BR112014032914B1

BR112014032914B1 - Válvula de segurança com tubo de fluxo independente

Info

Publication number: BR112014032914B1
Application number: BR112014032914-1A
Authority: BR
Inventors: James Dan Vick Jr.; Leo G. Collins; Jeremy Pike Brimer
Original assignee: Halliburton Energy Services, Inc.
Priority date: 2012-06-27
Filing date: 2012-06-27
Publication date: 2021-08-10
Also published as: BR112014032914A2; SG11201408048VA; WO2014003731A1; US20140000870A1; US9528344B2; AU2012383527A1; AU2012383527B2

Abstract

válvula de segurança com tubo de fluxo independente. trata-se de uma válvula de segurança que pode ser disposta em um furo de poço através de uma formação de produção de fluido. a válvula de segurança pode incluir um tubo de fluxo que é deixado mover-se de maneira pelo menos parcialmente independente, ou livre, de uma montagem de pistão para impedir efeitos negativos de forças no tubo de fluxo de uma montagem de fechamento, tal como uma que inclui uma chapeleta. por exemplo, pode não ser necessário que o tubo de fluxo seja conectado de maneira rígida a uma montagem de pistão, de modo que o tubo de fluxo possa se mover mais do que a montagem de pistão.

Description

CAMPO DA TÉCNICA DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se, em geral, a dispositivos para controlar fluxo de fluido em um furo em uma formação subterrânea e, mais particularmente (embora não necessária e exclusivamente), a dispositivos que têm capacidade para impedir ou permitir de maneira controlável que a produção de fluido através de um poço que cruza uma formação subterrânea com uso de um tubo de fluxo que pode se mover de maneira pelo menos parcialmente independente a um pistão.

ANTECEDENTES

[002] Tubulação de produção pode ser posicionada em um ambiente de fundo de poço de um furo de poço em uma formação de produção de fluido. O fluido da formação pode mover-se através da tubulação de produção a uma superfície do furo de poço. A tubulação de produção pode incluir uma válvula de segurança que é controlável por hidráulica, por sinais elétricos ou por outro mecanismo de controle. A válvula de segurança pode ser uma válvula de subsuperfície de segurança. A válvula de segurança pode abrir para permitir que um fluido flua através da tubulação de produção. A válvula de segurança pode fechar para impedir que o fluido flua através da tubulação de produção.

[003] Por exemplo, em resposta a um acidente, a uma ação de controle na superfície ou, do contrário, a uma diminuição de pressão de fluido hidráulico a válvula de segurança pode permitir que um tubo de fluxo que é parte da válvula de segurança e que a tubulação de produção se movam em direção à superfície, resultando em uma chapeleta que fecha e veda o tubo de fluxo por uma chapeleta (e, então, a tubulação de produção) a partir de um fluido da formação.

[004] Uma chapeleta de fechamento ou outro mecanismo de fechamento pode exercer força no tubo de fluxo, que pode resultar em danos à montagem de chapeleta, em um pico de pressão em uma linha de controle para o fluido hidráulico e outros resultados indesejáveis. Por exemplo, conforme a chapeleta está perto de fechar, o diferencial de pressão através da chapeleta por forçar o tubo de fluxo em direção à superfície com uma grande quantidade de força. Uma grande quantidade de força pode romper a chapeleta ou dobradiça de assento, cisalhar um pino de dobradiça, entortar o tubo de fluxo e gerar impulso no tubo de fluxo. Em algumas situações, uma força de 567 quilogramas-força (1.250 libras) (Ibf) é transferida ao tubo de fluxo a cada 6,89 MPa (100 psi) de diferencial de pressão através da chapeleta.

[005] São desejáveis válvulas de segurança que podem lidar com forças de chapeletas ou de outros mecanismos de fechamento durante fechamento.

SUMÁRIO

[006] Determinados aspectos e recursos da presente invenção are são direcionados a uma válvula de segurança que pode incluir um tubo de fluxo que é permitido para mover de maneira pelo menos parcialmente independente, ou livre, a partir de uma montagem de pistão para evitar efeitos negativos a partir de forças no tubo de fluxo a partir de uma montagem de fechamento.

[007] Um aspecto refere-se a uma válvula de segurança que pode ser disposta em um furo de poço através de uma de produção de fluido. A válvula de segurança inclui uma montagem de pistão, um tubo de fluxo, uma montagem de fechamento e uma montagem de conexão. A montagem de pistão pode ser controlada a partir de uma superfície do furo de poço. A montagem de fechamento pode permitir e impedir fluxo de fluido através de uma extremidade do tubo de fluxo. A montagem de conexão pode ser posicionada entre o tubo de fluxo e a montagem de pistão. A montagem de conexão pode permitir que o tubo de fluxo se mova em direção à superfície do furo de poço em resposta a uma força de fechamento exercida no tubo de fluxo pela montagem de fechamento e de maneira pelo menos parcialmente independente de movimento em direção à superfície do furo de poço por pelo menos parte da montagem de pistão.

