BR112014010881B1 - sistema de resistência ao fluxo variável - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE RESISTÊNCIA AO FLUXO VARIÁVEL Um sistema de resistência ao fluxo variável, para uso com um poço subterrâneo, pode incluir uma estrutura que se desloca em resposta a um fluxo de uma composição fluida, por meio do que uma resistência ao fluxo da composição fluida muda, em resposta a uma mudança em uma relação de fluido desejado para indesejado da composição de fluido. Outro sistema pode incluir uma estrutura que gira em resposta ao fluxo de uma composição fluida, e um comutador de fluido que desvia a composição fluida em relação a pelo menos dois trajetos de fluxo. Um Método para variavelmente resistir ao fluxo em um poço subterrâneo pode incluir uma estrutura deslocando-se em resposta a um fluxo de uma composição fluida, e uma resistência ao fluxo da composição fluida mudando em resposta a uma relação de fluido desejado para indesejado nos materiais dilatáveis mudando da composição fluida e aerofólios podem ser usados em sistemas de resistência ao fluxo variável.

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] Esta descrição refere-se genericamente a equipamento utilizado e a operações realizadas em conjunto com um poço subterrâneo e, em um exemplo descrito aqui, mais particularmente provê fluxo variavelmente resistindo.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[0002] Entre as muitas razões para variavelmente resistir ao fluxo estão incluídas: a) controle de fluidos produzidos, b) controle sobre a origem dos fluidos produzidos, c) prevenção da formação de avaria, d) conformação, e) controle de fluidos injetados, f) controle sobre que zonas recebem fluidos injetados, g) prevenção de formação de cone de gás ou água, h) estimulação etc. Portanto, observamos que melhorias na arte são continuamente necessárias.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0003] Nesta descrição, são providos sistemas e métodos que trazem melhorias para a arte de fluxo de fluidos variavelmente resistentes, em conjunto com operações de poço. Um exemplo é descrito abaixo, em que uma mudança de direção do fluxo dos fluidos, através de um sistema de resistência ao fluxo variável, muda a resistência ao fluxo. Outro exemplo é descrito abaixo, em que uma mudança em uma estrutura muda a resistência do fluxo do sistema.

[0004] Em um exemplo descrito, um sistema de resistência ao fluxo variável pode incluir uma estrutura que se desloca em resposta a um fluxo de uma composição fluida. Uma resistência ao fluxo da composição fluida muda em resposta a uma mudança em uma relação de fluido desejado a indesejado da composição fluida.

[0005] Em outro exemplo, um sistema de resistência ao fluxo variável inclui uma estrutura que gira em resposta ao fluxo de uma composição fluida, e um comutador de fluido que desvia a composição fluida em relação a pelo menos dois trajetos de fluxo. Neste exemplo também, a resistência ao fluxo da composição fluida através do sistema muda em resposta a uma mudança em uma relação de fluido desejado para indesejado da composição fluida.

[0006] Em um outro exemplo, um sistema de resistência ao fluxo variável pode incluir uma câmara, através da qual uma composição fluida escoa, por meio do que uma resistência a um fluxo da composição fluida, através da câmara, varia, em resposta a uma mudança na direção do fluxo através da câmara e a um material que dilata, em resposta a uma diminuição de uma relação de fluido desejado para indesejado na composição fluida.

[0007] Em ainda outro exemplo, um sistema de resistência ao fluxo variável pode incluir pelo menos dois trajetos de fluxo, por meio do que a resistência a um fluxo de uma composição fluida através do sistema muda, em resposta a uma mudança em uma proporção da composição fluida que escoa através dos trajetos de fluxo. Neste exemplo, um aerofólio muda uma deflexão do fluxo da composição fluida em relação aos trajetos de fluxo, em resposta a uma mudança em uma relação de fluido desejado para indesejado na composição fluida.

[0008] Um outro exemplo compreende um Método para variavelmente resistir ao fluxo em um poço subterrâneo. O método pode incluir uma estrutura deslocando-se em resposta a um fluxo de uma composição fluida, e uma resistência ao fluxo da composição fluida mudando em resposta a uma mudança em uma relação de fluido desejado para indesejado na composição fluida.

[0009] Estes e outros detalhes, vantagens e benefícios tornar-se-ão evidentes a uma pessoa de habilidade comum na arte, sob consideração cuidadosa da descrição detalhada de formas de realização representativas da descrição abaixo e dos desenhos anexos, em que elementos similares são indicados nas várias figuras usando-se os mesmos números de referência.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00010] A FIG. 1 é uma vista representativa, parcialmente em seção transversal, de um sistema de poços e método associado, que podem incorporar princípios desta descrição.

[00011] A FIG. 2 é uma vista em seção transversal representativa de um sistema de resistência ao fluxo variável, que pode incorporar os princípios desta descrição.

[00012] A FIG. 3 é uma vista em seção transversal representativa do sistema de resistência ao fluxo variável, tomada ao longo da linha 3 - 3 da FIG. 2.

[00013] A FIG. 4 é uma vista em seção transversal representativa do sistema de resistência ao fluxo variável, com fluxo rotacional em uma câmara do sistema.

[00014] As FIGS. 5 & 6 são vistas em seção transversal representativas de outra configuração do sistema de resistência ao fluxo variável, a resistência ao fluxo sendo maior na FIG. 5 em comparação com a FIG. 6.

[00015] A FIG. 7 é uma vista em seção transversal representativa de outra configuração do sistema de resistência ao fluxo variável.

[00016] A FIG. 8 é uma vista em seção transversal representativa da configuração da FIG. 7, tomada ao longo da linha 8 - 8.

[00017] A FIG. 9 é uma vista em seção transversal representativa do sistema de resistência ao fluxo variável, a resistência ao fluxo sendo maior na FIG. 8 em comparação com aquela da FIG. 9.

[00018] As FIGS. 10 & 11 são vistas em seção transversal representativas de outra configuração do sistema de resistência ao fluxo variável, a resistência ao fluxo sendo maior na FIG. 11 em comparação com aquela da FIG. 10.

[00019] A FIG. 12 é uma vista em seção transversal representativa de outra configuração do sistema de resistência ao fluxo variável.

[00020] A FIG. 13 é uma vista em seção transversal representativa da configuração da FIG. 12, tomada ao longo da linha 13 - 13.

[00021] A FIG. 14 é uma vista em seção transversal representativa de outra configuração do sistema de resistência ao fluxo variável.

[00022] As FIGS. 15 & 16 são vistas em seção transversal representativas de uma configuração de comutador de fluido que pode ser usada com o sistema de resistência ao fluxo variável.

[00023] As FIGS. 17 & 18 são vistas em seção transversal representativas de outra configuração do sistema de resistência ao fluxo variável, a FIG. 17 sendo tomada ao longo da linha 17 - 17 da FIG. 18.

[00024] A FIG. 19 é uma vista em seção transversal representativa de uma câmara de fluxo que pode ser usada com o sistema de resistência ao fluxo variável.

[00025] As FIGS. 20 - 27 são vistas em seção transversal representativas de configurações de comutador de fluido adicionais, que podem ser usadas com o sistema de resistência ao fluxo variável.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[00026] Representativamente ilustrado na FIG. 1 é um sistema 10 para uso com um poço, sistema este podendo incorporar princípios desta descrição. Como representado na FIG. 1, um furo de poço 12 tem uma seção não revestida genericamente vertical, estendendo-se para baixo a partir do revestimento 16, bem como uma seção não revestida genericamente horizontal 18, estendendo-se através de uma formação da terra 20.

[00027] Uma coluna tubular 22 (tal como uma coluna de tubulação de produção) é instalada dentro do furo de poço 12. Interconectados dentro da coluna tubular 22 estão múltiplas telas de poço 24, sistemas de resistência ao fluxo variável e obturadores 26.

[00028] Os obturadores 26 isolam uma coroa anular 28 formada radialmente entre a coluna tubular 22 e a seção de furo de poço 18. Desta maneira, fluidos podem ser produzidos de múltiplos intervalos ou zonas da formação 20, via partes isoladas da coroa anular 28, entre pares adjacentes dos obturadores 26.

[00029] Posicionados entre cada par adjacente dos obturadores 26, uma tela de poço 24 e um sistema de resistência ao fluxo variável 25 são interconectados na coluna tubular 22. A tela de poço 24 filtra os fluidos 30 escoando para dentro da coluna tubular 22 a partir da coroa anular 28. O sistema de resistência ao fluxo variável 25 variavelmente limita o fluxo dos fluidos 30 para dentro da coluna tubular 22, com base em certas características dos fluidos.

[00030] Neste ponto, deve ser observado que o sistema 10 é ilustrado nos desenhos e é descrito aqui como meramente um exemplo de uma larga variedade de sistemas em que os princípios desta descrição podem ser utilizados. Deve ser claramente entendido que os princípios desta descrição não são limitados em absoluto a quaisquer dos detalhes do sistema 10, ou seus componentes, representados nos desenhos ou descritos aqui.

