de posição 19 seja acoplada com o elemento de seleção de posição 18 na posição D3. O tirante central 41' da primeira ferramenta de fechamento 40º é levantado, de modo que a —ranhura de posicionamento 16 e o elemento de posicionamento 17 sejam engatados u com o outro, quando a ranhura de seleção de posição 19 acopla com o elemento de seleção de posição 18 na posição D4. Neste momento, o orifício de jateamento de areia 14 é bloqueado pelo tubo interno 12, de modo que a manga compósita 10 e a passagem de fraturamento possam ser fechadas. Sendo este o caso, pode se evi- tarquea manga compósita 10 seja inesperadamente fechada depois que a ferra- menta de abertura é retirada.

[100] Em uma modalidade preferida, cada um dos elementos em formato de

' dente de acordo com o primeiro aspecto da presente descrição tem uma estrutura de guia inclinada ou uma estrutura de guia em declive em uma extremidade do mesmo, conforme esquematicamente mostrado na Figura 5 pelo símbolo de refe- rência 51. Esta estrutura de guia pode promover um elemento em formato de dente aser pressionado para dentro” e/ou “pressionado para fora de” outro elemento em formato de dente engatado com o dito elemento em formato de dente, facilitando, deste modo, a operação.

[101] Um dispositivo de fraturamento de manga de acordo com o primeiro aspecto da presente descrição compreende uma pluralidade de montagens de fratu- ramento de manga de acordo com o primeiro aspecto da presente descrição. Cada manga compósita é configurada de modo que o primeiro elemento em formato de dente da mesma seja diferente do primeiro elemento em formato de dente de qual- : quer outra manga compósita, de modo que cada manga compósita possa somente ser engatada com uma única ferramenta de abertura, isto é, a ferramenta de abertu- ra na montagem de manga associada com a dita manga compósita, e que cada manga compósita possa somente ser engatada com uma única primeira ferramenta de fechamento, isto é, a primeira ferramenta de fechamento na montagem de manga associada com a dita manga compósita.

[102] Antes da ferramenta de abertura, conforme mostrado nas Figuras 2a e 2b,ser assentada, o segundo elemento em formato de dente da ferramenta de aber- tura se projeta para fora do corpo principal sob a atuação da mola e do parafuso limi- tador do terceiro mecanismo de mola. À medida que a ferramenta de abertura é as- sentada, o segundo elemento em formato de dente não irá saltar para fora devido à ação de pressionamento dos tubos internos de outras mangas compósitas antes de ser engatado com o primeiro elemento em formato de dente da montagem de manga associada com o dito segundo elemento em formato de dente. O segundo elemento em formato de dente não será expulso do corpo principal da ferramenta de abertura sob a atuação da mola para ser engatado com o primeiro elemento em formato de dente da montagem de manga até que a dita ferramenta de abertura alcance o pri- meiro elemento em formato de dente da montagem de manga associada com a dita ferramenta de abertura.

[103] Antes da ferramenta de abertura 20” ser assentada na manga compó- sita, os segundos elementos em formato de dente 22” são espaçados um do outro, de modo que a ferramenta de abertura 20”, como um todo, seja na forma de um trombeta, cuja boca encerrada pelos segundos elementos em formato de dente 22” tem um diâmetro maior do que aquele do tubo interno da manga compósita. Quando a ferramenta de abertura 20” é assentada, antes da ferramenta de abertura 20” ser engatada com o primeiro elemento em formato de dente da montagem de manga associada com a dita ferramenta de abertura 20”, os segundos elementos em forma- to de dente 22” seriam pressionados por outras mangas compósitas. Quando a fer- | ramenta de abertura 20" alcança a manga compósita associada, os segundos ele- mentos em formato de dente 22” irão automaticamente expandir e, deste modo, en- gatar com o tubo interno da dita manga compósita sob a atuação elástica do ele- mento elástico 35, de modo que a ferramenta de abertura 20” engata com a manga compósita,

[104] Pode ser facilmente compreendido que o quinto elemento em formato de dente da primeira ferramenta de fechamento engata com o primeiro elemento em formato de dente da manga compósita da mesma forma, alcançando, assim, a ope- ração similar à “abertura de diferentes fechaduras com diferentes chaves”.

[105] As Figuras 6a a 6c ilustram esquematicamente como cada elemento em formato de dente é engatado com um único elemento em formato de dente cor- respondente. Cada elemento em formato de dente engata com o único elemento em formato de dente correspondente através de parâmetros de contorno únicos do mesmo, os quais, por exemplo, podem consistir em um ou mais selecionados a partir do grupo que consiste em perfil de dentes, conforme mostrado na Figura 6a, espaço de dente, conforme mostrado na Figura 6b, e número de dentes, conforme mostrado na Figura 6c. Prefere-se que uma estrutura de guia 51 em cada elemento em forma- to de dente também possa ser configurada como somente capaz de engatar com uma única estrutura correspondente 52, de modo que cada elemento em formato de dente alcance o engate com um único elemento em formato de dente corresponden- te, conforme esquematicamente ilustrado na Figura 5. Compreende-se facilmente que os parâmetros de contorno do elemento em formato de dente podem ser usados em combinação com a estrutura de guia. Prefere-se que uma superfície lateral e su- perfície de fundo de ao menos um dente e/ou espaço de dente do elemento em for- mato de dente forme um ângulo de 90 graus ou menor do que 90 graus, isto é, for- me um dente retangular ou dente de gancho, de modo que os elementos em formato de dente possam ser estavelmente engatados sem serem separados um do outro sob forças excessivas.

[106] De acordo com o primeiro aspecto da presente descrição, os parâme- tros de contorno de um elemento em formato de dente e/ou estrutura de guia do mesmo deveriam ser configurados como possibilitando que o elemento em formato de dente identifique o único elemento em formato de dente correspondente associa- do com o dito elemento em formato de dente. Quando os parâmetros de contorno e/ou estrutura de guia de um elemento em formato de dente se igualam completa- mente àqueles de outro elemento em formato de dente, qualquer um dos elementos em formato de dente irá engatar com e entrar no outro elemento em formato de den- te sob uma força elástica, de modo que as duas ferramentas correspondentes sejam acopladas uma com a outra para abrir ou fechar a manga compósita, de modo que a manga compósita possa ser aberta ou fechada em qualquer posição fixa.

