BR112017015275B1

BR112017015275B1 - Sistema de fundo de poço, e, método de operar poço

Info

Publication number: BR112017015275B1
Application number: BR112017015275-4A
Authority: BR
Inventors: Colby Munro Ross; Gregory William Garrison
Original assignee: Halliburton Energy Services, Inc
Priority date: 2015-02-18
Filing date: 2015-02-18
Publication date: 2022-06-28
Also published as: US10041331B2; WO2016133500A1; GB2549043A; NO20171150A1; AU2015383158A1; US20160362960A1; GB201711340D0; AU2015383158B2; GB2549043B; BR112017015275A2

Abstract

Um sistema de fundo de poço exemplar inclui uma coluna de completação posicionada dentro de um poço de exploração e provendo pelo menos um orifício de vedação superior e um dispositivo de fundo de poço que inclui uma luva deslizante. Uma ferramenta de serviço é extensível dentro da coluna de completação e inclui uma montagem de ferramenta de deslocamento e provê um mandril, uma ferramenta de deslocamento acoplada ao mandril e vedações de equalização superiores dispostos no mandril e encaixáveis de maneira vedante com o orifício de vedação superior. A ferramenta de deslocamento é encaixável com a luva deslizante para mover o dispositivo de fundo de poço pelo menos parcialmente entre uma posição fechada, onde um diferencial de pressão entre uma formação subterrânea e um interior da coluna de completação é assumido por elementos de vedação primários do dispositivo de fundo de poço, e uma posição aberta, onde o diferencial de pressão é assumido por pelo menos uma ou mais vedações de equalização superiores.

Description

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[001] Na indústria de petróleo e gás, as colunas de trabalho, incluindo diversos dispositivos de fundo de poço, são muitas vezes estendidas poço abaixo dentro de furos de poço para realizar diversas operações de poço de exploração. Os dispositivos de fundo de poço, tais como camisas deslizantes e válvulas esféricas, incluem elementos de vedação primários que servem para isolar fluidos dentro ou sem as colunas de trabalho. Colocar esses dispositivos de fundo de poço em um ambiente de fundo de poço os sujeita a pressões elevadas e diferenciais de pressão extrema que ameaçam a integridade dos elementos de vedação primários.

[002] Por exemplo, as camisas deslizantes são tipicamente usadas em conjuntos de completação para ocultar portas de fluxo que se comunicam com uma formação subterrânea circundante. As formações subterrâneas podem exibir pressões próximas a 10.000 psi ou mais, e quando a camisa deslizante está em uma posição fechada, um diferencial de pressão é gerado por toda a camisa deslizante entre a formação subterrânea e o interior da montagem de completação. Os elementos de vedação primários da camisa deslizante são capazes de resistir à migração de fluido através das portas de fluxo e, desse modo, isolar efetivamente os fluidos na formação subterrânea a partir do interior da montagem de completação. Ao mover a camisa deslizante para uma posição aberta, no entanto, as portas de fluxo ficam expostas e o diferencial de pressão tentará compensar a uma taxa extremamente alta. Tal equalização rápida de pressão pode ter um impacto prejudicial sobre os elementos de vedação primários. Por exemplo, a equalização rápida da pressão pode potencialmente expulsar os elementos de vedação primários ou causar desgaste da vedação ao longo do tempo. Como resultado, a integridade dos elementos de vedação primários é muitas vezes comprometida e qualquer uso subsequente do dispositivo de fundo de poço pode não ser ideal.

[003] Em um esforço para mitigar os efeitos da equalização rápida de pressão, alguns conjuntos de camisas deslizantes incorporam uma fenda definida no orifício de vedação entre as vedações primárias. Ao deslocar a camisa deslizante entre as posições fechada e aberta, a fenda fica exposta por um curto período de tempo para facilitar uma pequena quantidade de equalização da pressão. Outro método de mitigação dos efeitos da equalização rápida da pressão usa uma porta de equalização provida adjacente à camisa deslizante. A porta de equalização geralmente contém um pequeno rolamento de esferas ou uma válvula de cabeçote móvel que é apoiada fora da base pela camisa deslizante quando a camisa deslizante é deslocada entre as posições fechada e aberta. Contudo, esses métodos complicam o projeto do conjunto de camisa deslizante e introduzem caminhos de vazamento adicionais no interior da montagem de completação.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[004] As figuras seguintes estão incluídas para ilustrar certos aspectos da presente divulgação e não devem ser vistas como modalidades exclusivas. A matéria divulgada é capaz de modificações, alterações, combinações e equivalentes consideráveis em forma e função, sem se afastar do escopo desta divulgação.

[005] A FIG. 1 é um diagrama esquemático de um sistema de poço que pode empregar um ou mais princípios da presente divulgação.

[006] As FIGS. 2-5 são vistas laterais de seção transversal parcial progressivas de uma porção ampliada do sistema de poço da FIG.1.

[007] As FIGS. 6A e 6B são vistas laterais de seção parcial de uma modalidade exemplar da montagem de ferramenta de deslocamento da FIG. 1.

[008] A FIG. 7 é uma vista lateral de seção transversal parcial de outra modalidade exemplar da montagem de ferramenta de deslocamento da FIG. 1.

[009] As FIGS. 8A-8C são vistas laterais de seção parcial de vedações de equalização superior e inferior exemplares.

[0010] As FIGS. 9A-9C são vistas laterais de seção progressivas de um sistema de fundo de poço exemplar que utiliza um dispositivo de fundo de poço de válvula esférica.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0011] A presente divulgação está relacionada a ferramentas de fundo de poço utilizadas na indústria de petróleo e gás e, mais especificamente, a uma montagem de ferramenta de deslocamento que controla a equalização de pressão em dispositivos de fundo de poço.

[0012] As modalidades da presente divulgação permitem que as ferramentas do fundo do poço sejam abertas ou fechadas sob pressão sem arriscar infligir danos aos elementos de vedação primários associados à ferramenta de fundo de poço dada. Mais particularmente, as ferramentas do fundo de poço, tais como as camisas deslizantes, podem experimentar uma quantidade significativa de pressão diferencial e tendem a expulsar as vedações primárias quando a camisa deslizante é aberta, onde uma ou mais portas de fluxo são expostas, ou fechadas, onde as portas de fluxo estão ocluídas. A pressão de equalização pode escorrer rapidamente pelas portas de fluxo e desalojar ou, caso contrário, desgastar rapidamente as vedações primárias. De acordo com a presente divulgação, um recurso da equalização de pressão pode ser incorporada numa montagem de ferramenta de deslocamento usada para mover a camisa deslizante entre as posições aberta e fechada. Como resultado, a pressão diferencial pode ser controlada e assumida por vedações de equalização de pressão associadas à montagem de ferramenta de deslocamento, e não pelas vedações primárias da ferramenta do fundo de poço sendo deslocadas. Qualquer dano sofrido pelas vedações de equalização de pressão pode ser tratado mediante o retorno da montagem de ferramenta de deslocamento para um local de superfície após a operação do fundo de poço.

[0013] Com referência à FIG.1, é ilustrado um sistema de poço exemplar 100 que pode empregar um ou mais princípios da presente divulgação, de acordo com uma ou mais modalidades. Conforme ilustrado, o sistema de poço 100 pode incluir uma plataforma de petróleo e gás offshore 102 localizada acima de uma formação contendo hidrocarbonetos submersos 104 localizada abaixo do fundo do mar 106. Um conduíte ou condutor submarino 108 se estende a partir de um convés 110 da plataforma 102 até uma instalação de cabeça de poço 112 que pode incluir uma ou mais válvulas de segurança 114. A plataforma 102 pode incluir uma torre 116 e um aparelho de içamento 118 para elevar e abaixar as colunas de tubo, tal como uma coluna de trabalho 120. Enquanto o sistema 100 descreve o uso da plataforma offshore 102, será observado que os princípios da presente divulgação são igualmente aplicáveis a outros tipos de plataformas ou instalações de petróleo e gás, tais como plataformas de perfuração e produção terrestres, plataformas de serviço, e outras instalações de cabeça de poço localizadas em qualquer localização geográfica.

[0014] Um poço de exploração 122 estende-se desde a instalação da cabeça de poço 112 e por diversos estratos da terra, incluindo a formação 104. O invólucro 124 pode ser cimentado dentro de pelo menos uma porção do poço de exploração 122 usando cimento 126. Uma coluna de completação 128 é representada na FIG.1 como sendo instalada dentro do invólucro 124 e pode incluir um ou mais dispositivos de controle de areia, tais como telas de areia 130a, 130b, 130c e posicionados adjacentes à formação 104 entre os obturadores 132a e 132b. Uma válvula de circulação 134 pode estar posicionada acima do obturador superior 132a.

[0015] Para impedir a produção de areia ou outros materiais em partículas para a superfície, o espaço anular 136 definido entre as telas de areia 130a-c e as paredes do poço de exploração 122 podem ser empacotados em cascalho. Para empacotamento em cascalho do espaço anular 136, a coluna de trabalho 120 pode ser abaixada através do invólucro 124 e pelo menos parcialmente para a coluna de completação 128. A coluna de trabalho 120 pode incluir uma ferramenta de serviço 138 com uma montagem de ferramenta de deslocamento 140, uma válvula de reversão 142, uma ferramenta de crossover 144, uma ferramenta de estabelecimento 146 e outras ferramentas de fundo de poço conhecidas por aqueles versados na técnica. Uma vez que a ferramenta de serviço 138 está devidamente posicionada dentro da coluna de completação 128, a ferramenta de serviço 138 pode ser operada através de diversas posições axiais para empacotamento em cascalho do espaço anular 136 e preparação da coluna de completação 128 para operações de produção. Conforme ilustrado, porções do invólucro 124 e do poço de exploração 122 foram perfuradas para prover uma ou mais perfurações 148 que se estendem a uma distância para dentro da formação circundante 104 e proveem condutividade de fluido entre a formação 104 e o espaço anular 136.

[0016] Muito embora a FIG.1 represente um poço vertical, será observado por aqueles versados na técnica que os princípios da presente divulgação são igualmente adequados para uso em poços desviados, poços inclinados ou poços horizontais. Além disso, embora a FIG.1 represente um poço de exploração 122 revestido, os princípios da presente divulgação são igualmente adequados para uso em completações de orifícios abertos. Adicionalmente, muito embora a FIG.1 tenha sido descrita com referência a uma operação de empacotamento em cascalho, incluindo uma operação de compressão (ou seja, fracionamento hidráulico), deve notar-se que os princípios da presente divulgação são igualmente adequados para uso em uma variedade de operações de tratamento onde é desejável permitir e impedir de forma seletiva a circulação de fluidos através da ferramenta de serviço 138.

[0017] A coluna de completação 128 pode incluir um ou mais dispositivos de fundo de poço (não mostrados) usados para vedar diversas porções da coluna de completação 128. Cada dispositivo de fundo de poço pode incluir um ou mais elementos de vedação primários e, quando colocados no fundo do poço, os elementos de vedação primários impedem a migração de fluido pelo dispositivo de fundo de poço dado. Dispositivos de fundo de poço exemplares que podem ser incluídos na coluna de completação 128 incluem, mas não estão limitados a, camisas (por exemplo, camisas de circulação de fratura, camisas de produção, camisas de produção de juntas médias, camisas de isolamento anulares, etc.), camisas deslizantes (por exemplo, portas laterais deslizantes, portas laterais deslizantes hidráulicas, camisas de fechamento de empacotamento em cascalho), válvulas esféricas (por exemplo, economizador de fluido, válvula esférica mecânica, etc.), válvulas de charneira e qualquer combinação destas.