[00031] Por exemplo, não é necessário, de acordo com os princípios desta descrição para o furo de poço 12, incluir uma seção de furo de poço genericamente vertical 14 ou uma seção de furo de poço genericamente horizontal 14. Não é necessário que os fluidos 30 sejam somente produzidos pela formação 20, uma vez que, em outros exemplos, os fluidos poderiam ser injetados em uma formação, os fluidos poderiam ser tanto injetados em como produzidos por uma formação etc.

[00032] Não é necessário que uma de cada tela de poço 24 e sistema de resistência ao fluxo variável 25 seja posicionada entre cada par adjacente dos obturadores 26. Não é necessário que um único sistema de resistência ao fluxo variável 25 seja usado em conjunto com uma única tela de poço 24. Qualquer número, arranjo e/ou combinação destes componentes pode ser usado.

[00033] Não é necessário que qualquer sistema de resistência ao fluxo variável 25 seja usado com uma tela de poço 24. Por exemplo, em operações de injeção, o fluido injetado poderia ser escoado através de um sistema de resistência ao fluxo variável 25, sem também escoar através de uma tela de poço 24.

[00034] Não é necessário que as telas de poço 24, sistema de resistência ao fluxo variável 25, obturadores 26 ou quaisquer outros componentes da coluna tubular 22 sejam posicionados em seções não revestidas 14, 18 do furo de poço 12. Qualquer seção do furo de poço 12 pode ser revestida ou não revestida e qualquer parte da coluna tubular 22 pode ser posicionada em uma seção não revestida ou revestida do furo de poço, de acordo com os princípios desta descrição.

[00035] Deve ser claramente entendido, portanto, que esta descrição descreve como produzir e utilizar certos exemplos, porém os princípios da descrição não são limitados a quaisquer detalhes daqueles exemplos. Em vez disso, aqueles princípios podem ser aplicados a uma variedade de outros exemplos empregando-se o conhecimento obtido por esta descrição.

[00036] Será observado por aqueles hábeis na arte que seria benéfico ser-se capaz de regular o fluxo dos fluidos 30 para dentro da coluna tubular 22 de cada zona da formação 20, por exemplo, evitar formação de cone de água ou formação de cone de gás 14 na formação. Outros usos para a regulação de um fluxo em um poço incluem, mas não são limitados a, balancear a produção das (ou injeção dentro das) múltiplas zonas, minimizando a produção ou injeção de fluidos indesejados, maximizando-se a produção ou injeção de fluidos desejados, transmitindo sinais etc.

[00037] Nos exemplos descritos abaixo, a resistência ao fluxo através dos sistemas de resistência ao fluxo 25 pode ser seletivamente variada, sob demanda e/ou em resposta a uma condição particular. Por exemplo, o fluxo através dos sistemas 25 poderia ser relativamente restringido, enquanto a coluna tubular 22 é instalada e durante uma operação de obturação de cascalho, porém o fluxo através dos sistemas poderia ser relativamente não restringido, quando produzindo-se o fluido 30 da formação 20. Como outro exemplo, o fluxo através dos sistemas 25 poderia ser relativamente restringido em temperatura elevada, indicativa de penetração de vapor em uma operação de inundação de vapor, porém o fluxo através dos sistemas poderia ser relativamente não restringido em temperaturas reduzidas.

[00038] Um exemplo dos sistemas de resistência ao fluxo variável 25, descritos mais totalmente abaixo, pode também aumentar a resistência ao fluxo se uma velocidade ou densidade de fluido aumentar (p. ex., para desse modo balancear o fluxo entre as zonas, evitar formação de cone pela água ou gás etc.), ou aumentar a resistência ao fluxo se a viscosidade do fluido diminuir (p. ex., para desse modo limitar o fluxo de um fluido indesejado, tal como água ou gás, em um poço de produção de óleo). Contrariamente, estes sistemas de resistência ao fluxo variável 25 podem diminuir a resistência ao fluxo se a velocidade ou densidade diminuir, ou se a viscosidade do fluido aumentar.

[00039] Quer um fluido seja um fluido desejado quer indesejado depende da finalidade da operação de produção ou injeção sendo conduzida. Por exemplo, se for desejado produzir óleo de um poço, mas não produzir água ou gás, então o óleo é um fluido desejado e água e gás são fluidos indesejados. Se for desejado injetar vapor em vez de água, então o vapor é um fluido desejado e água é um fluido indesejado. Se for desejado produzir gás de hidrocarbonetos e não água, então gás de hidrocarbonetos é um fluido desejado e água é um fluido indesejado.

[00040] Observe-se que, em temperaturas e pressões de fundo de posso, o gás de hidrocarboneto pode realmente estar completa ou parcialmente na fase líquida. Assim, deve ser entendido que, quando o termo “gás” é usado aqui, fases líquida e/ou gasosa supercríticas são incluídas dentro do escopo daquele termo.

[00041] Com referência adicionalmente agora à FIG. 2, uma vista em seção transversal em escala ampliada de um dos sistemas de resistência ao fluxo variável 25 e uma parte de uma das telas de poço 24 são representativamente ilustradas. Neste exemplo, uma composição fluida 36 (que pode incluir um ou mais fluidos, tais como óleo e água, água líquida e vapor, óleo e gás, gás e água, óleo, água e gás etc.) escoa para dentro da tela de poço 24, é desse modo filtrada e então escoa para dentro de uma entrada 38 do sistema de resistência ao fluxo variável 25.

[00042] Uma composição fluida pode incluir um ou mais fluidos indesejados ou desejados. Tanto vapor como água líquida podem ser combinados em uma composição fluida. Como outro exemplo, óleo, água e/ou gás podem ser combinados em uma composição fluida.

[00043] O fluxo da composição fluida 36, através do sistema de resistência ao fluxo variável 25, é resistida com base em uma ou mais características (tais como viscosidade, velocidade, densidade etc.) da camada de lavagem. A composição fluida 36 é então descarregada do sistema de resistência ao fluxo variável 25 para o interior da coluna tubular 22, via uma saída 40.

[00044] Em outros exemplos, a tela de poço 24 não pode ser usada em conjunto com o sistema de resistência ao fluxo variável 25 (p. ex., em operações de injeção), a composição fluida 36 poderia escoar em uma direção oposta através dos vários elementos do sistema de poço 10 (p. ex., em operações de injeção), um único sistema de resistência ao fluxo variável poderia ser usado em conjunto com múltiplas telas de poço, múltiplos sistemas de resistência ao fluxo variável poderiam ser usados com uma ou mais telas de poço, a composição fluida poderia ser recebida das ou descarregadas dentro das regiões de um poço que não uma coroa anular ou uma coluna tubular, a composição fluida poderia escoar através do sistema de resistência ao fluxo variável antes de escoar através da tela de poço, quaisquer outros componentes poderiam ser interconectados a montante ou a jusante da tela de poço e/ou sistema de resistência ao fluxo variável etc. Assim, observamos que os princípios desta descrição não são limitados em absoluto aos detalhes do exemplo representado na FIG. 2 e descrito aqui.

[00045] Embora a tela de poço 24, representada na FIG. 3 seja do tipo conhecido daqueles hábeis na arte como uma tela de poço envolta em arame, quaisquer outros tipos ou combinações de telas de poço (tais como sinterizadas, expandidas, pré-empacotada, malha de arame etc.) pode ser usada em outros exemplos. Componentes adicionais (tais como mantas, tubos de derivação, linhas, instrumentação, sensores, desvios de controle de influxo etc.) podem também ser usados, se desejado.

[00046] O sistema de resistência ao fluxo variável 25 é representado em forma simplificada na FIG. 2, porém em um exemplo preferido o sistema pode incluir várias passagens e dispositivos para realizar várias funções, como descrito mais totalmente abaixo. Além disso, o sistema 25 preferivelmente pelo menos parcialmente estende-se circunferencialmente em torno da coluna tubular 22, ou o sistema pode ser formado em uma parede de uma estrutura tubular interconectada com parte da coluna tubular

[00047] Em outros exemplos, o sistema 25 não pode estender-se circunferencialmente em torno de uma coluna tubular ou ser formado em uma parede de uma estrutura tubular. Por exemplo, o sistema 25 poderia ser formado em uma estrutura plana etc. O sistema 25 poderia ser em um recinto separado que seja fixado à coluna tubular 22, ou poderia ser orientado de modo que o eixo geométrico da saída 40 fosse paralelo ao eixo geométrico da coluna tubular. O sistema 25 poderia ser em uma tela de registro ou fixado a um dispositivo que não seja de formato tubular. Qualquer orientação ou configuração do sistema 25 pode ser usado de acordo com os princípios desta descrição.