[107] A seguir, um processo de fraturamento com o dispositivo de fratura- mento de manga de acordo com o primeiro aspecto da presente descrição será des-

crito com referência às Figuras 1a a 11. Primeiramente, um mecanismo de abertura de gradiente de pressão é montado na extremidade mais baixa do revestimento ou coluna de tubagem antes de montar sucessivamente a manga compósitas em cada montagem de fraturamento de acordo com o primeiro aspecto da presente descri- ção Em uma modalidade, o mecanismo de abertura de gradiente de pressão pode adotar uma manga de gradiente de pressão ou um orifício de Jateamento de areia que é bem conhecido na técnica anterior. E, então, a pressão é aplicada no furo de poço para abrir o mecanismo de abertura de gradiente de pressão na extremidade mais baixa, a fim de estabelecer uma passagem de comunicação entre o revesti- mento ou coluna de tubagem com o estrato. Subsequentemente, cada uma das fer- ramenta de aberturas é assentada em sequência para abrir as mangas compósitas a : partir do fundo ao topo para realizar o fraturamento gradual.

[108] Depois que o fraturamento gradual é completo, cada ferramenta de abertura é pescada a partir do topo ao fundo com a ferramenta de pescaria 70 e a passagem de óleo e gás na manga ou coluna de tubagem é restaurada. Quando uma passagem de fraturamento específica precisa ser fechada, a primeira ferramen- ta de fechamento associada com a manga associada com a dita passagem de fratu- ramento é assentada e a manga é fechada de acordo com o processo descrito no primeiro aspecto da presente descrição sobre a primeira ferramenta de fechamento, de modo que a passagem de fraturamento específica seja fechada.

[109] Um segundo aspecto da presente descrição será explicado em deta- lhes a seguir com referência às Figuras 12a a 20.

[110] A Figura 12a ilustra uma manga compósita 110 de uma montagem de fraturamento de manga de acordo com um segundo aspecto da presente descrição, que compreende um tubo externo fixo 111 e um tubo interno 112 conectado a uma parede interna do tubo externo 111 através de um pino de cisalhamento 113, em que o tubo externo 111 é dotado de um orifício de jateamento de areia 114 e uma parede interna do tubo interno 112 é dotado de um primeiro elemento em formato de dente 115. Na modalidade conforme indicado na Figura 12a, o primeiro elemento em formato de dente 115 e o tubo interno 112 formam uma peça inteiriça. Em uma mo- dalidade, as superfícies de encaixe do tubo externo 111 e do tubo interno 112 são S dotadasde uma ranhura de posicionamento 116 e um elemento de posicionamento

117. A ranhura de posicionamento 116 e o elemento de posicionamento 117 são configurados como não sendo engatados um com o outro em um estado inicial, con- forme indicado na Figura 12a, e somente engatando um com o outro no fechamento de uma passagem de fraturamento, assegurando, deste modo, que o tubo externo 111eotubo interno 112 possam ser engatados um com o outro, a fim de assegurar que a passagem de fraturamento possa ser fechada. Em uma modalidade, o ele- mento de posicionamento 117 e a ranhura de posicionamento 116, por exemplo, po- dem adotar, respectivamente, a forma de um pino de recuo e uma ranhura de pino. Em outra modalidade, as superfícies de encaixe do tubo externo 111 e do tubo inter- no 112 são adicionalmente dotadas de uma ranhura de seleção de posição 119 e um elemento de seleção de posição 118. A ranhura de seleção de posição 119 compreende uma primeira parte L11 e uma terceira parte L13 radialmente espaça- das uma com a outra ao longo de uma direção axial da manga compósita 110, em que a terceira parte L13 é mais longa do que a primeira parte L11 e uma extremida- deamontante da terceira parte L13 é alinhada com uma extremidade a montante da primeira parte L11. Uma segunda parte L12 conecta as extremidades da primeira parte L11 e da terceira parte L13 que são alinhadas uma com a outra para formar a ranhura de seleção de posição 119, conforme mostrado na Figura 12b. Na abertura ou fechamento da manga compósita, o elemento de seleção de posição 118 pode se mover ao longo da ranhura de seleção de posição 119, conforme mostrado na Figu- ra 12b.

[111] A Figura 13 mostra uma ferramenta de abertura 120 da montagem de fraturamento de manga de acordo com o segundo aspecto da presente descrição, que compreende um corpo principal tubular oco 121, um terceiro elemento em for- mato de dente 123 que forma uma peça inteiriça com o corpo principal 121, e um segundo elemento em formato de dente 122 conectado a uma parede externa do corpo principal 121 através de um primeiro mecanismo de mola que pode conduzir o segundo elemento em formato de dente 122 radialmente para fora. Em uma modali- dade, o primeiro mecanismo de mola compreende uma mola 124 para conduzir o segundo elemento em formato de dente 122 a se mover para fora e um parafuso limitador 125 para limitar a distância do segundo elemento em formato de dente 122 que pode se mover radialmente para fora. Conforme mostrado na Figura 13, as duas extremidades do primeiro mecanismo de mola próximo ao segundo elemento em formato de dente 122 são ambas dispostas com a mola 124 e o parafuso limitador

125. O parafuso limitador 125 não é somente usado para limitar a distância do se- gundo elemento em formato de dente 122 que pode se mover para fora, mas tam- bém usado para permitir que o segundo elemento em formato de dente 122 sempre se conecte ao corpo principal 121. Em outra modalidade opcional adicional, uma es- trutura 126 de uma projeção e uma reentrância acopladas uma com a outra é adici- onalmente fornecida entre o segundo elemento em formato de dente 122 e o corpo principal 121. Prefere-se que, quando o segundo elemento em formato de dente 122 semove para fora, a estrutura da projeção e da reentrância ainda exista entre o se- gundo elemento em formato de dente 122 e o corpo principal 121, aperfeiçoando, deste modo, a resistência de conexão entre o segundo elemento em formato de den- te 122 e o corpo principal 121,

