BR112017016929B1

BR112017016929B1 - Conjunto de controle de fluxo, sistema de poço e método

Info

Publication number: BR112017016929B1
Application number: BR112017016929-0A
Authority: BR
Inventors: Pranay Asthana; Winfred Cajiles; Jeremy Ramirez
Original assignee: Halliburton Energy Services, Inc
Priority date: 2015-03-24
Filing date: 2015-03-24
Publication date: 2022-03-22
Also published as: GB2551921B; US20170114609A1; US9677378B2; WO2016153490A1; GB2551921A; NO20171309A1; BR112017016929A2; NO347698B1; GB201713240D0

Abstract

Trata-se de um conjunto de controle de fluxo que inclui um corpo cilíndrico que define um interior e aberturas fornecidas através de uma parede do corpo. Uma luva interna está posicionada no interior do corpo e define bolsos rebaixados numa superfície radial externa que coincidem com as aberturas, e os orifícios de luva são definidos na luva interna em cada bolso rebaixado. Um conjunto de estrangulador de cartucho é recebido dentro de cada abertura e acoplado de modo operacional à luva interna num dos bolsos rebaixados. O conjunto de estrangulador de cartucho inclui um módulo de estrangulamento que define orifícios de estrangulador alinháveis com os orifícios de luva. Um dispositivo de controle de fluxo é disposto de modo móvel dentro do corpo entre uma posição completamente aberta, em que o um ou mais orifícios de luva são expostos, e uma posição completamente fechada, em que o um ou mais orifícios de luva são ocluídos.

Description

FUNDAMENTOS

[001] Os dispositivos de controle de fluxo, tais como conjuntos de luvas de deslizamento ou giratórias e válvulas de interior de poço, são frequentemente usados numa coluna de tubagem de produção de uma conclusão de interior de poço para regular seletivamente o fluxo de fluidos para dentro e para fora da coluna de tubagem de produção. Um dispositivo chamado “estrangulador” também é frequentemente incorporado no dispositivo de controle de fluxo para acelerar (isto é, “estrangular”) o fluxo de fluido e, assim, fornecer medição de fluxo e controle de pressão ajustáveis entre o anular de poço e a tubagem de produção na máxima pressão diferencial de escoamento possível. A pressão diferencial de escoamento é definida como a diferença de pressão entre imediatamente dentro e imediatamente fora do estrangulador.

[002] Os estranguladores também são projetados para facilitar uma longa vida útil contra erosão devido aos fluidos produzidos carregados de sólido. Devido às velocidades de fluxo extremamente altas observadas através de um estrangulador de interior de poço durante a operação, os materiais de indústria padronizados de escolha para estranguladores incluem carbonetos, tais como carboneto de tungstênio, ou cerâmicas duras equivalentes ou ligas de cerâmica que mitigam a erosão. Embora adequados para resistência à erosão, tais materiais são quebradiços e propensos a fissuramento ou estilhaçamento devido às vibrações elevadas e altas pressões diferenciais de escoamento frequentemente experimentadas durante operações de injeção.

[003] Os estranguladores usados em conjunto com dispositivos de controle de fluxo de interior de poço têm, tipicamente, uma geometria cilíndrica projetada para encaixar dentro dos limites dos dispositivos de controle de fluxo geralmente redondos. Os estranguladores cilíndricos têm, tipicamente, desempenho de fluxo simétrico devido aos orifícios separados iguais e opostos que operam para cancelar a energia das correntes de fluxo que entram ou saem do estrangulador. Os orifícios opostamente separados nos estranguladores cilíndricos também mitigam a erosão no interior do dispositivo de controle de fluxo provocada por jatos impingentes, vórtices e fluxo turbulento e, assim, geralmente atuam como uma blindagem.

[004] Embora os recursos supracitados sejam desejáveis, os estranguladores cilíndricos sofrem inerentemente de tensões circunferenciais (também chamadas de tensões de aro) geradas na sessão transversal do estrangulador. Tais tensões circunferenciais se devem à pressão diferencial de fluido que atua a partir da fibra radial interna até a fibra radial externa e, assim, arrisca a fratura do material resistente à erosão em tensão de pico. Consequentemente, um fator limitante para o desempenho de estrangulador cilíndrico é a tensão de aro máxima permissível pela natureza da geometria cilíndrica que, por sua vez, é ditada pela queda de pressão ou diferencial de escoamento alcançado antes de a tensão máxima ser atingida. Outra limitação de estranguladores cilíndricos é que os mesmos têm características de fluxo predefinidas por meio do projeto de orifício embutido, que muitas vezes não são externamente substituíveis sem a desmontagem do dispositivo de controle de fluxo.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[005] As Figuras a seguir são incluídas para ilustrar certos aspectos da presente divulgação e não devem ser interpretadas como modalidades exclusivas. A matéria divulgada é capaz de modificações, alterações, combinações e equivalentes consideráveis na forma e função, sem se afastar do escopo desta divulgação.

[006] A Figura 1 é um diagrama esquemático de um sistema de poço que pode empregar os princípios da presente divulgação.

[007] A Figura 2 é uma vista em perspectiva isométrica de um conjunto de controle de fluxo exemplificativo.

[008] As Figuras 3A e 3B representam vistas laterais em seção transversal isométricas do conjunto de controle de fluxo da Figura 2.