[008] Outro aspecto refere-se a uma montagem de conexão para uma válvula de segurança que pode ser disposta em um furo de poço através de uma de produção de fluido. A montagem de conexão inclui uma primeira extremidade, uma segunda extremidade e um membro de recebimento. A primeira extremidade pode se acoplar a uma montagem de pistão. A segunda extremidade pode engatar a uma mola de potência que sustenta o tubo de fluxo. O membro de recebimento pode permitir que o tubo de fluxo se mova em direção à superfície do furo de poço em resposta a uma força de fechamento exercida no tubo de fluxo por uma chapeleta e de maneira pelo menos parcialmente independente de movimento em direção à superfície do furo de poço por pelo menos parte da montagem de pistão.

[009] Outro aspecto refere-se a uma válvula de segurança que pode ser disposta em um furo de poço através de uma de produção de fluido. A válvula de segurança inclui uma haste de pistão, um tubo de fluxo, uma chapeleta fechada normalmente e uma montagem de anel. A haste de pistão pode ser controlada por um pistão e por um fluido hidráulico introduzido no furo de poço a partir da superfície. A chapeleta fechada normalmente pode ser posicionada próxima de uma extremidade do tubo de fluxo para impedir e para impedir fluxo de fluido através da extremidade do tubo de fluxo. Uma montagem de anel pode ser posicionada entre o tubo de fluxo e a montagem de pistão e externa à parte do tubo de fluxo. Uma montagem de anel pode permitir que o tubo de fluxo se mova em direção à superfície do furo de poço em resposta a uma força de fechamento exercida no tubo de fluxo pela chapeleta fechada normalmente e de maneira pelo menos parcialmente independente de movimento em direção à superfície do furo de poço pela haste de pistão.

[010] Esses aspectos ilustrativos são mencionados não para limitar ou definir a invenção, porém para fornecer exemplos para auxiliar no entendimento dos conceitos inventivos revelados. Outros aspectos, vantagens e recursos da presente invenção se tornarão aparentes após revisão da inteira revelação, das figuras e das reivindicações.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[011] A Figura 1 é uma ilustração esquemática de um sistema de poço que tem uma válvula de segurança, de acordo com um aspecto da presente invenção.

[012] A Figura 2 é uma vista lateral em corte transversal da válvula de segurança da Figura 1, de acordo com um aspecto da presente invenção.

[013] A Figura 3 é uma vista lateral em corte transversal de parte da válvula de segurança que inclui uma montagem de fechamento da Figura 1, de acordo com um aspecto da presente invenção.

[014] A Figura 4 é uma vista lateral em corte transversal de parte da válvula de segurança da Figura 1 que inclui uma montagem de conexão, de acordo com um aspecto da presente invenção.

[015] A Figura 5 é uma vista em perspectiva de um anel que é parte de uma montagem de conexão da válvula de segurança da Figura 1, de acordo com um aspecto da presente invenção.

[016] A Figura 6 é uma vista em perspectiva de parte de um tubo de fluxo da válvula de segurança da Figura 1, de acordo com um aspecto da presente invenção.

[017] A Figura 7 é uma vista lateral em corte transversal de parte de uma válvula de segurança, de acordo com outro aspecto da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[018] Determinados aspectos e recursos da presente invenção são direcionados a uma válvula de segurança que pode ser disposta em furo de poço que está através de uma de produção de fluido. A válvula de segurança pode incluir um tubo de fluxo que pode se mover de maneira pelo menos parcialmente independente, ou livre, a partir de uma montagem de pistão para evitar efeitos negativos a partir de forças no tubo de fluxo a partir de uma montagem de fechamento, tal como, uma que inclui uma chapeleta. Por exemplo, pode não ser exigido que o tubo de fluxo seja conectado rigidamente a uma montagem de pistão e, em vez disso, que "flutua" de modo que o tubo de fluxo possa se mover mais do que montagem de pistão se move.

[019] A válvula de segurança, de acordo com um exemplo, inclui uma montagem de conexão entre um tubo de fluxo e uma montagem de pistão. A válvula de segurança pode ser uma válvula de subsuperfície de segurança. Uma montagem de pistão pode incluir um pistão e uma haste de pistão que são configurados para se mover em resposta à presença ou à ausência de pressão de fluido hidráulico ou em resposta a outro mecanismo de controle. Uma montagem de fechamento pode ser localizada próxima de uma extremidade do tubo de fluxo e pode ter capacidade para fechar e abrir para controlar fluxo de fluido ao tubo de fluxo. Uma extremidade do tubo de fluxo pode ser uma abertura na qual o fluido pode fluir, porém não necessariamente uma extremidade da tubulação de produção, que pode se estender a muitos pés no furo de poço além do tubo de fluxo. Uma montagem de fechamento pode incluir componentes, tais como, uma válvula de chapeleta, uma válvula esférica ou uma válvula de movimento perpendicular. Por exemplo, a válvula de chapeleta pode incluir uma placa carregada a mola que pode abrir para permitir que fluidos de formação fluam no tubo de fluxo e que possam fechar para impedir que fluidos de formação fluam no tubo de fluxo.