[0018] Em alguns casos, grandes diferenciais de pressão podem ser gerados em um dado dispositivo de fundo de poço e suas vedações primárias associadas podem ser necessárias para sustentar o diferencial de pressão enquanto movem o dado dispositivo de fundo de poço entre as posições fechada e aberta. De acordo com a presente divulgação, e como descrito em mais detalhes abaixo, enquanto o (s) dispositivo (s) do fundo de poço estão sendo movidos entre as posições fechada e aberta, a montagem de ferramenta de deslocamento (140) pode ser configurado para ajudar a compensar e de outra forma suportar o diferencial de pressão presente pelo dado dispositivo do fundo de poço, e desse modo mitigar os danos potenciais que podem ser sustentados pelas vedações primárias. Como resultado, a equalização do diferencial de pressão pelo (s) dispositivo (s) do fundo de poço pode ser vantajosamente facilitada e de outra forma suportada pela montagem de ferramenta de deslocamento 140 em vez do (s) dado (s) dispositivo (s) de fundo de poço.

[0019] Referindo-se agora às FIGS.2-5, com referência contínua à FIG. 1, são ilustradas vistas laterais de seção transversal parcial da ferramenta de serviço 138 posicionada dentro da coluna de completação 128, de acordo com uma ou mais modalidades. Mais particularmente, as FIGS. 2-5 representam seções axiais sucessivas da ferramenta de serviço 138 e da coluna de completação 128 enquanto a ferramenta de serviço 138 é operada e, de outro modo, manipulada axialmente em relação a porções da coluna de completação 128 durante uma operação de empacotamento em cascalho. Na FIG. 2, a ferramenta de serviço 138 é representada em uma posição de circulação, na FIG. 3, a ferramenta de serviço 138 é representada numa posição de "compressão", e na FIG. 4 a ferramenta de serviço 138 é representada em uma posição de reversão. A FIG. 5 representa a produção de hidrocarbonetos após a remoção da ferramenta de serviço 138. Observa-se que apenas uma tela de areia 130a é representada nas FIGS. 2-5 para fins ilustrativos. Aqueles versados na técnica, no entanto, facilmente compreenderão que mais do que uma tela de areia 130 (ou seja, cada uma das telas de areia 130a-c da FIG.1) pode ser empregada, sem afastar-se do escopo da divulgação.

[0020] Na FIG. 2, a ferramenta de serviço 138 é mostrada como tendo sido inserida na coluna de completação 128, que inclui um ou mais dispositivos de fundo de poço, tal como uma camisa deslizante 202. À medida que a ferramenta de serviço 138 entra na coluna de completação 128, uma ferramenta de deslocamento 203 associada à montagem de ferramenta de deslocamento 140 (FIG. 1) pode encaixar e deslocar a camisa deslizante 202 desde uma posição fechada, onde a camisa deslizante 202 oclui uma ou mais portas de fluxo 205 que se comunicam com a formação subterrânea circundante 104 (FIG. 1), para uma posição aberta, onde as portas de fluxo 205 estão expostas, como ilustrado. De acordo com as modalidades da presente divulgação, à medida que a camisa deslizante 202 é movida para a posição aberta, a montagem de ferramenta de deslocamento 140 (e sua ferramenta de deslocamento associada 203) ajuda a mitigar os efeitos da equalização rápida de pressão pela camisa deslizante 202 como pressão de fluido dentro da formação subterrânea corre para a coluna de completação 128 buscando equilíbrio de pressão. Como resultado, a integridade de elementos de vedação primários (não mostrados) associados à camisa deslizante 202 pode ser protegida e, de outro modo, preservada para uso futuro.

[0021] Conforme indicado pelas setas A, uma pasta de fluido que inclui um transportador líquido e um material em partículas, tal como areia, cascalho e/ou proppants, é bombeada coluna de trabalho 120 abaixo para a ferramenta de serviço 138 para realizar operações de circulação. Uma vez que atinge a ferramenta de serviço 138, a pasta de fluido A é capaz de sair da ferramenta de serviço 138 e entrar no espaço anular 136 através da válvula de circulação 134 e, mais particularmente, através de uma ou mais portas de circulação 204 providas pela ferramenta de passagem 144 e as portas de fluxo 205 expostas ao mover a camisa deslizante 202 para a posição aberta. Pelo menos uma porção do cascalho na pasta de fluido é depositada dentro do espaço anular 136 enquanto alguns dos transportadores líquidos e proppants entram na formação circundante 104 através de uma ou mais perfurações 148 formadas no invólucro 124 e que se estendem para dentro da formação.

[0022] O restante do transportador de fluido volta a entrar na ferramenta de serviço 138 através da tela de controle de areia 130a, como indicado pelas setas B. O transportador de fluido B entra então num tubo de lavagem 207 e é transportado para cima em direção à válvula de saída inversa 142, que pode incluir uma verificação de esfera 206 que, quando a ferramenta de serviço 138 está na posição de circulação, pode ser deslocada para fora de uma sede de válvula 208 de modo que o transportador de fluido B possa fluir para além e em direção à ferramenta de passagem 144. Na ferramenta de passagem 144, o transportador de fluido B pode ser transportado para e através de um conduíte de retorno 210 em comunicação fluida com um espaço anular 212 definido entre a coluna de trabalho 120 e o poço de exploração 122 (FIG.1) acima do packer superior 132a através de uma ou mais portas de retorno 214. Após fluir para fora da coluna de completação 128 através das portas de retorno 214, o transportador de fluido B pode retornar para a superfície através do espaço anular 212. Na posição de circulação, a pasta de fluido A é bombeada continuamente coluna de trabalho 120 abaixo até o espaço anular 136 em torno da tela de controle de areia 130a ser suficientemente preenchido com cascalho e o transportador de fluido B ser retornado continuamente para a superfície através do espaço anular 212 para reciclagem.

[0023] Na FIG. 3, a ferramenta de serviço 138 foi movida axialmente em relação à coluna de completação 128 para uma posição de "compressão". Isto pode ser alcançado ao se desencaixar uma pinça de peso para baixo 216 a partir de um colar indicador 218 definido na superfície interna da coluna de completação 128 e, em seguida, movendo axialmente a ferramenta de serviço 138 em relação à coluna de completação 128 até uma camisa 220 da coluna de completação 128 ocultar as portas de retorno 214. Na modalidade ilustrada, a ferramenta de serviço 138 foi movida axialmente para baixo para colocar uma vedação 220 dentro do packer superior 132a e, desse modo, ocluir as portas de retorno 214.

[0024] Uma vez que a ferramenta de serviço 138 está devidamente colocada na posição de compressão, uma pasta de fluido adicional ou outro fluido de tratamento pode então ser bombeado para baixo da coluna de trabalho 120 e para a ferramenta de serviço, como indicado pelas setas C. Uma vez na ferramenta de serviço 138, a pasta de fluido C pode novamente passar através da ferramenta de passagem 144 e da válvula de circulação 134 através das portas de circulação 204 e, finalmente, para dentro do espaço anular 136 onde a pasta de fluido C entra nas perfurações 148 para fraturar hidraulicamente a formação 104. Uma vez que as portas de retorno 214 são ocluídas pela vedação 220 dentro do mandril do packer, nenhum fluido de retorno entra no tubo de lavagem 207 e circula em direção à válvula de saída inversa 142. Como resultado, a verificação de esfera 206 é capaz de repousar ociosamente contra a sede de válvula 208 sob forças gravitacionais.

[0025] Na FIG. 4, a ferramenta de serviço 138 foi movida para uma posição reversa a fim de permitir novamente o retorno do fluido para a superfície. Para realizar isso, a coluna de trabalho 120 e a ferramenta de serviço 138 são movidas para cima em relação à coluna de completação 128, expondo desse modo as portas de retorno 214 e as portas de circulação 204 para o espaço anular 212. Nesta configuração, um fluido de completação pode ser bombeado para baixo do espaço anular 212 e para a ferramenta de serviço 138 através da ferramenta de passagem 144, conforme indicado pelas setas D. O fluido de completação D flui para a coluna de trabalho 120 e retorna à superfície através da coluna de trabalho 120 a fim de reverter qualquer cascalho, proppant ou fluidos que possam permanecer dentro da coluna de trabalho 120.

[0026] Durante este processo, uma porção do fluido de completação D pode também se comunicar de forma fluida com a válvula de saída inversa 142. Mais particularmente, uma porção do fluido de completação pode entrar no conduíte de retorno 210 através das portas de retorno 214 e ser transportada para a válvula de saída inversa 142 através da ferramenta de passagem 144. A pressão de fluido exibida pelo fluido de completação D força a verificação de esfera 206 para vedar contra a sede de válvula 208, criando, desse modo, um fundo rígido que impede que o fluido de completação D se mova ainda mais poço abaixo após a válvula de saída inversa 142.

[0027] Na FIG. 5, a ferramenta de serviço 138 foi removida da coluna de completação 128 e devolvida para a superfície. Em seu lugar, o tubo de produção 502 foi preso e, caso contrário, operativamente acoplado à coluna de completação 128. Neste ponto, os hidrocarbonetos podem ser produzidos a partir da formação 104, através da tela de areia 130a, e transportados para a superfície através do tubo de produção 502, conforme indicado pelas setas E.

[0028] À medida que a ferramenta de serviço 138 é puxada para fora da coluna de completação 128, a ferramenta de deslocamento 203 (FIGS.2-4) pode novamente encaixar e, desse modo, fechar a camisa deslizante 202 para ocluir as portas de fluxo 205. Semelhante ao momento em que a camisa deslizante 202 é movida para a posição aberta, a montagem de ferramenta de deslocamento 140 (FIG.1) e sua ferramenta de deslocamento associada 203 podem ajudar a igualar o diferencial de pressão pela camisa deslizante 202 à medida que se move para a posição fechada. Como resultado, a integridade dos elementos de vedação primários (não mostrados) associados à camisa deslizante 202 pode ser protegida e, de outro modo, preservada para uso futuro.

[0029] Referindo-se agora às FIGS.6A e 6B, são ilustradas vistas laterais de seção transversal de uma modalidade exemplar da montagem de ferramenta de deslocamento 140, como primeiramente introduzida com referência à FIG. 1. Conforme ilustrado nas FIGS.6A e 6B, a montagem de ferramenta de deslocamento 140 é prolongada dentro da coluna de completação 128 como acoplada à ferramenta de serviço 138. Em algumas modalidades, a montagem de ferramenta de deslocamento 140 pode interpor porções superiores e inferiores da ferramenta de serviço 138. Em outras modalidades, no entanto, o conjunto de ferramentas de deslocamento 140 pode constituir a extremidade distal da ferramenta de serviço 138.

[0030] A coluna de completação 128 pode incluir vários componentes ou seções, incluindo, mas não limitado a, um orifício de vedação superior 602a, um orifício de vedação inferior 602b e um dispositivo de poço de fundo 604 que interpõe ou é pelo menos localizado axialmente entre os orifícios de vedação superior e inferior 602a,b. Em algumas modalidades, como discutido em maiores detalhes abaixo, o orifício de vedação inferior 602b pode ser omitido da coluna de completação 128, sem se afastar do escopo da divulgação.

[0031] O sub do dispositivo de fundo de poço 604 pode ser configurado para receber e, de outra forma, alojar um dispositivo de fundo de poço 606 usado para operação na coluna de completação 128. O dispositivo de fundo de poço 606 pode ser qualquer um dos dispositivos de fundo de poço mencionados ou discutidos acima. Na modalidade ilustrada, no entanto, o dispositivo de fundo de poço 606 é representado e descrito neste documento como uma camisa deslizante, semelhante à camisa deslizante 202 das FIGS. 2-4. Consequentemente, o dispositivo de fundo de poço 606 será referido neste documento como "a camisa deslizante 606", mas será apreciado que a camisa deslizante 606 pode ser substituída por qualquer um dos dispositivos de fundo de poço mencionados neste documento, sem se afastar do escopo da divulgação.

[0032] A camisa deslizante 606 pode estar disposta dentro do sub do dispositivo de fundo de poço 604 e móvel entre uma posição fechada, em que a camisa deslizante 606 oculta uma ou mais portas de fluxo 608 definidas no sub do dispositivo de fundo de poço 604, e uma posição aberta, onde a camisa deslizante 606 é movida axialmente dentro do sub do dispositivo de fundo de poço 604 para expor as portas de fluxo 608. Na FIG. 6A, a camisa deslizante 606 está representada na posição fechada, enquanto a FIG. 6B representa a camisa deslizante 606 na posição aberta.