[112] A Figura 14 mostra uma ferramenta de acionamento 130 da montagem de fraturamento de manga de acordo com o segundo aspecto da presente descri- ção, que compreende um corpo central 131, um quarto elemento em formato de dente 132 disposto sobre uma parede externa do corpo central 131 e um segundo mecanismo de mola disposto entre o corpo central 131 e o quarto elemento em for- mato de dente 132. O segundo mecanismo de mola pode adotar exatamente a mesma estrutura que o primeiro mecanismo de mola da ferramenta de abertura 120 e, deste modo, não será repetidamente descrita aqui por uma questão de simplici- dade. Semelhantemente à ferramenta de abertura 1 20, uma estrutura de uma proje- ção e uma reentrância acopladas uma com a outra também é disposta entre o quar- to elemento em formato de dente 132 e o corpo central 131, cuja função é igual à estrutura da projeção e reentrância da ferramenta de abertura 120 e, portanto, por uma questão de simplicidade não será repetidamente descrita aqui, também.

[113] Em um estado inicial da montagem de fraturamento de manga, o tubo interno 112 e tubo externo 111 da manga compósita 110 são conectados um ao ou- tro através do pino de cisalhamento 113, e a ranhura de seleção de posição 119 e o elemento de seleção de posição 118 são engatados na posição D11 da ranhura de seleção de posição 119. Neste momento, o tubo interno 112 cobre completamente o orifício de jateamento de areia 114, e a ranhura de posicionamento 116 fica abaixo do elemento de posicionamento 117 sem que sejam engatados um com o outro, conforme mostrado na Figura 12a. Quando a ferramenta de abertura 120 e a ferra- menta de acionamento 130 são sucessivamente assentadas, o tubo interno 112 da manga compósita 110 e a ferramenta de abertura 120 são acoplados através do primeiro elemento em formato de dente 115 e do segundo elemento em formato de dente 122, e a ferramenta de abertura 120 engata com a ferramenta de acionamento 130 através do terceiro elemento em formato de dente 123 e do quarto elemento em formato de dente 132. Quando a pressão dentro do revestimento ou coluna de tuba- gem alcança um valor predeterminado, o pino de cisalhamento 113 é cisalhado e a ferramenta de acionamento 130 em conjunto com a ferramenta de abertura 120 conduz o tubo interno 112 a se mover para baixo para expor o orifício de jateamento de areia 114, de modo que uma passagem de fraturamento seja estabelecida. Ao mesmo tempo, a ranhura de seleção de posição 119 e o elemento de seleção de posição 118 são engatados na posição D12 da ranhura de seleção de posição 119.

[114] A Figura 15a mostra esquematicamente uma primeira modalidade de uma segunda ferramenta de fechamento 140 da montagem de fraturamento de S manga de acordo com o segundo aspecto da presente descrição. A segunda ferra- menta de fechamento 140 compreende um tirante central 141, um sexto elemento em formato de dente 142 disposto sobre uma parede externa do tirante central 141 e um quinto mecanismo de mola disposto entre o tirante central 141 e o sexto elemen- to em formato de dente 142. O quinto mecanismo de mola é idêntico ao primeiro “mecanismo de mola da ferramenta de abertura 120 e, deste modo, não será repeti- damente descrita aqui por uma questão de simplicidade, Semelhantemente à ferra- . menta de abertura 120, uma estrutura de uma projeção e uma reentrância acopladas uma com a outra também é fornecido entre o sexto elemento em formato de dente 142 e o tirante central 141. Esta estrutura é da mesma função que a projeção e re- entrância da ferramenta de abertura 120 e, deste modo, por uma questão de simpli- cidade não será repetidamente descrita aqui, também. Sob a atuação de elasticida- de, o sexto elemento em formato de dente 142 pode engatar automaticamente com o tubo interno 112 da manga compósita correspondente no fundo do poço, o qual facilita o fechamento subsequente da passagem de fraturamento.

[115] A Figura 15b mostra esquematicamente uma segunda modalidade de uma segunda ferramenta de fechamento 140' da montagem de fraturamento de manga de acordo com o segundo aspecto da presente descrição. A segunda ferra- menta de fechamento 140' compreende um tirante central 141' e um sexto elemento em formato de dente 142' na forma de um elemento de mola de lâmina, em que o sexto elemento em formato de dente 142' se conecta ao tirante central 141' somente em uma extremidade inferior do mesmo com uma extremidade superior espaçada a partir do tirante central 141' por uma determinada distância. Em uso, o sexto ele-

mento em formato de dente 142', sob uma atuação elástica do mesmo, pode engatar automaticamente com o tubo interno 112 da manga compósita, o qual facílita o fe- chamento subsequente da passagem de fraturamento.

[116] Antes da passagem de fraturamento ser fechada, a ferramenta de aci- —onamento 130 é primeiramente pescada para fora da ferramenta de abertura 120, ou a ferramenta de abertura 120 e a ferramenta de acionamento 130 são pescada para fora da manga compósita 110. A seguir, um processo de fechamento da passagem de fraturamento será ilustrado com referência à segunda ferramenta de fechamento 140', conforme mostrado na Figura 15b, em que a segunda ferramenta de fecha- mento 140' pode ser inserida no tubo interno 112 da manga compósita 110. Para iniciar, a ferramenta de abertura 120 e a ferramenta de acionamento 130 são pesca- das para fora da manga compósita 110. Em seguida, a segunda ferramenta de fe- : chamento 140' correspondente é assentada na manga, a fim de engatar o sexto elemento em formato de dente 142' com o primeiro elemento em formato de dente 115 no tubo interno 112 da manga compósita. Depois disto, a segunda ferramenta de fechamento 140' é girada para acionar o tubo interno 112 a girar, até que a ra- nhura de seleção de posição 119 seja acoplada com o elemento de seleção de posi- ção 118 na posição D13. O tirante central 141' da segunda ferramenta de fechamen- to 140' é levantado, de modo que a ranhura de posicionamento 116 e o elemento de posicionamento 117 sejam engatados um com o outro quando a ranhura de seleção de posição 119 acopla com o elemento de seleção de posição 118 na posição D14. Neste momento, o orifício de jateamento de areia 114 é bloqueado pelo tubo interno 112, de modo que a manga compósita 110 e a passagem de fraturamento possam ser fechadas. Sendo este o caso, pode se evitar que a manga compósita 110 seja inesperadamente fechada depois que a ferramenta de abertura ou a ferramenta de acionamento, conforme mencionado acima, seja retirada.