[020] A montagem de pistão pode se mover na direção contrária à superfície em resposta a um crescimento em pressão de fluido hidráulico ou algum outro mecanismo de controle que pode ser introduzido por meio de uma linha de controle. A montagem de pistão que se mova na direção contrária à superfície pode exercer uma força na montagem de conexão para se mover correspondentemente em uma direção contrária à superfície. A movimentação correspondentemente pode incluir um componente que se move na mesma distância, ou semelhante, que outro componente. A montagem de conexão pode exercer uma força no tubo de fluxo (ou direta ou indiretamente, tal como através de uma mola de potência) para fazer com que o tubo de fluxo se mova correspondentemente em uma direção contrária à superfície. O tubo de fluxo que se move na direção contrária à superfície pode fazer com que a montagem de fechamento abra e permite que o fluido flua através do tubo de fluxo em direção à superfície.

[021] Algum evento, tal como, controles a partir da superfície ou uma emergia em relação ao poço, pode resultar em uma redução ou ausência de pressão de fluido hidráulico. Em resposta à redução ou à ausência de pressão de fluido hidráulico, a montagem de pistão pode se mover em direção à superfície e a montagem de conexão pode se mover correspondentemente em direção à superfície. O tubo de fluxo também pode se mover correspondentemente em direção à superfície. Conforme o tubo de fluxo se move em direção à superfície, a montagem de fechamento pode começar a fechar uma extremidade do tubo de fluxo. Conforme a montagem de fechamento começar a se fechar, a montagem de fechamento pode exercer uma força no tubo de fluxo em direção à superfície. Por exemplo, o fluido pode estar fluindo a 61 m/s (200 pés/s), resultando em uma força relativamente grande na montagem de fechamento, à medida que a mesma começa a se fechar. A montagem de pistão, no entanto, por não ter capacidade para permitir que o tubo de fluxo se mova em direção à superfície mais fácil para diminuir ou remover as forças exercidas no tubo de fluxo à medida que montagem de fechamento está se fechando. Por exemplo, a montagem de pistão pode se mover em direção à superfície de maneira relativamente devagar. A montagem de conexão pode ser configurada para permitir que o tubo de fluxo se mova de maneira pelo menos parcialmente independente da montagem de pistão por alguma distância adicional em direção à superfície para permitir que a montagem de fechamento se feche mais rápido e diminua ou reduza as forças exercidas no tubo de fluxo pela montagem de fechamento durante o fechamento. Conforme a montagem de pistão se move em direção à superfície em uma distância maior que a distância adicional, o tubo de fluxo pode continuar se movendo correspondentemente em relação à montagem de pistão em direção à superfície.

[022] Em um exemplo, a montagem de conexão inclui disposta externo ao tubo de fluxo e que define uma câmara entre uma parede exterior do tubo de fluxo e uma parede interior do anel. A câmara pode permitir que o tubo de fluxo se mova em direção à superfície de maneira pelo menos parcialmente independente de movimento pela montagem de pistão em resposta a uma força da montagem de fechamento. Em alguns aspectos, a montagem de conexão pode incluir uma mola de compensação disposta na câmara. Uma mola de compensação pode impedir que o tubo de fluxo se mova em direção à superfície intencionalmente, por exemplo, quando o tubo de fluxo está em uma posição, tal como, em que a montagem de fechamento é aberta, porém pode permitir forças exercidas no tubo de fluxo durante o fechamento para superar a força de influência da mola de compensação e permitir que o tubo de fluxo se mova de maneira pelo menos parcialmente independente à montagem de pistão. Conforme a força exercida no tubo de fluxo durante o fechamento diminui, a mola de compensação pode inclinar o tubo de fluxo de modo que o tubo de fluxo possa continuar se movendo em direção à superfície correspondentemente à montagem de pistão.

[023] A montagem de conexão, de acordo com alguns aspectos, pode permitir que tubo de fluxo se mova por 1,3 centímetros (meia polegada) ou mais de maneira pelo menos parcialmente independente a movimento pela montagem de pistão. Por exemplo, uma montagem de conexão pode permitir que o tubo de fluxo se mova de 5,1 a 7,6 centímetros (2 a 3 polegadas) de maneira pelo menos parcialmente independente a movimento pela montagem de pistão. Em algumas implantações, a montagem de conexão pode permitir que o tubo de fluxo se mova dentro de uma faixa de 2,54 a 15,24 centímetros (1 a 6 polegadas) ou mais de maneira pelo menos parcialmente independente a movimento pela montagem de pistão.