[0033] A camisa deslizante 606 pode incluir elementos de vedação primários 610 (mostrados como elementos de vedação primários 610a e 610b) posicionados entre a camisa deslizante 606 e uma parede interna do sub do dispositivo de fundo de poço 604. Em algumas modalidades, os elementos de vedação primários 610a,b podem ser dispostos dentro de ranhuras correspondentes (não mostradas) definidas na superfície externa da camisa deslizante 606. Quando a camisa deslizante 606 está na posição fechada, os elementos de vedação primários 610a,b podem estar posicionados em ambos os lados das portas de fluxo 608 e desse modo isolam de forma fluida um interior 612 da coluna de completação 128 a partir de um exterior 614 da coluna de completação 128. Em algumas modalidades, o exterior 614 pode compreender a formação subterrânea 104 da FIG. 1. Materiais adequados para os elementos de vedação primários 610a,b incluem, mas não estão limitados a, elastômeros, materiais não elastoméricos, metais, compósitos, borrachas, cerâmicas, seus derivados e qualquer combinação destes. Em algumas modalidades, um ou mais dos elementos de vedação primários 610a,b podem ser um anel em O elastomérico ou semelhante.

[0034] Na modalidade representada, a montagem de ferramenta de deslocamento 140 pode incluir um mandril alongado 616, uma ferramenta de deslocamento 618, uma ou mais vedações de equalização superiores 620a e uma ou mais vedações de equalização inferiores 620b. Conforme ilustrado, o mandril 616 pode compreender dois ou mais componentes estruturais, mas pode, alternativamente, compreender uma estrutura alongada e monolítica. A ferramenta de deslocamento 618 pode ser semelhante ou igual à ferramenta de deslocamento 203 das FIGS. 2-4. A ferramenta de deslocamento 618 pode ser operativamente acoplada ao mandril 616 e carregada por mola para movimento radial em relação a esta. Mais particularmente, a ferramenta de deslocamento 618 pode incluir uma ou mais chaves 622 que estão afastadas do mandril 616 com uma ou mais molas 623 (duas mostradas) ou outros tipos de dispositivos de polarização radial.

[0035] Cada chave 622 pode prover ou de outro modo ter um perfil deslocador 624 definido na sua superfície radial externa e o perfil deslocador 624 pode ser configurado para localizar e encaixar um perfil de camisa correspondente 626 definido na superfície radial interna da camisa deslizante 606. Em algumas modalidades, como ilustrado, o perfil de camisa 626 pode ter um retentor superior 628a e um retentor inferior 628b, cada um se prolongando radialmente para dentro a partir da camisa deslizante 606. O perfil deslocador 624 pode ser configurado para localizar e encaixar os retentores superior e inferior 628a,b para mover a camisa deslizante 606 entre as posições superior e inferior. Por exemplo, para mover a camisa deslizante 606 para a posição fechada, como mostrado na FIG. 6A, o perfil deslocador 624 pode ser configurado para localizar e encaixar o retentor superior 628a e, em seguida, puxar a camisa deslizante 606 em uma direção do poço acima, conforme indicado pela seta A (ou seja, à esquerda nas FIGS.6A e 6B).Inversamente, para mover a camisa deslizante 606 para a posição aberta, como mostrado na FIG. 6B, o perfil deslocador 624 pode ser configurado para localizar e encaixar o retentor inferior 628b e, em seguida, empurrar a camisa deslizante 606 em uma direção do fundo do poço, conforme indicado pela seta B na FIG.6B (ou seja, à direita nas FIGS.6A e 6B).

[0036] Em qualquer uma das modalidades das FIGS.6A ou 6B, para fechar ou abrir a camisa deslizante 606, a ferramenta de serviço 138 pode ser movida dentro da coluna de completação 128 usando um trator do fundo do poço (não mostrado) ou semelhante. Como será apreciado, o uso de um trator de fundo de poço pode revelar-se vantajoso ao proporcionar um movimento controlado através da coluna de completação 128 nas direções para cima do orifício A ou para baixo do orifício B do fundo de poço. O trator de fundo de poço pode ser configurado para puxar ou empurrar a ferramenta de serviço 138, sem se afastar do escopo da divulgação.

[0037] Conforme ilustrado, as vedações de equalização superior 620a são dispostas no poço acima a partir da ferramenta de deslocamento 618 enquanto as vedações de equalização inferior 620b são dispostas poço abaixo a partir da ferramenta de deslocamento 618. Embora apenas um conjunto de vedações de equalização superior 620a e um conjunto de vedações de equalização inferior 620b estejam representados nas FIGS. 6A e 6B, será apreciado que dois ou mais conjuntos de vedações de equalização superior e/ou inferior 620a,b podem ser empregados, sem se afastar do escopo da divulgação.Em algumas modalidades, as vedações de equalização superior e inferior 620a,b podem ser caracterizadas como vedações dinâmicas. Tal como utilizado neste documento, o termo "vedação dinâmica" refere-se a uma vedação que provê pressão e/ou isolamento de fluido entre membros que têm deslocamento relativo entre eles, por exemplo, uma vedação que veda contra uma superfície de deslocamento ou uma vedação transportada em um membro que veda contra outro membro. Os materiais adequados para as vedações de equalização superior e inferior 620a,b incluem, mas não estão limitados a, elastômeros, um material não elastomérico, metais, compósitos, borrachas, cerâmicas, seus derivados e qualquer combinação destes. Em algumas modalidades, as vedações de equalização superior e inferior 620a,b podem ser um anel em O ou semelhante. Em outras modalidades, no entanto, as vedações de equalização superior e inferior 620a,b podem ser conjuntos de anéis em V ou anéis de empacotamento CHEVRON® ou outras configurações de vedação apropriadas (por exemplo, vedações que são redondas, em formato de v, em formato de u, quadradas, ovais, em formato de t, etc.), como geralmente conhecidos por aqueles versados na técnica, ou qualquer combinação destes.

[0038] Em pelo menos uma modalidade, as vedações de equalização superior e inferior 620a,b podem ser espaçados axialmente entre si ao longo do mandril 616, de modo que cada um é capaz de vedar simultaneamente contra os orifícios de vedação superior e inferior 602a,b, respectivamente, à medida que a ferramenta de deslocamento 618 encaixa e desloca a camisa deslizante 606 entre as posições aberta e fechada. Como resultado, as juntas de equalização superior e inferior 620a,b podem ser configuradas para assumir as forças de equalização do fluido de alta pressão à medida que a camisa deslizante 606 é movida entre as posições aberta e fechada e o fluxo de fluido de alta pressão busca equilíbrio de pressão. Conforme geralmente descrito acima, tais forças de equalização de fluido de alta pressão podem danificar as vedações primárias 610a,b.

[0039] Operação exemplar da montagem de ferramenta de deslocamento 140 ao fechar a camisa deslizante 606 é agora provida com referência à FIG. 6A. Na FIG. 6A, a montagem de ferramenta de deslocamento 140 está sendo puxada para cima na direção do poço acima A em relação à coluna de completação 128. Antes de mover a camisa deslizante 606 para a posição fechada, as portas de fluxo 608 podem ser expostas e fluidos podem fluir para dentro ou para fora da coluna de completação 128 a uma taxa de fluxo relativamente alta. Em algumas modalidades, por exemplo, fluidos podem fluir para o interior 612 da coluna de completação 128 a uma taxa de fluxo relativamente alta a partir do exterior 614, tal como no caso de operações de produção. Em outras modalidades, no entanto, fluidos podem fluir a partir da coluna de completação 128 ou da ferramenta de serviço 138 e para o exterior 614 através das portas de fluxo 608, tal como no caso de operações de injeção.

[0040] À medida que a montagem de ferramenta de deslocamento 140 é puxada para o poço acima A, as vedações de equalização superior e inferior 620a,b podem, eventualmente, entrar em contato e vedar contra os orifícios de vedação superior e inferior 602a,b da coluna de completação 128. Com as vedações de equalização superior e inferior 620a,b vedadas contra os orifícios de vedação superior e inferior 602a,b, respectivamente, uma câmara isolada diferencial 630 pode ser definida entre as vedações de equalização superior e inferior 620a,b e a coluna de completação 128. Neste ponto, as vedações de equalização superior e inferior 620a,b podem então assumir o fluxo de fluido de alta pressão que circula através das portas de fluxo 608 e, desse modo, cessam ou cessam substancialmente o fluxo através das portas de fluxo 608.

[0041] O movimento contínuo da montagem de ferramenta de deslocamento 140 na direção do poço acima A pode permitir que a ferramenta de deslocamento 618 localize e encaixe a camisa deslizante 606 enquanto as vedações de equalização superior e inferior 620a,b vedam dinamicamente contra os orifícios de vedação superior e inferior 602a,b, respectivamente. Mais particularmente, o perfil deslocador 624 definido nas chaves 622 pode localizar e encaixar o retentor superior 628a do perfil de camisa 626 e o movimento continuado da montagem de ferramenta de deslocamento 140 na direção do poço acima A pode mover a camisa deslizante 606 para a posição fechada onde as portas de fluxo 608 são ocluídas. Com a camisa deslizante 606 na posição fechada, como representado na FIG. 6A, a câmara isolada diferencialmente 630 pode ser isolada do exterior 614 e geralmente isolada a partir das porções do interior 612 da coluna de completação 128 fora da câmara isolada diferencialmente 630. Como resultado, um diferencial de pressão pode ser gerado através da montagem de ferramenta de deslocamento 140 entre o exterior 614 e o interior 612 da coluna de completação 128.

[0042] Com as vedações de equalização superior e inferior 620a,b vedando dinamicamente contra os orifícios de vedação superior e inferior 602a,b, a camisa de deslizamento 606 pode permitir mover-se para a posição fechada dentro da câmara isolada diferencialmente gerada 630 onde os fluidos cessaram a fluidez. Como resultado, as vedações primárias 610a,b da camisa deslizante 606 podem não ser necessárias para assumir forças de equalização de pressão rápidas que, de outra forma, ocorreriam ao fechar a camisa deslizante 606 enquanto fluidos de alta pressão fluem através das portas de fluxo 608. Consequentemente, as vedações primárias 610a,b podem ser protegidas contra danos de equalização de pressão e, em vez disso, qualquer dano de vedação resultante da rápida equalização de pressão pode ser assumido pelas vedações de equalização superior e inferior 620a,b.

[0043] À medida que a montagem de ferramenta de deslocamento 140 continua movendo-se na direção do poço acima A, as chaves 622 podem eventualmente encaixar uma porção de diâmetro reduzido (por exemplo, uma parede de extremidade superior) da coluna de completação 128, que pode forçar as chaves 622 a se retraírem radialmente contra a força elástica das molas 623. A retração radial das chaves 622 pode permitir que as chaves 622 se desencaixem do retentor superior 628a e, desse modo, efetivamente desencaixem a ferramenta de deslocamento 618 da camisa deslizante 606.Ademais, a retração das chaves 622 pode permitir que a ferramenta de deslocamento 618 seja capaz de encaixar dentro do orifício de vedação superior 602a. À medida que a montagem de ferramenta de deslocamento 140 continua movendo-se na direção do poço acima A, as vedações de equalização superior e inferior 620a,b eventualmente se deslocarão do encaixe de vedação com os orifícios de vedação superior e inferior 602a,b, respectivamente, que transferirão o diferencial de pressão assumido pelas vedações de equalização superior e inferior 620a,b para a camisa deslizante 606 e suas vedações primárias 610a,b. No caso de as vedações de equalização superior e inferior 620a,b sofrerem qualquer dano ao assumir as forças de equalização rápidas da pressão ao fechar a camisa deslizante 606, a ferramenta de serviço 138 pode ser recuperada para a superfície onde as vedações de equalização superior e inferior 620a,b podem ser corrigidas, reabilitadas ou substituídas, se necessário.