[00048] Com referência adicionalmente agora à FIG. 3, uma vista em seção transversal do sistema de resistência ao fluxo variável 25, tomada ao longo da linha 3 - 3 da FIG. 2, é representativamente ilustrada. O exemplo do sistema de resistência ao fluxo variável 25, representado na FIG. 3, pode ser usado no sistema de poço 10 das FIGS. 1 & 2, ou poderia ser usado em outros sistemas de poço de acordo com os princípios desta descrição.

[00049] Na FIG. 3 pode ser visto que a composição fluida 36 escoa da entrada 38 para a saída 40 via passagem 44, os trajetos de fluxo de entrada 46, 48 e a câmara de fluxo 50. Os trajetos de fluxo 46, 48 são ramificações da passagem 44 e intersectam a câmara 50 nas entradas 52, 54.

[00050] Embora na FIG. 3 os trajetos de fluxo 46, 48 divergem da passagem de entrada 44 em aproximadamente o mesmo ângulo, em outros exemplos os trajetos de fluxo 46, 48 podem não ser simétricos com respeito à passagem 44. Por exemplo, o trajeto de fluxo 48 poderia divergir da passagem de entrada 44 em um ângulo menor, em comparação com o trajeto de fluxo 46, de modo que mais da composição fluida 36 escoará através do trajeto de fluxo 48 para a câmara 50 e vice-versa.

[00051] Uma resistência ao fluxo da composição fluida 36 através do sistema 25 depende das proporções da composição fluida que escoa para dentro da câmara, via os respectivos trajetos 46, 48 e entradas 52, 54. Como representado na FIG. 3, aproximadamente metade da composição fluida 36 escoa para dentro da câmara 50 via o trajeto de fluxo 46 e entrada 52 e cerca de metade da composição fluida escoa para dentro da câmara via o trajeto de fluxo 48 e entrada 54.

[00052] Nesta situação, o fluxo através do sistema 25 é relativamente ilimitado. A composição fluida 36 pode prontamente escoar entre várias estruturas tipo-pá 56 dentro da câmara 56 a caminho para a saída 40.

[00053] Com referência adicionalmente agora à FIG. 4, o sistema 25 é representativamente ilustrado em outra configuração, em que a resistência ao fluxo através do sistema é aumentada, em comparação com a configuração da FIG. 3. Este aumento da resistência ao fluxo do sistema 25 pode ser devido a uma mudança em uma propriedade da composição fluida 36, devido a uma mudança na configuração do sistema 25 etc.

[00054] Uma maior proporção da composição fluida 36 escoa através do trajeto de fluxo 46 e para dentro da câmara 50 via a entrada 52, em comparação com a proporção que escoa para dentro da câmara via a entrada 54. Quando a maior parte da composição fluida 36 escoa para dentro da câmara 50 via a entrada 52, a composição fluida tende a girar no sentido contrário ao de um relógio dentro da câmara (como visto na FIG. 4).

[00055] As estruturas 56 são projetadas para promover tal fluxo rotacional dentro da câmara 50 e, como resultado, mais energia no fluxo da composição fluida 36 é dissipada. Assim, a resistência ao fluxo através do sistema 25 é aumentada na configuração da FIG. 4, em comparação com a configuração da FIG. 3.

[00056] Embora nas FIGS. 3 & 4 a câmara de fluxo 50 tenha múltiplas entradas 52, 54, qualquer número (incluindo um) de entradas pode ser usado, de acordo com o escopo desta descrição. Por exemplo, no pedido U.S. no. de série 12/792117, depositado em 2 de junho de 2010, uma composição fluida é descrita que tem somente uma única entrada, porém a resistência ao fluxo através da câmara varia, dependendo de via que trajeto de fluxo a maioria da composição de fluido entra na câmara.

[00057] Outra configuração do sistema de resistência ao fluxo variável 25 é representativamente ilustrada nas FIGS. 5 & 6. Nesta configuração, a resistência ao fluxo através do sistema 25 pode ser variada devido a uma mudança em uma propriedade da composição fluida 36.

[00058] Na FIG. 5, a composição fluida 36 tem uma velocidade relativamente elevada. Quando a composição fluida 36 escoa através da passagem 44, ela passa por múltiplas câmaras 64, formadas em um lado da passagem. Cada uma das câmaras 64 fica em comunicação com um comutador de fluido operada por pressão 66.

[00059] Em elevadas velocidades da composição fluida 36 na passagem 44, uma pressão reduzida será aplicada ao comutador de fluido 66, como resultado da composição fluida escoando além das câmaras 64 e a composição fluida será influenciada para escoar em direção ao trajeto de fluxo de ramificação 48, como representado na FIG. 5. A maior parte da composição fluida 36 escoa para dentro da câmara 50 via a entrada 54 e a resistência ao fluxo através do sistema 25 é aumentada. Em mais baixas velocidades e viscosidades aumentadas, mais da composição fluida 36 escoará para dentro da câmara 50 via a entrada 52 e a resistência ao fluxo através do sistema 25 é diminuída devido a menos fluxo rotacional dentro da câmara.

[00060] Na FIG. 6, o fluxo rotacional da composição fluida 36 dentro da câmara 50 é reduzido e a resistência ao fluxo, através do sistema 25, é, assim, também reduzida. Observe-se que, se a velocidade da composição fluida 36 na passagem 44 for reduzida, ou se a viscosidade da composição fluida for aumentada, uma parte da composição fluida pode escoar para dentro das câmaras 64 e para o comutador de fluido 66, o que influencia a composição fluida para escoar mais em direção ao trajeto de fluxo 46.

[00061] Em velocidades relativamente elevadas, baixa velocidade e/ou elevada viscosidade da composição fluida 36, a maior parte da composição fluida escoará via o trajeto de fluxo 48 para a câmara 50, como representado na FIG. 5, e tal fluxo será mais limitado. Em velocidade relativamente baixa, alta viscosidade e/ou baixa densidade da composição fluida 36, a maior parte da composição fluida escoará via o trajeto de fluxo 46 para a câmara 50, como representado na FIG. 6, e tal fluxo será menos restringido.

[00062] Se óleo for um fluido desejado e água for um fluido indesejado, então observamos que o sistema 25 das FIGS. 5 & 6 resultará em menos resistência ao fluxo da composição fluida 36 através do sistema quando a relação de fluido desejado para indesejado for aumentada, e maior resistência ao fluxo quando a relação de fluido desejado para indesejado for diminuída. Isto é devido ao óleo ter viscosidade mais elevada e menos densidade, em comparação com a água. Devido a sua mais elevada viscosidade, o óleo também genericamente escoa em uma menor velocidade, em comparação com a água, para um dado diferencial de pressão através do sistema 25.

[00063] Entretanto, em outros exemplos, a câmara 50 e estruturas 56 poderiam ser de outro modo configuradas (p. ex., invertidas de sua configuração das FIGS. 5 & 6, como na configuração das FIGS. 3 & 4), de modo que o fluxo da maior parte da composição fluida 36, através do trajeto de fluxo 46, fosse mais restringido, em comparação com o fluxo da maior parte da composição fluida através do trajeto de fluxo 48. Uma relação aumentada do fluido desejado para indesejado pode resultar em maior ou menor restrição ao fluxo através do sistema 25, dependendo de sua configuração. Assim, o escopo desta descrição não é limitado, de forma alguma, aos detalhes dos sistemas de resistência ao fluxo específico 25, descritos aqui.

[00064] Nas configurações das FIGS. 3 & 4, a maior parte da composição fluida 36 continuará a escoar via um dos trajetos de fluxo 46, 48 (devido ao efeito Coanda) ou escoará relativamente igual via ambos os trajetos de fluxo 46, 48, a menos que a direção do fluxo da passagem 44 seja mudada. Na configuração das FIGS. 5 & 6, a direção do fluxo da passagem 44 pode ser mudada por meio do comutador de fluido 66, que influencia a composição fluida 36 para escoar em direção a um dos dois trajetos de fluxo 46, 48. Em outros exemplos, maiores ou menores números de trajetos de fluxo podem ser usados, se desejado.

[00065] Na descrição adicional abaixo, outras técnicas são descritas para influenciar a direção do fluxo da composição fluida 36, através do sistema 25, e variavelmente resistindo ao fluxo da composição fluida. Estas técnicas podem ser usadas em combinação com as configurações das FIGS. 3 - 6 ou elas podem ser usadas com outros tipos de sistemas de resistência ao fluxo variável.