[024] Válvulas de segurança, de acordo com determinados aspectos podem reduzir forças em um pino ou em uma dobradiça de uma montagem de fechamento durante fechamento rápido, reduzir forças em um batente superior da válvula de segurança durante fechamento rápido, reduzir danos entre a montagem de fechamento e uma ponta de abertura, e/ou permitir que uma montagem de fechamento se feche mais rápido. Uma válvula de segurança pode reduzir os picos de pressão em uma linha de controle durante fechamento rápido, reduzindo forças que pode causar danos a um encaixe de linha de controle, pistão, vedações e haste de pistão. Por exemplo, a pressão de fluido hidráulico na linha de controle durante o fechamento pode ser cerca de 137,9 MPa (2.000 psi). As forças exercidas no tubo de fluxo e transferidas ao fluido hidráulico pode aumentar a pressão de fluido hidráulico para 2,34 Mpa (34,000 psi). Uma válvula de segurança, de acordo com alguns exemplos pode reduzir ou eliminar tal pico em resposta às forças de fechamento. Determinadas válvulas de segurança podem fornecer uma força de mola em um assento batente superior na posição fechada, reduzir tensões sofridas por uma chapeleta ou dobradiça de assento da montagem de fechamento, e/ou alinhar a força de mola com o pistão.

[025] Esses exemplos ilustrativos são dados para apresentar ao leitor a matéria geral revelada discutida no presente documento e não destinam-se a limitar o escopo dos conceitos revelados. As seções seguintes descrevem vários recursos e exemplos adicionais com referência aos desenhos nos quais numerais semelhantes indicam elementos semelhantes e descrições direcionais são usadas para descrever os recursos ilustrativos, porém, conforme os recursos ilustrativos, não devem ser usados para limitar a presente invenção.

[026] A Figura 1 mostra esquematicamente um sistema de poço 100 com uma montagem de válvula de segurança 114, de acordo com determinados aspectos. O sistema de poço 100 includes um furo de poço 102 que se estende através de vários estratos terrestres. O furo de poço 102 tem uma seção vertical substancialmente 104. A seção vertical substancialmente 104 pode incluir uma coluna de revestimento 108 cimentada em uma porção superior da seção vertical substancialmente 104. A seção vertical substancialmente 104 se estende através de formação subterrânea que contém hidrocarboneto 110.

[027] Uma tubulação de produção 112 se estende a partir da superfície dentro do furo de poço 102. A tubulação de produção 112 pode definir uma passagem que fornece um conduto para produção de fluidos de formação à superfície.

[028] A montagem de válvula de segurança 114 pode ser uma submontagem da tubulação de produção 112. Uma linha de controle 116 pode ser posicionada entre a montagem de válvula de segurança 114 é a superfície. A linha de controle 116 pode estar em comunicação com a montagem de válvula de segurança 114 para entregar controles, tal como, através de pressão de fluido hidráulico. A montagem de válvula de segurança 114 pode abrir e fechar em resposta à presença e à ausência de pressão de fluido hidráulico para controle de fluxo de fluido através da tubulação de produção 112.

[029] Embora a Figura 1 mostre uma montagem de válvula de segurança 114 posicionada na seção vertical substancialmente 104, uma montagem de válvula de segurança 114 pode ser localizada, adicional ou alternativamente, em uma seção desviada, tal como, uma seção horizontal substancialmente. Em alguns aspectos, a montagem de válvula de segurança 114 pode ser disposta em furos de poço que têm tanto uma seção vertical substancialmente e uma seção horizontal substancialmente. A montagem de válvula de segurança 114 pode ser disposta em ambientes de orifício aberto, tal como, é mostrado na Figura 1 ou em poços revestidos.

[030] A Figura 2 mostra por meio de corte transversal a montagem de válvula de segurança 114, de acordo com um aspecto. A montagem de válvula de segurança 114 inclui uma montagem de pistão 202, um tubo de fluxo 204, uma montagem de conexão 206 e uma montagem de fechamento 208. A montagem de válvula de segurança 114 também inclui uma mola de potência 210 e uma porta de linha de controle 212.

[031] A montagem de pistão 202 e a porta de linha de controle 212 podem estar em uma submontagem de topo 214. A submontagem de topo 214 pode ser configurada para acoplar a válvula de segurança 114 a outra parte da tubulação de produção que está mais próxima que a válvula de segurança 114 à superfície. A montagem de fechamento 208 pode estar em uma submontagem de fundo 216. A submontagem de fundo 216 pode ser configurada para acoplar a válvula de segurança 114 a outra parte da tubulação de produção que está mais distante que a válvula de segurança 114 da superfície. A montagem de conexão 206 e a mola de potência 210 podem estar em um alojamento de mola 218.

[032] A montagem de pistão 202 pode incluir um pistão (parte do mesmo é mostrado como 220) e uma haste de pistão 222. A pressão de fluido hidráulico pode ser recebida através da porta 212 para fazer com que o pistão se mova na direção contrária ou em direção à superfície do furo de poço. O pistão de movimentação pode fazer com que a haste de pistão 222 se mova correspondentemente. A haste de pistão 22 pode ser acoplada à montagem de conexão 206 e fazer com que a montagem de conexão 206 se mova correspondentemente.