[009] As Figuras 4A e 4B representam vistas laterais em seção transversal e em perspectiva isométrica explodidas, respectivamente, de um dado conjunto de estrangulador de cartucho.

[010] As Figuras 5A e 5B representam vistas de uma modalidade exemplificativa do módulo de estrangulamento das Figuras 4A e 4B.

[011] As Figuras 6A e 6B representam vistas de outra modalidade exemplificativa do módulo de estrangulamento das Figuras 4A e 4B.

[012] As Figuras 7A a 7T representam vistas laterais em seção transversal de diversos projetos exemplificativos para o orifício de estrangulador das Figuras 5B e 6B.

[013] As Figuras 8A a 8N representam vistas de geometria superior da entrada e/ou da saída de diversos condutos de estrangulador.

[014] As Figuras 9A e 9B representam vistas laterais em perspectiva isométrica e em seção transversal, respectivamente, de um conjunto de estrangulador compósito.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[015] A presente invenção se refere, em geral, a sistemas utilizados para controlar o fluxo de fluido num poço subterrâneo e, mais particularmente, com dispositivos de controle de fluxo que fornecem conjuntos de estrangulamento que regulam seletivamente o fluxo de fluido para dentro ou para fora de uma coluna de tubagem disposta dentro de um poço.

[016] As modalidades divulgadas no presente documento fornecem um conjunto de controle de fluxo que pode ser usado em operações de produção ou injeção. O conjunto de controle de fluxo pode incluir um corpo cilíndrico que define um interior e uma ou mais aberturas fornecidas através de uma parede do corpo. Uma luva interna pode ser posicionada no interior do corpo e define um ou mais bolsos rebaixados numa superfície radial externa da luva interna. O um ou mais bolsos rebaixados podem coincidir com a uma ou mais aberturas, e um ou mais orifícios de luva podem ser definidos na luva interna em cada bolso rebaixado. Um conjunto de estrangulador de cartucho pode ser recebido dentro de cada abertura e pode ser acoplado de modo operacional à luva interna num bolso correspondente dentre o um ou mais bolsos rebaixados. O conjunto de estrangulador de cartucho pode incluir um módulo de estrangulamento que define um ou mais orifícios de estrangulador, que são alinháveis com o um ou mais orifícios de luva para facilitar a comunicação fluida através do conjunto de estrangulador de cartucho. Um dispositivo de controle de fluxo pode estar disposto de modo móvel dentro do corpo entre uma posição completamente aberta, em que o um ou mais orifícios de luva são expostos e o fluxo de fluido para dentro ou para fora do corpo por meio do conjunto de estrangulador de cartucho é facilitado, e uma posição completamente fechada, em que o um ou mais orifícios de luva são ocluídos pelo dispositivo de controle de fluxo e o fluxo de fluido para dentro ou para fora do corpo por meio do conjunto de estrangulador de cartucho é, então, impedido.

[017] As modalidades descritas no presente documento também fornecem um conjunto de controle de fluxo alternativo que pode ser usado em operações de produção ou injeção. Este conjunto de controle de fluxo alternativo também pode incluir um corpo cilíndrico que define um interior e uma ou mais aberturas fornecidas através de uma parede do corpo. Um conjunto de estrangulador compósito pode ser posicionado dentro do corpo e incluir uma luva interna fabricada de um primeiro material e que define um ou mais orifícios de estrangulador que coincidem com a uma ou mais aberturas. Uma luva externa pode ser dimensionada para receber a luva interna dentro da luva externa e pode ser fabricada de um segundo material que é mais dúctil do que o primeiro material. A luva externa pode definir um ou mais orifícios de luva alinháveis com o um ou mais orifícios de estrangulador para facilitar a comunicação fluida através do conjunto de estrangulador compósito. Um dispositivo de controle de fluxo pode estar disposto de modo móvel dentro do corpo entre uma posição completamente aberta, em que o um ou mais orifícios de estrangulador e o um ou mais orifícios de luva são expostos e o fluxo de fluido para dentro ou para fora do corpo por meio do conjunto de estrangulador compósito é facilitado, e uma posição completamente fechada, em que o um ou mais orifícios de estrangulador e o um ou mais orifícios de luva são ocluídos pelo dispositivo de controle de fluxo e o fluxo de fluido para dentro ou para fora do corpo por meio do conjunto de estrangulador compósito é, então, impedido.

[018] Em referência à Figura 1, é ilustrado um sistema de poço 100 que pode empregar os princípios da presente divulgação, de acordo com uma ou mais modalidades. Conforme representado, o sistema de poço 100 inclui um furo de poço 102 que se estende através de vários estratos terrestres e tem uma seção substancialmente vertical 104 que se estende até uma seção substancialmente horizontal 106. A porção superior da seção vertical 104 pode ter uma coluna de revestimento 108 cimentada na mesma, e a seção horizontal 106 pode se estender através de uma formação subterrânea que porta hidrocarboneto 110. Em pelo menos uma modalidade, a seção horizontal 106 pode estar disposta dentro ou, de outra forma, se estender através de uma seção de buraco aberto do furo de poço 102. Em outras modalidades, entretanto, a seção horizontal 106 pode ser revestida.

