BR112015004146B1

BR112015004146B1 - Aparelho de vedação

Info

Publication number: BR112015004146B1
Application number: BR112015004146-9A
Authority: BR
Inventors: Oleg A. Mazyar; Rocco DiFoggio; Valery N. Khabashesku; Kristine N. Ludwig
Original assignee: Baker Hughes Incorporated
Priority date: 2012-08-31
Filing date: 2013-08-28
Publication date: 2021-07-27
Also published as: EP2890868A4; WO2014036095A1; BR112015004146A2; US9404334B2; EP2890868B1; US20140060811A1; EP2890868A1

Abstract

aparelho para executar uma operação de fundo de poço. a presente invenção refere-se a um aparelho para executar uma operação de fundo de poço que inclui: um transportador (18) configurado para ser disposto em um furo de poço em uma formação terrestre; e um componente deformável configurado para ser disposto no furo de poço, sendo que o componente deformável inclui um material elastomérico (40) e um revestimento de barreira (42) dispostos em uma superfície do material elastomérico (40), o revestimento de barreira (42) tem propriedades configuradas para resistir à permeação de gases de fundo de poço no material elastomérico (40) a temperaturas de fundo de poço.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA DOS PEDIDOS REFERIDOS

[0001] Este pedido reivindica o benefício do Pedido no U.S. 13/600626, depositado no dia 31 de agosto de 2012, que é incorporado ao presente documento em sua totalidade a título de referência.

ANTECEDENTES

[0002] Em muitas operações de fundo de poço, tais como amos tragem de fluido e operações de perfilagem, vários componentes são equipados com elementos de vedação para fornecer uma vedação hermética para fluidos entre vários componentes, tais como segmentos de corda, componentes de válvula, componentes de packer e componentes de amostragem. Elementos de vedação, tais como anéis em O, são tipicamente feitos de elastômero ou materiais de plástico.

[0003] Quando usado no fundo de poço, tais elementos de veda ção são expostos a condições extremas, que podem comprometer o desempenho deles e resultar em falhas. Os tipos de falhas incluem falha térmica, falha mecânica (devido ao, por exemplo, estresse, à abrasão) e descompressão explosiva. A descompressão explosiva dos anéis em O ou outros elastômeros ocorre quando o gás, geralmente abaixo da alta pressão e em alta temperatura, permeia um elastômero no fundo de poço ao longo do tempo. Depois, se a pressão é reduzida muito rapidamente, tal como sendo trazida de volta à superfície muito rapidamente, então, o gás pode não ter a capacidade de escapar rapidamente o bastante, de forma que o elastômero sofra a descompressãoexplosiva. Isso pode resultar em danos ao anel em O na forma de, por exemplo, rupturas aleatórias, poros como crateras e pequenas fendas devidas às micro explosões que ocorrem como descompressão sucede.

SUMÁRIO

[0004] Um aparelho para executar uma operação de fundo de po ço inclui: um transportador configurado a ser disposto em um furo de poço em uma formação de terra; e um componente deformável configurado a ser disposto no furo de poço, sendo que o componente de- formável inclui um material elastomérico e um revestimento de barreira disposto na superfície do material elastomérico, o revestimento de barreira que tem propriedades configuradas para combater a permeação dos gases do fundo de poço dentro do material elastomérico em temperaturas de fundo de poço.

[0005] Um aparelho de vedação inclui um componente deformável configurado a ser disposto em um furo de poço em uma formação de terra e fornece uma vedação hermética para fluidos entre os componentes do fundo de poço ou entre um componente de fundo de poço e um furo de poço, sendo que o componente deformável inclui um material elastomérico e um revestimento de barreira que tem propriedades configuradas para combater à permeação de gases do fundo de poço dentro do material elastomérico em temperaturas do fundo de poço.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0006] A matéria que é observada como a invenção é particular mente apontada e distintamente reivindicada nas reivindicações na conclusão da especificação. Os recursos supracitados e outros recursos e vantagens da invenção são aparentes a partir das seguintes descrições detalhadas tiradas em combinação com os desenhos anexos em que:

[0007] A Figura 1 é uma vista em corte transversal lateral de uma modalidade de uma perfuração de poço subterrâneo, avaliação, exploração e/ou sistema de produção;

[0008] A Figura 2 é uma vista em corte transversal lateral de uma modalidade de um mecanismo de conexão que inclui um ou mais anéis em O ou outras vedações elastoméricas;

[0009] A Figura 3 é uma vista em corte transversal em perspectiva de uma modalidade de uma vedação elastomérica que inclui um revestimento de barreira.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0010] Aparelhos e métodos para componentes de vedação do fundo de poço e o fornecimento de componentes elastoméricos de fundo de poço são descritos no presente documento. Um componente de fundo de poço, tal como uma ferramenta de fundo de poço ou um componente de corda de furo de poço, inclui pelo menos um elemento elastomérico ou deformável. O elemento elastomérico pode ser um elemento de vedação, tal como um anel em O. O anel em O é feito a partir de um elastômero, por exemplo, uma borracha ou um material de polímero, ou a combinação de elastômeros e inclui um revestimento de barreira configurado para proteger o elemento elastomérico dos materiais do fundo de poço, tais como óleo quente, salmoura, ácidos e alcalinas, e para proteger o elemento elastomérico dos efeitos ambientais tais como a difusão de gás, que pode conduzir à descompressão explosiva e falha do elemento.

[0011] O revestimento de barreira, em uma modalidade, é configu rado para combater ou evitar a difusão dos gases a partir do ambiente do fundo de poço dentro do elemento elastomérico. Em uma modalidade, o revestimento de barreira é um revestimento de carbono tipo diamante (DLC). Outros revestimentos que podem ser incluídos como o revestimento de barreira que inclui um revestimento de óxido de metal (por exemplo, dióxido de silício e óxido de alumínio), um revestimento de polímero (por exemplo, poli-imida, cloreto de polivinilideno, politereftalato de etileno, sulfeto de polifenileno) e um revestimento metálico (por exemplo, ouro e titânio).

[0012] Em uma modalidade, o revestimento de barreira inclui uma camada exterior ou um revestimento feito de um "material duro", tal como um revestimento de carbono tipo diamante (DLC) ou um revestimento de óxido de metal (por exemplo, óxido de silício e/ou óxido de alumínio). O revestimento "duro" tem uma espessura que é pequena o bastante para que o revestimento seja flexível e dobre com o substrato de elastômero. A rigidez de uma viga vai como o cubo da espessura da viga, já que é fácil de curvar um fio de fibra óptica de 80 mícrons, mas não uma placa de vidro de quinze polegadas, que quebrará em vez de curvar pelo mesmo raio de curvatura. De modo específico, a rigidez de flexão é dada por Eh3 I [ 12 (1-v2) ] em que Eé o modulo de Young ou de elasticidade, v é o coeficiente de Poisson e h é a espessura de uma placa. Os benefícios de revestir os anéis em O ou outros elastômeros com uma camada fina de um carbono como diamante ou outro revestimento de barreira que inclui uma redução do influxo de gás dentro do elastômero, que poderia causar uma descompressão explosiva posterior, que melhora a resistência química e reduz a fricção. O risco de descompressão explosiva é reduzido quando se previne o gás de entrar no primeiro lugar do elastômero.