[00066] Com referência adicionalmente agora às FIGS. 7 - 9, outra configuração do sistema de resistência ao fluxo variável 25 é representativamente ilustrada. Esta configuração é similar em alguns aspectos à configuração das FIGS. 3 - 6, entretanto, em vez da câmara de fluxo 50, a configuração das FIGS. 7 - 9 utiliza uma estrutura 58, que se desloca em resposta a uma mudança na proporção da composição fluida 36, que escoa através dos trajetos de fluxo 46, 48 (isto é, uma relação da composição fluida, que escoa através de um trajeto de fluxo e composição fluida, que escoa através do outro trajeto de fluxo).

[00067] Por exemplo, na FIG. 8, a maior parte da composição fluida 36 escoa via o trajeto de fluxo 48 e este fluxo, colidindo na estrutura 58, faz com que a estrutura se desloque para uma posição em que tal fluxo é crescentemente limitado. Observe-se que, na FIG. 8, a própria estrutura 58 bloqueia quase completamente a composição fluida 36 de seguir para a saída 40.

[00068] Na FIG. 9, a maior parte da composição fluida 36 escoa via o trajeto de fluxo 46 e, em resposta, a estrutura 58 desloca-se para uma posição em que a restrição de fluxo do sistema 25 é reduzida. A estrutura 58 não bloqueia o fluxo da composição fluida 36 para a saída 40 da FIG. 9, tanto quanto ela bloqueia na FIG. 8.

[00069] Em outros exemplos, a própria estrutura 58 pode não bloquear o fluxo da composição fluida 36 e a estrutura poderia ser solicitada em direção à posição da FIG. 8 e/ou FIG. 9 (p.ex., empregando-se molas, gás comprimido, outros dispositivos de solicitação etc.), desse modo mudando a proporção da composição fluida 36, que deve escoar através de um trajeto de fluxo particular 46, 48, a fim de deslocar a estrutura. Preferivelmente, a composição fluida 36 não tem que exclusivamente escoar através somente de um dos trajetos de fluxo 46, 48, a fim de deslocar a estrutura 58 para uma posição particular, mas tal projeto poderia ser implementado, se desejado.

[00070] A estrutura 58 é montada via uma conexão 60. Preferivelmente, a conexão 60 serve para prender a estrutura 58 e também para resistir a um diferencial de pressão aplicado através da estrutura dos trajetos de fluxo 46, 48 para a saída 40. Quando a composição fluida 36 está escoando através do sistema 15, este diferencial de pressão pode existir e a conexão 60 pode resistir às forças resultantes aplicadas à estrutura 58, enquanto ainda permitindo que a estrutura desloque-se livremente, em resposta a uma mudança na proporção do fluxo, via os trajetos de fluxo 46, 48.

[00071] No exemplo das FIGS. 8 & 9, a conexão 60 é representada com ou uma conexão pivotante ou rotacional. Entretanto, em outros exemplos, a conexão 60 poderia ser uma conexão rígida, deslizante, transladante, ou outro tipo de conexão, desse modo permitindo deslocamento da estrutura 58 em quaisquer direções axial, longitudinal, lateral, radial etc.

[00072] Em um exemplo, a conexão 60 poderia ser uma conexão rígida, com uma viga flexível 62 estendendo-se entre a conexão e a estrutura 58. A viga 62 poderia flexionar-se, em vez de a conexão 60 girar, a fim de permitir que a estrutura 58 se desloque, e para prover uma força de solicitação em direção a posições mais limitantes da FIG. 8, em direção a posição menos limitante da FIG. 9, ou em direção a qualquer outra posição (p. ex., uma posição entre as posições mais limitantes e menos limitantes etc.).

[00073] Outra diferença da configuração das FIGS. 7 - 9 e das configurações das FIGS. 3 - 6 é que a configuração das FIGS. 7 - 9 utiliza o comutador de fluido 66 com múltiplas passagens de controle 68, 70. Em comparação, a configuração das FIGS. 3 - 4 não tem um comutador de fluido controlada e a configuração das FIGS. 5 & 6 utiliza o comutador de fluido 66 com uma única passagem de controle 68. Entretanto, deve ser entendido que qualquer comutador de fluido e qualquer número de passagens de fluido podem ser usadas com qualquer configuração de sistema de resistência ao fluxo variável 25, de acordo com o escopo desta descrição.

[00074] Como representado na FIG. 7, o comutador de fluido 66 direciona a composição fluida 36 em direção ao trajeto de fluxo 46, quando o fluxo 72, através da passagem de controle 68, for em direção ao comutador de controle, e/ou quando o fluxo 74 na passagem de controle 70 for afastado do comutador de fluido. O comutador de fluido 66 direciona o fluxo da composição fluida 36 em direção ao trajeto de fluxo 48, quando o fluxo 72, através da passagem de controle 68, estiver afastado do comutador de fluido e/ou quando o fluxo 74 na passagem de controle 70 for em direção ao comutador de fluido.

[00075] Assim, uma vez que a proporção da composição fluida 36, que escoa através dos trajetos de fluxo 46, 48, pode ser mudada pelo comutador de fluido 66, em resposta aos fluxos 72, 74 através das passagens de controle 68, 70, segue-se que a resistência ao fluxo da composição fluida 36, através do sistema 25, pode ser mudada mudando-se os fluxos através das passagens de controle. Para este fim, as passagens de controle 68, 70 podem ser conectadas a qualquer um de uma variedade de dispositivos, para influenciar os fluxos 72, 74 através das passagens de controle.

[00076] Por exemplo, as câmaras 64 da configuração das FIGS. 5 & 6 poderiam ser conectadas à passagem de controle 68 ou 70 e outro conjunto de câmeras, ou outro dispositivo poderia ser conectado à outra passagem de controle. Os fluxos 72, 74, através das passagens de controle 68, 70, poderiam ser automaticamente mudados (p. ex., usando-se as câmaras 64 etc.), em resposta a mudanças em uma ou mais propriedades (tais como densidade, viscosidade, velocidade etc.) da composição fluida 36, os fluxos poderiam ser controlados localmente (p. ex., em resposta a medições do sensor etc.), ou os fluxos poderiam ser controlados remotamente (p. ex., da superfície da terra, outro local remoto etc.). Qualquer técnica para controlar os fluxos 72, 74, através das passagens de controle 68, 70, poderia ser usada, de acordo com o escopo desta descrição.

[00077] Preferivelmente, o fluxo 72 é em direção ao comutador de fluido 66 e/ou o fluxo 74 é para longe do comutador de fluido, quando a composição fluida 36 tem uma aumentada relação de fluidos desejados para indesejados, de modo que mais da composição fluida será direcionada pelo comutador de fluido para escoar em direção ao trajeto de fluxo 46, desse modo reduzindo a resistência ao fluxo através do sistema 25. Contrariamente, o fluxo 72 é preferivelmente para longe do comutador de fluido 66 e/ou o fluxo 74 é preferivelmente em direção ao comutador de fluido, quando a composição fluida 36 tem uma relação diminuída de fluidos desejados para indesejados, de modo que mais da composição fluida será direcionada pelo comutador de fluido para escoar em direção ao trajeto de fluxo 48, desse modo aumentando a resistência ao fluxo através do sistema 25.

[00078] Com referência adicionalmente agora às FIGS. 10 & 11, outra configuração do sistema de resistência ao fluxo variável 25 é representativamente ilustrada. Nesta configuração, a estrutura 58 gira em torno da conexão 60, a fim de mudar entre uma posição de fluxo menos restringida (FIG. 10) e uma posição de fluxo mais restringida (FIG. 11).

[00079] Como na configuração das FIGS. 7 - 9, a configuração das FIGS. 10 & 11 tem a estrutura 58 exposta ao fluxo em ambos dos trajetos de fluxo 46, 48. Dependendo de uma proporção destes fluxos, a estrutura 58 pode deslocar-se para uma ou outra das posições das FIGS. 10 & 11 (ou para qualquer posição intermediária àquelas posições). A estrutura 58 das configurações das FIGS. 7 - 11 pode ser solicitada em direção a qualquer posição ou liberavelmente retida em qualquer posição, a fim de ajustar a proporção dos fluxos através dos trajetos de fluxo 46, 48, necessários para deslocar a estrutura para outra posição.

[00080] Com referência adicionalmente agora às FIGS.12 & 13, outra configuração do sistema de resistência ao fluxo variável 25 é representativamente ilustrado. Neste configuração, a estrutura 58 é posicionada na câmara de fluxo 50 conectada aos trajetos de fluxo 46, 48.

[00081] No exemplo das FIGS. 12 & 13, a maior parte do fluxo da composição fluida 36, através do trajeto de fluxo 46, resulta na estrutura 58 girando em torno da conexão 60 para uma posição e que o fluxo entre as estruturas 56 (as estruturas compreendendo pás estendendo-se circunferencialmente neste exemplo) não é bloqueado pela estrutura 58. Entretanto, se a maior parte do fluxo for através do trajeto de fluxo 48 para a câmara de fluxo 50, a estrutura 58 girará para uma posição em que a estrutura 58 não bloqueia substancialmente o fluxo entre as estruturas 56, desse modo aumentando a resistência ao fluxo.