[117] Em uma modalidade preferida, cada um dos elementos em formato de dente, de acordo com o segundo aspecto da presente descrição, tem uma estrutura de guia inclinada ou uma estrutura de guia em declive em uma exiremidade do mesmo, conforme esquematicamente mostrado na Figura 5 pelo símbolo de refe- rência 151. Esta estrutura de guia pode promover um elemento em formato de dente a ser"pressionado para dentro” e/ou “pressionado para fora" de outro elemento em formato de dente engatado com o dito elemento em formato de dente, facilitando, deste modo, a operação.

[118] Em uma modalidade, a ferramenta de acionamento 130 compreende uma estrutura oca atravessante com tamanhos diferentes de seções transversais, Conforme mostrado na Figura 14, a estrutura oca atravessante da ferramenta de acionamento 130 pode, por exemplo, compreender duas partes, isto é, uma parte a jusante 133 com um tamanho maior e uma parte a montante 134 com um tamanho menor. O tamanho da abertura da parte a jusante 133 como um todo diminui gradu- | almente em direção a uma direção à jusante, isto é, em uma forma de um cone com uma extremidade menor do mesmo em direção a uma direção à jusante. Com esta disposição, um mecanismo de pressão disposto na parte à jusante 133 não pode ser desengatado da mesma.

[119] Em uma modalidade, o mecanismo de pressão compreende uma gaio- la 135 e uma esfera 136 disposta dentro da gaiola 135. A gaiola 135 compreende uma extremidade superior vedada, uma extremidade inferior aberta, e uma passa- gem de fluido 137 sobre uma parede circunferencial da mesma. Conforme mostrado na Figura 14, a gaiola 135 tem um diâmetro externo maior do que uma parte a mon- tante 134 da estrutura oca atravessante e também maior do que a abertura da parte a jusante 133. Portanto, a gaiola 135 não irá desengatar da parte a jusante 133. Em uma modalidade, uma abertura de extremidade a jusante da gaiola 135 forma uma estrutura cônica que pode se igualar á abertura cônica da parte à jusante 133 da estrutura oca atravessante, de modo que a gaiola 135 não irá desengatar da parte a jusante 133. A esfera 136 tem um diâmetro maior do que a abertura de extremidade a jusante da gaiola 135, de modo que a esfera 136 não irá desengatar da gaiola 135 € irá vedar o revestimento para alcançar à pressão para fora quando o revestimento é aplicada uma pressão. Prefere-se que, quando a esfera 136 está nas extremida- desamontantee a jusante da gaiola 135, a esfera 136 não bloqueie a passagem de fluido 137 sobre a parede circunferencial da gaiola 135. Em outra modalidade, a área de abertura na extremidade a jusante da gaiola 135 é menor ou igual à área total da passagem de fluido 137 sobre a parede circunferencial da gaiola 135.

[120] Um dispositivo de fraturamento de manga de acordo com o segundo aspecto da presente descrição compreende uma pluralidade de montagens de fratu- ramento de manga de acordo com o segundo aspecto da presente descrição. De acordo com o segundo aspecto da presente descrição, cada manga compósita pode ser posicionada em um local exigido de um revestimento 173. Depois disto, as fer- ramentas de abertura 120, conforme mostrado na Figura 13, são conectadas para formar uma coluna de ferramenta de abertura, a qual é, então, assentada no reves- timento 173 conforme mostrado na Figura 18. Subsequentemente, a ferramenta de acionamento 130 é assentada para engatar com a ferramenta de abertura corres- pondente 120 da coluna de ferramenta de abertura, o qual promove a ferramenta de abertura 120 a desengatar da coluna de ferramenta de abertura. Então, a ferramenta de abertura 120 desengatada desliza para baixo do revestimento para acoplar com o tubo interno da manga compósita correspondente, abrindo, assim, a manga compó- sita.

[121] Na modalidade acima, cada ferramenta de abertura na coluna de fer- ramenta de abertura é configurada de modo que o segundo e terceiro elementos em formato de dente da mesma sejam respectivamente diferentes do segundo e terceiro elementos em formato de dente de qualquer outra ferramenta de abertura, de modo que cada ferramenta de abertura possa somente ser engatada com um único tubo interno, isto é, o tubo interno da manga compósita na montagem de manga associa- da com a dita ferramenta de abertura, cada ferramenta de abertura possa somente ser engatada com uma única ferramenta de acionamento, isto é, a ferramenta de acionamento na montagem de manga associada com a dita ferramenta de abertura, equecadamanga compósita possa somente ser engatada com uma única segunda ferramenta de fechamento, isto é, a segunda ferramenta de fechamento na monta- gem de manga associada com a dita manga compósita.

[122] Antes da ferramenta de abertura ser assentada, o segundo elemento em formato de dente da ferramenta de abertura se projeta para fora do corpo princi- palsob a atuação da mola e do parafuso limitador do primeiro mecanismo de mola. À medida que a ferramenta de abertura é assentada, o segundo elemento em forma- to de dente não será expulso para fora devido à ação de compressão dos tubos in- ternos de outras mangas compósitas antes de ser engatado com o primeiro elemen- to em formato de dente da montagem de manga associada com o dito segundo ele- — mento em formato de dente. O segundo elemento em formato de dente da ferramen- ta de abertura não será expulso do corpo principal da ferramenta de abertura sob a atuação da mola a ser engatado com o primeiro elemento em formato de dente da montagem de manga até que a dita ferramenta de abertura alcance o primeiro ele- mento em formato de dente da montagem de fraturamento associada com a dita fer- ramenta de abertura. É facilmente compreendido que o engate entre o quarto ele- mento em formato de dente da ferramenta de acionamento e o terceiro elemento em formato de dente da ferramenta de abertura, entre o sexto elemento em formato de dente da segunda ferramenta de fechamento e o primeiro elemento em formato de dente da manga compósita ou entre o sexto elemento em formato de dente da se- gunda ferramenta de fechamento e o terceiro elemento em formato de dente da fer- ramenta de abertura pode ser semelhantemente alcançado, de modo que a opera- ção similar à “abertura de diferentes fechaduras com diferentes chaves” possa ser alcançada.