[0044] Operação exemplar da montagem de ferramenta de deslocamento 140 ao fechar a camisa de deslizamento 606 é agora provida com referência à FIG. 6B. Na FIG. 6B, a montagem de ferramenta de deslocamento 140 está sendo transportada para dentro da coluna de completação 128 em uma direção do fundo de poço em relação à coluna de completação 128, conforme indicado pela seta B. Antes de mover a camisa deslizante 606 para a posição aberta, como mostrado na FIG. 6B, os fluidos podem ser impedidos de fluir para dentro ou para fora da coluna de completação 128 através das portas de fluxo 608. Mover a camisa deslizante 606 para a posição aberta, no entanto, pode iniciar a comunicação fluida entre o exterior 614 (por exemplo, a formação 104 da FIG.1) e o interior da coluna de completação 128 a uma taxa de fluxo relativamente alta através das portas de fluxo 608, tal como no caso de operações de produção. Consequentemente, um diferencial de pressão pode ser gerado através da camisa deslizante 606, onde a camisa deslizante 606 impede que fluidos de alta pressão no exterior 614 entrem na coluna de completação 128 através das portas de fluxo 608.

[0045] À medida que a montagem de ferramenta de deslocamento 140 é movida para o fundo de poço B, as vedações de equalização superior e inferior 620a, b podem eventualmente entrar em contato com e encaixar de forma vedante os orifícios de vedação superior e inferior 602a,b, respectivamente, e desse modo, gerar a câmara isolada diferencialmente 630, como geralmente descrito acima. O movimento adicional da montagem de ferramenta de deslocamento 140 na direção do fundo de poço B pode permitir que a ferramenta de deslocamento 618 localize e encaixe a camisa deslizante 606 enquanto as vedações de equalização superior e inferior 620a,b vedam, cada uma, dinamicamente, contra os orifícios de vedação superior e inferior 602a,b, respectivamente. Mais particularmente, o perfil deslocador 624 pode localizar e encaixar o retentor inferior 628b do perfil de camisa 626 e o movimento continuado da montagem de ferramenta de deslocamento 140 na direção do fundo de poço B pode servir para mover a camisa deslizante 606 para a posição aberta e, desse modo, expor as portas de fluxo 608 à câmara isolada diferencialmente 630.

[0046] Com as vedações de equalização superior e inferior 620a,b vedando dinamicamente contra os orifícios de vedação superior e inferior 602a,b, a camisa deslizante 606 pode ser movida para a posição aberta dentro da câmara isolada diferencialmente gerada 630 onde os fluidos cessaram de fluir. À medida que a montagem de ferramenta de deslocamento 140 continua movendo-se na direção do fundo de poço B, as chaves 622 podem eventualmente encaixar numa porção de diâmetro reduzida (por exemplo, uma parede de extremidade superior) da coluna de completação 128, que pode forçar as chaves 622 a se retraírem radialmente contra a força elástica das molas 623.A retração radial das chaves 622 pode desencaixar as chaves 622 do retentor inferior 628b e, desse modo, desencaixar efetivamente a ferramenta de deslocamento 618 da camisa deslizante 606. Além disso, a retração das chaves 622 pode permitir que a ferramenta de deslocamento 618 seja capaz de se ajustar dentro do orifício de vedação inferior 602b.

[0047] À medida que a montagem de ferramenta de deslocamento 140 continua movendo-se na direção do fundo de poço B do poço, as vedações de equalização superior e inferior 620a,b, eventualmente, se deslocarão para fora do encaixe de vedação com os orifícios de vedação superior e inferior 602a,b, respectivamente. Até então, a camisa deslizante 606 já estará na posição aberta e as vedações de equalização superior e inferior 620a,b podem ser configuradas para assumir as forças de equalização rápidas de pressão geradas pelos fluidos de alta pressão do exterior 614 tentando se precipitar para dentro da coluna de completação 128 através das portas de fluxo expostas 608. Como resultado, as vedações primárias 610a,b da camisa deslizante 606 podem ser protegidas contra danos resultantes da equalização rápida de pressão que, de outra forma, ocorreria ao se abrir a camisa deslizante 606 com uma alta taxa de fluxo de fluidos que fluem através das portas de fluxo 608. Em vez disso, qualquer dano de vedação resultante da equalização rápida da pressão pode ser assumido pelas vedações de equalização superior e inferior 620a,b. No caso de as vedações de equalização superior e inferior 620a,b sofrerem qualquer dano ao assumir a pressão elevada na abertura da camisa deslizante 606, a ferramenta de serviço 138 pode ser recuperada para a superfície onde as vedações de equalização superior e inferior 620a,b podem ser corrigidas, reabilitadas ou substituídas, se necessário.

[0048] Novamente, com referência a ambas as FIGS.6A e 6B, em algumas modalidades, as vedações de equalização superior e inferior 620a,b podem ser escalonadas de modo que a câmara diferencialmente isolada 630 possa ser vedada na sua extremidade inferior pelas vedações de equalização inferior 620a, mas aberta na sua extremidade superior enquanto se desloca a montagem de ferramenta de deslocamento 140 nas direções do poço acima A ou do fundo de poço B. Em tais modalidades, a câmara isolada diferencialmente 630 pode ser preenchida pelo menos parcialmente com um fluido 632 à pressão do poço. Em algumas modalidades, o fluido 632 pode ser injetado na câmara isolada diferencialmente 630 numa porta de injeção 634 em comunicação fluida com a câmara isolada diferencialmente 630 e um reservatório (não mostrado) do fluido 632. Em outras modalidades, o fluido 632 pode ser bombeado para dentro da câmara isolada diferencialmente 632 através da ferramenta de serviço 138 e, de outro modo, dentro do interior 612 da coluna de completação 128. Como será apreciado, preencher a câmara isolada diferencialmente 630 pelo menos parcialmente com o fluido 632 na pressão do poço pode minimizar o volume de fluido necessário para igualar através da camisa deslizante 606 à medida que é fechada ou aberta. Em qualquer uma das modalidades descritas neste documento, o fluido 630 e os fluidos que fluem através da coluna de completação 128 e/ou a ferramenta de serviço 128 podem ser um gás, um líquido ou uma combinação de um gás e um líquido.

[0049] Será apreciado que, em algumas modalidades, a montagem de ferramenta de deslocamento 140 possa ser manipulada e, de outro modo, movida de modo a abrir parcialmente e/ou fechar parcialmente a camisa deslizante 606. Em tais modalidades, o movimento da montagem de ferramenta de deslocamento 140 pode ser invertido de modo a fechar completamente ou abrir completamente mais uma vez a camisa deslizante 606 após apenas abrir parcialmente ou fechar parcialmente a camisa deslizante 606.

[0050] Em referência agora à FIG. 7, é ilustrada uma vista lateral de seção transversal de outra modalidade exemplar da montagem de ferramenta de deslocamento 140, de acordo com uma ou mais modalidades. A montagem de ferramenta de deslocamento 140 da FIG. 7 pode ser semelhante em alguns aspectos à montagem de ferramenta de deslocamento 140 das FIGS. 6A e 6B e, portanto, pode ser melhor compreendida com referência à mesma, onde numerais semelhantes representam elementos semelhantes não descritos novamente. A montagem de ferramenta de deslocamento 140 da FIG. 7, no entanto, pode incluir pelo menos um estrangulador que permite uma pequena quantidade de fluxo de fluido enquanto a camisa deslizante 606 é movida entre as posições aberta e fechada. O fluxo de fluido permitido pelo estrangulador pode ser uma quantidade predeterminada de fluxo configurada para proteger as vedações primárias 610a,b de danos.

[0051] Numa modalidade, por exemplo, a montagem de ferramenta de deslocamento 140 pode incluir um primeiro estrangulador 702 posicionado no ou através do mandril 616 e disposto axialmente entre as vedações de equalização superior e inferior 620a,b. O primeiro estrangulador 702 pode prover uma quantidade medida (por exemplo, uma taxa volumétrica limitada em GPM) de comunicação fluida entre a câmara isolada diferencialmente 630 e o interior 612 da coluna de completação 128 à medida que a ferramenta de deslocamento 618 move a camisa deslizante 606 entre as posições aberta e fechada. Em algumas modalidades, o primeiro estrangulador 702 pode ser uma borboleta estranguladora, que pode compreender uma inserção endurecida com um diâmetro interno restrito configurado para restringir o fluxo. O uso de uma borboleta estranguladora, no entanto, pode incluir igualmente o uso de outros dispositivos, tais como reguladores de pressão, dispositivos de controle de entrada e limitadores de fluxo tipo tubo. Ao permitir uma quantidade medida de fluxo de fluido através do primeiro estrangulador 702, o bloqueio hidráulico da ferramenta de serviço 138 pode ser evitado. Isto pode revelar-se especialmente vantajoso em modalidades onde as vedações de equalização superior e inferior 620a,b são de tamanhos diferentes e, portanto, uma pressão do pistão diferencial pode ser gerada entre as vedações de equalização superior e inferior 620a,b.

[0052] Em outras modalidades, o primeiro estrangulador 702 pode ser usado para ajudar a igualar a pressão entre o exterior 614 da coluna de completação 128 e o interior 612. Mais especificamente, em pelo menos uma modalidade, o movimento da montagem de ferramenta de deslocamento 140 pode ser parado num ponto onde as vedações de equalização superior e inferior 620a,b vedam os orifícios de vedação superior e inferior 602a,b, respectivamente, gerando, desse modo, um diferencial de pressão em toda a montagem de ferramenta de deslocamento 140. Em tais modalidades, a montagem de ferramenta de deslocamento 140 pode ser movida nas direções do poço acima A ou fundo de poço B para abrir ou fechar a camisa deslizante 606. O movimento de parada da montagem de ferramenta de deslocamento 140 neste ponto pode permitir que o primeiro estrangulador 702 dissipe ou purgue gradualmente o diferencial de pressão assumido através da montagem de ferramenta de deslocamento 140. O primeiro estrangulador 702 pode ser feito de um material endurecido, tal como o carboneto, ou pode ter uma inserção de carboneto (não mostrada) que resista à erosão a partir de qualquer fluxo de fluido que a atravesse.

[0053] Em algumas modalidades, a montagem de ferramenta de deslocamento 140 pode ser parada por um período de tempo predeterminado para permitir que o primeiro estrangulador 702 alivie ou reduza o diferencial de pressão. Em outras modalidades, a montagem de ferramenta de deslocamento 140 pode ainda incluir um dispositivo de monitoramento de pressão 704 que pode ser portado para a câmara isolada diferencialmente 630 e o interior 612 da coluna de completação 128. Em algumas modalidades, o dispositivo de monitoramento de pressão pode ser um regulador de pressão elétrica. O dispositivo de monitoramento de pressão 704 também pode ser usado para medir o diferencial de pressão à medida que o primeiro estrangulador 702 dissipa a pressão do fluido através da montagem de ferramenta de deslocamento 140. Uma vez que um diferencial de pressão predeterminado é atingido, ou o diferencial de pressão é substancialmente removido, o dispositivo de monitoramento de pressão 704 pode ser configurado para comunicar um sinal (com ou sem fio) para um local de superfície (por exemplo, um operador de poços na plataforma 102 da FIG.1) relatando o mesmo.Mediante a recepção do sinal a partir do dispositivo de monitoramento de pressão 704, pode ser tomada uma decisão para recuperar completamente a ferramenta de serviço 138 ou transportá-la para além da camisa deslizante 606 sem arriscar danos às vedações primárias 610a,b da camisa deslizante 606.

[0054] Em outra modalidade, a montagem de ferramenta de deslocamento 140 pode incluir um segundo estrangulador 706 posicionado no ou através do mandril 616 e disposto axialmente entre conjuntos adjacentes de vedações de equalização superior/inferior.Na modalidade ilustrada, o segundo estrangulador 706 é representado como sendo posicionado axialmente entre o primeiro conjunto de vedações de equalização inferiores 620b e um segundo conjunto de vedações de equalização inferiores 708, onde o segundo conjunto de vedações de equalização inferiores 708 está axialmente espaçado poço abaixo a partir do primeiro conjunto de vedações de equalização inferiores 620b.Embora descrito neste documento em conjunto com vedações de equalização inferiores axialmente adjacentes, o segundo estrangulador 706 pode ser igualmente incluído ou de outra forma empregado em conjunto com vedações de equalização superiores axialmente adjacentes, sem se afastar do escopo da divulgação.