[019] Uma coluna de tubagem 112 pode ser posicionada dentro do furo de poço 102 e se estender desde a superfície (não mostrado). Em sua extremidade inferior, a coluna de tubagem 112 pode ser acoplada e, de outra forma, fazer parte de uma conclusão de interior de poço 114 disposta dentro da seção horizontal 106. A conclusão de interior de poço 114 serve para dividir o intervalo de conclusão em vários intervalos adjacentes à formação 110. Em operações de produção, a coluna de tubagem 112 fornece um conduto para fluidos extraídos da formação 110 percorrerem até a superfície e, portanto, pode ser distinguida como tubagem de produção. Em operações de injeção, entretanto, a coluna de tubagem 112 fornece um conduto para os fluidos serem injetados na formação e, portanto, pode ser distinguida, alternativamente, como uma tubagem de injeção.

[020] Conforme representado, a conclusão de interior de poço 114 pode incluir uma pluralidade de conjuntos de controle de fluxo 116 deslocados axialmente um do outro ao longo de porções da conclusão de interior de poço 114. Em algumas modalidades, cada conjunto de controle de fluxo 116 pode ser posicionado entre um par de obstruidores 118 que fornece uma vedação de fluido entre a conclusão de interior de poço 114 e o furo de poço 102, definindo, assim, intervalos correspondentes ao longo do comprimento da conclusão de interior de poço 114. Conforme descrito em maiores detalhes abaixo, cada conjunto de controle de fluxo 116 pode ser configurado para regular seletivamente o fluxo de fluido dentro e/ou fora da coluna de tubagem 112, dependendo da possibilidade de uma operação de produção ou de injeção ser realizada.

[021] Deve-se observar que embora a Figura 1 represente os conjuntos de controle de fluxo 116 como estando dispostos numa porção de buraco aberto do furo de poço 102, são contempladas no presente documento as modalidades em que um ou mais dentre os conjuntos de controle de fluxo 116 estão dispostos dentro de porções revestidas do furo de poço 102. Além disto, embora a Figura 1 represente um conjunto de controle de fluxo único 116 disposto em cada intervalo, será entendido por aqueles versados na técnica que qualquer quantidade de conjuntos de controle de fluxo 116 pode ser empregue dentro de um intervalo particular sem se afastar do escopo da divulgação. Adicionalmente, embora a Figura 1 represente múltiplos intervalos separados pelos obstruidores 118, será compreendido por aqueles versados na técnica que o intervalo de conclusão pode incluir qualquer quantidade de intervalos com uma quantidade correspondente de obstruidores 118 disposta nos mesmos. Em outras modalidades, os obstruidores 118 podem ser inteiramente omitidos do intervalo de conclusão, sem se afastar do escopo da divulgação.

[022] Embora a Figura 1 represente os conjuntos de controle de fluxo 116 como estando dispostos na seção horizontal 106 do furo de poço 102, aqueles versados na técnica reconhecerão prontamente que os conjuntos de controle de fluxo 116 são igualmente bem adequados para uso em poços que têm outras configurações direcionais, incluindo poços verticais, furos de poço desviados, poços inclinados, poços multilaterais, combinações dos mesmos e semelhantes. O uso de termos direcionais, tais como acima, abaixo, superior, inferior, para cima, para baixo, esquerda, direita, poço acima, poço abaixo e semelhantes, é usado em relação às modalidades ilustrativas conforme as mesmas são representadas nas Figuras, sendo que a direção para cima é em direção ao topo da Figura correspondente e a direção para baixo é em direção ao fundo da Figura correspondente, em que a direção poço acima é em direção à superfície do poço e a direção poço abaixo é em direção à ponta do poço.

[023] Agora em referência à Figura 2, com referência continuada à Figura 1, é ilustrada uma vista em perspectiva isométrica de um conjunto de controle de fluxo exemplificativo 200, de acordo com uma ou mais modalidades. O conjunto de controle de fluxo 200 (doravante “o conjunto 200”) pode ser o mesmo ou similar a qualquer um dos conjuntos de controle de fluxo 116 da Figura 1. Consequentemente, o conjunto 200 pode interpor porções superiores e inferiores ou comprimentos da coluna de tubagem 112 (Figura 1) na conclusão de interior de poço 114 (Figura 1) e pode, de outra forma, ser usado em operações tanto de produção quanto de injeção.

[024] Conforme ilustrado, o conjunto 200 pode incluir um corpo cilíndrico alongado 202 e um ou mais conjuntos de estrangulador de cartucho 204 (dois mostrados). O corpo 202 pode definir e, de outra forma, fornecer uma ou mais aberturas 206, em que cada abertura 206 é configurada para receber um conjunto correspondente dentre os conjuntos de estrangulador de cartucho 204. Consequentemente, a quantidade de aberturas 206 no corpo 202 corresponde à quantidade de conjuntos de estrangulador de cartucho 204 empregue no conjunto 200. Em algumas modalidades, dois conjuntos de estrangulador de cartucho 204 podem ser empregues no conjunto 200 e podem ser posicionados deslocados 180° um do outro em torno da circunferência do corpo 202. Em outras modalidades, entretanto, tal como na modalidade ilustrada, quatro conjuntos de estrangulador de cartucho 204 (dois escondidos) podem ser empregues no conjunto 200 e posicionados deslocados 90° um do outro em torno da circunferência do corpo 202. Em ainda outras modalidades, mais de quatro conjuntos de estrangulador de cartucho 204 podem ser empregues no conjunto 200, tal como cinco ou mais. Em ainda modalidades adicionais, três conjuntos de estrangulador de cartucho 204 podem ser empregues no conjunto 200 e deslocados angularmente um do outro em 120° em torno da circunferência do corpo 202.