[0013] Referindo à Figura 1, uma modalidade exemplificativa de uma perfuração de poço subterrânea, medição, exploração e/ou sistema de produção 10 inclui uma coluna de furo de poço 12 que é mostrado disposto em um furo de poço 14 que penetra pelo menos uma formação de terra 16 durante uma operação subterrânea. O furo de poço 14 pode ser um furo de poço aberto ou encaixotado. Em uma modalidade, a coluna de furo de poço inclui uma ferramenta de fundo de poço 18 tal como uma ferramenta de perfilagem de poço ou uma ferramenta de amostragem. Nesse exemplo, a ferramenta de fundo de poço 18 é uma ferramenta de cabo de aço, mas não é limitada a isso. Por exemplo, a coluna de furo de poço 12 pode ser feita a partir de, por exemplo, uma tubulação, seções de múltiplas tubulações ou tuba gem flexível. A ferramenta de fundo de poço 18 pode ser incorporada a uma coluna de perfurar em, por exemplo, uma composição de fundo (BHA) para usar na perfuração e/ou aplicações de perfilagem durante a perfuração (LWD). O sistema 10 e/ou a coluna de furo de poço 14 incluem qualquer número de ferramentas de fundo de poço 18 para vários processos que incluem a perfuração, a produção de hidrocarbo- neto e a medição de uma ou mais quantidades físicas em ou ao redor de um furo de poço.

[0014] A ferramenta de fundo de poço 18 não é limitada às moda lidades descritas no presente documento e pode ser disposta com qualquer transportador adequado. Um "transportador" como descrito no presente documento representa qualquer dispositivo, componente de dispositivo, combinação de dispositivos, mídia e/ou membro que pode ser usado para transportar, alojar, apoiar ou de outra forma, facilitar o uso de outro dispositivo, componente de dispositivo, combinação de dispositivos, mídia e/ou membro. A exemplificativa dos transportadores não limitados inclui colunas de perfuração do tipo de tubo enrolado em espiral, do tipo de tubulação unida e qualquer combinação ou porção do mesmo. Outros exemplos de transportadores incluem tubulações de revestimento, cabos de aço, sondas de cabo de aço, sondas de slickline, técnicas de drop shot, fundo de poço substitutos, composições de fundo e colunas de perfuração.

[0015] A modalidade mostrada na Figura 1 inclui múltiplas seções ou substituições, tais como um módulo de amostragem 20, um módulo de eletrônica 22 e conjuntos de packer 24. Os conjuntos de packer 24 são configurados para formar uma vedação entre a coluna 12 e a parede do furo de poço (ou revestimento) e isolar as regiões do espaço anular do furo de poço. O módulo de amostragem 20 inclui componentes que permitem para recuperar e/ou testar os fluidos de formação e materiais, tais como água, hidrocarbonetos, gases e combinações do mesmo. O módulo de amostragem 20 nessa modalidade inclui um orifício de amostragem 26 na comunicação do fluido com uma linha de escoamento 28 e um compartimento de amostra 30 e/ou um dispositivo de medição de fluido 32.

[0016] Os eletrônicos localizados, por exemplo, nas substituições eletrônicas 22, podem ser incluídas para armazenar, transmitir e/ou processar sinais e/ou dados gerados pela ferramenta 18. Em uma modalidade, a ferramenta 18 é equipada com equipamento de transmissão para comunicar-se, em última instância, a uma unidade de processo de superfície 32. Tal equipamento de transmissão pode obter qualquer forma desejada e diferentes mídias de transmissão e métodos podem ser usados. Os exemplos de conexões incluem fio, fibra óptica, conexões sem fio e sistemas baseados em memória.

[0017] Vários componentes do fundo de poço podem incluir mate riaisdeformáveis ou elastoméricos. Uma aplicação de tais materiais inclui o fornecimento de uma vedação hermética para fluidos ao redor de e/ou entre componentes do fundo de poço. Por exemplo, a ferramenta 18 inclui um alojamento que tem um mecanismo de conexão para conectar o alojamento a outros componentes do fundo de poço ou, por exemplo, um tampão final. Um mecanismo de conexão exem- plificativo é mostrado na Figura 2, que ilustra uma conexão entre os componentes do fundo de poço, por exemplo, o módulo de amostragem 20 e o módulo de eletrônica 22.