[0055] Semelhante ao primeiro conjunto de vedações de equalização inferiores 620b, o segundo conjunto de vedações de equalização inferior 708 pode ser configurado para encaixar de forma vedante o orifício de vedação inferior 602b à medida que a montagem de ferramenta de deslocamento 140 passa pela camisa deslizante 606.Além disso, semelhante ao primeiro estrangulador 702, o segundo estrangulador 706 pode compreender ou de outro modo incluir uma borboleta estranguladora, ou qualquer um dos dispositivos equivalentes a uma borboleta estranguladora mencionado acima, e pode ser feito de um material endurecido, tal como carboneto, ou pode ter uma inserção de carboneto (não mostrada) que resiste à erosão de qualquer fluxo de fluido que a atravessa.

[0056] Na operação exemplar, o segundo estrangulador 706 pode provar-se vantajoso na pressão de purga antes de remover a ferramenta de serviço 138 da coluna de completação 128. Mais particularmente, à medida que a montagem de ferramenta de deslocamento 140 é movida na direção do poço acima A, o primeiro conjunto de vedações de equalização inferior 620b eventualmente se deslocará para fora do encaixe com o orifício de vedação inferior 602b e para dentro da câmara isolada diferencialmente 630. Em tais casos, o diferencial de pressão assumido através da montagem de ferramenta de deslocamento 140 pode então ser pelo menos parcialmente mantido com o segundo conjunto de vedações de equalização inferior 708 como encaixado de forma vedante com o orifício de vedação inferior 602b. O segundo estrangulador 706 pode operar para dissipar ou purgar gradualmente o diferencial de pressão através da montagem de ferramenta de deslocamento 140 enquanto o segundo conjunto de vedações de equalização inferior 708 permanece em encaixe vedado com o orifício de vedação inferior 602b. Em algumas modalidades, um operador de poço pode desejar parar o movimento da montagem de ferramenta de deslocamento 140 neste ponto por um período de tempo predeterminado para permitir que o segundo estrangulador 706 reduza ou de outro modo elimine o diferencial de pressão. Reduzir ou eliminar o diferencial de pressão pode ser vantajoso ao remover a ferramenta de serviço 138 da coluna de completação 128, evitando uma despressurização rápida, o que pode ocorrer uma vez que as vedações de equalização superior e inferior 620a,b são ambas removidas do encaixe com os orifícios de vedação superior e inferior 602a,b. Se o diferencial de pressão não for reduzido ou removido, a despressurização rápida pode causar danos em vários equipamentos de fundo de poço. Por exemplo, a despressurização rápida das vedações de equalização superior e inferior 620a,b pode resultar em descompressão explosiva das vedações de equalização superior e inferior 620a,b. Será apreciado que vantagens semelhantes podem ser obtidas ao mover a ferramenta de serviço 138 na direção de fundo de poço B, sem se afastar do escopo da divulgação.

[0057] Referindo-se agora às FIGS. 8A-8C, são ilustradas vistas laterais de seção transversal de vedações de equalização superiores e inferiores exemplares 620a,b, de acordo com uma ou mais modalidades. As modalidades mostradas nas FIGs. 8A-8C podem ser representativas de uma ou ambas as vedações de equalização superior e inferior 620a,b. Consequentemente, as FIGS .8A-8C representam as vedações de equalização superior e inferior 620a,b como sendo posicionadas no mandril 616 e encaixando de forma vedante os orifícios de vedação superior e inferior 602a,b.

[0058] Em algumas modalidades, conforme indicado na FIG.8A, uma ou ambas as vedações de equalização superior e inferior 620a,b podem ser uma vedação defletora que proveja uma pluralidade de copos de vedação 802 que se estendem radialmente para encaixar os orifícios de vedação superior e inferior 602a,b. As vedações defletoras podem provar-se vantajosas ao permitir que as vedações de equalização superior e inferior 620a,b sejam vedadas a um amplo intervalo de tamanhos para os orifícios de vedação 602a,b. Como será apreciado, no entanto, as vedações defletoras apresentam tipicamente menos integridade de vedação do que outros tipos de vedações. Como resultado, uma pequena quantidade de fluido pode ser capaz de contornar a vedação defletora em qualquer direção axial 804. Como será apreciado, permitir que uma pequena quantidade de fluido migre através das vedações defletoras pode provar-se vantajoso na capacidade de estrangulamento ou medição de uma pequena quantidade de fluido através das vedações de equalização superior e inferior 620a,b, semelhantes à operação do primeiro e segundos estranguladores 702, 706 da FIG. 7. Tal migração de fluido pode ainda ajudar a impedir o bloqueio hidráulico á medida que a montagem de ferramenta de deslocamento 140 (FIGS. 6A, 6b e 7) se desloca em relação à montagem de completação 128 (Figs. 6A, 6b e 7).

[0059] Em outras modalidades, como mostrado na Fig. 8B, uma ou ambas as vedações de equalização superior e inferior 620a,b podem ser um anel de vedação disposto em torno do mandril 616 e configurado para prover um anel de encaixe apertado contra os orifícios de vedação superior e inferior 602a,b. O anel de vedação pode ser feito de uma variedade de materiais incluindo, mas não limitado a, metal, plástico, elastômeros, borracha endurecida, qualquer derivado destes e qualquer combinação destes.Semelhante à vedação defletora da FIG. 8A, o anel de vedação pode ser configurado para prover uma vedação substancial ou efeito de estrangulamento contra os orifícios de vedação superior e inferior 602a,b, mas também pode permitir uma pequena quantidade de migração de fluido em qualquer direção axial 804.

[0060] Em ainda outras modalidades, como mostrado na FIG. 8C, uma ou ambas as vedações de equalização superior e inferior 620a,b podem ser uma vedação unidirecional disposta axialmente contra um ressalto radial 806. A vedação unidirecional pode ser vantajosa na prevenção ou no impedimento substancial da migração de fluido numa primeira direção 808a, enquanto permite uma quantidade pequena ou medida (por exemplo, uma taxa volumétrica limitada em GPM) de migração de fluido para contornar a vedação unidirecional em uma segunda direção 808b em oposição à primeira direção 808a. A vedação unidirecional pode ser vantajosa em modalidades onde é desejado pressurizar uma área adjacente a um dispositivo de fundo de poço, tal como a câmara isolada diferencialmente 630 adjacente à camisa deslizante 606 das FIGS. 6A, 6B e 7. Em tais modalidades, a vedação unidirecional pode ser posicionada dentro dos orifícios de vedação superiores ou inferiores correspondentes 602a,b e um fluido pode ser injetado na câmara isolada diferencialmente 630 na segunda direção 808b através da vedação unidirecional. O fluido pode ser injetado na câmara isolada diferencialmente 630 até atingir um diferencial de pressão desejado entre a câmara isolada diferencialmente 630 e a exterior 614 (FIGS. 6A-6B e 7) da coluna de completação 128 (FIGS. 6A, 6B e 7). Em algumas modalidades, como descrito acima, pode ser desejado pressurizar a câmara isolada diferencialmente 630 para eliminar o diferencial de pressão e, desse modo, permitir que a camisa deslizante 606 seja aberta com pressão de equalização em ambos os lados das vedações primárias 610a,b (FIGS. 6A, 6B e 7). Como resultado, as vedações primárias 610a,b não assumirão forças de equalização rápidas de pressão ao abrir a camisa deslizante 606.

[0061] Referindo-se agora às FIGS. 9A-9C, são ilustradas vistas laterais de seção transversal de um sistema de fundo de poço exemplar 900, de acordo com uma ou mais modalidades. Conforme ilustrado, o sistema de fundo de poço 900 pode incluir a coluna de completação 128 e a ferramenta de serviço 138 estendida para dentro da coluna de completação 128. As FIGS. 9A-9C representam vistas progressivas da ferramenta de serviço 138, uma vez que é retraída para fora da coluna de completação 128 na direção do poço acima A. A coluna de completação 128 pode incluir vários componentes ou seções incluindo, mas não limitadas a, um orifício de vedação superior 902 e um dispositivo de fundo de poço 904 posicionado axialmente a partir do orifício de vedação superior 902. O dispositivo de fundo de poço 904 pode ser qualquer um dos dispositivos de fundo de poço mencionados ou discutidos acima. Na modalidade ilustrada, no entanto, o dispositivo de fundo de poço 904 é representado e descrito neste documento como uma válvula esférica. Consequentemente, o dispositivo de fundo de poço 904 será referido neste documento como "a válvula esférica 904", mas será apreciado que a válvula esférica 904 pode ser substituída com qualquer um dos dispositivos de fundo de poço mencionados neste documento, sem se afastar do escopo da divulgação.

[0062] A válvula esférica 904 pode ser móvel ou de outro modo rotativa entre uma posição aberta, onde um conduíte central 906 definido através da válvula esférica 904 se alinha com o eixo longitudinal da coluna de completação 128 e uma posição fechada, onde o conduíte central 906 está desalinhado com o eixo longitudinal. Nas FIGS. 9A e 9B, a válvula esférica 904 é representada na posição aberta e, desse modo, capaz de receber a ferramenta de serviço 138 através desta. Na FIG.9C, a válvula esférica 904 está representada na posição fechada. A válvula esférica 904 pode incluir vedações primárias 908 configuradas para vedar contra superfícies correspondentes da coluna de completação 128 quando a válvula esférica 904 está na posição fechada. Os materiais adequados para as vedações primárias 908 incluem, mas não estão limitados a, elastômeros e borrachas. Em algumas modalidades, as vedações primárias 908 podem ser anéis em O elastoméricos ou semelhantes. As vedações primárias 908 podem ser configuradas para prover uma interface vedada quando a válvula esférica 904 está na posição fechada de modo que a migração de fluido depois da válvula esférica 904 dentro da coluna de completação 128 seja impedida ou substancialmente impedida.

[0063] A válvula esférica 904 pode ser movida entre as posições aberta e fechada através da operação de um sistema de atuação de válvula esférica 910. O sistema de atuação da válvula esférica 910 pode incluir uma camisa deslizante 912 que é operacionalmente acoplada à válvula esférica 904 de tal modo que o movimento da camisa deslizante 912 dentro da coluna de completação 128 movimenta correspondentemente a válvula esférica 904 entre as posições aberta e fechada. Em algumas modalidades, por exemplo, um acoplamento, mecanismo ou ligação mecânica pode acoplar operativamente a camisa deslizante 912 e a válvula esférica 904 de tal modo que o movimento físico da camisa deslizante 912 irá girar fisicamente a válvula esférica 904. Em outras modalidades, no entanto, a camisa deslizante 912 pode ser acoplada operativamente a um atuador (não rotulado) que é operável para girar a válvula esférica 904 entre as posições aberta e fechada mediante ativação. Mais particularmente, quando a camisa deslizante 912 é movida axialmente dentro da coluna de acabamento 128, tal movimento pode desencadear a ativação do atuador, que opera para girar a válvula esférica 904 entre as posições aberta e fechada. O atuador pode ser qualquer tipo de dispositivo atuador, incluindo, mas não limitado a, um atuador mecânico, um atuador elétrico, um atuador eletromecânico, um atuador hidráulico e um atuador pneumático, sem se afastar do escopo da divulgação.

[0064] A ferramenta de serviço 138 pode incluir um tubo de lavagem 914 semelhante ao tubo de lavagem 207 das FIGS. 2-4 disposto em uma extremidade distal da ferramenta de serviço 138. Uma montagem de ferramenta de deslocamento 916 pode ser acoplada ou de outro modo ser incluída na ferramenta de serviço 138 em ou perto do tubo de lavagem 902. A montagem de ferramenta de deslocamento 916 pode ser a mesma ou similar à montagem de ferramenta de deslocamento 140 das FIGS. 6A, 6B e 7. Mais particularmente, a montagem de ferramenta de deslocamento 916 pode incluir um mandril alongado 918, uma ferramenta de deslocamento 920 e uma ou mais vedações de equalização superiores 922. A montagem de ferramenta de deslocamento 916 pode ainda incluir um tampão macho 924 posicionado dentro do mandril 918 e um tubo de gotejamento 926 que se estende através do tampão 924. Conforme ilustrado, o mandril 918 pode compreender dois ou mais componentes estruturais. Em outras modalidades, no entanto, o mandril 918 pode ser uma estrutura alongada e monolítica.