[025] Cada uma dentre as Figuras 3A e 3B representa uma vista lateral em seção transversal em perspectiva isométrica do conjunto 200, em que a Figura 3A representa o conjunto 200 numa posição completamente aberta e a Figura 3B representa o conjunto 200 numa posição completamente fechada. Na modalidade ilustrada, quatro conjuntos de estrangulador de cartucho 204 são empregues no conjunto 200 e posicionados dentro de aberturas correspondentes 206 definidas no corpo 202. O conjunto 200 pode incluir um dispositivo de controle de fluxo 302 disposto de modo móvel dentro do corpo 202. O dispositivo de controle de fluxo 302 pode ser qualquer tipo de dispositivo de regulação de fluxo conhecido por aqueles versados na técnica. Na modalidade ilustrada, o dispositivo de controle de fluxo 302 é representado como uma luva de deslizamento que é axialmente móvel dentro do corpo 202 entre a primeira posição (isto é, a posição completamente aberta), conforme mostrado na Figura 3A, e uma segunda posição (isto é, a posição completamente fechada), conforme mostrado na Figura 3B. Em outras modalidades, entretanto, o dispositivo de controle de fluxo 302 pode compreender uma luva giratória, um plugue de deslizamento, uma esfera giratória, uma palheta oscilante, um bolso de abertura, uma janela de abertura ou uma válvula capaz de atuar o conjunto 200 entre as posições completamente aberta e completamente fechada, sem se afastar do escopo da divulgação.

[026] O dispositivo de controle de fluxo 302 pode ser atuado seletivamente entre as posições completamente aberta e fechada, e qualquer posição entre as mesmas, usando qualquer dispositivo de atuação adequado. Em algumas modalidades, por exemplo, o dispositivo de controle de fluxo 302 pode ser axialmente movido dentro do corpo 202 usando um dispositivo de atuação hidráulico. Em outras modalidades, entretanto, o dispositivo de controle de fluxo 302 pode ser atuado com um dispositivo de atuação mecânico, eletromecânico ou pneumático, sem se afastar do escopo da divulgação. O dispositivo de controle de fluxo 302 pode, ainda, ser atuado seletivamente a partir de uma localização remota, tal como uma localização na superfície. Em tais modalidades, o dispositivo de atuação que move o dispositivo de controle de fluxo 302 pode ser acoplado de modo comunicável à localização na superfície, e um operador pode ter capacidade para enviar sinais de comando para o dispositivo de atuação para mover seletivamente o dispositivo de controle de fluxo 302 entre as posições completamente aberta e fechada, e qualquer posição entre as mesmas, conforme desejado. Em outras modalidades, entretanto, o dispositivo de controle de fluxo 302 pode ser parcial ou completamente automatizado. Em tais modalidades, por exemplo, o controle do dispositivo de controle de fluxo 302 pode depender de uma queda de pressão medida através dos conjuntos de estrangulador de cartucho 204.

[027] O conjunto 200 pode incluir, ainda, uma vedação superior 304a e uma vedação inferior 304b posicionadas axialmente dentro do corpo 202 em qualquer extremidade axial dos conjuntos de estrangulador de cartucho 204. A vedação superior 304a pode interpor o corpo 202 e o dispositivo de controle de fluxo 302 quando o conjunto 200 estiver nas posições completamente aberta e completamente fechada. A vedação inferior 304b, entretanto, pode interpor o corpo 202 e o dispositivo de controle de fluxo 302 quando o conjunto 200 estiver na posição completamente fechada. Quando em contato radial com o dispositivo de controle de fluxo 302, a migração de fluido que passa pelas vedações superior e inferior 304a,b em qualquer direção pode ser substancialmente impedida. Consequentemente, quando o dispositivo de controle de fluxo 302 estiver na posição completamente fechada, conforme mostrado na Figura 3B, a migração de fluido para dentro ou para fora do conjunto 200 por meio dos conjuntos de estrangulador de cartucho 204 pode ser substancialmente impedida.

[028] Em algumas modalidades, uma ou ambas as vedações superior e inferior 304a,b podem ser distinguidas como uma vedação dinâmica. O termo “vedação dinâmica”, conforme usado no presente documento, se refere a uma vedação que fornece isolamento de pressão e/ou fluido entre os membros que têm deslocamento relativo entre os mesmos, por exemplo, uma vedação que veda contra uma superfície de deslocamento, ou uma vedação transportada num membro e que veda contra o outro membro. As vedações superior e inferior 304a,b podem ser fabricadas de uma variedade de materiais, incluindo, mas sem limitação, um elastômero, um metal, um compósito, uma borracha, uma cerâmica, um termoplástico, qualquer derivado dos mesmos e qualquer combinação dos mesmos. Em pelo menos uma modalidade, uma ou ambas as vedações superior e inferior 304a,b podem formar uma vedação metal-a-metal contra o dispositivo de controle de fluxo 302.