[0018] Em uma modalidade, um componente de fundo de poço tal como um alojamento de pressão, uma ferramenta, um módulo ou uma substituição (por exemplo, um módulo de amostragem 20) inclui uma porção de acoplamento macho 34 que tem uma seção exterior roscada. Outro componente (por exemplo, o módulo de eletrônica 22 ou um tampão final) inclui uma porção de acoplamento feminino 36 que tem uma seção interior roscada. Embora as porções masculina e feminina estejam descritas e que tenham porções roscadas, elas podem ser configuradas para serem acopladas usando qualquer mecanismo adequado, tais como pinos ou parafusos e um ajuste de interferência ou combinações do mesmo. Nessa modalidade, o elemento elastomérico é pelo menos um anel em O 38 disposto na porção masculina e/ou feminina para afetar uma vedação hermética para fluidos entre os segmentos.

[0019] Os elementos de vedação podem ser incluídos em outros componentes. Por exemplo, os conjuntos de packer 24 podem incluir anéis em O e/ou bexigas expansíveis feitas de materiais elastoméri- cos. Em outros exemplos, para a medição enquanto ferramentas de perfuração (MWD), um comando tem "portinholas" que cobrem os eletrônicos que residem na retirada do diâmetro externo do comando. Essas portinholas incluem um anel em O para fornecer uma vedação hermética para fluidos entre a portinhola que cobre e o comando. Em ferramentas, tais como os módulos de amostragem 20, os tubos internos que penetram no alojamento de pressão principal do módulo de amostragem 20 que carregam o fluido de formação que é bombeado a partir dos sensores passados de formação no módulo de amostragem (tal como entre um par de janelas para leituras ópticas) e, então, fora do furo da parede. Esses tubos podem ser vedados com anéis em O. As modalidades descritas no presente documento são adequadas para qualquer componente de fundo de poço que usa anéis em O ou outros elementos elastoméricos.

[0020] Os elementos elastoméricos podem ser feitos a partir de vários elastômeros ou polímeros que tenham uma elasticidade suficiente para fornecer uma vedação hermética para fluidos entre componentes. Tais materiais podem ser escolhidos de forma que tenha uma permeabilidade de gás baixo para reduzir o influxo do gás. Em uma modalidade, o material elastômero tem um durômetro de pelo menos 70 a 90 Shore A (por exemplo, 80 Shore A), que pode ser atingido com enchimentos se necessário. Qualquer elastômero adequado pode ser usado, tal como compostos de borracha sintética, vários polímeros e termoplásticos. Os elastômeros exemplificativos incluem nitrila de NBR (acrilonitrila butadieno), HNBR (borracha de acrilonitrila butadieno hi- drogenada), FKM-3 (Terpolímero de fluorcarbono de éter vinílico fluo- rinado e fluoreto de vinilideno), FKM-4 (Terpolímero de Fluorcarbono de propileno e fluoreto de vinilideno), FEPM ou FCM (Tetra fluoro eti- leno propileno copolímero), e FFKM (Perfluoro-elastômero).

[0021] Um ou mais dos elementos elastoméricos, mostrados como uma seção exemplificativa do anel em O 38 na Figura 3 inclui um material elastômero 40 cercado por um revestimento de barreira de proteção 42 que é configurada para reduzir ou evitar a difusão de gases do fundo de poço dentro do material elastomérico 40 e proteger o elemento a partir das condições do ambiente do fundo de poço e dos materiais do fundo de poço, tais como hidrocarbonetos, água, ácidos e/ou alcalinas.

