BR112016009651B1

BR112016009651B1 - Sistema para acionar uma ferramenta hidráulica, aparelho para transmitir fluido dentro de uma ferramenta hidráulica, e, método de acionamento de uma ferramenta hidráulica

Info

Publication number: BR112016009651B1
Application number: BR112016009651-7A
Authority: BR
Inventors: Michael Linley Fripp
Original assignee: Halliburton Energy Services, Inc.
Priority date: 2013-12-31
Filing date: 2013-12-31
Publication date: 2021-07-20
Also published as: US20160194938A1; GB201603221D0; NO20160295A1; NO346964B1; AU2013409453B2; GB2532390B; CA2922080A1; US10415334B2; CA2922080C; GB2532390A; WO2015102606A1; SG11201601748VA; AU2013409453A1

Abstract

sistema para acionar uma ferramenta hidráulica, aparelho para transmitir fluido dentro de uma ferramenta hidráu-lica, e, método de acionamento de uma ferramenta hidráu-lica sistema, métodos e aparelhos para acionamento de uma ferramenta ao longo do poço de exploração são apresentados. em um exemplo, um sistema inclui um instrumento hidráulico para gerar uma pressão hidrostática de uma pri-meira câmara usando um fluido hidráulico. o fluido hidráulico na primeira câmara é transmitido através de um caminho de escoamento de fluido para uma segunda câmara, que está em pressão mais baixa. o caminho de escoa-mento de fluido contém, pelo menos, um restritor de escoamento de fluido para fazer com que o escoamento do fluido hidráulico siga um caminho rota-cional. um membro frangível pode ser disposto no interior do caminho de escoamento de fluido para ocluir o caminho até que a pressão do fluido hidráulico exceda um valor limite.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A divulgação refere-se à exploração de petróleo e gás e produção e, mais particularmente, para a regulação do escoamento de fluido em ferramentas hidráulicas.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA

[002] O petróleo bruto e o gás natural ocorrem naturalmente em depósitos subterrâneos e sua extração inclui a perfuração de um poço. O poço provê acesso a um fluido de produção que muitas vezes contém petróleo bruto e gás natural. Geralmente, perfuração do poço envolve a implantação de uma coluna de perfuração em uma formação. A coluna de perfuração inclui uma broca que remove material da formação enquanto a coluna de perfuração é rebaixada para formar um poço de perfuração. Após a perfuração e antes da produção, um tubo de revestimento pode ser implantado no poço de exploração para isolar porções da parede do poço de exploração e evitar a entrada de fluidos a partir de partes de formação que não são susceptíveis a produzir fluidos desejáveis. Após a conclusão, uma coluna de produção pode ser implantada no poço para facilitar o escoamento de fluidos desejáveis a partir de áreas de produção da formação para a superfície para coleta e processamento.

[003] Uma variedade de obturadores e outras ferramentas podem operar no poço de exploração para fixar a coluna de produção em relação a um tubo de revestimento ou parede do poço de exploração, e pode também funcionar como zonas isoladas de produção do poço, de modo que os fluidos ricos em hidrocarbonetos são recolhidos a partir do poço de exploração em preferência a fluidos indesejáveis (como a água). Estes obturadores e ferramentas podem ser fixados no local usando uma ferramenta de ajuste hidráulica que aciona, ao receber um fluido a uma pressão hidrostática que excede o limite necessário para acionar a ferramenta. BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS FIG. 1 é uma vista esquemática, de elevação, com uma porção mostrada em corte transversal de uma modalidade ilustrativa de um sistema hidráulico que inclui uma ferramenta de fundo de poço, que é acionada usando pressão hidrostática; FIG. 2A é uma vista em detalhe de uma porção do sistema da FIG. 1 que mostra uma porção de uma ferramenta de ajuste hidráulica e um obturador antes do acionamento da ferramenta de ajuste hidráulica e configuração do obturador; FIG. 2B é uma vista em detalhe de uma porção do sistema da FIG. 1 que mostra uma parte de uma ferramenta de ajuste hidráulica e um obturador depois do acionamento da ferramenta de ajuste hidráulica e configuração do embalador; FIG. 3A é uma vista em corte de um restritor de escoamento de fluido que pode ser disposto num caminho de escoamento de fluido através da ferramenta de ajuste hidráulica das FIGS. 2A e 2B, semelhante ao restritor de escoamento de fluido descrito com respeito à FIG. 4A, na qual um fluido de alta velocidade está fluindo através do restritor de escoamento de fluido; FIG. 3B é uma vista em corte transversal do restritor de escoamento de fluidos da FIG. 3A, na qual um fluido de baixa velocidade está fluindo através do restritor de escoamento de fluido; FIG. 4A é uma vista em corte de uma modalidade alternativa de um restritor de escoamento de fluido que é análogo ao restritor de escoamento de fluido da FIG. 3A; FIG. 4B é uma vista em corte transversal do restritor de escoamento de fluidos da FIG. 4A, como indicado pelas setas 4B-4B na FIG. 4A; FIG. 5A é uma vista esquemática, em corte transversal, de uma modalidade alternativa de um restritor de escoamento de fluidos de acordo com uma modalidade ilustrativa; FIG. 5B é uma vista esquemática, em corte transversal, de uma segunda modalidade alternativa de um restritor de escoamento de fluidos; FIG. 5C é uma vista esquemática, em corte transversal, de uma terceira modalidade alternativa de um restritor de escoamento de fluidos; e FIGS. 6A-6E são vistas esquemáticas, em corte transversal, de restritores de escoamento de fluido que tem uma variedade de superfícies de guia modeladas de acordo com várias formas de realização ilustrativas, com as FIGS. 6A-6D sendo tomada ao longo da linha de corte 6-6 da FIG. 5A e FIG. 6E sendo tomadas ao longo da linha 6E-6E da FIG. 6D

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES ILUSTRATIVAS

[004] Na seguinte descrição detalhada das modalidades ilustrativas, faz-se referência às figuras em anexo que formam uma parte da mesma. Essas modalidades são descritas em detalhes suficientes para permitir que àqueles versados na técnica pratiquem a invenção, e entende-se que outras modalidades podem ser utilizadas e que modificações estruturais, mecânicas, elétricas e químicas podem ser feitas sem se afastar do espírito ou escopo da invenção. Para evitar detalhes desnecessários para possibilitar que aqueles versados na técnica pratiquem as modalidades descritas neste documento, a descrição pode omitir certas informações conhecidas por aqueles versados na técnica. A seguinte descrição detalhada não deve, portanto, ser tomada em um sentido limitante, e o escopo das modalidades ilustrativas é definido somente pelas reivindicações anexas.

[005] Nas figuras e na descrição a seguir, partes iguais são tipicamente marcadas ao longo do relatório descritivo e figuras com os mesmos números de referência ou coordenados. As figuras dos desenhos não estão necessariamente em escala. Certos recursos da invenção podem ser mostrados exageradamente em termos de escala ou de forma um tanto esquemática e alguns detalhes de elementos convencionais podem não ser mostrados por questão de clareza e concisão.

[006] Como observado acima, obturadores e outras ferramentas de equipamento de fundo de poço podem ser fixados usando uma ferramenta de ajuste hidráulica que aciona, ao receber um fluido a uma pressão hidrostática que excede o limite necessário para acionar a ferramenta. As modalidades aqui descritas referem-se a sistemas, ferramentas e métodos para acionar uma ferramenta de perfuração hidráulica que incluem o uso de um controlador, um conduíte hidráulico, e uma ferramenta de ajuste hidráulica ligada ao controlador e ao conduíte hidráulico. A ferramenta de perfuração hidráulica pode ser qualquer ferramenta de perfuração que é acionada através da abertura de uma câmara hidrostática para uma câmara de atmosfera. Em muitas das modalidades ilustrativas aqui descritas, a ferramenta de perfuração hidráulica é uma ferramenta ajuste hidráulica. A ferramenta de ajuste hidráulica ilustrativa tem uma primeira câmara ligada hidraulicamente ao conduíte hidráulico e uma segunda câmara separada da primeira câmara por um membro frangível. Um caminho de escoamento de fluido liga a primeira câmara à segunda câmara.