[029] O conjunto 200 também pode incluir uma luva interna 306 posicionada dentro do corpo 202 e que geralmente se estende entre as vedações superior e inferior 304a,b de modo que a luva interna 306 interponha as vedações superior e inferior 304a,b. Em algumas modalidades, a luva interna 306 pode ser fabricada de um material resistente à erosão, tal como, mas sem limitação, um grau de carboneto (por exemplo, tungstênio, titânio, tântalo, vanádio, etc.), um carboneto incorporado numa matriz de cobalto ou níquel por sinterização, uma cerâmica, um metal endurecido na superfície (por exemplo, metais nitretados, metais tratados com calor, metais carbonizados, etc.), um metal revestido na superfície, um material à base de cermeto, um compósito de matriz de metal, uma liga metálica nanocristalina, uma liga amorfa, uma liga metálica dura, diamante ou qualquer combinação dos mesmos.

[030] Conforme mostrado na Figura 3A, a luva interna 306 pode definir e, de outra forma, fornecer um ou mais orifícios de luva 308 que se estendem através da parede da luva interna 306. Conforme descrito em mais detalhes abaixo, os orifícios de luva 308 podem ser configurados para se alinharem com orifícios correspondentes (não identificados) definidos em cada conjunto de estrangulador de cartucho 204, e, possibilitando, assim, o fluxo de fluido através dos conjuntos de estrangulador de cartucho 204 para dentro ou para fora do conjunto 200. O dispositivo de controle de fluxo 302 pode ser móvel para acelerar ou “estrangular” o fluxo de fluido através dos conjuntos de estrangulador de cartucho 204 e, assim, regular de modo inteligente a taxa de fluxo para dentro ou para fora do conjunto 200. O movimento do dispositivo de controle de fluxo 302 em direção à posição completamente aberta (Figura 3A), por exemplo, pode resultar no aumento de fluxo de fluido para dentro ou para fora do conjunto 200, visto que orifícios adicionais 308 se tornam progressivamente expostos. Em contrapartida, o movimento do dispositivo de controle de fluxo 302 em direção à posição completamente fechada (Figura 3B) pode resultar na diminuição de fluxo de fluido para dentro ou para fora do conjunto 200, visto que os orifícios 308 se tornam progressivamente ocluídos pelo dispositivo de controle de fluxo 302.

[031] Agora em referência às Figuras 4A e 4B, com referência continuada às Figuras 3A e 3B, são ilustradas vistas laterais em seção transversal e em perspectiva isométrica explodidas, respectivamente, de um dado conjunto de estrangulador de cartucho 204 e da luva interna 306, de acordo com uma ou mais modalidades. Por uma questão de simplicidade, somente um conjunto de estrangulador de cartucho 204 é representado nas Figuras 4A e 4B, mas a descrição a seguir do conjunto de estrangulador de cartucho 204 pode ser aplicável a todos os outros conjuntos de estrangulador de cartucho 204 usados no conjunto 200 (Figuras 2, 3A e 3B). Conforme ilustrado, a luva interna 306 pode definir um ou mais bolsos rebaixados 402 em sua superfície radial externa. Cada bolso rebaixado 402 pode ser configurado para coincidir e, de outra forma, se alinhar com uma abertura correspondente dentre as aberturas 206 definidas no corpo 202. Além disto, cada bolso rebaixado 402 pode ser configurado para receber e assentar um conjunto de estrangulador de cartucho correspondente 204. Como resultado, uma quantidade de aberturas 206, bolsos rebaixados 402 e conjuntos de estrangulador de cartucho 204 pode ser igual. Conforme representado, os orifícios de luva 308 da luva interna 306 podem ser definidos de modo a coincidir com os bolsos rebaixados 402.

[032] O conjunto de estrangulador de cartucho 204 pode incluir um módulo de estrangulamento 404 que define e, de outra forma, fornece um ou mais orifícios de estrangulador 406 que se estendem através do corpo do módulo de estrangulamento 404. Os orifícios de estrangulador 406 podem ser configurados para se alinharem geralmente com os orifícios de luva 308 para facilitar a comunicação fluida através do conjunto de estrangulador de cartucho 204. O módulo de estrangulamento 404 pode ser fabricado de um material duro ou resistente à erosão, tal como qualquer um dos materiais resistentes à erosão listados no presente documento para a luva interna 306. Em algumas modalidades, entretanto, somente uma porção do módulo de estrangulamento 404 pode ser fabricada do material resistente à erosão, conforme será discutido em maiores detalhes abaixo.

[033] O módulo de estrangulamento 404 pode ser assentado dentro do bolso rebaixado 402 e acoplado de modo operacional à luva interna 306. Conforme usado no presente documento, o termo “acoplado de modo operacional” se refere a um acoplamento direto ou indireto entre dois elementos estruturais. Consequentemente, em pelo menos uma modalidade, o módulo de estrangulamento 404 pode ser acoplado de modo operacional à luva interna 306 acoplando-se diretamente à mesma usando, por exemplo, um ou mais fixadores mecânicos ou semelhantes.