[0065] A ferramenta de deslocamento 920 pode ser semelhante ou igual à ferramenta de deslocamento 618 das FIGS. 6A-6B e 7, na medida em que a ferramenta de deslocamento 920 pode ser acoplada operativamente ao mandril 918 e carregada por mola para movimento radial em relação a esta. Mais particularmente, a ferramenta de deslocamento 920 pode compreender um conjunto de pinças que provê ou de outro modo define uma ou mais chaves 928 com um perfil deslocador 930 definido na sua superfície radial externa. O perfil deslocador 930 pode ser configurado para localizar e encaixar um perfil de camisa correspondente 932 definido na superfície radial interna da camisa deslizante 912. A configuração e operação do perfil deslocador 930 e do perfil de camisa 932 podem ser iguais ou semelhantes à configuração e operação do perfil deslocador 624 e ao perfil de camisa 626 das FIGs. 6A-6B e, portanto, não serão descritas novamente.

[0066] As vedações de equalização superior 922 podem estar axialmente espaçadas entre si ao longo do mandril 918 e configuradas para vedar contra o orifício de vedação superior 902 à medida que a ferramenta de deslocamento 920 encaixa a camisa deslizante 912 e desloca a válvula esférica 904 entre as posições aberta e fechada. A configuração e operação das vedações de equalização superior 922 podem ser semelhantes ou iguais às vedações de equalização superiores 620a da FIG. 6A-6B e, portanto, não serão descritas novamente.

[0067] O funcionamento exemplar da montagem de ferramenta de deslocamento 916 ao fechar a válvula esférica 904 está agora previsto. Na FIG. 9A, a montagem de ferramenta de deslocamento 916 está sendo puxada para cima na direção do poço acima A em relação à coluna de completação 128. À medida que a montagem de ferramenta de deslocamento 916 é puxada para o poço acima A, as vedações de equalização superiores 922 eventualmente entram em contato com e vedam o orifício de vedação superior 902 da coluna de completação 128. Antes das vedações de equalização superiores 922 que encaixam o orifício de vedação superior 902, no entanto, fluidos (por exemplo, líquidos, gases ou qualquer combinação destes) de uma formação circundante (por exemplo, a formação subterrânea 104 da FIG. 1) pode ser capaz de fluir através e em torno da ferramenta de serviço 138 a uma taxa relativamente alta, tal como no caso de operações de produção. Mais particularmente, os fluidos podem fluir através do tubo de gotejamento 926 e também em torno da ferramenta de serviço 138 no espaço anular definido entre a ferramenta de serviço 138 e a coluna de completação 128. Um ou mais orifícios 934 (três mostrados) podem ser definidos no mandril 918 do poço acima a partir do tampão macho 924 para aumentar a taxa de fluxo do fluido nesse ponto.

[0068] Uma vez que as vedações de equalização superiores 922 começam a encaixar de forma vedante o orifício de vedação superior 902, como mostrado na FIG. 9A, o fluxo de fluido em torno da ferramenta de serviço 138 no espaço anular entre a ferramenta de serviço 138 e a coluna de completação 128 pode cessar, enquanto uma quantidade bloqueada ou medida (por exemplo, uma taxa volumétrica limitada em GPM) do fluxo de fluido pode continuar a passar através do tubo de gotejamento 926. Como resultado, um diferencial de pressão pode ser gerado através das vedações de equalização superior 922 à medida que eles assumem a pressão de fluxo de fluido exibida pela pressão hidrostática da coluna de completação 128 ou espaço anular circundante em comparação com a pressão de formação (por exemplo, fluidos derivados da formação subterrânea circundante 104 da FIG. 1).

[0069] Na FIG.9B, o movimento contínuo da montagem de ferramenta de deslocamento 916 na direção do poço acima A pode permitir que a ferramenta de deslocamento 920 localize e encaixe a camisa deslizante 912. Mais particularmente, o perfil deslocador 930 definido na ferramenta de deslocamento 920 pode localizar e encaixar o perfil de camisa 932, como ilustrado. O movimento contínuo da montagem de ferramenta de deslocamento 916 na direção do poço acima A pode mover correspondentemente a camisa deslizante 912 na direção do poço acima A, que pode mover correspondentemente a válvula esférica 904 a partir da posição aberta, como mostrado nas FIGS. 9A e 9B, para a posição fechada, como mostrado na FIG. 9C. Enquanto a válvula esférica 904 está sendo movida para a posição fechada, as vedações de equalização superiores 922 podem vedar dinamicamente contra o orifício de vedação superior 902, permitindo, desse modo, que a válvula esférica 904 seja fechada enquanto é submetida a uma pressão de fluido reduzida proporcional à quantidade medida de fluxo de fluido que flui através do tubo de gotejamento 926. Como resultado, as vedações primárias 908 da válvula esférica 904 podem ser protegidas contra danos resultantes da rápida equalização de pressão que, de outro modo, ocorreria ao fechar a válvula esférica 904 com uma taxa de fluxo elevada de fluidos que fluem através da ferramenta de serviço 138. Em vez disso, qualquer dano de vedação resultante da rápida equalização da pressão pode ser assumido pelas vedações de equalização superiores 922.

[0070] Na FIG. 9C, a montagem de ferramenta de deslocamento 916 continuou movendo-se na direção do poço acima A e, desse modo, acionando completamente a válvula esférica 904 para a posição fechada onde as vedações primárias 908 encaixam de forma vedante superfícies adjacentes da coluna de completação 128. À medida que a montagem de ferramenta de deslocamento 916 continua movendo-se na direção do poço acima A, a ferramenta de deslocamento 920 pode flexionar-se radialmente para dentro e, desse modo, desencaixar efetivamente a ferramenta de deslocamento 920 da camisa deslizante 912. Além disso, à medida que a montagem de ferramenta de deslocamento 916 continua movendo-se na direção do poço acima A, as vedações de equalização superiores 922 por fim sairão do encaixe de vedação com o orifício de vedação superior 902, o qual transferirá o diferencial de pressão assumido pelas vedações de equalização superiores 922 para a válvula esférica 904 e suas vedações primárias 908. Caso as vedações de equalização superiores 922 tenham sofrido algum dano ao assumir a pressão elevada ao fechar a válvula esférica 904, a ferramenta de serviço 138 pode ser recuperada para a superfície onde as vedações de equalização superiores 922 podem ser corrigidas, reabilitadas ou substituídas, se necessário.

[0071] As modalidades divulgadas neste documento incluem: A. Um sistema de fundo de poço que inclui uma coluna de completação que pode ser posicionada dentro de um poço de exploração e provendo pelo menos um orifício de vedação superior e um dispositivo de fundo de poço disposto no fundo de poço a partir do orifício de vedação superior, em que o dispositivo de fundo de poço provê uma camisa deslizante, uma ferramenta de serviço extensível dentro da coluna de completação, e uma montagem de ferramenta de deslocamento acoplada à ferramenta de serviço e incluindo um mandril, uma ferramenta de deslocamento acoplada ao mandril e uma ou mais vedações de equalização superiores dispostas no mandril e encaixáveis de maneira vedante com o orifício de vedação superior, em que a ferramenta de deslocamento é encaixável com a camisa deslizante para mover o dispositivo do fundo de poço pelo menos parcialmente entre uma posição fechada, onde um diferencial de pressão entre uma formação subterrânea e um interior da coluna de completação é assumido por elementos primários de vedação do dispositivo do fundo de poço, e uma posição aberta, onde o diferencial de pressão é assumido por pelo menos uma ou mais vedações de equalização superiores, e em que o diferencial de pressão é assumido por pelo menos uma ou mais vedações de equalização superiores enquanto o dispositivo do fundo de poço é movido entre as posições fechada e aberta. B. Um método que inclui a introdução de uma ferramenta de serviço em um poço de exploração, o poço de exploração possuindo uma coluna de completação posicionada neste que provê pelo menos um orifício de vedação superior e um dispositivo de fundo de poço, em que o dispositivo de fundo de poço está disposto no fundo de poço a partir do orifício de vedação superior e inclui uma camisa deslizante, estendendo a ferramenta de serviço pelo menos parcialmente para dentro da coluna de completação, a ferramenta de serviço provendo uma montagem de ferramenta de deslocamento que inclui um mandril, uma ferramenta de deslocamento acoplada ao mandril e uma ou mais vedações de equalização superiores dispostas no poço acima do mandril a partir da ferramenta de deslocamento, encaixando de forma vedante uma ou mais vedações de equalização superiores no orifício de vedação superior, encaixando a ferramenta de deslocamento na camisa deslizante para mover o dispositivo de fundo de poço pelo menos parcialmente entre uma posição fechada, onde um diferencial de pressão entre uma formação subterrânea e um interior da coluna de completação é assumido por elementos de vedação primários do dispositivo de fundo de poço e uma posição aberta, onde o diferencial de pressão é assumido por pelo menos uma ou mais vedações de equalização superiores, e assumindo o diferencial de pressão por pelo menos uma ou mais vedações de equalização superiores enquanto o dispositivo do fundo de poço se move entre as posições fechada e aberta.

[0072] Cada uma das modalidades A e B pode possuir um ou mais dentre os seguintes elementos adicionais em qualquer combinação: Elemento 1:em que o dispositivo de fundo de poço é a camisa deslizante e o sistema de fundo de poço compreende ainda um orifício de vedação inferior provido pela coluna de completação e deslocado axialmente a partir do orifício de vedação superior, em que a camisa deslizante está posicionada axialmente entre os orifícios de vedação superior e inferior, uma ou mais portas de fluxo definidas na coluna de completação na camisa deslizante para colocar a formação subterrânea em comunicação fluida com o interior, em que a camisa deslizante oculta a uma ou mais portas de fluxo quando na posição fechada, e uma ou mais vedações de equalização inferiores dispostas no mandril e encaixável de forma vedável com o orifício de vedação inferior. Elemento 2: em que uma ou mais vedações de equalização superiores estão espaçadas axialmente a partir de uma ou mais vedações de equalização inferiores, de modo que cada uma seja capaz de vedar simultaneamente contra os orifícios de vedação superior e inferior, respectivamente, enquanto a ferramenta de deslocamento move a camisa deslizante entre as posições aberta e fechada. Elemento 3: em que uma câmara isolada diferencialmente é definida entre a coluna de completação e a ferramenta de serviço quando as vedações de equalização superior e inferior encaixam de forma vedante os orifícios de vedação superior e inferior, respectivamente, e em que a camisa deslizante está disposta na câmara isolada diferencialmente. Elemento 4: em que a montagem de ferramenta de deslocamento inclui ainda um estrangulador definido através do mandril e disposto axialmente entre as vedações de equalização superior e inferior, o estrangulador estando em comunicação fluida com a câmara isolada diferencialmente e configurada para dissipar o diferencial de pressão, permitindo que uma quantidade medida do fluido fora da câmara isolada diferencialmente. Elemento 5: em que uma ou mais vedações de equalização inferior compreendem um primeiro conjunto de vedações de equalização inferiores e um segundo conjunto de vedações de equalização espaçadas axialmente do primeiro conjunto de vedações de equalização no mandril e em que a montagem de ferramenta de deslocamento inclui ainda um estrangulador definido através do mandril e disposto axialmente entre o primeiro e o segundo conjuntos de vedações de equalização inferiores, o estrangulador sendo configurado para dissipar o diferencial de pressão ao permitir que uma quantidade medida do fluido saia da câmara isolada diferencialmente quando o primeiro conjunto de vedações de equalização inferiores se move para fora do encaixe vedado com o orifício de vedação inferior. Elemento 6: em que as vedações de equalização superior e inferior estão axialmente espaçadas umas das outras, de modo que, ao mover a montagem de ferramenta de deslocamento em relação à coluna de completação, uma ou mais vedações de equalização inferiores encaixam de forma vedante o orifício de vedação inferior antes da uma ou mais vedações de equalização superiores encaixando de forma vedante o orifício de vedação superior. Elemento 7: em que uma câmara isolada diferencialmente é definida pela ferramenta de serviço e a coluna de completação quando a uma ou mais vedações de equalização inferiores encaixam de forma vedante o orifício de vedação inferior, e em que a câmara isolada diferencialmente é pelo menos parcialmente preenchida com um fluido para minimizar um volume necessário para ser equalizado através da camisa deslizante à medida que a camisa deslizante se move entre as posições fechada e aberta. Elemento 8: em que a uma ou mais vedações de equalização superior e inferior compreendem uma vedação selecionada a partir do grupo que consiste em uma vedação defletora, um anel de vedação e uma vedação unidirecional. Elemento 9: em que o dispositivo de fundo de poço é uma válvula esférica e a camisa deslizante é operativamente acoplada à válvula esférica de modo que o movimento da camisa deslizante dentro da coluna de completação mova correspondentemente a válvula esférica entre as posições aberta e fechada. Elemento 10: em que a montagem de ferramenta de deslocamento inclui ainda um tampão macho posicionado dentro do mandril e um tubo de gotejamento que se estende através do tampão macho para prover comunicação fluida através do tampão macho e em que o tubo de gotejamento dissipa o diferencial de pressão ao permitir uma quantidade medida do fluido para contornar o tampão macho quando uma ou mais vedações de equalização superiores encaixarem de forma vedante o orifício de vedação superior. Elemento 11: em que a uma ou mais vedações de equalização superiores compreendem uma vedação selecionada a partir do grupo que consiste em uma vedação defletora, um anel de vedação e uma vedação unidirecional.