[0022] Em uma modalidade, o revestimento de barreira 42 é feito a partir de um material impermeável a gás, que atua para reduzir ou evitar a difusão dos gases dentro do elastômero, que poderia resultar em descompressão explosiva. Os revestimentos exemplificativos incluem materiais pesados, relativamente, (relativo ao elastômero), tais como revestimentos de carbono tipo diamante (DLC) e dióxido de silício (vidro). Revestimentos pesados tal como revestimentos de DLC, que poderia ser considerado um material não confiável a ser depositado em um substrato frágil (por exemplo, devido à fragilidade), pode ser aplicado, de modo efetivo, a um substrato deformável ou elastomérico como revestimentos submicrônicos, que são muito flexíveis por causa do cubo da espessura deles que é bem pequena. Os revestimentos de DLC podem estar em qualquer uma das várias formas de materiais de carbono amorfo que mostram algumas propriedades do diamante (por exemplo, a rigidez, resistência de desgaste e o escorregamento). O dióxido de silício atua como um oxigênio eficaz e uma barreira de dióxido de carbono. Em uma modalidade, o revestimento 42 tem uma espessura que permite que o revestimento 42 seja flexível com o elastô- mero, mas retêm as qualidades de proteção do gás, por exemplo, cerca de 100 nm. Por exemplo, a espessura do revestimento de DLC está entre 20 e pelo menos a poucas centenas nm (por exemplo, 500 nm), que é fina o bastante para evitar uma combinação mal sucedida no revestimento versus a propriedade do substrato do módulo e o coeficiente termal da expansão que poderia fazer isso mais fácil para o re-vestimento rachar. Além disso, os revestimentos mais finos são mais flexíveis, particularmente nessa extensão, e podem deformar como o substrato de elastômero que é deformado enquanto se faz uma vedação.

[0023] Por exemplo, o elastômero é revestido com uma camada fina de carbono tipo diamante ou dióxido de silício, na extensão de 2040 nm, que reduz a permeação de gás por um fator de 10. Revestimentos adicionais 20-40 nm podem ser aplicados para aumentar a resistência à permeação de gás. Por exemplo, uma segunda 30 nm camada de revestimento de DLC pode reduzir o oxigênio da permeação por um fator de 10 ao quadrado (100) e uma terceira camada 30 nm de DLC pode reduzir a permeação por um fator de 10 ao cubo (1000), com reduções comparáveis para outros gases, tais como metano, dióxido de carbono e sulfeto de hidrogênio. Em uma modalidade, o revestimento de DLC é um revestimento de DLC fluorado.

[0024] O revestimento de DLC é muito inerte quimicamente em salmoura, gás e óleo em altas temperaturas no fundo de poço, é árduo na escala de Moh para combater a abrasão da areia e é escorregadio também. O revestimento é configurado para combater a difusão do gás dentro do elemento elastomérico. Por exemplo, o revestimento de DLC tem uma energia de ativação alta (por exemplo, cerca de 1-4 eV por molécula, que é cerca de 23-92 kcal/mol) para a difusão do gás na equação de Arrhenius, que é referida a ambas suas estruturas e química.

[0025] O revestimento de DLC pode ser configurado a combater a difusão do gás (por exemplo, o sulfeto de hidrogênio) dentro do revestimento. Por exemplo, o DLC inclui um material altamente cristalino que tem uma treliça rigorosamente espaçada. Em uma modalidade, o revestimento em uma modalidade inclui uma alta porcentagem de uma treliça cristalina rigorosamente espaçada. Por exemplo, o revestimento tem uma alta porcentagem de ligações sp3 , isto é, suficiente para combater ou evitar a difusão do gás das moléculas através do mesmo. Os revestimentos de DLC exemplificativos têm frações sp3 na ordem de pelo menos cerca de 70-75%. Os revestimentos exemplificativos incluem carbono amorfo hidrogenado tetraédrico (ta-C:H) (produzida tipicamente através dos métodos de PECVD), que tem cerca de 70% sp3 e carbono amorfo tetraédrico (ta-C), que tem cerca de 80-88%) sp3.

[0026] Em uma modalidade, o revestimento de barreira 42 inclui um material de cloreto de polivinilideno (PVDC). Os polímeros baseados em PVDC exibem uma permeabilidade baixa para uma larga extensão de gases e vapores e elevam a resistência para óleo, ambientesúmidos e agressivos. Tais películas de PVDC exibem uma baixa permeabilidade para sulfeto de hidrogênio. Esse polímero é estável até 392 graus F (200 graus C). Em uma modalidade, o revestimento de barreira é um revestimento de amina à base de epóxi. Um revestimento exemplificativo é uma amina à base de epóxi termofixa, tal como Bairocade™, fabricado pelas indústrias PPG.