[034] Em outras modalidades, entretanto, o conjunto de estrangulador de cartucho 204 pode incluir, ainda, um grampo de estrangulador 408 que pode ser usado para acoplar de modo operacional e, de outra forma, prender o módulo de estrangulamento 404 à luva interna 306. Conforme mais bem observado na Figura 4B, o grampo de estrangulador 408 pode incluir uma pluralidade de fixadores de torque mecânico 410 extensíveis através de buracos axialmente alinhados fornecidos tanto no grampo de estrangulador 408 quanto na luva interna 306. Os fixadores de torque mecânico 410 podem ser apertados para aplicar uma carga compressiva sobre o módulo de estrangulamento 404, que pode auxiliar a mitigar o potencial para fissuramento ou falha do módulo de estrangulamento 404 quando assume tensões mecânicas durante a operação. Conforme será entendido, entretanto, os fixadores de torque mecânico 410 podem ser substituídos por qualquer tipo de sistema de travamento mecânico capaz de aplicar uma carga de pré-compressão sobre o módulo de estrangulamento 404.

[035] Para ter capacidade para aplicar uma carga de pré-compressão sobre o módulo de estrangulamento 404, o grampo de estrangulador 408 pode ser contornado e, de outra forma, projetado para receber o módulo de estrangulamento 404. Conforme mais bem observado na Figura 4B, o módulo de estrangulamento 404 pode fornecer lados flangeados 412 que se estendem do corpo do módulo de estrangulamento 404, e o grampo de estrangulador 408 pode fornecer e, de outra forma, definir um perfil 414 configurado para receber os lados flangeados 412. Em pelo menos uma modalidade, os lados flangeados 412 podem deslizar no perfil 414 lateralmente para serem recebidos pelo grampo de estrangulador 408. Conforme será entendido, tal configuração de deslizamento pode se revelar vantajosa, visto que durante a vida útil do conjunto de estrangulador de cartucho 204, diversos tipos ou configurações diferentes do módulo de estrangulamento 404 podem ser usados, e a interação entre os lados flangeados 412 e o perfil 414 pode simplificar o processo de montagem e desmontagem do módulo de estrangulamento 404.

[036] Conforme identificado na Figura 4B, o grampo de estrangulador 408 pode, ainda, definir e, de outra formar, fornecer um ou mais orifícios de grampo 416. Quando o grampo de estrangulador 408 for usado, os orifícios de grampo 416 podem ser configurados para se alinharem geralmente com os orifícios de estrangulador 406 e os orifícios de luva 308 para facilitar a comunicação fluida através do conjunto de estrangulador de cartucho 204. Consequentemente, a quantidade de orifícios de luva 308, orifícios de estrangulador 406 e orifícios de grampo 416 pode ser igual. Em algumas modalidades, os orifícios de luva 308 e os orifícios de grampo 416 podem exibir um diâmetro maior e podem, de outra forma, ser mais amplos do que os orifícios de estrangulador 406.

[037] Em algumas modalidades, o conjunto de estrangulador de cartucho 204 pode incluir, ainda, uma gaxeta 418 que interpõe o grampo de estrangulador 408 e a luva interna 306. A gaxeta 418 pode ser contornada e, de outra forma, conformadas para ser assentada dentro do bolso rebaixado 402 e receber o módulo de estrangulamento 404 e o grampo de estrangulador 408. Em algumas modalidades, a gaxeta 418 pode ser configurada para fornecer um encaixe por interferência com um ou tanto com o módulo de estrangulamento 404 quanto com o grampo de estrangulador 408. Conforme ilustrado, a gaxeta 418 pode incluir, ainda, uma pluralidade de buracos 420 (Figura 4B) que são axialmente alinháveis com os buracos definidos no grampo de estrangulador 408 e na luva interna 306 para receber os fixadores de torque mecânico 410. Como resultado, os fixadores de torque mecânico 410 também podem se estender através dos buracos 420 para prender o grampo de estrangulador 408 na luva interna 306 e, de outra forma, aplicar uma carga compressiva sobre o módulo de estrangulamento 404.

[038] A gaxeta 418 pode ser fabricada de uma variedade de materiais adequados para o uso no interior de poço. Exemplos de materiais para a gaxeta 418 incluem, mas sem limitação, um elastômero, uma borracha, um plástico, um metal, um composto químico altamente viscoso e qualquer combinação dos mesmos. Dependendo do material selecionado, a gaxeta 418 pode se revelar útil na mitigação de efeitos de vibração no conjunto de estrangulador de cartucho 204, e fornecer, assim, um amortecimento contra a vibração que pode ser induzida devido ao fluxo de fluido e outros fatores operacionais. Além disto, dependendo do material selecionado, a gaxeta 418 também pode ser útil para pistonear o fluido que tenta entremear ou circular na interface entre o módulo de estrangulamento 404 e a luva interna 306. Consequentemente, em pelo menos uma modalidade, a gaxeta 418 pode operar como uma vedação entre a luva interna 306 e o conjunto de estrangulador de cartucho 204.

[039] Novamente em referência às Figuras 3A e 3B, e especialmente à Figura 3A, a luva interna 306 pode operar para fornecer proteção contra erosão para as superfícies internas do corpo 202 e outros recursos do conjunto 200 (por exemplo, a vedação inferior 304b) que podem estar na vizinhança de correntes de fluxo de fluido impingentes que passam através dos conjuntos de estrangulador de cartucho 204. Mais particularmente, partículas de areia e outros detritos arrastados em correntes de fluxo de fluido que atravessam os conjuntos de estrangulador de cartucho 204 podem impactar a parede interna do corpo 202 e resultar em erosão ou abrasão. Visto que é fabricada de um material resistente à erosão, entretanto, a luva interna 306 pode mitigar ou impedir a erosão no corpo 202 que pode, de outra forma, suceder devido a jatos impingentes, vórtices e fluxo turbulento através dos conjuntos de estrangulador de cartucho 204.