[007] Em operação, a ferramenta de ajuste hidráulica é acionada pela pressão hidrostática de fluido na primeira câmara aumentando para além de um limite predeterminado, o que resulta na fratura do membro frangível. Em outras modalidades, o membro frangível pode ser um membro frangível acionado ativamente, tais como uma válvula ou disco de ruptura eletrônica que é acionado manualmente ou acionado automaticamente, em resposta a uma condição de ativação, tal como a presença de um sinal de controle, a presença de uma composição química, ou o fato de que uma pressão na primeira câmara atinge um limite pré-determinado. O acionamento do membro frangível permite que o fluido de relativamente alta pressão escoe a partir da primeira câmara para a segunda câmara, que pode incluir vácuo ou uma pressão relativamente baixa, fluido compressível, tal como o ar, à pressão atmosférica ou outra pressão que é menos do que a pressão do fluido na primeira câmara antes do acionamento do membro frangível. O influxo de fluido pressurizado resulta em uma força de acionamento a ser aplicada a elementos da ferramenta de ajuste a partir da segunda câmara. Para evitar que o influxo de fluido ocorra muito rapidamente, o que pode resultar em danos para as ferramentas de ajuste, ou qualquer outro equipamento que é definido pela ferramenta de ajuste, numa modalidade, um restritor de escoamento de fluido é colocado no caminho de escoamento de fluido para induzir um vórtice, ou um padrão de escoamento similar a um vórtice, no fluido. O vórtice, ou padrão de escoamento similar a um vórtice, reduz a taxa de aceleração do escoamento de fluido a partir da primeira câmara para a segunda câmara, reduzindo, assim, o impacto provocado por um rápido acionamento da ferramenta de ajuste, o que pode melhorar a longevidade e evitar danos para as ferramentas e equipamentos definidos pela ferramenta.

[008] A menos que seja especificado de outra forma, qualquer uso de qualquer forma dos termos "conectar", "engatar", "acoplar", "anexar" ou qualquer outro termo que descreve uma interação entre elementos não se destina a limitar a interação direta entre os elementos e também pode incluir interação indireta entre os elementos descritos. Na discussão e nas reivindicações que se seguem, os termos “incluindo” e “compreendendo” são usados em uma maneira aberta, e, assim, devem ser interpretados para significar “incluindo, mas não limitados a". A menos que indicado de outra forma, como usado ao longo deste documento, "ou"não requer exclusividade mútua.

[009] As várias características mencionadas acima, bem como outras especificidades e características descritas em mais detalhes abaixo serão prontamente evidentes para os versados na técnica com o auxílio da presente divulgação após leitura da seguinte descrição detalhada das modalidades e por consulta das figuras em anexo. Outros meios também podem ser usados.

[0010] Em relação, agora, à FIG. 1, uma modalidade ilustrativa de um sistema hidráulico 100 que inclui uma ferramenta de perfuração, que é acionada usando pressão hidrostática é apresentada. O sistema hidráulico 100 inclui uma sonda 102 no topo de uma superfície de 104 de um poço 106. Por baixo da sonda 102, um poço de exploração 108 é formado dentro de uma formação geológica 110, que se espera que produza hidrocarbonetos. O poço de exploração 108 pode ser formado na formação geológica 110 usando uma coluna de perfuração que inclui uma broca de perfuração para remover o material da formação geológica 110. O poço de exploração 108 da FIG. 1 é mostrado como sendo quase vertical, mas pode ser formado em qualquer ângulo adequado para alcançar uma porção rica em hidrocarboneto da formação geológica 110. Em algumas modalidades, o poço de exploração 108 pode seguir um caminho vertical, parcialmente vertical, angulado, ou mesmo parcialmente horizontal, através da formação geológica 110.

[0011] Uma coluna de ferramenta de produção 112 é implantada a partir da sonda 102, que pode ser uma sonda de perfuração, uma sonda de conclusão, uma sonda de WORKOVER, ou outro tipo de equipamento. O equipamento 102 inclui um guindaste 114 e um piso da sonda 116. A coluna de ferramenta de produção 112 estende-se para baixo através do piso da sonda 116, através de um defletor de fluido 118 e válvula de segurança 120 que fornecem uma interface fluida selada entre o poço de exploração 108 e ambiente externo, e para dentro do poço de exploração 108 e formação geológica 110. A sonda 102 pode também incluir um guincho motorizado 122 e outros equipamentos para estender a coluna de ferramenta de produção 112 dentro do poço de exploração 108, recuperar a coluna de ferramenta de produção 112 do poço de exploração 108, e posicionar a coluna de ferramenta de produção 112 a uma profundidade selecionada dentro do poço de exploração 108. Acoplado ao defletor de fluido 118 está uma bomba 124. A bomba 124 está operacional para entregar ou receber fluido através de um orifício de fluido 126 da coluna de ferramenta de produção 112, por meio da aplicação de uma pressão positiva ou negativa para o orifício de fluido 126. Tal como aqui é referenciado, o orifício de fluido 126 é o caminho de escoamento de fluido desde uma entrada da coluna de ferramenta de produção 112 sobre a superfície 104. A bomba 124 pode também receber ou entregar fluido através de um espaço anular 128 formado entre a parede do poço de exploração 108 e o exterior da coluna de ferramenta de produção 112 por aplicação de uma pressão positiva ou negativa ao espaço anular 128. O espaço anular 128 é formado entre a coluna de ferramenta de produção 112 e um tubo de revestimento de poço de exploração 130 quando a coluna de ferramenta de produção 112 é disposta dentro do poço de exploração 108.

[0012] Após a formação do poço de exploração 108, a coluna de ferramenta de produção 112 pode ser equipada com ferramentas e implantada dentro do poço de exploração 108 para preparar, operar ou manter o poço 106. Especificamente, a coluna de ferramenta de produção 112 pode incorporar ferramentas que são hidraulicamente acionadas após a implantação no poço de exploração 108, incluindo, sem limitação de plugues ponte, plugues compostos, retentores de cimento, suspensores de medidor de alta expansão, STRADDLES ou obturadores. Acionamento de tais ferramentas pode resultar em centralizar a coluna de ferramenta de produção 112 dentro do poço de exploração 108, ancorando a coluna de ferramenta de produção 112, e isolando um segmento do poço de exploração 108, ou outras funções relacionadas com o posicionamento e operação de uma coluna de ferramenta de produção 112. Na modalidade ilustrativa mostrada na FIG. 1, a coluna de ferramenta de produção 112 é representada com obturadores 132, 134 para isolar segmentos do poço de exploração 108. Obturadores 132, 134 são tipicamente utilizados para preparar o poço de exploração 108 para a produção de hidrocarbonetos (por exemplo, fratura) ou para o serviço durante a formação (por exemplo, acidificação ou cimento por prensagem). Na FIG. 1, um obturador 132 é apresentado como não acionado e o outro obturador 134 acionado para formar uma vedação contra a parede do poço de exploração 108.

[0013] Para acionar ferramentas para utilização no poço de exploração 108, tal como o obturador 132, a coluna de ferramenta de produção 112 inclui uma ferramenta de ajuste hidráulica 136. Numa modalidade ilustrativa, a ferramenta de ajuste hidráulica 136 está acoplada ao obturador 132 e ainda acoplado a um conduíte hidráulico do sistema hidráulico 100. Tal como aqui é referenciado, o conduíte hidráulico pode ser entendida como incluindo o espaço anular 128, o orifício de fluido 126, ou um ou mais canais internos de uma parede da coluna de ferramenta de produção 112 para fornecer fluido à ferramenta de ajuste hidráulica 136. Para controlar o acionamento da ferramenta de ajuste hidráulica 136, o sistema 100 pode também incluir um controlador 138 que pode ser acoplado, por exemplo, à bomba 124 para proporcionar um pulso de pressão, o aumento da pressão, ou outro sinal de controle hidráulico para a ferramenta de ajuste hidráulica 136.