[00082] Com referência adicionalmente agora à FIG. 14, outra configuração do sistema de resistência ao fluxo variável 25 é representativamente ilustrada. Neste exemplo, o trajeto de fluxo 46 conecta-se com a câmara 50 em mais de uma direção radial, ao invés de tangencial, quando comparado com a configuração da FIGS. 12 & 13.

[00083] Além disso, as estruturas 56, 58 são afastadas para permitir fluxo relativamente direto da composição fluida 36 da entrada 54 para a saída 40. Esta configuração pode ser especialmente benéfica onde a composição fluida 36 é direcionada pelo comutador de fluido 66 em direção ao trajeto de fluxo 46, quando a composição fluida tem uma relação aumentada de fluidos desejado para indesejado.

[00084] Neste exemplo, uma proporção aumentada da composição fluida 36 escoando através do trajeto de fluxo 48 fará com que o fluxo seja mais rotacional dentro da câmara 50, desse modo dissipando mais energia e crescentemente restringindo o fluxo, e fará com que a estrutura 58 gire para uma posição em que o fluxo, entre as estruturas 56, seja mais restringido. Esta situação preferivelmente ocorre quando a relação de fluidos desejado para indesejado na composição fluida 36 diminui.

[00085] Com referência adicionalmente agora às FIGS. 15 & 16, as configurações adicionais do comutador de fluido 66 são representativamente ilustradas. O comutador de fluido 66 destas configurações tem um dispositivo de bloqueio 76 que gira em torno de uma conexão 78 para crescentemente bloquear o fluxo através de um dos trajetos de fluxo 46, 48, quando o comutador de fluido direciona o fluxo para o outro trajeto de fluxo. Estas configurações de trajeto de fluxo 66 podem ser usadas em qualquer configuração do sistema 25.

[00086] No exemplo da FIG. 15, um ou outro dos ou ambos os fluxos de passagem de controle 72, 74 influenciam a composição fluida 36 para escoar em direção ao trajeto de fluxo 46. Devido a este fluxo em direção ao trajeto de fluxo 46 colidindo no dispositivo de bloqueio 76, o dispositivo de bloqueio gira para uma posição em que o outro trajeto de fluxo 48 é completa ou parcialmente bloqueado, desse modo influenciando uma proporção mesmo maior da composição fluida para escoar via o trajeto de fluxo 46, e não via o trajeto de fluxo 48. Entretanto, se um ou outro dos ou ambos os fluxos de passagem de controle 72, 72 influenciarem a composição fluida 36 para escoar em direção ao trajeto de fluxo 48, este fluxo colidindo no dispositivo de bloqueio 76 girará o dispositivo de bloqueio para uma posição em que o outro trajeto de fluxo 46 é completa ou parcialmente bloqueado, desse modo influenciando uma proporção mesmo maior da composição fluida para escoar via o trajeto de fluxo 48, e não via o trajeto de fluxo 46.

[00087] No exemplo da FIG. 16, um ou outro do ou ambos os fluxos de passagem de controle 72, 74 influenciam o dispositivo de bloqueio 76 para crescentemente bloquear um dos trajetos de fluxo 46, 48. Assim, uma proporção aumentada da composição fluida 36 escoará através do trajeto de fluxo 46, 48, que é menos bloqueado pelo dispositivo 76. Quando um ou outro dos ou ambos os fluxos 72, 74 influenciam o dispositivo de bloqueio 76 para crescentemente bloquear o trajeto de fluxo 46, o dispositivo de bloqueio gira para uma posição em que o outro trajeto de fluxo 48 não é bloqueado, desse modo influenciando uma proporção maior da composição fluida para escoar via o trajeto de fluxo 48, e não via o trajeto de fluxo 46. Entretanto, se um ou outro dos ou ambos os fluxos de passagem de controle 72, 74 influenciarem o dispositivo de bloqueio 76 a girar em direção ao trajeto de fluxo 48, o outro trajeto de fluxo 46 não será bloqueado e uma proporção maior da composição fluida 36 escoará via o trajeto de fluxo 46, e não via o trajeto de fluxo 48.

[00088] Aumentando-se a proporção da composição fluida 36, que escoa através do trajeto de fluxo 46 ou 48, a operação do sistema 25 é tornada mais eficiente. Por exemplo, a resistência ao fluxo através do sistema 25 pode ser prontamente aumentada quando uma relação inaceitavelmente baixa de fluidos desejado para indesejado existir na composição fluida 36, e a resistência ao fluxo através do sistema pode ser prontamente diminuída quando a composição fluida tiver uma relação relativamente elevada de fluidos desejado para indesejado.

[00089] Com referência adicionalmente agora às FIGS. 17 & 18, outra configuração do sistema 25 é representativamente ilustrada. Esta configuração é similar em alguns aspectos à configuração das FIGS. 12 & 13 pelo fato de que a estrutura 58 gira dentro da câmara 50, a fim de mudar a resistência ao fluxo. A direção de rotação da estrutura 58 depende de através de qual dos trajetos de fluxo 46 ou 48 uma maior proporção da composição fluida 36 flui.

[00090] No exemplo das FIGS. 17 & 18, a estrutura 58 inclui pás 80 em que a composição fluida 36 colide. Assim, o fluxo rotacional dentro da câmara 50 colide nas pás 80 e solicita a estrutura 58 a girar dentro da câmara.

[00091] Quando a estrutura 58 está na posição representada nas FIGS. 17 & 18, aberturas 82 alinham-se comas aberturas 84 e a estrutura não bloqueia substancialmente o fluxo da câmara 50. Entretanto, se a estrutura 58 girar para uma posição em que as aberturas 82, 84 são desalinhadas, então a estrutura crescentemente bloqueará o fluxo da câmara 50 e a resistência ao fluxo será aumentada.

[00092] Embora em certos exemplos descritos acima a estrutura 58 desloque-se por pivotamento ou giro, observamos que a estrutura poderia ser adequadamente projetada para deslocar-se em qualquer direção para, desse modo, mudar a resistência ao fluxo através do sistema 25. Em vários exemplos, a estrutura 58 poderia deslocar-se em direções circunferencial, axial, longitudinal, lateral e/ou radial.

[00093] Com referência adicionalmente agora à FIG. 19, outra configuração da câmara 50 é representativamente ilustrada. A câmara 50 da FIG. 19 pode ser usada com qualquer configuração do sistema 25.

[00094] Uma diferença entre a câmara 50 da FIG. 19 e as outras câmaras descritas aqui é que um material dilatável 86 é provido nas entradas 52,54 para a câmara e um material dilatável 88 é provido próximo à saída 40. Preferivelmente, os materiais dilatáveis 86, 88 dilatam em resposta ao contato com um fluido indesejável (tal como água ou gás etc.) e não dilatam em resposta ao contato com fluidos desejáveis (tais como hidrocarbonetos, gás líquidos etc.). Entretanto, em outros exemplos, os materiais 86, 88 poderiam dilatar em resposta ao contato com fluidos desejáveis.

[00095] No exemplo da FIG. 19, os materiais dilatáveis 86 nas entradas 52, 54 são conformados como pás ou aerofólios, de modo que a composição fluida 36 é influenciada para escoar mais rotacionalmente (como indicado pelas setas 36a) através da câmara 50, em vez de mais radialmente (como indicado pelas setas 36b), quando o material dilata. Uma vez que mais energia é dissipada quando há mais fluxo rotacional dentro da câmara 50, isto resulta em mais resistência ao fluxo através do sistema 25.

[00096] O material dilatável 88 é posicionado em torno da saída 40, de modo que, quando a relação de fluido desejado para indesejado na composição fluida 36 diminui, o material dilatará e, desse modo, crescentemente restringindo o fluxo através da saída. Assim, o material dilatável 88 pode crescentemente bloquear o fluxo através do sistema 25, em resposta ao contato com o fluido indesejado.

[00097] Observamos que os materiais dilatáveis 86 mudam a direção do fluxo da composição fluida 36 através da câmara 50, para desse modo mudar a resistência ao fluxo, e o material dilatável 88 seletivamente bloqueia o fluxo através do sistema para, desse modo, mudar a resistência ao fluxo. Em outros exemplos, os materiais dilatáveis 86 poderiam mudar a direção do fluxo em locais que não as entradas 52, 54 e o material dilatável 88 pode bloquear o fluxo em locais que não a saída 40, de acordo com o escopo desta descrição.

[00098] Os materiais dilatáveis 86, 88 do exemplo da FIG. 19 permitem que a resistência ao fluxo seja aumentada quando a relação de fluido desejado para indesejado da composição fluida 36 diminui. Entretanto, em outros exemplos, os materiais dilatáveis 86, 88 poderiam dilatar em resposta ao contato com um fluido desejado, ou a resistência ao fluxo através do sistema 25 poderia ser diminuída quando a relação de fluido desejado para indesejado na composição fluida 36 diminuir.