[040] Além disto, a disposição simétrica dos conjuntos de estrangulador de cartucho 204 em torno da circunferência do corpo 202 pode possibilitar o cancelamento de pelo menos uma porção da energia de correntes de fluxo de fluido que entram ou saem do conjunto 200 por meio dos conjuntos de estrangulador de cartucho 204. Na modalidade ilustrada, os orifícios de luva 308, os orifícios de estrangulador 406 (Figura 4A) e os orifícios de grampo 416 (Figura 4B) podem ser alinhados e dispostos de modo que as correntes de fluxo de fluido que entram no conjunto 200 por meio dos conjuntos de estrangulador de cartucho simetricamente dispostos 204 possam entrar num ângulo substancialmente ortogonal ao eixo geométrico longitudinal do conjunto 200. Como resultado, as correntes de fluxo de fluido de entrada podem impactar umas às outras dentro do corpo 202 e substancialmente dissipar a energia antes de impingir na luva interna 306.

[041] Em outras modalidades, entretanto, os orifícios de luva 308, os orifícios de estrangulador 406 (Figura 4A) e os orifícios de grampo 416 (Figura 4B) podem ser alinhados e dispostos de modo que as correntes de fluxo de fluido que entram no conjunto 200 por meio dos conjuntos de estrangulador de cartucho 204 possam entrar num ângulo que é substancialmente tangente ao corpo 202. Em tais modalidades, as correntes de fluxo de fluido que entram no corpo 202 por meio dos conjuntos de estrangulador de cartucho 204 podem prosseguir circunferencialmente em torno da superfície interna da luva interna 306 até impactar uma corrente de fluxo de fluido de um conjunto de estrangulador de cartucho angularmente adjacente 204 configurado para descarregar sua corrente de fluxo de fluido numa direção oposta. Como resultado, as correntes de fluxo de fluido opostas podem substancialmente cancelar umas às outras.

[042] O conjunto 200 também pode se revelar vantajoso no impedimento de erosão durante as operações de injeção. Por exemplo, a mitigação de erosão pode ser alcançada controlando-se a geometria da entrada, da saída e do caminho de fluxo em seção transversal gerado através dos orifícios alinhados. Conforme será entendido, isto pode controlar de modo eficaz a difusão de correntes de jato que saem dos conjuntos de estrangulador de cartucho 204. A mitigação de erosão pode, ainda, ser alcançada colocando-se blindagens de defletor seletivas (não mostradas) no exterior do conjunto para auxiliar a orientar a direção das correntes de fluido ejetadas. Tais blindagens de defletor podem ser fabricadas de materiais resistentes à erosão mais duros, tais como, mas sem limitação, um grau de carboneto, um carboneto incorporado numa matriz de cobalto ou níquel por sinterização, uma cerâmica, um metal endurecido na superfície, um metal revestido na superfície, um material à base de cermeto, um compósito de matriz de metal, uma liga metálica nanocristalina, uma liga amorfa, uma liga metálica dura, diamante ou qualquer combinação dos mesmos.

[043] Agora em referência às Figuras 5A e 5B, são ilustradas vistas de uma modalidade exemplificativa do módulo de estrangulamento 404 das Figuras 4A e 4B. Mais particularmente, a Figura 5A representa uma vista em seção transversal em perspectiva isométrica do módulo de estrangulamento 404, e a Figura 5B representa uma vista lateral em seção transversal de um dos orifícios de estrangulador 406 do módulo de estrangulamento 404. Em algumas modalidades, conforme ilustrado na Figura 5A, o módulo de estrangulamento 404 pode compreender um bloco de material monolítico e os orifícios de estrangulador 406 podem ser definidos através do bloco do topo até o fundo. Conforme indicado acima, o material para o módulo de estrangulamento 404 pode compreender qualquer um dos materiais resistentes à erosão mencionados no presente documento. Em pelo menos uma modalidade, entretanto, o material para o módulo de estrangulamento 404 pode compreender especificamente carboneto de tungstênio ou um material de cerâmica.

[044] Os orifícios de estrangulador 406 podem ser posicionados linearmente ao longo do comprimento do módulo de estrangulamento 404 ou podem, alternativamente, ser escalonados em vários padrões geométricos ou aleatórios. Na modalidade ilustrada, os orifícios de estrangulador 406 são linearmente alinhados e incluem cinco orifícios de estrangulador menores 406 e um orifício maior 502. O orifício maior 502, algumas vezes chamado de “orifício aberto completamente amplo”, pode permitir fluxo de fluido maximizado através do módulo de estrangulamento 404 quando o conjunto 200 (Figuras 3A e 3B) estiver na posição completamente aberta. Em algumas modalidades, o tamanho dos orifícios de estrangulador menores 406 pode mudar progressivamente ao longo do comprimento do módulo de estrangulamento 404, e alterar, assim, o potencial de medição de fluido do módulo de estrangulamento 404. Por exemplo, os orifícios de estrangulador menores 406 podem se tornar progressivamente menores ou maiores da direita para a esquerda na Figura 5A. Conforme será entendido, o tamanho, o projeto e a configuração geral dos orifícios 406 (incluindo o orifício aberto completamente amplo 502) podem ser personalizadas e otimizadas para se adequar a uma aplicação ou operação de interior de poço particular.