[0014] Nota-se que enquanto o ambiente de funcionamento mostrado na FIG. 1 refere-se a um equipamento estacionário, sonda terrestre para levantar, baixar, e definir a coluna de ferramenta de produção 112, em modalidades alternativas, sondas móveis, unidades de manutenção do poço de exploração (por exemplo, tubulação enrolada em bobinas, unidades de slickline, ou unidades de cabos de aço), e semelhantes podem ser utilizados para baixar o coluna de ferramenta de produção 112. Além disso, enquanto o ambiente de operação é geralmente discutido como estando relacionada com um poço terrestre, os sistemas e métodos aqui descritos podem, alternativamente, serem operados em configurações de poço submarino acessado por uma plataforma fixa ou flutuante.

[0015] Referindo-nos agora à FIG. 2A, uma porção de uma modalidade ilustrativa de uma ferramenta de ajuste hidráulica 200 é mostrada em corte transversal. Especificamente, a FIG. 2A mostra a ferramenta de ajuste hidráulica 200 acoplada a um obturador 202 antes da configuração do obturador 202. A ferramenta de ajuste hidráulica 200 inclui uma primeira câmara 204 que está fluidamente acoplada a um conduíte hidráulico para receber fluido a uma pressão hidrostática. Numa modalidade, a primeira câmara pode ser simplesmente uma porção do conduíte hidráulico. O conduíte hidráulico pode ser o orifício de fluido 210 de uma coluna de ferramenta de produção ou de uma linha de controle hidráulico 206, como mostrado na FIG. 2A. A primeira câmara 204 está configurada para receber um fluido hidráulico a partir do conduíte hidráulico e estabelecer uma pressão hidrostática no seu interior. A pressão hidrostática pode ser aumentada para acionar a ferramenta de ajuste hidráulica 200. O fluido hidráulico pode ser um fluido de produção, um fluido de perfuração, ou outro fluido hidráulico que é, naturalmente ou artificialmente fornecido ao orifício de fluido 210 a partir da formação, ou da superfície. A ferramenta de ajuste hidráulica 200 inclui um membro frangível 214 que é acoplado a uma saída de fluido 222 a partir da primeira câmara 204. O membro frangível 214 pode ser um disco de ruptura, um disco de suporte de uma ou mais pinos de cisalhamento, uma válvula mantida fechada por um ou mais pinos de cisalhamento, ou qualquer outro membro frangível adequado que é operável para automaticamente acionar e permitir o escoamento de fluido através da saída 222 da primeira câmara 204, quando a pressão hidrostática na primeira câmara 204 atinge uma pressão predeterminada. Antes do acionamento, o membro frangível 214 impede o escoamento de fluido entre a primeira câmara 204 e numa segunda câmara 220.

[0016] Na ausência do membro frangível 204, ou após a ruptura do membro frangível 204, a saída 222 da primeira câmara 204 está ligada hidraulicamente a um caminho de escoamento de fluido 216, que escoa a partir da saída 222 da primeira câmara 204, através de um restritor de escoamento de fluidos 218, e para dentro da segunda câmara 220. Numa modalidade, o restritor de escoamento de fluido 218 é formado para fazer com que o fluido siga um caminho de escoamento rotacional como os escoamentos de fluido a partir da primeira câmara 204 para a segunda câmara 220, tal como descrito em mais detalhe abaixo.

[0017] FIG. 2B mostra uma modalidade da ferramenta de ajuste hidráulica 200 e obturador 202 depois do acionamento da ferramenta de ajuste hidráulica 200. Quando a pressão na primeira câmara 204 aumenta para além de um limite predeterminado, o membro frangível 214 se rompe, permitindo que o fluido hidráulico escoe através da saída 222 da primeira câmara 204 ao longo do caminho de escoamento de fluido 216 para a segunda câmara 220. A segunda câmara 220 é fechada de um lado por uma superfície de acionamento 226 de um atuador 224, o qual pode funcionar como um êmbolo para definir o obturador 202 por meio de, direta ou indiretamente, execução de uma força contra o obturador 202. A força exercida pode ser aplicada pelo atuador 224 para fazer com que o atuador 224 exerça uma força contra, por exemplo, um membro do obturador elastomérico que se expande para engatar uma superfície de um tubo de revestimento 208 ou, fazendo com que uma superfície de ressaltos do atuador 224 engate uma superfície com ressaltos complementar de um obturador para fazer com que o obturador deslize para fora, para envolver o tubo de revestimento 208.

[0018] Para engatar o atuador 224, o fluido hidráulico escoa a partir da primeira câmara 204, através do restritor de escoamento de fluido 218, e para dentro da segunda câmara 220. Numa modalidade, o escoamento de fluido restritor 218 funciona para reduzir a taxa de escoamento do fluido a partir da primeira câmara 204 para a segunda câmara, minimizando assim o impacto e outras cargas instantâneas obtidas na sequência de acionamento do membro frangível 214. O restritor de escoamento de fluido 218 é mostrado na FIG. 2A como estando localizado entre o membro frangível 214 e a segunda câmara 220, embora em outras formas de realização, o membro frangível 214 pode ser disposto entre o restritor de escoamento de fluido 218 e a segunda câmara 220. As formas de realização ilustrativas do restritor de escoamento de fluido são descritas em mais detalhe abaixo em relação às FIGS. 3A e 3B. Em uma modalidade, uma ferramenta que inclui o escoamento de fluido restritor 218 pode incluir um ou mais restritores de escoamento de fluido, que podem ser dispostos em série ou em paralelo. Além disso, tal como descrito em mais detalhe abaixo, a extensão em que um escoamento de fluido restritor 218 funciona para reduzir a queda de pressão pode ser uma função da orientação do restritor de escoamento de fluidos. No que diz respeito às figuras discutidas abaixo, por exemplo, considera-se geralmente que o fluido escoa para dentro da entrada do restritor de escoamento de fluidos e para fora de uma saída do restritor de escoamento de fluidos. Em tais formas de realização, se o escoamento fosse invertido, o restritor de escoamento de fluido poderia proporcionar menos de uma impedância ao escoamento e poderia não ter o efeito desejado sobre o escoamento de fluido através do restritor de escoamento de fluidos. Para regular o escoamento em dispositivos que são acionados várias vezes ou em múltiplas direções, dois ou mais restritores de escoamento de fluido podem ser dispostos em série em orientações opostas de modo a que um primeiro restritor de escoamento de fluidos regula o escoamento enquanto fluido escoa numa primeira direção e um segundo restritor de escoamento de fluidos regula o escoamento enquanto fluidos fluem numa segunda direção, a segunda direção sendo oposta à primeira direção. Tal arranjo pode proporcionar uma ferramenta para ter restritores de escoamento de fluido consecutivos que provêm a mesma restrição de escoamento independentemente da direção do escoamento. Além disso, uma tal disposição iria resultar em um restritor de escoamento de fluido que tem propriedades de restrição de escoamento simétrico, de modo que os efeitos de escoamento seriam os mesmos em ambos os sentidos e um fabricante pode instalar facilmente o restritor de escoamento de fluido em uma montagem sem levar em conta a sua orientação ou preocupação sobre a instalação do restritor de escoamento de fluido ao contrário.

[0019] As FIGS. 3A e 3B mostram um restritor de escoamento de fluido 300, que é análogo ao do restritor de escoamento do fluido descrito acima em relação às FIGS. 2A e 2B, para a transmissão de fluido dentro de uma ferramenta hidráulica. Para referência, o corte transversal da FIG. 3A é derivado a partir da vista em corte do caminho de escoamento de fluido mostrado nas FIGS. 2A e 2B. A FIG. 3B proporciona uma vista adicional em corte do restritor de escoamento de fluido 300, tal como indicado pelas setas 3B-3B.