[0027] Nota-se que o revestimento de barreira 42 pode ser aplica- do a um revestimento único ou camadas de revestimento múltiplo. Além disso, os revestimentos de combinação podem ser aplicados, por exemplo, a um revestimento de DLC como uma primeira camada e um revestimento de dióxido de silício como uma segunda camada. Por causa de um revestimento exterior que é sensível abuso, um revestimentosecundário que funciona em sinergia com o silício ou DLC pode ser aplicado à superfície do revestimento.

[0028] Em uma modalidade, o revestimento de barreira 42 inclui um material de politereftalato de etileno (PET). Um material PET exemplificativo é um politereftalato de etileno orientado biaxialmente, conhecido como Mylar, que exibe baixa permeabilidade ao sulfeto de hidrogênio. Há um ponto alto de derretimento de 489 graus F (254 graus C) e propriedades mecânicas excelentes.

[0029] Outro revestimento exemplificativo material inclui um mate rial de fluoreto de polivinilideno (PVDF). O PVDF é resistente a solventes, ácidos, bases e calor. Outro revestimento exemplificativo é o poli- imida, que é resistente quimicamente e pode ser usado de forma continua até 232° C (450 F). Outro revestimento exemplificativo é o sulfeto de polifenileno (PPS), que tem uma temperatura de serviço máximo de 218° C (424 F) e não dissolve em nenhum solvente abaixo cerca de 200° C (392 F).

[0030] Um material de revestimento exemplificativo adicional é o óxido de alumínio (alumina). Por exemplo, o revestimento de barreira pode incluir um revestimento fino (por exemplo, cerca de 10-200 nm espesso) depositado em um elastômero (por exemplo, politereftalato de etileno). Um método exemplificativo para depositar tal revestimento é a pulverização catódica.

[0031] Embora os revestimentos descritos no presente documento sejam descritos como aplicados aos materiais de elastômero, eles não são limitados. Por exemplo, pelo menos alguns dos revestimentos descritos no presente documento pode ser aplicado a superfícies de metal para evitar a corrosão.

[0032] Em uma modalidade, o revestimento de barreira 42 inclui um revestimento fluorado, tal como um DLC fluorado, silício ou revestimento de alumina. Um revestimento exemplificativo inclui uma alumina e/ou um revestimento de sílica (ou outro material de revestimento adequado) sobretudo com uma monocamada automontada, tal como uma monocamada automontada alquil-silano fluorada, que pode agir como uma barreira eficaz para a difusão de CO2 e H2S e que tem um coeficiente relativamente baixo de fricção. As monocamadas automon- tadas não são limitadas no presente documento e podem incluir qualquer tipo de fluorado adequado ou materiais não fluorados.

[0033] Vários métodos para a fabricação das vedações elastomé- ricas ou outros componentes que incluem um revestimento de barreira são descritos no presente documento. Em um primeiro estágio de um método de fabricação, o elemento elastomérico é formado. A formação pode ser realizada usando qualquer técnica adequada, tais como revestimento, moldagem e expulsão. Em um segundo estágio do método, um ou mais revestimentos de barreiras são aplicados a uma superfície do elemento elastomérico formado. Em um terceiro estágio opcional, um ou mais revestimentos de proteção adicional são aplicados para fornecer uma proteção adicional a partir da abrasão, calor, temperatura ou outros efeitos. Os componentes fabricados podem ser usados para montar ou construir um componente de fundo de poço, tais como uma coluna de furo de poço, um segmento de tubulação ou uma ferramenta de fundo de poço. Por exemplo, os elementos elasto- méricos são construídos como anéis em O, os elementos packers ou bexigas e incorporadas dentro do componente de fundo de poço.

[0034] Várias técnicas ou métodos podem ser usados para aplicar o revestimento de barreira. Por exemplo, o revestimento de barreira pode ser aplicado pela deposição de vapor química, deposição evapo- rativa, deposição de pulverização ou qualquer método adequado.