[00099] O termo “dilatar” e termos similares (tais como “dilatável”) são usados aqui para indicar um aumento no volume de um material dilatável. Tipicamente, este aumento de volume é devido à incorporação de componentes moleculares de um agente ativante dentro do próprio material dilatável, porém outros mecanismos ou técnicas de dilatação podem ser usados, se desejado. Observe-se que dilatação não é o mesmo que expansão, embora um material possa expandir-se como resultado da dilatação.

[000100] O agente ativante que causa dilatação do material dilatável pode ser um fluido hidrocarbonado (tal como óleo ou gás etc.), ou um fluido não hidrocarbonado (tal como água ou vapor etc.). No sistema de poço 10, o material dilatável pode dilatar quando a composição fluida 36 compreende o agente ativante (p. ex., quando o agente ativante entra no furo de poço 12 da formação 20 circundando o furo de poço, quando o agente ativante é liberado no furo abaixo etc.). Em resposta, os materiais dilatáveis 86,88 dilatam e, desse modo, mudam a resistência ao fluxo através do sistema 25.

[000101] O agente ativante que causa dilatação do material dilatável poderia ser compreendido em qualquer tipo de fluido. O agente ativante poderia estar naturalmente presente dentro poço ou poderia ser transportado com o sistema 25, transportado separadamente ou escoado para contato com o material dilatável dentro do poço, quando desejado. Qualquer maneira de contatar o agente ativante com o material dilatável pode ser usada de acordo com o escopo desta descrição.

[000102] Vários materiais dilatáveis são conhecidos daqueles hábeis na arte, materiais estes dilatando quando contatados com água e/ou fluido hidrocarbonado, de modo que uma lista compreensiva destes materiais não será apresentada aqui. Listas parciais dos materiais dilatáveis podem ser encontradas nas Patentes U.S. Nos. 3385367 e 7059415 e no Pedido Publicado U.S. No. 2004-0020662, cujo inteiro conteúdo é incorporado aqui por referência.

[000103] Como outra alternativa, o material dilatável pode ter uma parte substancial de cavidades, que são comprimidas ou colapsadas nas condições da superfície. Em seguida, após ser colocado dentro do poço em uma pressão mais elevada, o material dilata pelas cavidades enchendo com fluido.

[000104] Este tipo de aparelho e método poderiam ser usados onde for desejado, para expandir o material dilatável na presença de gás, em vez de óleo ou água. Um material dilatável adequado é descrito no Pedido Publicado U.S. No. 2007-0257405, cujo inteiro conteúdo é incorporado aqui por referência.

[000105] O material dilatável usado no sistema 25 pode dilatar por difusão dos hidrocarbonetos dentro do material dilatável ou, no caso de um material dilatável, por água, pela água sendo absorvida por um material superabsorvente (tal como celulose, argila etc.) e/ou através de atividade osmótica com um material semelhante a sal. Materiais dilatáveis por hidrocarboneto, água e gás podem ser combinados, se desejado.

[000106] O material dilatável poderia dilatar devido à presença de íons em um fluido. Por exemplo, hidrogeis poliméricos dilatarão devido a mudanças no pH de um líquido, o que é uma medida dos íons hidrogênio do fluido (ou, equivalentemente, da concentração de hidróxido, OH, íons no fluido). A dilatação como resultado dos íons sal no fluido é também possível. Um tal material dilatável poderia dilatar dependendo da concentração de íons cloreto, sódio, cálcio e/ou potássio no fluido.

[000107] Deve, assim, ser claramente entendido que qualquer material dilatável, que dilate quando contatado por um agente ativante predeterminado, pode ser usado de acordo com o escopo desta descrição. O material dilatável poderia também dilatar em resposta ao contato com qualquer um dos múltiplos agentes ativantes. Por exemplo, o material dilatável poderia dilatar quando contatado por fluido hidrocarbonado e/ou quando contatado por água e/ou quando contatado por certos íons.

[000108] Com referência adicionalmente agora às FIGS. 20 - 27, configurações adicionais do comutador de fluido 66 são representativamente ilustradas. Estas configurações de comutador de fluido 66 podem ser usadas com qualquer configuração do sistema 25.

[000109] No exemplo da FIG. 20, o comutador de fluido 66 inclui um aerofólio 90. O aerofólio 90 gira em torno de uma conexão pivô 92. Preferivelmente, o aerofólio 90 é solicitado (por exemplo, usando-se uma mola de torsão, dispositivos de solicitação magnéticos, atuador etc.), de modo que ele inicialmente direciona o fluxo da composição fluida 36 em direção a um dos trajetos de fluxo 46, 48. Na FIG. 20, o aerofólio 90 é posicionado para direcionar a composição fluida 36 em direção ao trajeto de fluxo 48.

[000110] Será observado por aqueles hábeis na arte que, quando a velocidade do fluxo aumenta, a elevação produzida pelo aerofólio também aumenta e, eventualmente, pode superar a força de solicitação aplicada ao aerofólio, permitindo que o aerofólio pivote em torno da conexão 92 para uma posição em que o aerofólio direciona a composição fluida 36 em direção ao outro trajeto de fluxo 46. A elevação produzida pelo aerofólio 90 pode também variar, dependendo de outras propriedades da composição fluida 36 (p. ex., densidade, viscosidade etc.).

[000111] Assim, o aerofólio 90 permite que o comutador de fluido 66 seja operada automaticamente, em resposta a mudanças nas propriedades da composição fluida 36. Em vez do dispositivo de solicitação magnética 94, o próprio aerofólio 90 poderia ser feito de material magnético.

[000112] Os dispositivos de solicitação magnética 94, 96, 98 podem ser usados para solicitar o aerofólio 90 em direção a uma ou outra ou ambas das posições em que o aerofólio direciona a composição fluida 36 em direção aos trajetos de fluxo 46, 48. Os dispositivos de solicitação magnética 96, 98 poderiam ser posicionados mais a montante ou a jusante de suas posições ilustradas e podem estender-se para dentro dos trajetos de fluxo 46, 48, se desejado. Os dispositivos de solicitação magnética 94, 96, 98 (ou outros tipos de dispositivos de solicitação) podem ser usados para solicitar o aerofólio 90 para qualquer posição, de acordo com o escopo desta descrição.

[000113] Na configuração da FIG. 21, múltiplos aerofólios 90 são usados. Como ilustrado, dois dos aerofólios 90 são usados, porém observamos que qualquer número de aerofólios poderia ser usado em outros exemplos.

[000114] Os aerofólios 90 podem ser forçados a pivotar juntos (p. ex., com uma ligação mecânica, motores escalonadores sincronizados etc.), ou os aerofólios podem ser permitidos pivotar independentemente entre si. Como representado na FIG. 21, uma força de solicitação torsional 100 é aplicada a cada um dos aerofólios 90. Esta força de solicitação 100 poderia ser aplicada por qualquer meio adequado, tal como um ou mais atuadores rotativos, molas de torção, dispositivos de solicitação 96, 98 etc.).

[000115] Na configuração da FIG. 22, os múltiplos aerofólios 90 são tanto lateral como longitudinalmente afastados entre si. Além disso, os aerofólios 90 podem ser deslocados nas direções tanto lateral como longitudinal 102, 104 (p. ex., usando-se atuadores lineares etc.), a fim de posicionar os aerofólios como desejado.

[000116] Na configuração da FIG. 23, os múltiplos aerofólios 90 são longitudinalmente afastados entre si. Em alguns exemplos, os aerofólios 90 poderia ser diretamente em linha entre si.

[000117] No exemplo da FIG. 23 o aerofólio a montante 90 direciona o fluxo da composição fluida 36, de modo que ela é vantajosamente direcionada para o aerofólio a jusante. Entretanto, outras finalidades poderiam ser atendidas espaçando-se entre si longitudinalmente os aerofólios 90, de acordo com o escopo desta descrição.

[000118] Na configuração da FIG. 24, as superfícies do aerofólio são formadas nas paredes do comutador de fluido 66. Desta maneira, a composição fluida 36 é preferencialmente direcionada para o trajeto de fluxo 48 em certas condições (p. ex., alta velocidade de fluxo, baixa viscosidade etc.). Entretanto, em outras condições (p. ex., velocidade de baixo fluxo, viscosidade elevada etc.), a composição fluida 36 é capaz de escoar relativamente de forma igual aos trajetos de fluxo 46, 48.

[000119] No exemplo da FIG. 25, uma obstrução conformada em cunha 106 é posicionada a montante do aerofólio 90. A obstrução 106 serve para influenciar o fluxo da composição fluida 36 através do aerofólio 90.