[0020] O restritor de escoamento de fluido 300 inclui uma entrada de fluido 302 para receber fluido a partir de um conduíte hidráulico ou primeira câmara de uma ferramenta hidráulica, como descrito acima. Enquanto o restritor de escoamento de fluidos 300 é aqui descrito como um componente de uma ferramenta de ajuste hidráulica, o restritor de escoamento de fluido pode também ser incluído em quaisquer ferramentas de acionamento hidráulico, que são acionadas através da abertura de uma câmara hidrostática para uma câmara de atmosfera. Por exemplo, o restritor de escoamento de fluidos 300 pode também ser incluído nos plugues ponte, plugues compostos, retentores de cimento, suspensor de medidor de alta expansão, straddles, obturadores, buchas, válvulas, atuadores e outras ferramentas. Além da entrada de fluido 302, o restritor de escoamento de fluido 300 também inclui uma saída de fluido 304 para fornecer fluido para aplicar uma força a um membro de acionamento de uma ferramenta hidráulica, por exemplo, a transmissão de fluido de uma segunda câmara da ferramenta hidráulica, que pode também ser aqui referida como uma câmara de acionamento.

[0021] Na modalidade das FIGS. 3A e 3B, o fluido entra no restritor de escoamento de fluido 300 a partir da entrada 302 escoa através do restritor de escoamento de fluido 300 para a saída 304. A resistência ao escoamento de fluido através do escoamento de fluido restritor 300 pode variar de acordo com as propriedades do fluido. Por exemplo, na modalidade mostrada na FIG. 3A, uma velocidade relativamente alta, baixa viscosidade do fluido a partir da entrada 302 para uma cavidade do restritor de escoamento de fluido 300. A entrada 302 pode ter uma curva ou outra mudança de direção para dirigir o escoamento no interior da cavidade do escoamento dos Fluidos restritor 300. A cavidade pode ser considerada geralmente de forma cilíndrica e, como tal, o fluido é dirigido ao longo de um percurso de escoamento que é geralmente tangencial para o limite da cavidade. A velocidade relativamente alta e baixa viscosidade resulta no caminho de escoamento de fluido não sendo substancialmente afetado pela mudança de direção da entrada, e o fluido seguindo um percurso de escoamento através da cavidade segundo um ângulo a (em relação à linha de referência vertical 303), resultando num caminho de escoamento de rotação ou do tipo vórtice, de forma que o fluido segue como espiral em direção à saída 304. A modalidade da FIG. 3A, assim, fornece um caminho de escoamento de comprimento aumentado que resulta no aumento da velocidade do fluido e um aumento associado na resistência ao escoamento, que pode moderar a taxa de variação da pressão ao longo do restritor de escoamento de fluido 300.

[0022] FIG. 3B mostra que a uma velocidade relativamente baixa, o fluido de alta viscosidade não irá seguir o mesmo percurso de escoamento, porque um tal fluido vai ser mais eficazmente redirecionado pela entrada 302 e, assim, não irá experimentar o mesmo grau de resistência ao escoamento como o fluido de alta velocidade. Segue-se que a geometria ilustrada nas FIGS. 3A e 3B é de certa forma auto moderadora em termos do grau a que a taxa de alteração de pressão é retardada, o que provê um restritor de escoamento de fluido relativamente ajustável 300 que pode ser dimensionado e modelado para permitir taxas optimizadas de mudança de pressão e escoamento que são selecionadas com base nos parâmetros de operação da ferramenta e as taxas de variação de pressão nas quais uma ferramenta, que incorpora o restritor de escoamento de fluido 300, vai acionar sem experimentar impacto excessivo ou deformação.

[0023] Em outra modalidade, como mostrado nas FIGS. 4A e 4B, um caminho de escoamento de fluido 406 estende-se desde a entrada de fluido 402 para a saída de fluido 404. O caminho de escoamento de fluido 406 é operável para ligar uma linha de comando hidráulico, ou conduíte hidráulico com a câmara de acionamento da ferramenta hidráulica e para permitir a transmissão de fluido entre as mesmas. O caminho de escoamento de fluido 406 inclui pelo menos um membro de guia 408 disposto entre a entrada de fluido 402 e a saída de fluido 404. O membro de guia 408, quer singular ou como uma pluralidade, pode ser um arco, ou palheta curva que está posicionada para dirigir o fluido a partir da entrada de fluido 402 para uma passagem de escoamento rotacional 410 em relação a um eixo longitudinal 412 da saída de fluido 404.

[0024] Numa modalidade, a entrada de fluido 402 está configurada para introduzir fluido recebido a partir do conduíte hidráulico ao longo de uma direção que é tangencial em relação ao corpo geralmente cilíndrico do restritor de escoamento de fluido 400. Em outras formas de realização, o membro guia 408 inclui uma pluralidade de palhetas que formam um caminho de escoamento de indução de vórtice 410. Em tais formas de realização, a saída de fluido 404 pode ser posicionada para recolher o fluido a partir de um centro do caminho de escoamento de indução de vórtice 410.

[0025] Em funcionamento, os restritores de escoamento de fluido, acima descritos, reduzem a taxa em que os escoamentos de fluido hidráulico a partir de um conduíte hidráulico para uma câmara de acionamento para reduzir o impacto sobre uma ferramenta hidráulica durante um evento de acionamento. Numa modalidade, uma entrada de fluido do restritor de escoamento de fluido recebe fluido em alta pressão, a partir do conduíte hidráulico, e dirige o fluido ao longo de um caminho de escoamento de fluido através do restritor de escoamento de fluido. Um diferencial de pressão entre o conduíte hidráulico e a câmara de acionamento da ferramenta hidráulica induz o escoamento a partir do conduíte hidráulico para a câmara de acionamento. Um membro de válvula ou frangível, se presente, obstrui a transmissão através do caminho de escoamento de fluido até que a pressão no conduíte hidráulico atinge um limite pré-determinado. A válvula pode ser configurada para abrir ou o membro frangível pode ser manipulada para quebrar quando o limite predeterminado é excedido para permitir que o fluido escoe a partir do conduíte hidráulico para a câmara de acionamento. A forma da cavidade do restritor de escoamento de fluidos e um opcional um ou mais fluidos diretos dos membros guia 408, a partir da entrada de fluido ao longo de um caminho de escoamento de rotação e na direção da saída de fluido para a câmara de acionamento. Para reduzir o impacto quando do acionamento da ferramenta hidráulica, o caminho de escoamento rotacional regula uma taxa de aumento de pressão na câmara de acionamento durante a transmissão de fluido.

[0026] Referindo-nos agora às FIGS. 5A-5C, formas de realização alternativas de restritores de escoamento de fluido 500, 520, 540 são apresentadas. Os restritores de escoamento de fluido 500, 520, 540 são análogos ao restritor de escoamento de fluido 400 descrito acima em relação às FIGS. 4A e 4B, mas difere em certos aspectos relacionados com as estruturas incluídas em cada modalidade para induzir um padrão de escoamento de fluido de rotação, em um fluido hidráulico que escoa através do restritor de escoamento de fluidos.