[0035] Em uma modalidade, várias técnicas de deposição de plasma são usadas para depositar ou aplicar o revestimento de barreira. Um exemplo inclui o uso de um método de revestimento de plasma de radiofrequência (RF). Outro exemplo inclui a Deposição Química na Fase Vapor Assistida por Plasma (PECVD), que usa uma química que contém silício para aplicar uma camada fina de modo microscópico de vidro de óxido de silício em uma ou mais superfícies de um elastômero. Um exemplo adicional usa um processo de Revestimento Nano Plasma (PNS) que ioniza gases para produzir um revestimento tipo diamante. Essa técnica pode ser usada para fluoração de revestimentos de DLC, misturando-se as moléculas de fluorocarboneto (por exemplo, CF4, C2F6, etc.) à matéria-prima do gás e produz uma CF3 e DLCs revestidas de superfície F-. Tendo grupos CF3 ou átomos F ao longo das superfícies expostas desses revestimentos, esses revestimentos se tronam muito inerte quimicamente. Os revestimentos plasma podem ser classificados como carbono interior, silício interior e silício exterior. Outro exemplo é o processo de revestimento plasma Glaskin para depositar um revestimento de óxido de silício em uma superfície.

[0036] Em uma modalidade, deposição de vapor químico (CVD) é usada para aplicar um ou mais revestimentos de barreiras. Os revestimentos de DLC geralmente produzidos a partir do metano (CH4) como uma matéria-prima pode ser fluorado pelo gás inerte diluído em gás F2 abaixo de condições de temperatura amena para resultar no revestimento de diamante que estará saturado com átomos ligados F- de maneira covalente à superfície que atuará como uma barreira de gás corrosivo para elastômero coberto. Um exemplo de CVD é Combustão de Deposição de Vapor Química (CCVD).

[0037] Um método de desempenho de uma operação de fundo de poço inclui uma disposição de um componente de fundo de poço, que inclui um anel em O ou outro componente elastomérico que tem um revestimento de barreira como descrito no presente documento. Quando o componente de fundo de poço é disposto no fundo de poço, várias operações podem ser executadas, tais como operações de perfuração, operações de medição, operações de realização ou operações de produção. Em uma modalidade, as funções do elemento elastomérico como uma vedação a fim de fornecer uma vedação à prova d’água entre várias por-ções do componente de fundo de poço, que facilita o fornecimento de uma vedação para isolar porções do furo de poço ou facilita a segurança do componente de fundo de poço em um lugar e/ou posição selecionados.

[0038] Os aparelhos e os métodos descritos no presente docu mentotêm várias vantagens sobre os aparelhos e as práticas da técnica anterior. Os revestimentos de barreiras descritas no presente documento elevam consideravelmente a resistência dos componentes elastoméricos para descompressão explosiva, reduzindo-se consideravelmente a permeação de gás dentro do elastômero no primeiro lugar, que protege o elastômero do ataque químico (que geralmente enfraquece o elastômero) e que reduz a fricção entre o elastômero e a sua vedação de forma que, como a pressão muda, o elastômero possa deslizar através do assento, em vez de ficar preso e, então, ficar esticado ou enrolado e possivelmente rasgado.

[0039] Relacionadas às lições no presente documento, várias aná lises e/ou componentes analíticos podem ser usados, incluindo sistemas digital e/ou analógico. O sistema pode ter componentes, tais como um processador, uma mídia de armazenamento, uma memória, uma entrada, uma saída, uma ligação de comunicação (a fio, wireless, domínio multiusuário pulsado, óptica ou outros), interfaces de usuário, programas de software, processadores de sinal (digital ou analógico) e outros componentes (tais como resistores, capacitores, indutores e outros) para fornecer à operação e análise do aparelho e métodos da revelação no presente documento em qualquer das muitas maneiras bem apreciadas na técnica. É considerado que essas lições possam ser, mas não precisar, implantadas com base a um grupo de instruções executáveis de computador armazenado em uma mídia legível de computador, que inclui memória (ROMs, RAMs), óptica (CD-ROMs) ou magnético (discos, unidades de disco rígido), ou qualquer outro tipo que quando executado ocasiona a um computador a implantar o método da presente invenção. Essas instruções podem fornecer para a operação do equipamento, controle, coleta de dados e análise e outras funções consideradas relevantes por um projetista de sistemas, um proprietário, usuário ou outro pessoal, além das funções descritas nessa revelação.