[123] As Figuras 17a a 17c ilustram esquematicamente como cada elemento em formato de dente é engatado com um único elemento em formato de dente cor- respondente. Cada elemento em formato de dente engata com o único elemento em formato de dente correspondente através de únicos parâmetros de contorno do mesmo, os quais, por exemplo, podem consistir em um ou mais selecionados à partir do grupo que consiste em perfil de dentes, conforme mostrado na Figura 17a, espa- ço de dente, conforme mostrado na Figura 17b, e número de dentes, conforme mos- trado na Figura 17c. Prefere-se que uma estrutura de guia 151 sobre cada elemento em formato de dente também possa ser configurada como somente capaz de enga- tar com uma única estrutura correspondente 152, de modo que cada elemento em formato de dente alcance o engate co m um único elemento em formato de dente correspondente, conforme ilustrado esquematicamente na Figura 16. É facilmente compreendido que os parâmetros de contorno do elemento em formato de dente podem ser usados em combinação com a estrutura de guia. Prefere-se que uma su- perfície lateral e uma superfície de fundo de ao menos um dente e/ou espaço de dente do elemento em formato de dente formem um ângulo de 90 graus ou menor do que 90 graus, isto é, formem um dente retangular ou dente de gancho, de modo que os elementos em formato de dente possam ser engatados de forma estável sem que sejam separados um do outro sob forças excessivas.

[124] De acordo com o segundo aspecto da presente descrição, os parâme- tros de contorno e/ou estrutura de guia de um elemento em formato de dente deveri- am ser configurados como possibilitando que o elemento em formato de dente iden- tífique o único elemento em formato de dente correspondente associado com o dito elemento em formato de dente. Quando os parâmetros de contorno e/ou estrutura de guia de um elemento em formato de dente se igualam completamente com aque- les de outro elemento em formato de dente, qualquer um dos elementos em formato de dente irá engatar com e entrar no outro elemento em formato de dente sob uma força elástica, de modo que os dois elementos em formato de dente sejam acopla- dos um com o outro para abrir ou fechar a manga compósita, de modo que à manga compósita possa ser aberta ou fechada em qualquer posição fixa.

[125] Prefere-se que, exceto o segundo e terceiro elementos em formato de dente, que os tamanhos de outros componentes de cada ferramenta de abertura sejam completamente iguais àqueles dos componentes correspondentes de qual- quer outra ferramenta de aberturas, de modo que o tamanho de uma extremidade a montante de cada ferramenta de abertura se iguale precisamente ao tamanho de uma extremidade a jusante de uma ferramenta de abertura a montante. Conforme mostrado na Figura 18, uma parte de extremidade a jusante de uma ferramenta de abertura a montante 171 pode ser apenas inserida em uma parte de extremidade a montante de uma ferramenta de abertura a jusante 172, e um mecanismo de aco- plamento é disposto em uma parte de engate e inserção da ferramenta de aberturas 171e172, Com esta disposição, uma pluralidade de ferramentas de abertura pode ser conectada para formar uma coluna de ferramenta de abertura.

[126] A Figura 19 mostra uma vista ampliada do mecanismo de acoplamen- to, o qual compreende um pino de cisalhamento 183 e um pino de recuo 184. Em um estado quando uma pluralidade de ferramenta de aberturas são conectadas para formar uma coluna de ferramenta de abertura, uma parte do pino de cisalhamento 183 é disposta dentro da ferramenta de abertura a jusante 172, e a outra parte do mesmo é disposta dentro da ferramenta de abertura a montante 171 associada com a ferramenta de abertura a jusante 172, de modo que as duas ferramentas de aber- tura sejam conectadas uma a outra e suportem uma carga de cisalhamento.

[127] Conforme mostrado na Figura 19, o pino de recuo 184 compreende um primeiro e segundo subpinos de recuo 184a e 184b conhecidos. No estado de cone- xão conforme mostrado, o primeiro subpino de recuo 184a é disposto na ferramenta de abertura à jusante 172, enquanto que o segundo subpino de recuo 184b é dis- posto na ferramenta de abertura a montante 171. Sob a atuação da mola, um eixo de pino 186 do segundo subpino de recuo 184b se estende para fora de uma super- fície da ferramenta de abertura a montante 171, enquanto que um eixo de pino 185 S do primeiro subpino de recuo 184a se estende para fora de uma superfície de encai- xe da ferramenta de abertura a jusante 172 e está contíguo ao eixo de pino 186 do segundo subpino de recuo 184b. Portanto, o pino de recuo 184 também suporta par- te da carga de cisalhamento.

[128] Depois que a ferramenta de acionamento 130 e a ferramenta de aber- tura a jusante 172 são acopladas uma com a outra, uma parte a montante da ferra- menta de acionamento 130 irá pressionar uma extremidade final do eixo de pino 186 do segundo subpino de recuo 184b do pino de recuo 184 e, deste modo, forçar o eixo de pino 185 do primeiro subpino de recuo 184a de volta na ferramenta de aber- tura à jusante 172. Desta forma, somente o pino de cisalhamento 183 irá suportar a carga de cisalhamento. Quando a pressão dentro do revestimento 173 excede a re- sistência de cisalhamento do pino de cisalhamento 183, o pino de cisalhamento 183 é cisalhado, de modo que a ferramenta de abertura a jusante 172 desengata da co- luna de ferramenta de abertura, conforme mostrado na Figura 20. Subsequentemen- te, o processo de abertura ou fechamento da manga compósita, conforme descrito —acima,pode ser executado, o qual não será repetidamente descrito aqui.