[033] A montagem de conexão 206 pode engatar a mola de potência 210. Por exemplo, a montagem de conexão 206 pode ser acoplada, direta ou indiretamente, à mola de potência 210 ou configurada fisicamente para entrar em contato com a mola de potência 210, para engate da mola de potência 210. A montagem de conexão 206 pode transferir força da haste de pistão 222 à mola de potência 210 para comprimir a mola de potência 210. A mola de potência 210 pode ser inclinada para permitir que a montagem de fechamento 208 seja fechada normalmente. Por exemplo, quando a pressão hidráulica é reduzida no pistão, a mola de potência 210 pode exercer uma força na montagem de conexão 206 e a haste de pistão 222 se move em direção à superfície. A mola de potência 210 na Figura 2 tem um formato em corte transversal redondo, porém molas de potência que outros em corte transversal podem ser usadas.

[034] A mola de potência comprimida 210 pode permitir ou fazer com que o tubo de fluxo 204 se mova na direção contrária à superfície do furo de poço e abra a montagem de fechamento 208. Um fluido pode fluir através do tubo de fluxo 204 quando a montagem de fechamento 208 é aberta.

[035] A Figura 3 mostra parte da válvula de segurança 114 por meio de um corte transversal que inclui a montagem de fechamento 208 e o tubo de fluxo 204. A montagem de fechamento 208 na Figura 3 inclui uma chapeleta 211 e uma dobradiça carregada a mola 213 que é configurada para fazer com que a chapeleta 211 seja fechada normalmente para vedar a extremidade do tubo de fluxo 204. Por exemplo, a chapeleta 211 pode vedar contra uma vedação de chapeleta em uma posição fechada e estar próxima de uma extremidade do tubo de fluxo 204. Conforme a chapeleta 211 fecha devido ao tubo de fluxo 204 que se move em direção à superfície, a chapeleta 211 se move a partir de uma posição horizontal substancialmente em relação ao tubo de fluxo 204 (isto é, posição aberta) a uma posição vertical substancialmente em relação ao tubo de fluxo 204 (isto é, posição fechada). A Figura 3 mostra a chapeleta 211 em posição parcialmente fechada ou em uma posição de fechamento. Na posição fechada parcialmente, o fluido que flui em direção ao tubo de fluxo 204 pode exercer uma força relativamente grande na chapeleta 211, que é transferida ao tubo de fluxo 204 em porções do tubo de fluxo 204 que entra em contato com a chapeleta 211. Uma montagem de conexão, de acordo com algumas modalidades, pode permitir que o tubo de fluxo 204 se mova em direção à superfície em resposta a essa força e de maneira pelo menos parcialmente independente a movimento permitido por um pistão.

[036] A Figura 4 mostra parte da válvula de segurança 114 por meio de um corte transversal que inclui a montagem de conexão 206 externa ao tubo de fluxo 204. A montagem de conexão 206 é mostrada como acoplamento à haste de pistão 222 e engate à mola de potência 210.

[037] A montagem de conexão 206 inclui um anel 224 e uma mola de compensação 228 que é disposta em uma câmara 226 definida pelo anel 224. A câmara 226 pode estar entre a parede exterior do tubo de fluxo 204 e pelo menos parte da parede interior do anel 224. A mola de compensação 228 pode ser inclinada para se estender para fora, por exemplo, na direção contrária à superfície. A mola de compensação 228 na Figura 3 tem um formato em corte transversal retangular, porém as molas de compensação, de acordo com outros aspectos podem ter outros formatos em corte transversal. Montagens de conexão, de acordo com outros aspectos, não incluem uma mola de compensação. Em vez disso, essas montagens de conexão podem depender de forças gravitacionais para sustentar um tubo de fluxo normalmente para fora, a menos que uma força supere as forças gravitacionais.

[038] A câmara 226 pode receber parte do tubo de fluxo 204 à medida que a montagem de fechamento 208 está se fechando. A força exercida no tubo de fluxo 204 pela chapeleta 211, conforme na Figura 3, pode fazer com que a mola de compensação 228 comprima e permitir que o tubo de fluxo 204 se mova em direção à superfície mais do que o pistão se move em direção à superfície em um ponto particular no momento durante o fechamento da montagem de fechamento 208.

[039] Por exemplo, e em referência às Figuras 2 a 4, o pistão pode ter se movido 7,62 centímetros (3 polegadas) em direção à superfície, conforme permitido por uma redução em pressão de fluido hidráulico. Em resposta, a haste de pistão 222, a montagem de conexão 206 e o tubo de fluxo 204 podem se mover em 7,62 centímetros (3 polegadas) (ou em quantidade próxima a 7,62 centímetros) em direção à superfície. O pistão pode continuar a se mover, de maneira relativamente devagar em direção à superfície. Após o tubo de fluxo 204 ter se movido aproximadamente 7,62 centímetros (3 polegadas), a chapeleta 211 pode exercer uma força no tubo de fluxo 204 no processo de fechamento. Essa força pode fazer com que o tubo de fluxo 204 se mova em direção à superfície mais do que uma quantidade em que o pistão tenha se movido. O tubo de fluxo 204, em resposta à força da chapeleta 211, pode ser recebido na câmara 226 e comprimir a mola de compensação 228 e se mover por 5,08 centímetros (2 polegadas), por exemplo, mais do que o pistão se moveu.