[0040] Um versado na técnica reconhecerá que os vários compo nentes ou tecnologias podem fornecer certas funcionalidades ou re-cursosnecessários ou beneficiários. De acordo com essas funções e recursos como podem ser necessitadas no apoio das reivindicações anexas e variações do mesmo, são reconhecidas como sendo incluídas de forma inerente como uma parte das lições no presente documento e uma parte da invenção revelada.

[0041] Embora a invenção tenha sido descrita com base nas mo dalidades exemplificativas, será entendido que por aqueles versados na técnica, que várias mudanças podem ser feitas e equivalente e podem ser substituídas por elementos do mesmo, sem separar do escopo da invenção. Além disso, muitas modificações serão apreciadas por aqueles versados na técnica para adaptar um instrumento particular, uma situação ou material para as lições da invenção, sem separar do escopo essencial do mesmo. Então, pretende-se que a invenção não seja limitada à modalidade particular revelada como o melhor modo contemplado para realizar esta invenção.

Claims

1. Aparelho de vedação caracterizado por compreender: um componente deformável configurado para ser disposto no furo de poço em uma formação de terra e fornecer uma vedação hermética a fluidos entre componentes de fundo de poço ou entre um componente de fundo de poço e um furo de poço, sendo que o componentedeformável inclui um material elastomérico (40) e um revestimento de barreira que possui propriedades configuradas para resistir à permeação de gases de fundo de poço no material elastomérico (40) a temperaturas de fundo de poço, em que o revestimento de barreira tem dureza que é maior do que uma dureza do material elastomérico (40), e em que o revestimento de barreira (42) inclui um revestimento de carbono tipo diamante (DLC) com uma espessura entre 20 e 500 nm e tendo pelo menos 70% de ligações sp3.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um transportador configurado para ser disposto em um furo de poço em uma formação de terra.

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o transportador inclui um mecanismo de conexão configurado para conectar componentes de fundo de poço do transpor-tador e o componente elastomérico é um componente de vedação configurado para fornecer uma vedação hermética a fluidos entre os componentes de fundo de poço.

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o transportador inclui uma ferramenta de amostragem de fluido que tem pelo menos no conduto de fluido configurado para avançar fluidos de fundo de poço através da ferramenta e o com-ponenteelastomérico é um componente de vedação configurado para fornecer uma vedação hermética a fluidos ao redor de uma porção do pelo menos um conduto de fluido.

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um revestimento de proteção circundante ao revestimento de barreira.

6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o componente deformável é selecionado a partir de pelo menos um dentre um anel em O, uma bexiga e um elementopacker.

7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o revestimento de DLC é um revestimento de carbono amorfo que tem uma fração sp3 de pelo menos cerca de 70%.

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o revestimento de barreira ainda inclui pelo menos um dentre um revestimento de dióxido de silício e um de óxido de alumínio .

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o revestimento de barreira inclui adicionalmente um polímero selecionado a partir de pelo menos um dentre poli- imida, sulfeto de polifenila (PPS), cloreto de polivinilideno (PVDC), poli- tereftalato de etileno (PET) e fluoreto de polivinilideno (PVDF).

10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o componente deformável é disposto como parte de um mecanismo de conexão configurado para conectar componentes de fundo de poço.

11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o componente deformável é disposto como parte de uma ferramenta de amostragem de fluido que tem pelo menos no conduto de fluido configurado para avançar fluidos de fundo de poço através da ferramenta, sendo que o componente deformável é configurado para fornecer uma vedação hermética a fluidos ao redor de uma porção do pelo menos um conduto de fluido.