[0027] Fazendo referência mais particularmente à FIG. 5A, numa modalidade ilustrativa de um restritor de escoamento de fluido para uso numa ferramenta hidráulica inclui uma entrada de fluido 502 para receber um fluido hidráulico de uma câmara hidráulica ou conduíte. A entrada de fluido 502 está configurado para introduzir o fluido hidráulico numa direção tangencial à superfície externa do corpo, geralmente elíptico ou cilíndrico, do restritor de escoamento de fluidos 500. Membros de guia 506 estão dispostos no interior do restritor de escoamento de fluidos 500 para induzir o escoamento rotacional no fluido hidráulico sendo transmitido através do restritor de escoamento de fluidos 500. Na modalidade da FIG. 5A, os membros de guia 506 incluem dois membros arqueados 506, 507, que também pode ser referido como palhetas arqueadas, que são geralmente concêntricas com o corpo do restritor de escoamento de fluidos 500 em relação à saída 504. A linha de referência vertical 503 e linha de referência horizontal 505 são mostrados para referência, e a entrada de 502 é geralmente mostrada como introduzindo fluido no restritor de escoamento de fluido ao longo de um caminho de escoamento tangencial que é aproximadamente paralelo à linha de referência horizontal 505. Os membros arqueados podem estender-se através de todo o restritor de escoamento de fluidos, como o membro guia 408 da FIG. 4B, ou pode estender-se através de apenas uma porção do restritor de escoamento de fluidos, por exemplo, estendendo-se a partir de uma superfície do restritor de escoamento de fluido para cerca de um quarto, em metade, ou três quartos da distância para a superfície oposta do restritor de escoamento de fluidos.

[0028] Como mostrado na FIG. 5A, um primeiro membro arqueado 506 pode começar na linha de referência vertical 503 ou em um ângulo α, que pode ser, por exemplo, 10° a partir da linha de referência vertical 503, e estender-se a um segundo ângulo que é, por exemplo, 20° a partir da linha de referência vertical 503. O primeiro membro arqueado 506 pode ter uma superfície exterior que é aproximadamente a mesma distância da saída 504 como a superfície interna da entrada 502. Numa outra modalidade, o primeiro membro arqueado 506 pode ter uma superfície exterior que mais perto da saída 504 do que a superfície interna da entrada 502. O primeiro membro arqueado 506 pode ter uma espessura nominal e funcionar para manter um padrão de escoamento rotacional no fluido que se escoa através do restritor de escoamento de fluidos 500. Numa modalidade ilustrativa, um segundo membro arqueado 507 começa no outro ângulo a partir da linha de referência vertical 503 que permite uma folga entre o primeiro membro arqueado 506 e segundo membro arqueado 507 a escoar para a saída 504. Uma segunda diferença é formada entre as extremidades opostas do primeiro membro arqueado 506 e segundo membro arqueado 507 para permitir que fluido adicional escoe para a saída 504. O segundo membro arqueado 507 pode começar com um ângulo que é aproximadamente de 40° (tomado numa direção dos ponteiros do relógio) a partir da linha de referência vertical 503 e terminam em um ângulo que é de aproximadamente 345° a partir da linha de referência vertical 503. Numa modalidade, o segundo membro arqueado 507 pode ser ajustado aproximadamente à mesma distância da saída 504 como o primeiro membro arqueado 506.

[0029] Caminhos de escoamento de fluido possíveis em torno dos membros arqueados 506, 507 e através das aberturas são marcados por setas 508 na FIG. 5A. Qualquer número, a disposição, configuração ou sua combinação de membros arqueados 506, 507 pode ser utilizado de acordo com os princípios da presente memória descritiva. Por exemplo, as FIGS. 5B e 5C descrevem formas de realização adicionais de restritores de escoamento de fluido 520, 540 tendo diferentes arranjos dos membros arqueados. Em cada uma das formas de realização ilustrativas, fluido hidráulico entra no restritor de escoamento de fluidos 500 através da entrada de fluido 502 e encontra os membros de guia arqueados, e os membros de guia arqueados 506 induzem o escoamento rotacional no fluido hidráulico em torno da saída de fluido 504. O fluido hidráulico se movimenta em espiral em torno de e para dentro até atingir a saída de fluido 504 onde ele sai do restritor de escoamento de fluidos 500, tal como indicado pelas setas. A modalidade da FIG. 5B, por exemplo, inclui uma pluralidade de membros arqueados concêntricos que inclui um membro exterior arqueado 529 e um par de membros arqueados interiores 526, 527. Da mesma forma, a modalidade da FIG. 5C inclui apenas um único membro arqueado 546.

[0030] Além de, ou em lugar dos membros arqueados descritos acima, numa modalidade ilustrativa, o restritor de escoamento de fluido pode incluir uma superfície moldada para incluir um vórtice ou escoamento rotacional de uma entrada para uma saída de um restritor de escoamento de fluidos. Em outras formas de realização, os membros arqueados podem ser formados a partir das superfícies modeladas mostrada nas FIGS. 6A-6C. Várias formas de realização ilustrativas de tais superfícies moldadas e mecanismos semelhantes para alterar o escoamento estão representadas nas FIGS. 6A-6E. As vistas em corte transversal das FIGS. 6A-6D são tomadas ao longo da linha 6-6 da FIG. 5A e FIG. 6E é tomada ao longo da linha 6E-6E da FIG. 6D.

[0031] Na FIG. 6A, a superfície moldada inclui várias reentrâncias circunferenciais 602 e saliências 604, as quais podem ser vistas como sulcos quadrados formados numa parede 606 superior e uma parede 608 inferior do restritor de escoamento de fluido 600. Os recessos 602 e as projeções 604 resistir escoamento radial de fluido hidráulico para dentro para uma saída de fluido 610 e induzir o escoamento laminar em um caminho de escoamento de rotação em torno da saída 610.

[0032] Na FIG. 6B, a superfície moldada inclui várias ondulações que se estendem de modo circunferencial, formadas nas paredes 606, 608 do restritor de escoamento de fluido. Semelhante à configuração da FIG. 6A, as ondulações incluem recessos 602 e 604 e as projeções podem ser vistos como sulcos oscilatórios formados nas paredes 606, 608 do restritor de escoamento de fluido 600.

[0033] Na FIG. 6C, os membros de guia 600 incluem paredes ou palhetas 612, se estendendo circunferencialmente, mas deslocadas radialmente, que se sobressaem para dentro a partir das paredes 604, 606 do restritor de escoamento de fluidos. Qualquer número, disposição, configuração ou combinações de paredes ou palhetas 612 podem ser utilizadas, de acordo com os princípios da presente memória descritiva, a fim de resistir ao escoamento radial de fluido hidráulico para dentro para uma saída de fluido 610 e encorajar de rotação, ou escoamento similar a vórtice, em direção à saída.

[0034] Na FIG. 6D, os membros de guia 600 incluem uma parede ou palheta 612 que se prolonga para dentro a partir da parede, com um defletor 614 que influencia o fluido hidráulico para mudar de direção em relação à saída de fluido 610. O defletor 614 pode ser configurado para dirigir o fluido hidráulico para que escoe axialmente para fora de, ou para, a saída de fluido 610. Em tais formas de realização, o defletor 614 aumenta a resistência para escoamento de fluido circularmente no restritor de escoamento de fluido, proporciona resistência ao escoamento do fluido em diferentes níveis axiais da câmara, ou ambos. Qualquer número, disposição, configuração ou combinação de defletores 614 pode ser utilizado, de acordo com os princípios da presente memória descritiva.

[0035] Embora a presente invenção e suas vantagens tenham sido divulgadas no contexto de certas modalidades ilustrativas e não limitantes, deve-se entender que várias modificações, substituições, permutações e alterações podem ser feitas sem se afastar do escopo da invenção como definido pelas reivindicações anexas. Será apreciado que qualquer característica que é descrita em conexão a qualquer modalidade também pode ser aplicada a qualquer outra modalidade.

[0036] Por exemplo, um sistema ilustrativo de acordo com a presente divulgação inclui um controlador, um conduíte hidráulico, e uma ferramenta hidráulica acoplada ao controlador e ao conduíte hidráulico. A ferramenta hidráulica inclui uma primeira câmara ligada hidraulicamente ao conduíte hidráulico, uma segunda câmara separada da primeira câmara por um membro frangível, e um caminho de escoamento de fluido de rotação a partir da primeira câmara para a segunda, o caminho de escoamento de fluido contendo um restritor de escoamento de fluido. Numa modalidade, o sistema inclui ainda um membro frangível que impede o escoamento de fluido a partir da primeira câmara para a segunda câmara quando o membro frangível está num estado não acionado e permite o escoamento de fluido a partir da primeira câmara para a segunda câmara quando o membro frangível está em um estado acionado. O membro frangível é operável para fraturar ou de outra forma é acionado automaticamente quando um diferencial de pressão entre a primeira câmara e a segunda câmara excede um limite predeterminado.