[040] O tubo de fluxo 204 pode se mover por esses 5,08 centímetros (2 polegadas) adicionais de maneira pelo menos parcialmente independente ao movimento do pistão. Por exemplo, o pistão pode se mover por uma pequena quantidade durante esse processo e o tubo de fluxo 204 pode se mover por quantidade correspondente a essa quantidade pequena, além dos aproximadamente 5,08 centímetros (2 polegadas) por quais é permitido que o tubo de fluxo 204 se mova. O tubo de fluxo 204 que se move por 5,08 centímetros (2 polegadas) adicionais pode permitir que a chapeleta 211 se feche mais rápido que do contrário e reduzir os efeitos da força da chapeleta 211 no tubo de fluxo 204 e outros componentes de sistema durante o fechamento. Após o pistão ter se movido em direção à superfície por 5,08 centímetros (2 polegadas) adicionais, seguindo-se o exemplo, o tubo de fluxo 204 pode continuar a se mover correspondente ou de maneira substancial e correspondente ao movimento do pistão.

[041] A Figura 5 mostra, por meio de uma vista em perspectiva, um exemplo do anel 224 que pode ser usado em uma montagem de conexão 206. O anel 224 includes uma extremidade de conexão 230 por meio da qual o anel 224 pode se acoplar à haste de pistão. A extremidade de conexão 230 pode incluir aberturas através das quais uma haste de pistão pode ser posicionada e acoplada ao anel 224 com uso de porcas ou de outro mecanismo de conexão. Na outra extremidade do anel 224 há uma suspensa elevada 232 que pode engatar uma mola de potência por meio de contato, porém não de uma conexão, à mola de potência. Por exemplo, a mola de potência pode ser redonda plana para entrar em contato com a suspensa elevada 232. Em alguns aspectos, a suspensa elevada 232 é configurada para se conectar à mola de potência. Outras configurações do anel 224 além das mostradas na Figura 5 podem ser usadas evidentemente.

[042] A Figura 6 mostra, por meio de uma vista em perspectiva, um exemplo de parte do tubo de fluxo 204. O tubo de fluxo 204 pode incluir uma superfície plana 236 em uma parede exterior do tubo de fluxo 204. A superfície plana 236 pode permitir que uma submontagem de topo entre em contato com o tubo de fluxo 204. Por exemplo, quando uma montagem de fechamento fecha e o tubo de fluxo 204 se move em direção à superfície de maneira relativa e rápida, o tubo de fluxo 204 pode parar quando o tubo de fluxo 204 entra em contato com a submontagem de topo e energia pode ser dissipada na submontagem de topo, conforme oposta a um pistão que entra em contato om um pistão mais superior.

[043] A Figura 7 mostra, por meio de uma corte transversal, parte de uma válvula de segurança 300, de acordo com outro aspecto. A válvula de segurança 300 mostrada inclui um tubo de fluxo 302, uma haste de pistão 304 em uma submontagem de topo 306, uma montagem de conexão 308 e uma mola 310.

[044] O tubo de fluxo 302 inclui um primeiro componente 312 acoplado a um segundo componente 314. O primeiro componente 312 pode estar em repouso em relação à submontagem de topo 306.

[045] A montagem de conexão 308 é semelhante à montagem de conexão descrita anteriormente, exceto que a montagem de conexão 308 pode ser redonda om áreas reduzidas para fornecer diferentes fornecimentos de acoplamento em relação à haste de pistão 304.

[046] Dois mecanismos de acoplamento 316 acoplam a haste de pistão 304 à montagem de conexão 308. Um exemplo de um mecanismo de acoplamento é uma porca, ou uma combinação de parafuso e porca. Os intervalos 318 podem estar entre o mecanismo de acoplamento 316 e a montagem de conexão 308. Os intervalos 318 podem ser relativamente pequenos e pode permitir que a haste de pistão 304 se mova de maneira pelo menos parcialmente independente m relação à montagem de conexão 308. Por exemplo, quando o tubo de fluxo 302 para de se mover em direção à superfície, o primeiro componente 312 entra em contato com a submontagem de topo 306, porém os intervalos 318 permitem que o pistão (não mostrado) associado à haste de pistão 304 entrem em contato com um assento de pistão mais superior.

[047] Em outras implantações, os mecanismos de acoplamento 316 podem ser ajustados na direção contrária à superfície, por exemplo, por 0,64 centímetros (um quarto de polegada) de modo que previna-se que o primeiro componente 312 entre em contato com a de topo 306, porém permita-se que o pistão seja forçado contra o batente superior pela mola de potência 310.