[129] A seguir, um processo de fraturamento com o dispositivo de fratura- mento de manga de acordo com o segundo aspecto da presente descrição será descrito com referência às Figuras 12a a 20. Primeiramente, um mecanismo de abertura de gradiente de pressão (não mostrado) é montado na extremidade mais baixa de um revestimento 173 ou coluna de tubagem antes de montar sucessiva- mente as mangas compósitas em cada montagem de fraturamento. Em uma moda- lidade, o mecanismo de abertura de gradiente de pressão pode adotar uma manga de gradiente de pressão ou um orifício de jateamento de areia que é bem conhecido na técnica anterior. Isto é, as ferramentas de abertura das montagens de manga de acordo com o segundo aspecto da presente descrição são conectadas para formar uma coluna de ferramenta de abertura, a qual é, então, assentada na manga até que a ferramenta de abertura mais superior alcance uma posição predeterminada. Sub- sequentemente, a pressão é aplicada no furo de poço para abrir o mecanismo de abertura de gradiente de pressão na extremidade mais baixa, a fim de estabelecer uma passagem de comunicação entre o revestimento 173 ou coluna de tubagem com o estrato. Finalmente, as ferramentas de acionamento são assentadas em se- —quência para abrir as mangas compósitas etapa por etapa a partir do fundo ao topo para realizar o fraturamento gradual. . [130] Depois que o fraturamento gradual é completo, cada combinação de ferramenta de abertura e ferramenta de acionamento ou cada ferramenta de acio- | namento sozinha são pescadas em uma sequência a partir do topo ao fundo do furo depoço com a ferramenta de pescaria (não mostrada), de modo que a passagem de óleo ou gás na manga ou coluna de tubagem seja restaurada. Quando uma passa- gem de fraturamento específica precisa ser fechada, a segunda ferramenta de fe- chamento associada com a manga associada com a dita passagem de fraturamento é assentada e a manga é fechada de acordo com o processo descrito no segundo aspecto da presente descrição sobre a segunda ferramenta de fechamento, de mo- do que a passagem de fraturamento específica seja fechada.

[131] Os dispositivos de fraturamento de acordo com o primeiro ou segundo aspecto da presente descrição não são limitados às operações de fraturamento em poços de óleo horizontais, mas também podem ser aplicados no campo de fratura- —mentode estrato, onde uma manga precisa ser aberta ou fechada em posições fixas semelhantemente.

[132] Embora a presente descrição tenha sido discutida com referência às modalidades preferidas, se estende além das modalidades especificamente apre- sentadas a outras modalidades alternativas e/ou uso da descrição e modificações óbvias e equivalentes das mesmas.

O escopo da presente descrição apresentado no presente documento deveria ser limitado pelas modalidades particulares apresenta- das, conforme descrito acima, mas inclui toda e qualquer solução técnica que se se-

gue dentro do escopo das seguintes reivindicações.

Claims

REIVINDICAÇÕES | 1. Montagem de fraturamento de manga, CARACTERIZADA pelo fato de que com- ' preende, uma manga compósita que tem um tubo externo fixo e um tubo interno conectado a uma parede interna do tubo externo através de um pino de cisalhamento, em que o tubo externo é dotado de um orifício de jateamento de areia e uma parede interna do tubo interno é dotada de um primeiro elemento em formato de dente; e uma ferramenta de abertura que tem um corpo principal e um segundo elemento em formato de dente conectado ao corpo principal, em que a ferramenta de abertura pode ser inserida no tubo interno para vedar um furo de poço, e o segundo elemento em formato de dente pode ser engatado com o primeiro elemento em formato de dente, em que em um estado inicial da montagem de fraturamento de manga, o orifício de jateamento de areia é bloqueado pelo tubo interno; à medida que a ferramenta de abertura é assentada, o tubo interno engata com a ferramenta de abertura através do primeiro e segundo elemento em formato de dente; e quando a pressão dentro do revestimento alcança um valor predeterminado, o pino de cisalhamento é cisalhado e a ferramenta de abertura conduz o tubo interno para se mo- ver para baixo para expor o orifício de jateamento de areia, de modo que uma passagem de fraturamento seja estabelecida. ' 20 2. Montagem, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de - que uma primeira ferramenta de fechamento que compreende um tirante central e um quinto elemento em formato de dente conectado ao tirante central é adicionalmente fornecida para o fechamento da manga compósita, em que a primeira ferramenta de fechamento pode ser inserida no tubo interno de modo que o quinto elemento em formato de dente possa engatar como primeiro elemento em formato de dente, de modo que o tubo interno pode ser movido para cima através do levantamento da primeira ferramenta de fechamento, bloqueando, des- te modo, novamente o orifício de jateamento de areia a fim de fechar a passagem de fratu- ramento.

3. Montagem, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de queo corpo principal é na forma de um corpo tubular oco com o segundo elemento em for- mato de dente disposto sobre uma parede externa do mesmo, e compreende um terceiro elemento em formato de dente disposto sobre uma parede interna do mesmo, e um primeiro mecanismo de mola disposto entre o corpo principal e o segundo elemento em formato de dente, em que o segundo elemento em formato de dente é capaz de se mover radialmente paraforasob a atuação do primeiro mecanismo de mola a fim de que seja acoplado com o primeiro elemento em formato de dente; e a dita montagem compreende, adicionalmente, uma ferramenta de acionamento

: com um corpo central, um quarto elemento em formato de dente disposto sobre uma parede externa do corpo central, e um segundo mecanismo de mola disposto entre o corpo central e . o quarto elemento em formato de dente, em que a ferramenta de acionamento pode ser in- serida na ferramenta de abertura a fim de vedar o furo de poço, e o quarto elemento em formato de dente pode se mover radialmente para fora sob a atuação do segundo mecanis- mo de mola a fim de que seja acoplado com o terceiro elemento em formato de dente, em que, quando a ferramenta de abertura e a ferramenta de acionamento são su- cessivamente assentadas, o tubo interno engata com a ferramenta de abertura através do primeiro e segundo elemento em formato de dente, e a ferramenta de abertura engata com —aferramenta de acionamento através do terceiro e quarto elemento em formato de dente; e quando a pressão no revestimento alcança um valor predeterminado, o pino de ci- salhamento é cisalhado e a ferramenta de acionamento em conjunto com a ferramenta de abertura aciona o tubo interno para se mover para baixo para expor o orifício de jateamento de areia, a fim de estabelecer a passagem de fraturamento.