[0037] Numa modalidade, a primeira câmara está ligada hidraulicamente a um conduíte hidráulico, e pode compreender uma linha de controle hidráulico, uma porção do conduíte hidráulico, ou um espaço anular de um poço de exploração. O membro frangível está disposto entre a primeira câmara e a segunda câmara, ou a primeira câmara pode ser disposta entre o membro frangível e a segunda câmara. O membro frangível pode incluir um disco de ruptura ou um pino de corte.

[0038] Numa modalidade, o restritor de escoamento de fluido compreende um restritor de escoamento de fluido de indução de vórtice. O restritor de escoamento de fluidos de indução de vórtice pode incluir pelo menos uma palheta arqueada, uma pluralidade de palhetas arqueadas concêntricas, ou uma pluralidade de palhetas arqueadas que são equidistantes de uma saída do restritor de escoamento de fluidos. Além disso, o restritor de escoamento de fluido pode incluir uma superfície moldada

[0039] De acordo com uma outra modalidade ilustrativa, um aparelho para a transmissão de fluido dentro de uma ferramenta hidráulica inclui uma primeira câmara, que está a uma primeira pressão, numa primeira vez, e uma segunda câmara que está a uma segunda pressão no primeiro tempo e a uma terceira pressão num segundo tempo, em que a primeira pressão é maior do que a segunda pressão e aproximadamente igual à terceira pressão. O aparelho inclui ainda um caminho de escoamento de fluido a partir da primeira câmara para a segunda câmara, o caminho de escoamento de fluido compreendendo uma entrada de fluido para receber fluido para dentro do caminho de escoamento de fluido a partir da primeira câmara, uma saída de fluido para fornecer fluido à segunda câmara a partir do caminho de escoamento de fluido, e pelo menos um restritor de escoamento de fluido disposto entre a entrada de fluido e a saída de fluido, para direcionar fluido recebido da entrada de fluido, para dentro de um caminho de escoamento rotacional em torno de um eixo longitudinal da saída de fluido.

[0040] A entrada de fluido do aparelho está configurada para introduzir fluido recebido da câmara hidrostática ao longo de uma direção que é tangente ao caminho de escoamento rotacional. Além disso, o restritor de escoamento de fluidos inclui uma pluralidade de palhetas de guia que formam um caminho de escoamento de indução de vórtice. Em outra modalidade, o restritor de escoamento de fluidos incluir pelo menos uma palheta arqueada, uma pluralidade de palhetas arqueadas concêntricas, ou uma pluralidade de palhetas arqueadas que são equidistantes de uma saída do restritor de escoamento de fluidos.

[0041] Numa modalidade, o restritor de escoamento de fluido do aparelho inclui uma superfície moldada, que pode ser sulcos quadrados concêntricos ou sulcos concêntricos oscilatórios. O restritor de escoamento de fluido pode também incluir uma palheta e um defletor, e a saída de fluido pode ser configurada para recolher o fluido a partir de um centro do caminho de escoamento de indução de vórtice.

[0042] O aparelho pode ainda incluir um membro frangível que é configurado para obstruir o escoamento através do caminho de escoamento de fluido até que uma pressão da câmara hidráulica atinja um limite pré- determinado. O corpo frágil pode incluir um disco de ruptura ou um ou mais pinos de cisalhamento.

[0043] De acordo com uma outra modalidade ilustrativa, um método para acionar uma ferramenta hidráulica inclui a geração de uma pressão hidrostática de uma primeira câmara e a transmissão de um fluido através de um caminho de escoamento de fluido a partir da primeira câmara para uma segunda câmara, onde o caminho de escoamento de fluido compreende, pelo menos, um restritor de escoamento de fluido de indução de vórtice. O método também inclui a ferramenta de acionamento hidráulico, por meio de transmissão da pressão hidrostática para a segunda câmara, para gerar uma força hidrostática contra pelo menos um membro móvel da ferramenta hidráulica.

[0044] Numa modalidade, o método inclui ainda a quebra de um membro frangível em resposta à pressão hidrostática superior a um limite de pressão, o membro frangível sendo operável para ocluir o escoamento através do caminho de escoamento de fluido até que acionado.

[0045] A ferramenta hidráulica pode ser um obturador, um plugue ponte, um suspensor de medidor de alta expansão, ou um retentor de cimento. Em uma modalidade, o método adicionalmente compreende a introdução de fluido a uma entrada de fluido do restritor de escoamento de fluido, ao longo de uma direção tangente ao caminho de escoamento de fluido, o caminho de escoamento de fluido sendo um caminho de escoamento de fluido, geralmente, de rotação. O restritor de escoamento de fluido pode incluir uma pluralidade de palhetas de guia que formam um caminho de escoamento de indução de vórtice, pelo menos, uma palheta arqueada, uma pluralidade de palhetas arqueadas concêntricas, ou uma pluralidade de palhetas arqueadas que estão equidistantes da saída do escoamento de fluido restritor. O restritor de escoamento de fluido também pode incluir uma superfície moldada, que pode incluir sulcos quadrados concêntricos ou sulcos concêntricos oscilatórios. O restritor de escoamento de fluido pode também incluir uma palheta e um defletor, e a saída de fluido pode ser configurada para recolher o fluido a partir de um centro do caminho de escoamento de indução de vórtice.

[0046] Deve entender-se que os benefícios e as vantagens descritas acima podem estar relacionados com uma modalidade ou podem dizer respeito a várias modalidades. Deve-se também entender que uma referência a "um" item refere-se a um ou mais destes itens.

[0047] As etapas dos métodos descritos neste documento podem ser realizadas em qualquer ordem adequada, ou simultânea, onde apropriado. Quando adequado, os aspectos de qualquer um dos exemplos descritos acima podem ser combinados com os aspectos de qualquer um dos outros exemplos descritos para formar exemplos adicionais com propriedades comparáveis ou diferentes e que abordam os mesmos ou diferentes problemas.