[048] A descrição supracitada dos aspectos e exemplos, inclusive os recursos ilustrados, da invenção foi apresentada apenas para o propósito de ilustração e de descrição e não destina-se a ser completa ou a limitar a invenção às formas precisas reveladas. Inúmeras modificações, adaptações e usos da mesma são aparentes àqueles versados na técnica sem se afastar do escopo desta invenção.

Claims

1. Válvula de segurança configurada para ser disposta em um furo de poço (102) através de uma formação de produção de fluido, sendo que a válvula de segurança é caracterizada pelo fato de que compreende: uma montagem de pistão (202) controlável a partir de uma superfície do furo de poço (102); um tubo de fluxo (204); uma montagem de fechamento (208) para permitir e para impedir o fluxo de fluido através de uma extremidade do tubo de fluxo (204); e uma montagem de conexão (206) posicionada entre o tubo de fluxo (204) e a montagem de pistão (202), sendo que a montagem de conexão (206) é configurada para permitir que o tubo de fluxo (204) se mova em direção à superfície do furo de poço (102) em resposta a uma força de fechamento exercida no tubo de fluxo (204) pela montagem de fechamento (208) e de maneira pelo menos parcialmente independente do movimento em direção à superfície do furo de poço (102) por pelo menos parte da montagem de pistão (202) em que a montagem de conexão (206) compreende um anel (224) que é acoplado de forma removível ao tubo de fluxo (204), o anel (224) compreendendo uma primeira extremidade longitudinal configurada para acoplar com a montagem de pistão (202) e uma segunda extremidade longitudinal configurada para acoplar com uma mola de potência (210), a primeira extremidade longitudinal tendo um primeiro diâmetro e uma segunda extremidade longitudinal tendo um segundo diâmetro maior do que o primeiro diâmetro, a segunda extremidade longitudinal definindo uma fronteira de uma câmara (226) configurada para receber parte do tubo de fluxo (204) conforme o tubo de fluxo (204) se move em direção à superfície do furo de poço (102) em resposta à força de fechamento, em que uma mola de compensação (228) é disposta na câmara (226), sendo que a mola de compensação (228) é inclinada normalmente na direção contrária à superfície do furo de poço (102).

2. Válvula de segurança, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a montagem de conexão (206) é configurada para permitir que o tubo de fluxo (204) se mova em direção à superfície do furo de poço (102) de maneira pelo menos parcialmente independente do movimento em direção à superfície do furo de poço (102) por pelo menos parte da montagem de pistão (202) permitindo-se que o tubo de fluxo (204) se mova além de uma quantidade correspondente por meio da qual uma haste de pistão (222) da montagem de pistão (202) se move em direção à superfície.

3. Válvula de segurança, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente: a mola de potência (210) disposta externa ao tubo de fluxo (204) e configurada para inclinar o tubo de fluxo (204) normalmente em direção à superfície do furo de poço (102), em que a montagem de pistão (202) compreende: uma porta (212) para receber fluido hidráulico de uma linha de controle (116); um pistão controlável pelo fluido hidráulico introduzido no furo de poço (102) a partir da superfície; e uma haste de pistão (222) controlável pelo pistão, em que o anel (224) é posicionado externo ao tubo de fluxo (204), acoplado à haste de pistão (222), e configurado para engate à mola de potência (210); e em que a montagem de fechamento (208) compreende uma chapeleta normalmente fechada (211) posicionada próximo de uma extremidade do tubo de fluxo (204), sendo que a chapeleta normalmente fechada (211) é configurada para aplicar a força de fechamento ao tubo de fluxo (204).

4. Válvula de segurança, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o anel (224) é acoplado à haste de pistão (304) por mecanismos de acoplamento (316), sendo que a válvula de segurança compreende adicionalmente intervalos (318) entre os mecanismos de acoplamento (316) e o anel (224), em que os intervalos (318) são configurados para permitir que a haste de pistão (304) se mova de maneira pelo menos parcialmente independente do anel (224).

5. Válvula de segurança, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a montagem de conexão (206) é configurada para permitir que o tubo de fluxo (204) se mova 1,27 centímetro (meia polegada) ou mais em direção à superfície do furo de poço (102) de maneira pelo menos parcialmente independente do movimento em direção à superfície do furo de poço (102) por pelo menos parte da montagem de pistão (202).

6. Válvula de segurança, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a montagem de conexão (206) é configurada para permitir que o tubo de fluxo (204) se mova em direção à superfície do furo de poço (102) em uma quantidade que está em uma faixa de 2,54 a 15,24 centímetros (uma a seis polegadas) de maneira pelo menos parcialmente independente do movimento em direção à superfície do furo de poço (102) por pelo menos parte da montagem de pistão (202).