[0073] Elemento 12: em que o dispositivo de fundo de poço é a camisa deslizante e um orifício de vedação inferior é provido pela coluna de completação e deslocado axialmente do orifício de vedação superior, a camisa deslizante sendo posicionada entre os orifícios de vedação superior e inferior e uma ou mais vedações de equalização inferiores providas no mandril e encaixáveis de forma vedante com o orifício de vedação inferior, o método compreendendo ainda ocluir um ou mais portas de fluxo definidas na coluna de completação com a camisa deslizante quando a camisa deslizante está na posição fechada, as uma ou mais portas de fluxo colocando a formação subterrânea em comunicação fluida com o interior quando a camisa deslizante está na posição aberta. Elemento 13: em que as vedações de equalização superior e inferior estão axialmente espaçadas entre si no mandril, o método compreendendo ainda mover a camisa deslizante entre as posições aberta e fechada com a ferramenta de deslocamento e simultaneamente vedar contra os orifícios de vedação superior e inferior com as vedações de equalização superior e inferior, respectivamente, à medida que a camisa deslizante é movida entre as posições aberta e fechada. Elemento 14: em que uma câmara isolada diferencialmente é definida entre a coluna de completação e a ferramenta de serviço quando as vedações de equalização superior e inferior se encaixam de forma vedante nos orifícios de vedação superior e inferior, respectivamente, o método compreendendo ainda a cessação do fluxo de fluido através de uma ou mais portas de fluxo quando os orifícios de vedação superior e inferior são encaixados de forma vedante com as vedações de equalização superior e inferior, respectivamente, e assumindo o diferencial de pressão com as vedações de equalização superior e inferior enquanto a camisa deslizante é movida entre as posições fechada e aberta. Elemento 15: em que a montagem de ferramenta de deslocamento inclui ainda um estrangulador definido no mandril e disposto axialmente entre as vedações de equalização superior e inferior e em comunicação fluida com a câmara isolada diferencialmente, o método compreendendo ainda permitir uma quantidade medida do fluido fora da câmara isolada diferencialmente através do estrangulador e dissipar o diferencial de pressão com o estrangulador. Elemento 16: compreendendo ainda o monitoramento de um diferencial de pressão entre a câmara isolada diferencialmente e o interior com um dispositivo de monitoramento de pressão. Elemento 17: em que as vedações de equalização superior e inferior compreendem vedações unidirecionais, o método compreendendo ainda a injeção de um fluido na câmara isolada diferencialmente através de uma das vedações de equalização superior e inferior em uma primeira direção impedindo que o fluido migre através da uma das vedações de equalização superior e inferior em uma segunda direção oposta à primeira direção e preenchendo a câmara isolada diferencialmente pelo menos parcialmente com o fluido e, desse modo, minimizando um volume necessário para ser igualado através da camisa deslizante à medida que a camisa deslizante se move entre as posições fechada e aberta. Elemento 18: em que a uma ou mais vedações de equalização inferiores compreendem um primeiro conjunto de vedações de equalização inferiores e um segundo conjunto de vedações de equalização inferiores espaçadas axialmente do primeiro conjunto de vedações de equalização inferiores, o método compreendendo ainda o deslocamento do primeiro conjunto de vedações de equalização inferiores para fora do encaixe de vedação com o orifício de vedação inferior, permitindo uma quantidade medida do fluido para fora da câmara isolada diferencialmente através de um estrangulador definido no mandril e disposto axialmente entre o primeiro e segundo conjuntos de vedações de equalização inferiores e dissipa o diferencial de pressão com o estrangulador. Elemento 19: em que o encaixe de forma vedante de uma ou mais vedações de equalização superiores no orifício de vedação superior é precedido pelo movimento da montagem de ferramenta de deslocamento em relação à coluna de completação e encaixe de forma vedante do orifício de vedação inferior com uma ou mais vedações de equalização inferiores, em que uma câmara isolada diferencialmente é definida pela ferramenta de serviço e a coluna de completação quando a uma ou mais vedações de equalização inferior encaixam de forma vedante no orifício de vedação inferior e preenchem a câmara isolada diferencialmente pelo menos parcialmente com um fluido e, desse modo, minimizando um volume necessário para ser igualado através da camisa deslizante à medida que a camisa deslizante se move entre as posições fechada e aberta. Elemento 20: compreendendo ainda recuperar a ferramenta de serviço em um local de superfície e corrigir, reabilitar ou substituir a uma ou mais vedações de equalização superior e inferior mediante o retorno da ferramenta de serviço para o local da superfície. Elemento 21: em que o dispositivo de fundo de poço é uma válvula esférica e a camisa deslizante é operativamente acoplada à válvula esférica e a montagem de ferramenta de deslocamento inclui ainda um tampão macho posicionado dentro do mandril e um tubo de gotejamento que se estende através do tampão macho para facilitar a comunicação fluida através do tampão macho, o método compreendendo ainda o deslocamento da camisa deslizante dentro da coluna de completação com a ferramenta de deslocamento e, desse modo, movendo correspondentemente a válvula esférica entre as posições aberta e fechada, permitindo que uma quantidade medida do fluido contorne o tampão macho através do tubo de gotejamento; e dissipando o diferencial de pressão com o tubo de gotejamento. Elemento 22: compreendendo ainda recuperar a ferramenta de serviço para um local de superfície, e corrigir, reabilitar ou substituir a uma ou mais vedações de equalização superior e inferior mediante o retorno da ferramenta de serviço para o local da superfície.

[0074] Por meio de exemplo não limitante, combinações exemplares aplicáveis para A, B e C incluem: Elemento 1 com Elemento 2; Elemento 2 com Elemento 3; Elemento 3 com o Elemento 4; Elemento 3 com o Elemento 5; Elemento 1 com Elemento 6; Elemento 6 com o Elemento 7; Elemento 1 com o Elemento 8; Elemento 9 com Elemento 10; Elemento 9 com o Elemento 11; Elemento 12 com o Elemento 13; Elemento 13 com o Elemento 14; Elemento 14 com o Elemento 15; Elemento 15 com Elemento 16; Elemento 14 com o Elemento 17; Elemento 15 com o Elemento 18; Elemento 12 com o Elemento 19; Elemento 12 com o Elemento 20; e Elemento 21 com o Elemento 22.

[0075] Portanto, os sistemas e métodos divulgados são bem adaptados para atingir as finalidades e vantagens mencionadas, bem como aquelas que são inerentes às mesmas. As modalidades específicas divulgadas acima são somente ilustrativas, uma vez que os ensinamentos da presente divulgação podem ser modificados e praticados de maneiras diferentes, mas equivalentes, aparentes àqueles versados na técnica com o benefício dos ensinamentos deste documento. Além disso, nenhuma limitação é destinada aos detalhes de construção ou projeto mostrados neste documento, a não ser aquelas descritas nas reivindicações abaixo. É, portanto, evidente que as modalidades ilustrativas específicas divulgadas acima podem ser alteradas, combinadas ou modificadas e todas as tais variações são consideradas dentro do escopo da presente divulgação. Os sistemas e métodos divulgados de forma ilustrativa neste documento podem ser adequadamente praticados na ausência de qualquer elemento que não seja especificamente divulgado neste documento e/ou qualquer elemento opcional divulgado neste documento. Embora as composições e métodos sejam descritos em termos de “compreendendo”, “contendo” ou “incluindo” vários componentes ou etapas, as composições e métodos também podem “consistir essencialmente em” ou “consistir em” vários componentes e etapas. Todos os números e intervalos divulgados acima podem variar em alguma quantidade. Sempre que um intervalo numérico com um limite inferior e um limite superior for divulgada, qualquer número e qualquer intervalo incluído que é englobado no intervalo é especificamente divulgado. Em particular, todos os intervalos de valores (da forma "de cerca de a a cerca de b" ou, de maneira equivalente, "de aproximadamente a a b", ou, de maneira equivalente, "de aproximadamente a-b") divulgados neste documento devem ser entendidos como estabelecendo todo número e intervalo englobado dentro do intervalo de valores mais amplo. Além disso, os termos nas reivindicações têm seu significado simples e comum, a menos que explicitamente e claramente definido de outra forma pelo titular da patente. Além disso, os artigos indefinidos "um" ou "uma", conforme usados nas reivindicações são definidos neste documento para significar um ou mais do que o elemento que eles introduzem. Se houver qualquer conflito nos usos de uma palavra ou termo neste relatório descritivo e em uma ou mais patentes ou outros documentos que possam estar incorporados neste documento por referência, as definições que forem consistentes com este relatório descritivo devem ser adotadas.

[0076] Como usada neste documento, a frase "pelo menos um dentre" precedendo uma série de itens, com os termos "e" ou "ou" para separar qualquer um dos itens, modifica a lista como um todo, em vez de cada membro da lista (ou seja, cada item). A frase "pelo menos um dentre" permite um significado que inclui pelo menos um dentre qualquer um dos itens e/ou pelo menos um dentre qualquer combinação dos itens, e/ou pelo menos um dentre cada um dos itens. A título de exemplo, as frases "pelo menos um dentre A, B e C" ou "pelo menos um dentre A, B ou C" se referem, cada uma, somente a A, somente a B ou somente a C; qualquer combinação de A, B e C; e/ou pelo menos um dentre cada um dentre A, B e C.

[0077] O uso de termos direcionais, tais como acima, abaixo, superior, inferior, para cima, para baixo, para a esquerda, para a direita, para o poço acima, para o fundo de poço e similares, são usados em relação às modalidades ilustrativas, como estão representadas nas figuras. Por exemplo, a direção ascendente ou do poço acima é em direção ao poço acima, e a direção descendente ou poço abaixo está em direção ao fundo do poço.