[000120] No exemplo da FIG. 26, projeções cilíndricas 108 são posicionadas em lados laterais opostos do comutador de fluido 66. As projeções cilíndricas 108 servem para influenciar o fluxo da composição fluida 36 através do aerofólio 90. As projeções cilíndricas 108 poderiam também ser dispositivos magnéticos 96, 98) para aplicar uma força de solicitação ao aerofólio 90.

[000121] No exemplo da FIG. 27, uma obstrução cilíndrica 110 é posicionada a montante do aerofólio 90. A obstrução 110 serve para influenciar o fluxo da composição fluida 36 através do aerofólio 90. A obstrução 110 poderia também ser um dispositivo magnético para aplicar uma força de solicitação ao aerofólio 90.

[000122] Pode agora ser totalmente apreciado que esta descrição provê avanços significativos à arte de variavelmente resistir ao fluxo em conjunto com operações de poço. Nos múltiplos exemplos descritos aqui, a resistência ao fluxo pode ser confiável e eficientemente aumentada quando houver uma relação relativamente grande de fluido desejado para não desejado nesta composição fluida 36, e/ou a resistência ao fluxo pode ser diminuída quando houver uma relação reduzida de fluido desejado para indesejado nesta composição fluida.

[000123] Um sistema de resistência ao fluxo variável 25 para uso com um poço subterrâneo é descrito acima. Em um exemplo, o sistema 25 inclui uma estrutura 58 que se desloca em resposta ao fluxo de uma composição fluida 36, por meio do que a resistência ao fluxo da composição fluida 36 muda, em resposta a uma mudança na relação de fluido desejado para indesejado na composição fluida 36.

[000124] A estrutura 58 pode ser exposta ao fluxo da composição fluida 36 em múltiplas direções e a resistência ao fluxo pode mudar em resposta a uma mudança na proporção da composição fluida 36, que escoa naquelas direções.

[000125] A estrutura 58 pode ser mais solicitada em uma direção pelo fluxo da composição fluida 36 mais em uma direção, e a estrutura 58 pode ser mais solicitada em outra direção pelo fluxo da composição fluida 36 mais na segunda direção.

[000126] As primeira e segunda direções podem ser direções opostas. As direções podem compreender pelo menos um do grupo incluindo direções circunferencial, axial, longitudinal, lateral e radial.

[000127] O sistema 25 pode incluir um comutador de fluido 66, que direciona o fluxo da composição fluida 36 para pelo menos dois trajetos de fluxo 46, 48.

[000128] A estrutura 58 pode ser mais solicitada em uma direção pelo fluxo da composição fluida 36 mais através do primeiro trajeto de fluxo 46, e a estrutura pode ser mais solicitada em uma outra direção pelo fluxo da composição fluida 36 mais através do segundo trajeto de fluxo 48.

[000129] A estrutura 58 pode pivotar ou girar e, desse modo, variar a resistência ao fluxo, em resposta a uma mudança em uma proporção da composição fluida 36, que escoa através dos primeiro e segundo trajetos de fluxo 46, 48.

[000130] A estrutura 58 pode girar e, desse modo, variar a resistência ao fluxo, em resposta à mudança na relação de fluidos desejado para indesejado.

[000131] O comutador de fluido 66 pode compreender um dispositivo de bloqueio 76, que pelo menos parcialmente obstrui o fluxo da composição fluida 36 através de pelo menos um dos primeiro e segundo trajetos de fluxo 46, 48. O dispositivo de bloqueio 76 pode crescentemente bloquear um dos primeiro e segundo trajetos de fluxo 46, 48, em resposta ao fluxo da composição fluida 36 em direção ao outro dos primeiro e segundo trajetos de fluxo 46, 48.

[000132] O comutador de fluido 66 pode direcionar o fluxo da composição fluida 36 em direção a um dos primeiro e segundo trajetos de fluxo 46, 48, em resposta ao dispositivo de bloqueio 76, crescentemente bloqueando o outro dos primeiro e segundo trajetos de fluxo 46, 48.

[000133] O sistema 25 pode incluir um aerofólio 90, que desvia o fluxo da composição fluida 36, em resposta à mudança na relação do fluido desejado a indesejado.

[000134] O sistema 25 pode incluir um material 86, 88, que dilata em resposta a uma diminuição na relação de fluido desejado para indesejado, por meio do que a resistência ao fluxo é aumentada.

[000135] Em alguns exemplos, a resistência ao fluxo diminui em resposta a um aumento na relação de fluido desejado para indesejado. Em alguns exemplos, a resistência ao fluxo aumenta em resposta a uma diminuição na relação de fluidos desejado para indesejado.

[000136] Também descrito acima é outro exemplo de sistema de resistência ao fluxo variável 25, em que uma estrutura 58 gira em resposta ao fluxo de uma composição fluida 36, e um comutador de fluido 66 desvia a composição fluida 36 relativa a pelo menos primeiro e segundo trajetos de fluxo 46, 48, e a resistência ao fluxo da composição fluida 36, através do sistema 25 muda, em resposta a uma mudança na relação de fluidos desejado para indesejado da composição fluida 36.

[000137] A estrutura 58 pode ser exposta ao fluxo da composição fluida 36, através do primeiro e segundo trajetos de fluxo 46, 48, e a resistência ao fluxo pode mudar em resposta a uma mudança na proporção da composição fluida 36, que escoa através dos primeiro e segundo trajetos de fluxo 46, 48.

[000138] Em outro exemplo, um sistema de resistência ao fluxo variável 25 pode incluir uma câmara 50, através da qual uma composição fluida 36 escoa, desse modo a resistência ao fluxo da composição fluida 36, através da câmara 50 varia, em resposta a uma mudança na direção do fluxo através da câmara 50. Um material 86, 88 dilata, em resposta a uma diminuição na relação de fluido desejado para indesejado na composição fluida 36.

[000139] A resistência ao fluxo pode aumentar ou diminuir quando o material 86, 88 dilata.

[000140] O material 86, 88 pode crescentemente influenciar a composição fluida 36 para escoar espiralmente através da câmara 50, quando material 86, 88 dilata.

[000141] O material 88 pode crescentemente bloquear o fluxo da composição fluida 36 através do sistema 25, quando o material 88 dilata.

[000142] O material 86 pode crescentemente desviar o fluxo da composição fluida 36 quando o material 36 dilata.

[000143] O sistema 25 pode também incluir uma estrutura 25, que se desloca em resposta ao fluxo da composição fluida 36, por meio do que a resistência ao fluxo da composição fluida 36 aumenta, em resposta a uma diminuição na relação de fluido desejado para indesejado. A estrutura 58 pode girar, em resposta à mudança na relação de fluido desejado para indesejado.

[000144] Outro exemplo de sistema de resistência ao fluxo variável 25, descrito acima, pode incluir pelo menos primeiro e segundo trajetos de fluxo 46, 48, por meio do que a resistência ao fluxo de uma composição fluida 36, através do sistema 25, muda, em resposta à mudança na proporção da composição fluida 36, que escoa através dos primeiro e segundo trajetos de fluxo 46, 48. Um ou mais aerofólios 90 pode mudar a deflexão do fluxo da composição fluida 36 em relação aos primeiro e segundo trajetos de fluxo 46, 468, em resposta a uma mudança em uma relação de fluido desejado para indesejado na composição fluida 36.

[000145] O aerofólio 90 pode girar em resposta a mudança na relação de fluido desejado para indesejado da composição fluida 36.

[000146] O aerofólio 90 pode mudar a deflexão em resposta a uma mudança na viscosidade, velocidade e/ou densidade da composição fluida 36.

[000147] O sistema 25 pode incluir um dispositivo de solicitação magnética 94, 96 ou 98, que exerce uma força magnética sobre o aerofólio 90, por meio do que o aerofólio 90 desvia a composição fluida 36 em direção a um correspondente dos primeiro e segundo trajetos de fluxo 46, 48. O sistema 25 pode incluir primeiro e segundo dispositivos de solicitação magnética 94, 96, que exercem forças magnéticas sobre o aerofólio 90, por meio do que o aerofólio 90 desvia a composição fluida 36 em direção aos respectivos primeiro e segundo trajetos de fluxo 46, 48.

[000148] O sistema 25 pode incluir uma estrutura 58, que se desloca em resposta ao fluxo da composição fluida 36, por meio do que a resistência ao fluxo da composição fluida 36 aumenta, em resposta a uma diminuição na relação de fluido desejado para indesejado. O sistema 25 pode incluir uma estrutura 58, que gira em resposta à mudança na relação de fluido desejado para indesejado.

[000149] O sistema 25 pode compreender múltiplos aerofólios 90. Os aerofólios 90 podem ser forçados a girar juntos ou eles podem ser permitidos deslocarem-se independentemente entre si. Os aerofólios 90 podem ser deslocáveis lateral ou longitudinalmente em relação aos primeiro e segundo trajetos de fluxo 46, 68. Os aerofólios 90 podem ser lateral e/ou longitudinalmente afastados entre si.