[0048] Os sistemas, métodos e dispositivos ilustrativos descritos neste documento também podem ser descritos por meio dos seguintes exemplos: Exemplo 1. Um sistema para acionar uma ferramenta hidráulica, o sistema caracterizado pelo fato de compreender: um controlador; um conduíte hidráulico; uma ferramenta hidráulica acoplada ao controlador e ao conduíte hidráulico, a ferramenta hidráulica compreendendo: uma primeira câmara ligada hidraulicamente ao conduíte hidráulico, uma segunda câmara separada da primeira câmara por um membro frangível, e um caminho de escoamento de fluido de rotação a partir da primeira câmara para a segunda, o caminho de escoamento de fluido que contém um restritor de escoamento de fluido. Exemplo 2. O sistema do exemplo 1, compreendendo ainda, um membro frangível que impede escoamento de fluido a partir da primeira câmara para a segunda câmara, quando o membro frangível está em um estado acionado e permite escoamento de fluido da primeira câmara para a segunda câmara, quando o membro frangível está em um estado acionado, em que o membro frangível é automaticamente acionado quando um diferencial de pressão entre a primeira câmara e a segunda câmara excede um limite predeterminado. Exemplo 3. O sistema do exemplo 1 ou 2, em que a primeira câmara está ligada hidraulicamente a um conduíte hidráulico. Exemplo 4. O sistema do exemplo 1 ou 2, em que a primeira câmara compreende uma linha de comando hidráulico. Exemplo 5. O sistema do exemplo 1 ou 2, em que a primeira câmara compreende um espaço anular de um poço de exploração. Exemplo 6. O sistema do Exemplo 2 ou qualquer um dos exemplos 3-5, em que o membro frangível está disposto entre a primeira câmara e a segunda câmara. Exemplo 7. O sistema do Exemplo 2 ou qualquer um dos exemplos 3-6, em que a primeira câmara está disposta entre o membro frangível e a segunda câmara. Exemplo 8. O sistema do Exemplo 2 ou qualquer um dos exemplos 3-6, em que o membro frangível compreende um disco de ruptura. Exemplo 9. O sistema do exemplo 2, ou qualquer um dos exemplos 3-6,em que o membro frangível compreende um pino de cisalhamento. Exemplo 10. O sistema do exemplo 1 ou qualquer um dos exemplos 2-9, em que o restritor de escoamento de fluidos compreende um restritor de escoamento de fluidos de indução de vórtice. Exemplo 11. Sistema do exemplo 10, em que o restritor de escoamento de fluido de indução de vórtice compreende pelo menos uma palheta arcada. Exemplo 12. Sistema do exemplo 10, em que o restritor de escoamento de fluido de indução de vórtice compreende uma pluralidade de palhetas arcadas concêntricas. Exemplo 13. O sistema do exemplo 10, em que o restritor de escoamento de fluido de indução de vórtice compreende uma pluralidade de palhetas arcadas que são equidistantes de uma saída do restritor de escoamento de fluido. Exemplo 14. O sistema do exemplo 1, ou qualquer um dos exemplos 2-13, em que o restritor de escoamento de fluidos compreende uma superfície moldada. Exemplo 15. O sistema do exemplo 14, em que a superfície moldada compreende sulcos quadrados concêntricos. Exemplo 16. O sistema do exemplo 14, em que a superfície moldada compreende sulcos concêntricos oscilatórios. Exemplo 17. O sistema do exemplo 1, ou qualquer um dos exemplos 2-16, em que o restritor de escoamento compreende uma palheta arqueada e um defletor. Exemplo 18. Um aparelho para transmitir fluido dentro de uma ferramenta hidráulica, o aparelho compreendendo: uma primeira câmara, a primeira câmara estando a uma primeira pressão, numa primeira vez; uma segunda câmara, a segunda câmara estando a uma segunda pressão no primeiro tempo e a uma terceira pressão na segunda vez, a primeira pressão sendo maior do que a segunda pressão e aproximadamente igual à terceira pressão; um caminho de escoamento de fluido a partir da primeira câmara para a segunda câmara, o caminho de escoamento de fluidos compreendendo: uma entrada de fluido para receber fluido para dentro do caminho de escoamento de fluido a partir da primeira câmara, uma saída de fluido para fornecer fluido para a segunda câmara a partir do caminho de escoamento de fluido, e pelo menos um restritor de escoamento de fluido disposto entre a entrada de fluido e a saída de fluido, para dirigir o fluido recebido a partir da entrada de fluido para dentro de um caminho de escoamento rotacional em torno de um eixo longitudinal da saída de fluido. Exemplo 19. O aparelho do exemplo 18, em que a primeira câmara é uma câmara hidrostática. Exemplo 20. O aparelho do exemplo 19, em que a segunda câmara é uma câmara atmosférica. Exemplo 21. O aparelho do exemplo 20, em que a entrada de fluido é configurada para introduzir fluido recebido da câmara hidrostática ao longo de uma direção tangente ao caminho de escoamento rotacional. Exemplo 22. O aparelho do exemplo 20 ou 21, em que o restritor de escoamento de fluidos compreende uma pluralidade de palhetas guia que formam um caminho de escoamento de indução de vórtice. Exemplo 23. O aparelho do exemplo 20 ou qualquer um dos exemplos 21-22, em que o restritor de escoamento de fluidos compreende, pelo menos, uma palheta arqueada. Exemplo 24. O aparelho do exemplo 20 ou qualquer um dos exemplos 21-23, em que o restritor de escoamento de fluidos compreende uma pluralidade de palhetas arqueadas concêntricas. Exemplo 25. O aparelho do exemplo 20 ou qualquer um dos exemplos 21-24, em que o restritor de escoamento de fluidos compreende uma pluralidade de palhetas arqueadas que são equidistantes de uma saída do restritor de escoamento de fluidos. Exemplo 26. O aparelho do exemplo 20 ou qualquer um dos exemplos 21-25, em que o restritor de escoamento de fluidos compreende uma superfície moldada. Exemplo 27. O sistema do exemplo 26, em que a superfície moldada compreende sulcos quadrados concêntricos. Exemplo 28. O aparelho do exemplo 26, em que a superfície moldada compreende sulcos concêntricos oscilatórios. Exemplo 29. O aparelho do exemplo 18, ou qualquer um dos exemplos 19-28, em que o restritor de escoamento de fluidos compreende uma palheta e um defletor. Exemplo 30. O aparelho do exemplo 18 ou qualquer um dos exemplos 19-29, em que a saída de fluido é configurada para recolher o fluido a partir de um centro do caminho do escoamento de indução de vórtice. Exemplo 31. O aparelho do exemplo 18 ou qualquer um dos exemplos 19-30, que compreende ainda um membro frangível, o membro frangível configurado para obstruir o escoamento através do caminho de escoamento de fluido até que uma pressão da câmara hidráulica atinge um limite pré-determinado. Exemplo 32. O aparelho do exemplo 31, em que o membro frangível compreende um disco de ruptura. Exemplo 33. O aparelho do exemplo 31, em que o membro frangível compreende pelo menos um pino de cisalhamento. Exemplo 34. Um método de acionamento de uma ferramenta hidráulica, o método compreendendo: a geração de uma pressão hidrostática em uma primeira câmara; a transmissão de um fluido através de um caminho de escoamento de fluido a partir da primeira câmara para uma segunda câmara, em que o caminho de escoamento de fluido compreende pelo menos um restritor de escoamento de fluidos de indução de vórtice; e acionamento da ferramenta hidráulica, por meio de transmissão da pressão hidrostática para a segunda câmara, para gerar uma força hidrostática contra pelo menos um membro móvel da ferramenta hidráulica. Exemplo 35. O método do Exemplo 34, que compreende ainda quebra de um membro frangível usando uma pressão de fluido em resposta à pressão hidrostática que excede um limite de pressão, o membro frangível sendo operável para ocluir o escoamento através do caminho de escoamento de fluido até que acionado. Exemplo 36. O método do exemplo 34,ou 35, em que a ferramenta hidráulica compreende um obturador. Exemplo 37. O método do Exemplo 34 ou 35, em que a ferramenta hidráulica compreende uma ficha ponte. Exemplo 38. O método do Exemplo 34 ou 35, em que a ferramenta hidráulica compreende um suspensor de medidor de alta expansão. Exemplo 39. O método do exemplo 34, ou 35, em que a ferramenta hidráulica compreende um retentor de cimento. Exemplo 40: O método do exemplo 34, ou qualquer um dos exemplo 35-39, compreendendo, ainda, a introdução de fluido a uma entrada de fluido do restritor de escoamento de fluido, ao longo de uma direção tangente ao caminho de escoamento de fluido, o caminho de escoamento de fluido sendo um caminho de escoamento de fluido, geralmente, de rotação. Exemplo 41: O método do Exemplo 34 ou qualquer um dos exemplos 35-40, em que o restritor de escoamento de fluidos compreende uma pluralidade de palhetas guia que formam um caminho de escoamento de indução de vórtice. Exemplo 42: O método do Exemplo 34 ou qualquer um dos exemplos 35-41, em que o restritor de escoamento de fluidos compreende, pelo menos, uma palheta arqueada. Exemplo 43: O método do Exemplo 34 ou qualquer um dos exemplos 35-42, em que o restritor de escoamento de fluidos compreende uma pluralidade de palhetas arqueadas concêntricas. Exemplo 44: O método do exemplo 34 ou qualquer um dos exemplos 35-43, em que o restritor de escoamento de fluidos compreende uma pluralidade de palhetas arqueadas que são equidistantes de uma saída do restritor de escoamento de fluidos. Exemplo 45: O método do Exemplo 34 ou qualquer um dos exemplos 35-40, em que o restritor de escoamento de fluidos compreende uma superfície moldada. Exemplo 46: O método do exemplo 45, em que a superfície moldada compreende sulcos quadrados concêntricos. Exemplo 47: O método do exemplo 45, em que a superfície moldada compreende sulcos concêntricos oscilatórios. Exemplo 48: O método do Exemplo 34 ou qualquer um dos exemplos 35-47, em que o restritor de escoamento de fluidos compreende uma palheta e um defletor. Exemplo 49: O método do exemplo 34 ou qualquer um dos exemplos 35-48, em que a saída de fluido é configurada para recolher o fluido a partir de um centro do caminho do escoamento de indução de vórtice. Exemplo 50: O aparelho do exemplo 18, em que o pelo menos um restritor de escoamento de fluido compreende um primeiro restritor de escoamento de fluidos e um segundo guia de escoamento de fluido disposto em série, e em que o primeiro restritor de escoamento de fluidos tem uma orientação que é oposta à orientação do segundo restritor de escoamento de fluidos, e. Exemplo 51: O aparelho do exemplo 48, em que o primeiro restritor de escoamento de fluidos e o segundo restritor de escoamento de fluido são dispostos em série, assumindo a mesma restrição de escoamento independentemente da direção do escoamento.