Claims

1. Sistema de fundo de poço, caracterizado pelo fato de que compreende: uma coluna de completação que pode ser posicionada dentro de um poço de exploração e provendo pelo menos um orifício de vedação superior, um orifício de vedação inferior axialmente deslocado do orifício de vedação superior, e um dispositivo de fundo de poço disposto no fundo de poço a partir do orifício de vedação superior, em que o dispositivo de fundo de poço provê uma camisa deslizante; uma ferramenta de serviço extensível dentro da coluna de completação; e uma montagem de ferramenta de deslocamento acoplada à ferramenta de serviço e incluindo um mandril, uma ferramenta de deslocamento acoplada ao mandril, uma ou mais vedações de equalização superior dispostas no mandril e configuradas para serem dispostas de maneira vedante dentro do orifício de vedação superior, e uma ou mais vedações de equalização inferiores dispostas no mandril e configuradas para serem dispostas de forma vedante dentro do orifício de vedação inferior em que a ferramenta de deslocamento é encaixável com a camisa deslizante para mover o dispositivo de fundo de poço pelo menos parcialmente entre uma posição fechada, onde um diferencial de pressão entre uma formação subterrânea e um interior da coluna de completação é suportado por elementos de vedação primários do dispositivo de fundo de poço e uma posição aberta, onde o diferencial de pressão é suportado por pelo menos uma ou mais vedações de equalização superiores, em que o diferencial de pressão é suportado por pelo menos uma ou mais vedações de equalização superiores enquanto o dispositivo de fundo de poço é movido entre as posições fechada e aberta, e em que uma câmara isolada diferencialmente é definida entre a coluna de completação e a ferramenta de serviço quando as vedações de equalização superior e inferior são dispostas de forma vedante nos orifícios de vedação superior e inferior.

2. Sistema de fundo de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de fundo de poço é a camisa deslizante e o sistema de fundo de poço compreende ainda: uma ou mais portas de fluxo definidas na coluna de completação na camisa deslizante para colocar a formação subterrânea em comunicação fluida com o interior, em que a camisa deslizante oculta uma ou mais portas de fluxo quando na posição fechada, em que o orifício de vedação inferior é provido pela coluna de completação, e a camisa deslizante está posicionada axialmente entre os orifícios de vedação superior e inferior.

3. Sistema de fundo de poço de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que uma ou mais vedações de equalização superiores estão espaçadas axialmente a partir de uma ou mais vedações de equalização inferiores, de modo que cada uma das uma ou mais vedações de equalização superior e cada uma das uma ou mais vedações de equalização inferior sejam capazes de vedar simultaneamente contra os orifícios de vedação superior e inferior, respectivamente, enquanto a ferramenta de deslocamento move a camisa deslizante entre as posições aberta e fechada.

4. Sistema de fundo de poço de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a camisa deslizante está disposta na câmara isolada diferencialmente.

5. Sistema de fundo de poço de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a montagem de ferramenta de deslocamento inclui ainda um estrangulador definido através do mandril e disposto axialmente entre as vedações de equalização superior e inferior, o estrangulador estando em comunicação fluida com a câmara isolada diferencialmente e configurado para dissipar o diferencial de pressão ao permitir que uma quantidade medida de fluido saia da câmara isolada diferencialmente.

6. Sistema de fundo de poço de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que uma ou mais vedações de equalização inferiores compreendem um primeiro conjunto de vedações de equalização inferiores e um segundo conjunto de vedações de equalização espaçadas axialmente do primeiro conjunto de vedações de equalização inferiores no mandril e em que a montagem de ferramenta de deslocamento inclui ainda um estrangulador definido através do mandril e disposto axialmente entre o primeiro e o segundo conjuntos de vedações de equalização inferiores, o estrangulador sendo configurado para dissipar o diferencial de pressão ao permitir que uma quantidade medida do fluido saia da câmara isolada diferencialmente quando o primeiro conjunto de vedações de equalização inferiores se move para fora do encaixe vedado com o orifício de vedação inferior.

7. Sistema de fundo de poço de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que as vedações de equalização superior e inferior estão axialmente espaçadas entre si, de modo que, ao mover a montagem de ferramenta de deslocamento em relação à coluna de completação, uma ou mais vedações de equalização inferiores encaixam de forma vedante o orifício de vedação inferior antes da uma ou mais vedações de equalização superiores encaixarem de forma vedante o orifício de vedação superior.

8. Sistema de fundo de poço de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que uma câmara isolada diferencialmente é definida pela ferramenta de serviço e a coluna de completação quando a uma ou mais vedações de equalização inferiores encaixam de forma vedante o orifício de vedação inferior, e em que a câmara isolada diferencialmente é pelo menos parcialmente preenchida com um fluido para minimizar um volume necessário para ser equalizado através da camisa deslizante à medida que a camisa deslizante se move entre as posições fechada e aberta.

9. Sistema de fundo de poço de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que cada uma das uma ou mais vedações de equalização superior e inferior compreendem uma vedação selecionada a partir do grupo que consiste em uma vedação defletora, um anel de vedação e uma vedação unidirecional.

10. Sistema de fundo de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de fundo de poço é uma válvula esférica e a camisa deslizante é operativamente acoplada à válvula esférica de modo que o movimento da camisa deslizante dentro da coluna de completação mova correspondentemente a válvula esférica entre as posições aberta e fechada.

11. Sistema de fundo de poço de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a montagem de ferramenta de deslocamento inclui ainda um tampão macho posicionado dentro do mandril e um tubo de gotejamento que se estende através do tampão macho para prover comunicação fluida através do tampão macho e em que o tubo de gotejamento dissipa o diferencial de pressão ao permitir que uma quantidade medida do fluido contorne o tampão macho quando uma ou mais vedações de equalização superiores encaixarem de forma vedante o orifício de vedação superior.

12. Sistema de fundo de poço de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a uma ou mais vedações de equalização superior e inferior compreendem uma vedação selecionada a partir do grupo que consiste em uma vedação defletora, um anel de vedação e uma vedação unidirecional.

13. Método de operar poço, caracterizado pelo fato de compreender: introduzir uma ferramenta de serviço em um poço de exploração, o poço de exploração possuindo uma coluna de completação posicionada neste que proveja pelo menos um orifício de vedação superior, um orifício de vedação inferior axialmente deslocado do orifício de vedação superior e um dispositivo de fundo de poço, em que o dispositivo de fundo de poço está disposto poço abaixo a partir do orifício de vedação superior e inclui uma camisa deslizante; estender a ferramenta de serviço pelo menos parcialmente para dentro da coluna de completação, a ferramenta de serviço provendo uma montagem de ferramenta de deslocamento que inclui um mandril, uma ferramenta de deslocamento acoplada ao mandril, uma ou mais vedações de equalização superiores dispostas no mandril no poço acima a partir da ferramenta de deslocamento, e uma ou mais vedações de equalização inferiores dispostas no mandril e configuradas para serem dispostas de forma vedante dentro do orifício de vedação inferior; dispor de forma vedante uma ou mais vedações de equalização superiores e uma ou mais vedações de equalização inferiores no respectivo orifício de vedação superior e orifício de vedação inferior, em que uma câmara isolada diferencialmente é definida entre a coluna de completação e a ferramenta de serviço ao dispor as vedações de equalização superior e inferior dentro dos orifícios de vedação superior e inferior, respectivamente; encaixar a ferramenta de deslocamento na camisa deslizante para mover o dispositivo de fundo de poço pelo menos parcialmente entre uma posição fechada, onde um diferencial de pressão entre uma formação subterrânea e um interior da coluna de completação é suportado por elementos de vedação primários do dispositivo de fundo de poço, e uma posição aberta, onde o diferencial de pressão é suportado por pelo menos uma ou mais vedações de equalização superiores; e suportar o diferencial de pressão por pelo menos uma ou mais vedações de equalização superiores enquanto o dispositivo de fundo de poço é movido entre as posições fechada e aberta.

14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de fundo de poço é a camisa deslizante e o orifício de vedação inferior é provido pela coluna de completação, a camisa deslizante sendo posicionada entre os orifícios de vedação superior e inferior, o método compreendendo ainda: ocluir uma ou mais portas de fluxo definidas na coluna de completação com a camisa deslizante ao colocar a camisa deslizante em posição fechada, uma ou mais portas de fluxo colocando a formação subterrânea em comunicação fluida com o interior ao colocar a camisa deslizante na posição aberta.

15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que as vedações de equalização superior e inferior estão axialmente espaçados entre si no mandril, o método compreendendo ainda: mover a camisa deslizante entre as posições aberta e fechada com a ferramenta de deslocamento; e vedar simultaneamente contra os orifícios de vedação superior e inferior com as vedações de equalização superior e inferior, respectivamente, à medida que a camisa deslizante é movida entre as posições aberta e fechada.

16. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: cessar o fluxo de fluido através de uma ou mais portas de fluxo ao dispor de maneira vedante os orifícios de vedação superior e inferior dentro das vedações de equalização superior e inferior, respectivamente; e suportar o diferencial de pressão com as vedações de equalização superior e inferior enquanto a camisa deslizante é movida entre as posições fechada e aberta.

17. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a montagem de ferramenta de deslocamento inclui ainda um estrangulador definido no mandril e disposto axialmente entre as vedações de equalização superior e inferior e em comunicação fluida com a câmara isolada diferencialmente, o método compreendendo ainda: permitir que uma quantidade medida do fluido saia da câmara isolada diferencialmente através do estrangulador; e dissipar o diferencial de pressão com o estrangulador.

18. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que compreende, ainda, monitorar um diferencial de pressão entre a câmara isolada diferencialmente e o interior com um dispositivo de monitoramento de pressão.

19. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que as vedações de equalização superior e inferior compreendem vedações unidirecionais, o método compreendendo ainda: injetar um fluido na câmara isolada diferencialmente através de uma das vedações de equalização superior e inferior em uma primeira direção; impedir que o fluido migre através de uma das vedações de equalização superior e inferior em uma segunda direção oposta à primeira direção; e preencher a câmara isolada diferencialmente pelo menos parcialmente com o fluido e, desse modo, minimizar um volume necessário para ser igualado através da camisa deslizante à medida que a camisa deslizante se move entre as posições fechada e aberta.

20. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a ou as vedações de equalização inferior compreendem um primeiro conjunto de vedações de equalização inferiores e um segundo conjunto de vedações de equalização inferiores espaçados axialmente do primeiro conjunto de vedações de equalização inferiores, o método compreendendo ainda: mover o primeiro conjunto de vedações de equalização inferior para fora do encaixe vedado com o orifício de vedação inferior; permitir uma quantidade medida do fluido para fora da câmara isolada diferencialmente através de um estrangulador definido no mandril e disposto axialmente entre o primeiro e o segundo conjuntos de vedações de equalização inferiores; e dissipar o diferencial de pressão com o estrangulador.

21. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que dispor de maneira vedante uma ou mais vedações de equalização superiores no orifício de vedação superior é precedido por: movimento da montagem de ferramenta de deslocamento em relação à coluna de completação; e dispor de forma vedante do orifício de vedação inferior com uma ou mais vedações de equalização inferiores; e preenchimento da câmara isolada diferencialmente pelo menos parcialmente com um fluido e, desse modo, minimização de um volume necessário a ser igualado através da camisa deslizante à medida que a camisa deslizante se move entre as posições fechada e aberta.

22. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: recuperar a ferramenta de serviço para um local de superfície; e corrigir, reabilitar ou substituir uma ou mais vedações de equalização superior e inferior mediante o retorno da ferramenta de serviço para o local da superfície.

23. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de fundo de poço é uma válvula esférica e a camisa deslizante é operativamente acoplada à válvula esférica e a montagem de ferramenta de deslocamento inclui ainda um tampão macho posicionado dentro do mandril e um tubo de gotejamento que se estende através do tampão macho para facilitar a comunicação fluida através do tampão macho, o método compreendendo ainda: mover a camisa deslizante dentro da coluna de completação com a ferramenta de deslocamento e, desse modo, mover correspondentemente a válvula esférica entre as posições aberta e fechada; permitir que uma quantidade medida do fluido contorne o tampão macho através do tubo de gotejamento; e dissipar o diferencial de pressão com o tubo de gotejamento.

24. Método de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende: recuperar a ferramenta de serviço para um local de superfície; e corrigir, reabilitar ou substituir uma ou mais vedações de equalização superior e inferior mediante o retorno da ferramenta de serviço para o local da superfície.