[000150] Um método para variavelmente resistir ao fluxo de um poço subterrâneo é também descrito acima. Em um exemplo, o método pode incluir uma estrutura 58 deslocando-se em resposta a um fluxo de uma composição fluida 36 e uma resistência ao fluxo da composição fluida 36 mudando em resposta a uma relação de fluido desejado para indesejado na composição fluida mudando.

[000151] O método pode incluir expor a estrutura 58 ao fluxo da composição fluida 36 em pelo menos primeira e segunda direções. A resistência ao fluxo mudando pode ser ainda em resposta a uma mudança em uma proporção da composição fluida 36, que escoa nas primeira e segunda direções.

[000152] A estrutura 58 pode ser crescentemente solicitada em uma primeira direção pelo fluxo da composição fluida 36 crescentemente na primeira direção e a estrutura 58 pode ser crescentemente solicitada em uma segunda direção pelo fluxo da composição fluida 36 crescentemente na segunda direção.

[000153] A primeira direção pode ser oposta à segunda direção. As primeira e segunda direções podem compreender qualquer uma das direções circunferencial, axial, longitudinal, lateral e radial.

[000154] O método pode incluir um comutador de fluido 66 direcionando o fluxo da composição fluida 36 em direção a pelo menos os primeiro e segundo trajetos de fluxo 46, 48. A estrutura 58 pode ser crescentemente solicitada em uma primeira direção pelo fluxo da composição fluida 36 crescentemente através do primeiro trajeto de fluxo 46, e a estrutura 58 pode ser crescentemente solicitada em uma segunda direção pelo fluxo da composição fluida 36 crescentemente através do segundo trajeto de fluxo 48.

[000155] A estrutura 58 deslocando-se pode incluir a estrutura 58 pivotando ou girando e, desse modo, variando a resistência ao fluxo, em resposta a uma mudança em uma proporção da composição fluida 36, que escoa através dos primeiro e segundo trajetos de fluxo 46, 48.

[000156] A estrutura 58 deslocando-se pode incluir a estrutura 58 girando e, desse modo, variando a resistência ao fluxo, em resposta à mudança na relação de fluidos desejado para indesejado.

[000157] O método pode incluir um dispositivo de bloqueio 76 do comutador de fluido 66 pelo menos parcialmente bloqueando o fluxo da composição fluida 36 através de pelo menos um dos primeiro e segundo trajetos de fluxo 46, 48. O dispositivo de bloqueio 76 pode crescentemente bloquear um dos primeiro e segundo trajetos de fluxo 46, 48, em resposta ao fluxo da composição fluida através do outro dos primeiro e segundo trajetos de fluxo.

[000158] O comutador de fluido 66 pode direcionar o fluxo da composição fluida 36 em direção a um dos primeiro e segundo trajetos de fluxo 46, 48, em resposta ao dispositivo de bloqueio 76 crescentemente bloqueando o outro dos primeiro e segundo trajetos de fluxo 46, 48.

[000159] O método pode incluir um aerofólio 90 desviando o fluxo da composição fluida 36, em resposta à relação de fluido desejado para indesejado mudando.

[000160] O método pode incluir um material 86, 88 dilatando em resposta à relação de fluido desejado para indesejado diminuindo. A resistência ao fluxo mudando pode incluir a resistência ao fluxo crescendo, em resposta ao material 86, 88 dilatando.

[000161] A resistência ao fluxo mudando inclui a resistência ao fluxo crescendo ou decrescendo, em resposta à relação de fluido desejado para indesejado crescendo.

[000162] Embora vários exemplos tenham sido descritos acima, com cada exemplo tendo certos detalhes, deve ser entendido que não é necessário que um detalhe particular de um exemplo seja usado exclusivamente com aquele exemplo. Em vez disso, qualquer um dos detalhes descritos acima e/ou representados nos desenhos pode ser combinado com qualquer um dos exemplos, além de ou em substituição de qualquer um dos outros detalhes daqueles exemplos. Os detalhes de um exemplo não são mutuamente exclusivos para outros detalhes do exemplo. Em vez disso, o escopo desta descrição abrange qualquer combinação de qualquer um dos detalhes.

[000163] Deve ser entendido que as várias formas de realização descritas aqui podem ser utilizadas em várias orientações, tais como inclinada, invertida, horizontal, vertical etc. e em várias configurações, sem desvio dos princípios desta descrição. As formas de realização são descritas meramente como exemplos de aplicações úteis dos princípios da descrição, que não é limitada a quaisquer detalhes específicos destas formas de realização.

[000164] Na descrição acima dos exemplos representativos, termos direcionais (tais como “acima”, “abaixo”, “superior”, “inferior” etc.) são usados por conveniência com referência aos desenhos acompanhantes. Entretanto, deve ser claramente entendido que o escopo desta descrição não é limitado a quaisquer direções particulares descritas aqui.

[000165] Naturalmente, uma pessoa hábil na arte, quando de uma consideração cuidadosa da descrição acima de formas de realização representativas da descrição, prontamente apreciaria que muitas modificações, adições, substituições, deleções e outras mudança podem ser feitas nas formas de realização específicas e tais mudanças são contempladas pelos princípios desta descrição. Por conseguinte, a descrição detalhada precedente é para ser claramente entendida como sendo feita por meio de ilustração e exemplo somente, o espírito e escopo da invenção sendo limitados unicamente pelas reivindicações anexas e seus equivalentes.

Claims (12)

1. Sistema de resistência ao fluxo variável (25) para uso com um poço subterrâneo, caracterizadopelo fato de que compreende: dois trajetos de fluxo (46, 48) que divergem da passagem de entrada (44); uma câmara de fluxo (50) que possui duas entradas (52, 54); uma estrutura (56, 58) que é disposta na câmara de fluxo (50) e se desloca em resposta a um fluxo de uma composição fluida (36) na qual uma resistência ao fluxo da composição fluida (36) muda em resposta a uma mudança em uma relação de fluido desejado para indesejado na composição fluida (36); em que a composição fluida (36) flui para a câmara de fluxo (50) por meio de pelo menos um dos trajetos de fluxo (46, 48) e pelo menos uma das duas entradas (52, 54).

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que a estrutura (56, 58) é exposta ao fluxo da composição fluida (36) em pelo menos primeira e segunda direções e em que a resistência ao fluxo muda em resposta a uma mudança na proporção da composição fluida (36), que escoa na primeira e segunda direções.

3. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que compreende adicionalmente um aerofólio (90) que desvia o fluxo da composição fluida (36), em resposta à mudança na relação de fluido desejado para indesejado.

4. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que compreende adicionalmente um material que dilata, em resposta a uma diminuição na relação de fluido desejado para indesejado, por meio do que a resistência ao fluxo é aumentada.

5. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que a estrutura (56, 58) é mais solicitada em uma primeira direção pelo fluxo da composição fluida (36) mais em uma primeira direção e em que a estrutura (56, 58) é mais solicitada em uma segunda direção pelo fluxo de composição fluida (36) mais em uma segunda direção.

6. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um comutador de fluido (66) que desvia o fluxo da composição fluida (36) em pelo menos os primeiro e segundo trajetos de fluxo (46, 48).

7. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a estrutura (56,58) é mais solicitada em uma primeira direção pelo fluxo da composição fluida (36) mais através do primeiro trajeto de fluxo e a estrutura (56, 58) é mais solicitada em uma segunda direção pelo fluxo da composição fluida (36) mais através do segundo trajeto de fluxo.

8. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a estrutura (56, 58) pivota ou gira, variando assim a resistência ao fluxo, em resposta à uma variação na proporção de composição fluida (36) que flui através dos primeiro e segundo trajetos de fluxo (46,48).

9. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a estrutura (56, 58) gira, variando assim a resistência ao fluxo em resposta à uma variação na relação de fluido desejado para indesejado.

10. Sistema de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o comutador de fluido (66) compreende um dispositivo de bloqueio (76), que pelo menos parcialmente bloqueia o fluxo da composição fluida (36) através de pelo menos um dos primeiro e segundo trajetos de fluxo (46, 48).

11. Sistema de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de bloqueio (76) bloqueia crescentemente um dos primeiro e segundo trajetos de fluxo (46, 48), em resposta ao fluxo da composição fluida (36) em direção ao outro dos primeiro e segundo trajetos de fluxo (46, 48).

12. Sistema de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o comutador de fluido (66) direciona o fluxo da composição fluida (36) em direção a um dentre o primeiro e segundo trajetos de fluxo (46, 48) em resposta ao dispositivo de bloqueio (76) bloqueando crescentemente o outro dentre o primeiro e segundo trajetos de fluxo (46, 48).

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