[0049] Deve-se entender que a descrição das modalidades acima é dada somente a título de exemplo e que várias modificações podem ser feitas por aqueles versados na técnica. O relatório descritivo acima, exemplos e dados provêm uma descrição completa da estrutura e do uso de modalidades exemplares da invenção. Embora várias modalidades da invenção tenham sido descritas acima com um certo grau de particularidade, ou com referência a uma ou mais modalidades individuais, aqueles versados na técnica poderiam fazer inúmeras alterações às modalidades descritas sem se afastar do escopo das reivindicações.

Claims

1. Sistema (100) para acionar uma ferramenta hidráulica, o sistema caracterizadopelo fato de compreender: um conduíte hidráulico; e uma ferramenta hidráulica (200) compreendendo: uma primeira câmara (204) ligada hidraulicamente ao conduíte hidráulico, uma segunda câmara (220) que é expansível em resposta a um fluxo de fluído, e a segunda câmara sendo separada da primeira câmara por um caminho de escoamento de fluido (216), compreendendo: um caminho de escoamento de fluido de rotação a partir da primeira câmara para a segunda, o caminho de escoamento de fluido contendo um restritor de escoamento de fluido (218); e um membro frangível (214) em série com o restritor de escoamento de fluido, e o membro frangível compreende um estado fechado no qual o escoamento de fluido através do restritor de escoamento de fluido é impedido, e um estado aberto no qual o escoamento de fluido através do restritor de escoamento de fluido é permitido.

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o membro frangível (214) é posicionado para impedir o escoamento de fluido a partir da primeira câmara para a segunda câmara quando o membro frangível está num estado não acionado, e o membro frangível é atuável para permitir o escoamento de fluido a partir da primeira câmara para a segunda câmara quando o membro frangível está num estado acionado, em que o membro frangível é operável para acionar automaticamente quando um diferencial de pressão entre a primeira câmara e a segunda câmara excede um limite predeterminado.

3. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o restritor de escoamento de fluido (218) compreende um restritor de escoamento de fluido de indução de vórtice.

4. Sistema de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o restritor de escoamento de fluido de indução de vórtice compreende pelo menos uma palheta arcada.

5. Sistema de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o restritor de escoamento de fluido de indução de vórtice compreende uma pluralidade de palhetas arcadas concêntricas.

6. Sistema de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o restritor de escoamento de fluido de indução de vórtice compreende uma pluralidade de palhetas arcadas que são equidistantes de uma saída do restritor de escoamento de fluido.

7. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o restritor de escoamento de fluido compreende uma superfície moldada.

8. Aparelho para transmitir fluido dentro de uma ferramenta hidráulica, o aparelho caracterizado pelo fato de compreender: uma primeira câmara (204), a primeira câmara estando a uma primeira pressão, em um primeiro tempo; uma segunda câmara (220) expansível em resposta a um aumento na pressão, a segunda câmara estando a uma segunda pressão no primeiro tempo e a uma terceira pressão em um segundo tempo, a primeira pressão sendo maior do que a segunda pressão e aproximadamente igual à terceira pressão; um caminho de escoamento de fluido (216) a partir da primeira câmara para a segunda câmara, o caminho de escoamento de fluido compreendendo: uma entrada de fluido para receber fluido para dentro do caminho de escoamento de fluido a partir da primeira câmara, uma saída de fluido para fornecer fluido para a segunda câmara a partir do caminho de escoamento de fluido, e pelo menos um restritor de escoamento de fluido (218) disposto entre a entrada de fluido e a saída de fluido para direcionar o fluido recebido da entrada de fluido para dentro de um caminho de escoamento rotacional em torno de um eixo longitudinal da saída de fluido; e um membro frangível (214) em série com o restritor de escoamento de fluido, e o membro frangível compreende um estado fechado no qual o escoamento de fluido através do restritor de escoamento de fluido é impedido, e um estado aberto no qual o escoamento de fluido através do restritor de escoamento de fluido é permitido.

9. Aparelho de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a entrada de fluido é configurada para introduzir fluido recebido da primeira câmara ao longo de uma direção tangente ao caminho de escoamento rotacional.

10. Aparelho de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o restritor de escoamento de fluidos compreende uma pluralidade de palhetas guia que formam um caminho de escoamento de indução de vórtice.

11. Aparelho de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o restritor de escoamento de fluidos compreende, pelo menos, uma palheta arqueada.

12. Aparelho de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o restritor de escoamento de fluido compreende uma pluralidade de palhetas arcadas que são equidistantes de uma saída do restritor de escoamento de fluido.

13. Aparelho de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o restritor de escoamento de fluido compreende uma superfície moldada.

14. Aparelho de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a superfície moldada compreende sulcos de quadrados concêntricos.

15. Aparelho de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a superfície moldada compreende sulcos concêntricos oscilatórios.

16. Aparelho de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o restritor de escoamento de fluido compreende uma palheta e um defletor.

17. Método de acionamento de uma ferramenta hidráulica, o método caracterizado pelo fato de que compreende: a geração de uma pressão hidrostática em uma primeira câmara (204); a transmissão de um fluido através de um caminho de escoamento de fluido (216) a partir da primeira câmara (204) para uma segunda câmara (220), em que o caminho de escoamento de fluido compreende pelo menos um restritor de escoamento de fluidos (218) de indução de vórtice e um membro frangível (214) em série com o restritor de escoamento de fluido, e o membro frangível compreende um estado fechado no qual o escoamento de fluido através do restritor de escoamento de fluido é impedido, e um estado aberto no qual o escoamento de fluido através do restritor de escoamento de fluido é permitido; e o acionamento da ferramenta hidráulica por transmissão da pressão hidrostática para a segunda câmara para gerar uma força hidrostática contra pelo menos um membro móvel da ferramenta hidráulica.

18. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente a introdução de fluido a uma entrada de fluido do restritor de escoamento de fluido ao longo de uma direção tangente ao caminho de escoamento de fluido, o caminho de escoamento de fluido sendo um caminho de escoamento de fluido de rotação.

19. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o restritor de escoamento de fluidos compreende uma pluralidade de palhetas guia que formam um caminho de escoamento de indução de vórtice.

20. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o restritor de escoamento de fluidos é operável para restringir o escoamento de fluido em uma quantidade variável, dependendo da taxa de escoamento do fluido.