7. Válvula de segurança, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a mola de compensação (228) é configurada para ser comprimida pelo tubo de fluxo (204) em resposta à força de fechamento e em resposta ao tubo de fluxo (204) que se move de maneira pelo menos parcialmente independente do movimento pela montagem de pistão (202).

8. Válvula de segurança, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a primeira extremidade longitudinal é acoplada à montagem de pistão (202); a segunda extremidade longitudinal é acoplada à mola de potência (210) que sustenta o tubo de fluxo (204); e o anel (224) é configurado para permitir que o tubo de fluxo (204) se mova em direção à superfície do furo de poço (102) em resposta à força de fechamento exercida no tubo de fluxo (204) por uma chapeleta (211) e de maneira pelo menos parcialmente independente do movimento em direção à superfície do furo de poço (102) por pelo menos parte da montagem de pistão (202).

9. Válvula de segurança configurada para ser disposta em um furo de poço (102) através de uma formação de produção de fluido, sendo que a válvula de segurança é caracterizada pelo fato de que compreende: uma haste de pistão (222) controlável por (i) um pistão e (ii) um fluido hidráulico introduzido no furo de poço (102) a partir da superfície; um tubo de fluxo (204); uma chapeleta normalmente fechada (211) posicionada próximo de uma extremidade do tubo de fluxo (204) para permitir e para impedir o fluxo de fluido através da extremidade do tubo de fluxo (204); e uma montagem de anel posicionada entre o tubo de fluxo (204) e a haste de pistão (222) e acoplado de maneira removível a uma parte exterior do tubo de fluxo (204), sendo que a montagem de anel é configurada para permitir que o tubo de fluxo (204) se mova em direção à superfície do furo de poço (102) em resposta a uma força de fechamento exercida no tubo de fluxo (204) pela chapeleta normalmente fechada (211) e de maneira pelo menos parcialmente independente do movimento em direção à superfície do furo de poço (102) pela haste de pistão (222) em que a montagem de anel compreende uma primeira extremidade longitudinal configurada para acoplar com a haste de pistão (222) e uma segunda extremidade longitudinal configurada para acoplar com uma mola de potência (210), a primeira extremidade longitudinal tendo um primeiro diâmetro e uma segunda extremidade longitudinal tendo um segundo diâmetro maior do que o primeiro diâmetro, a segunda extremidade longitudinal definindo uma fronteira de uma câmara (226) configurada para receber parte do tubo de fluxo (204) conforme o tubo de fluxo (204) se move em direção à superfície do furo de poço (102) em resposta à força de fechamento, em que uma mola de compensação (228) é disposta na câmara (226), sendo que a mola de compensação (228) é inclinada normalmente na direção contrária à superfície do furo de poço (102).

10. Válvula de segurança, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que a montagem de anel é configurada para permitir que o tubo de fluxo (204) se mova em direção à superfície do furo de poço (102) de maneira pelo menos parcialmente independente do movimento em direção à superfície do furo de poço (102) pela haste de pistão (222) permitindo-se que o tubo de fluxo (204) se mova além de uma quantidade correspondente por meio da qual uma haste de pistão (222) da montagem de pistão (202) se move em direção à superfície.

11. Válvula de segurança, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente: a mola de potência (210) disposta externa ao tubo de fluxo (204) e configurada para inclinar o tubo de fluxo (204) normalmente em direção à superfície do furo de poço (102), uma porta (212) para receber fluido hidráulico de uma linha de controle (116); e um pistão controlável pelo fluido hidráulico introduzido no furo de poço (102) a partir da superfície, sendo que a haste de pistão (222) é controlável pelo pistão, em que a montagem de anel é acoplada à haste de pistão (222) e configurada para engate à mola de potência (210); e em que a montagem de anel é acoplada à haste de pistão (222) por mecanismos de acoplamento, sendo que a válvula de segurança compreende adicionalmente intervalos entre os mecanismos de acoplamento e a montagem de anel, em que os intervalos são configurados para permitir que a haste de pistão (222) se mova de maneira pelo menos parcialmente independente da montagem de anel.

12. Válvula de segurança, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que a montagem de anel é configurada para permitir que o tubo de fluxo (204) se mova 1,27 centímetro (meia polegada) ou mais em direção à superfície do furo de poço (102) de maneira pelo menos parcialmente independente do movimento em direção à superfície do furo de poço (102) pela haste de pistão (222).

13. Válvula de segurança, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que a montagem de anel é configurada para permitir que o tubo de fluxo (204) se mova em direção à superfície do furo de poço (102) em uma quantidade que está em uma faixa de 2,54 a 15,24 centímetros (uma a seis polegadas) de maneira pelo menos parcialmente independente do movimento em direção à superfície do furo de poço (102) pela haste de pistão (222).

14. Válvula de segurança, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que a mola de compensação (228) é configurada para ser comprimida pelo tubo de fluxo (204) em resposta à força de fechamento e em resposta ao tubo de fluxo (204) que se move de maneira pelo menos parcialmente independente do movimento pela haste de pistão (222).