4. Montagem, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pelo fato de que uma segunda ferramenta de fechamento que compreende um tirante central e um sexto elemento em formato de dente conectado ao tirante central é adicionalmente fornecida para o fechamento da manga compósita, em que a segunda ferramenta de fechamento pode ser . inserida no tubo interno ou no corpo tubular da ferramenta de abertura, de modo que o sexto elemento em formato de dente possa ser engatado com o primeiro elemento em formato de .: dente do tubo interno ou o terceiro elemento em formato de dente da ferramenta de abertu- ra, de modo que o tubo interno pode ser movido para cima através do levantamento da se- gunda ferramenta de fechamento, bloqueando, deste modo, novamente o orifício de jatea- mento de areia a fim de fechar a passagem de fraturamento.

S. Montagem, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o segundo elemento em formato de dente da ferramenta de abertura é fornecido sobre a parede externa do corpo principal com um terceiro mecanismo de mola disposto entre o corpo principal e o segundo elemento em formato de dente, em que o segundo elemento em formato de dente pode se mover radialmente para fora sob a atuação do terceiro mecanismo —demolaafimde engatar com o primeiro elemento em formato de dente.

6. Montagem, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o segundo elemento em formato de dente da ferramenta de abertura é fornecido acima do corpo principal através de um elemento elástico, uma extremidade do elemento elástico conectada ao corpo principal que tem um diâmetro menor do que a outra extremidade do elemento elástico conectada ao segundo elemento em formato de dente.

7. Montagem, de acordo com a reivindicação 2 ou 4, CARACTERIZADA pelo fato de que o quinto elemento em formato de dente da primeira ferramenta de fechamento ou o sexto elemento em formato de dente da segunda ferramenta de fechamento é fornecido so- i bre uma parede externa do respectivo tirante central com um quarto mecanismo de mola - disposto entre o tirante central da primeira ferramenta de fechamento e o quinto elemento em formato de dente e um quinto mecanismo de mola disposto entre o tirante central da — segunda ferramenta de fechamento e o sexto elemento em formato de dente, em que o quinto ou sexto elemento em formato de dente pode se mover radialmente para fora sob a atuação do respectivo mecanismo de mola a fim de engatar com o elemento em formato de dente correspondente.

8. Montagem, de acordo com a reivindicação 2 ou 4, CARACTERIZADA pelo fato de que o quinto elemento em formato de dente da primeira ferramenta de fechamento ou o sexto elemento em formato de dente da segunda ferramenta de fechamento consiste em um elemento de mola de lâmina, uma extremidade inferior do mesmo é conectada ao respectivo tirante central e uma extremidade superior do mesmo é separada do respectivo tirante cen- tral.

9. Montagem, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADA pelo fato de que uma ranhura de seleção de posição e um elemento de seleção de posição são forneci- dos em respectivas superfícies de encaixe do tubo interno e do tubo externo da manga compósita, e são dispostos em diferentes posições quando a montagem de fraturamento de manga está em um estado aberto e quando a passagem de fraturamento está fechada.

10. Montagem, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADA pelo fato de «+ que uma ranhura de seleção de posição e um elemento de seleção de posição são forneci- dos em respectivas superfícies de encaixe do tubo interno e do tubo externo da manga compósita, e são dispostos em diferentes posições quando a montagem de fraturamento de manga está em um estado aberto e quando a passagem de fraturamento está fechada.

11. Montagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADA pelo fato de que cada um dos elementos em formato de dente é dotado de uma estrutura de guia inclinada em uma extremidade superior e uma extremidade inferior dos mesmos para guiar o engate ou desengate dos elementos em formato de dente corres- pondentes.

12. Montagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3, 5 e 7, CARACTERIZADA pelo fato de que cada um dos mecanismos de mola compreende um elemento elástico que pode exercer uma força radialmente para fora, e um batente de limite para limitar a distância dos elementos em formato de dente correspondentes que podem ser mover radialmente para fora.

13. Montagem, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o corpo principal da ferramenta de abertura compreende uma estrutura oca atravessan- te com tamanhos diferentes de seções transversais, em que uma parte inferior da estrutura

' oca atravessante com uma seção transversal maior é disposta com um mecanismo de pres- são, o qual não pode ser desengatado da parte inferior da estrutura oca atravessante.

. 14. Montagem, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADA pelo fato de que o corpo principal da ferramenta de acionamento compreende uma estrutura oca atra- —vessante com tamanhos diferentes de seções transversais, em que uma parte inferior da estrutura oca atravessante com uma seção transversal maior é disposta com um mecanismo de pressão, o qual não pode ser desengatado da parte inferior da estrutura oca atravessan- te.

15. Montagem, de acordo com a reivindicação 13 ou 14, CARACTERIZADA pelo fato de que o mecanismo de pressão compreende uma gaiola e uma esfera disposta dentro da gaiola, em que a gaiola compreende uma extremidade inferior aberta, uma extremidade superior fechada com um manípulo de pescaria em um lado externo da mesma, e uma pas- sagem de fluido em uma parede circunferencial da gaiola, sendo que a esfera é somente capaz de se mover dentro da gaiola sem bloquear a passagem de fluido sobre a parede cir- cunferencial da gaiola quando é disposta na extremidade inferior ou superior da mesma.

16. Montagem, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADA pelo fato de que a passagem de fluido sobre a parede circunferencial da gaiola tem uma área total não . menor do que a área de abertura na extremidade inferior da gaiola.

17. Montagem, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADA pelo fato de . que uma parte inferior do corpo principal da ferramenta de abertura é adicionalmente forne- cida com um mecanismo guia que se estende para baixo, em que o mecanismo guia com- preende uma estrutura oca que se comunica com o corpo principal.

18. Montagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, —CARACTERIZADA pelo fato de que as superfícies de encaixe do tubo externo e do tubo interno da manga compósita são fornecidas com mecanismos de posicionamento corres- pondentes que podem ser engatados uns com os outros, a fim de assegurar que o tubo in- terno engate com o tubo externo de modo que o orifício de jateamento de areia seja bloque- ado e, por conseguinte, a passagem de fraturamento é fechada.

19. Dispositivo de fraturamento de manga, que compreende uma pluralidade das montagens de fraturamento de manga conforme a reivindicação 2 ou 9, CARACTERIZADO pelo fato de que o segundo elemento em formato de dente de cada ferramenta de abertura é confi- gurado como diferente do segundo elemento em formato de dente de qualquer outra ferra- — menta de abertura, de modo que cada ferramenta de abertura possa somente engatar com o tubo interno na montagem de fraturamento associada com a dita ferramenta de abertura; e o quinto elemento em formato de dente de cada primeira ferramenta de fechamento é configurado como diferente do quinto elemento em formato de dente de quaisquer outras primeiras ferramentas de fechamento, de modo que cada primeira ferramenta de fechamen- . to possa somente engatar com o primeiro elemento em formato de dente no tubo interno da montagem de fraturamento associada com a dita primeira ferramenta de fechamento.

20. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que cada elemento em formato de dente pode engatar com o único elemento em formato de dente correspondente através de únicos parâmetros de contorno do mesmo e/ou a estrutura de guia disposta no mesmo.

21. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 20, CARACTERIZADO pelo fato de que os parâmetros de contorno consistem em um ou mais selecionados a partir do grupo que consiste em número de dentes, perfil de dentes e espaço de dente.

22. Dispositivo de fraturamento de manga, que compreende uma pluralidade das montagens de fraturamento de manga, conforme a reivindicação 4 ou 10, CARACTERIZADO pelo fato de que o segundo e terceiro elemento em formato de dente de —cadaferramenta de abertura são respectivamente configurados como diferentes do segundo e terceiro elemento em formato de dente de qualquer outra ferramenta de abertura, de modo que cada ferramenta de abertura possa somente engatar com o tubo interno na montagem de fraturamento associada com a dita ferramenta de abertura; e o sexto elemento em formato de dente de cada segunda ferramenta de fechamento é configurado como diferente do sexto elemento em formato de dente de quaisquer outras ' segundas ferramentas de fechamento, de modo que cada segunda ferramenta de fecha- mento possa somente engatar com o primeiro elemento em formato de dente no tubo inter- no ou o terceiro elemento em formato de dente na ferramenta de abertura da montagem de fraturamento associada com a dita segunda ferramenta de fechamento.

23. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 22, CARACTERIZADO pelo fato de que cada elemento em formato de dente pode engatar com o único elemento em formato de dente correspondente através de únicos parâmetros de contorno do mesmo e/ou a estrutura de guia disposta no mesmo.

24. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 23, CARACTERIZADO pelo fato de que os parâmetros de contorno consistem em um ou mais selecionados a partir do grupo que consiste em número de dentes, perfil de dentes e espaço de dente.

25. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 19 ou 22, CARACTERIZADO pelo fato de que todas as mangas compósitas têm o mesmo diâmetro interno.

26. Método de uso do dispositivo de fraturamento de manga, conforme a reivindica- —ção19, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: Etapa |: montar um mecanismo de abertura de gradiente de pressão na extremida- de mais baixa de um revestimento ou coluna de tubagem e, então, montar sucessivamente

: as mangas compósitas em cada montagem de fraturamento; Etapa |l: aplicar pressão no furo de poço para abrir o mecanismo de abertura de * gradiente de pressão na extremidade mais baixa e estabelecer uma passagem de comuni- cação entre o revestimento ou coluna de tubagem com estrato; e Etapa Ill: assentar a ferramenta de aberturas em sequência para abrir as mangas compósitas a partir do fundo ao topo para realizar fraturamento gradual.

27. Método, de acordo com a reivindicação 26, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa |V é adicionalmente fornecida com: recuperar a ferramenta de abertura através de uma estrutura de pescaria da ferramenta de abertura para restaurar a passagem no reves- timento ou coluna de tubagem.

28. Método, de acordo com a reivindicação 27, CARACTERIZADO pelo fato de que quando uma passagem de fraturamento específica precisa ser fechada, a primeira ferramen- ta de fechamento da manga compósita correspondente associada com a dita passagem de fraturamento é assentada a fim de fechar a passagem de fraturamento.

29. Método de uso do dispositivo de fraturamento de manga, conforme a reivindica- ção 22, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: Etapa |: montar um mecanismo de abertura de gradiente de pressão na extremida- de mais baixa de um revestimento ou coluna de tubagem, e, então, montar sucessivamente . as mangas compósitas em cada montagem de fraturamento; Etapa ll: conectar as ferramentas de abertura de cada montagem de fraturamento . para formar uma coluna de ferramenta de abertura e assentar a mesma na manga compósi- ta; Etapa Ill: aplicar pressão no furo de poço para abrir o mecanismo de abertura de gradiente de pressão na extremidade mais baixa e estabelecer uma passagem de comuni- caçãoentreo revestimento ou coluna de tubagem com estrato; e Etapa |V: assentar as ferramentas de acionamento em sequência para abrir as mangas compósitas a partir do fundo ao topo para realizar o fraturamento gradual.

30. Método, de acordo com a reivindicação 29, CARACTERIZADO pelo fato de a etapa V é adicionalmente fornecida com: recuperar a ferramenta de abertura ou ferramenta de acionamento através de uma estrutura de pescaria sobre a ferramenta de abertura ou somente recuperar a ferramenta de acionamento através da estrutura de pescaria sobre a ferramenta de acionamento para restaurar a passagem na manga ou coluna de tubagem.

31. Método, de acordo com a reivindicação 30, CARACTERIZADO pelo fato de que quando uma passagem de fraturamento específica precisa ser fechada, a segunda ferra- —mentadefechamentoda manga compósita correspondente associada com a dita passagem de fraturamento é assentada a fim de fechar a passagem de fraturamento.