[045] Em referência à Figura 5B, cada orifício de estrangulador 406 pode incluir uma entrada 504a, uma saída 504b e um caminho de fluxo 506 que se estende entre a entrada 504a e a saída 504b. Conforme será entendido, a orientação da entrada 504a e da saída 504b pode ser revertida dependendo das operações de produção ou injeção que são conduzidas. O projeto particular do orifício 406 pode controlar o desempenho de fluxo e os parâmetros de fluxo, tais como queda de pressão através do módulo de estrangulamento 404, a velocidade de fluxo de fluido através do orifício de estrangulador 406 e o coeficiente de descarga (Cd) e de válvula (Cv) para o módulo de estrangulamento 404. Outros parâmetros de fluxo que podem ser controlados pelos projetos particulares do orifício 406 incluem uma densidade de fluxo de fluido através do orifício de estrangulador 406 e uma viscosidade de fluxo de fluido através do orifício de estrangulador 406. Na modalidade ilustrada, o caminho de fluxo 406 define uma estrutura do tipo bocal geralmente convergente-divergente, que cria essencialmente um efeito venturi através do módulo de estrangulamento 404. Como resultado, o orifício 406 pode se revelar vantajosa na dispersão de energia de fluido que entra ou sai do conjunto 200 (Figuras 3A e 3B).

[046] Agora em referência às Figuras 6A e 6B, com referência continuada às Figuras 5A e 5B, são ilustradas vistas de outra modalidade exemplificativa do módulo de estrangulamento 404 das Figuras 4A e 4B. A Figura 6A representa uma vista em seção transversal em perspectiva isométrica do módulo de estrangulamento 404, e a Figura 6B representa uma vista lateral em seção transversal de um dos orifícios de estrangulador 406 do módulo de estrangulamento 404. Na modalidade ilustrada, o módulo de estrangulamento 404 pode compreender uma estrutura em camadas que inclui pelo menos uma primeira camada ou camada superior 602a, uma segunda camada ou camada intermediária 602b e uma terceira camada ou camada inferior 602c. Embora somente três camadas 602a, 602b, 602c sejam mostradas nas Figuras 6A e 6B, será entendido que mais ou menos que três camadas podem ser utilizadas no módulo de estrangulamento 404, sem se afastar do escopo da divulgação.

[047] As camadas 602a, 602b, 602c podem ser acopladas e, de outra forma, ligadas umas às outras para formar um componente estrutural monolítico. Meios de fixação adequados incluem, mas sem limitação, fixadores mecânicos (por exemplo, cavilhas, parafusos, etc.), soldagem, brasagem, ligação química (por exemplo, adesivos, etc.), ligação por difusão e qualquer combinação dos mesmos. Os orifícios de estrangulador 406 podem ser definidos através de cada uma das camadas 602a, 602b, 602c para facilitar o fluxo de fluido através do módulo de estrangulamento 404.

[048] Uma vantagem de ter várias camadas 602a, 602b, 602c que compõem o módulo de estrangulamento 404 é a capacidade para aumentar a força mecânica do módulo de estrangulamento 404, similar à forma como um material compósito é mecanicamente reforçado incorporando-se dois ou mais materiais. Por exemplo, em pelo menos uma modalidade, a camada intermediária 602b pode compreender um material resistente à erosão, tal como qualquer um dos materiais resistentes à erosão mencionados no presente documento. Os materiais resistentes à erosão são geralmente quebradiços e propensos a fissuramento após assumir tensão mecânica. Para reforçar a camada intermediária 602b, uma ou ambas as camadas superior e inferior 602a,c podem ser fabricadas de um material mais dúctil, ou um material que exiba um módulo de elasticidade mais alto/mais baixo (diferencial), tal como, mas sem limitação, metais e ligas ferrosos, metais e ligas não ferrosos, espumas de metal, compósitos de metal, fibras sintéticas de para-aramida (KEVLAR ®), um pano ou fio de nanofibra de carbono, um compósito não de metal e qualquer combinação dos mesmos. Com uma ou ambas as camadas superior e inferior 602a,c fabricadas de um material mais flexível ou rígido, o módulo de estrangulamento 404 pode exibir um módulo de elasticidade mais alto, permitindo, assim, que o conjunto de estrangulador de cartucho 204 (Figuras 3A e 3B e 4A e 4B) se flexione mais durante a operação.

[049] Outra vantagem de ter várias camadas 602a, 602b, 602c que compõem o módulo de estrangulamento 404 é a capacidade para alcançar projetos intrincados do orifício 406 e, mais particularmente, o caminho de fluxo 506 que se estende entre a entrada 504a e a saída 504b. Mais particularmente, um módulo de estrangulamento em camadas 404 pode permitir o projeto e a fabricação de orifícios 406 de vários formatos, tamanhos e projetos que podem, de outra forma, ser impossíveis ou altamente difíceis de fabricar a partir de um bloco de material monolítico.

[050] Em referência às Figuras 7A a 7T, por exemplo, e com referência continuada às Figuras 5B e 6B, são ilustrados diversos projetos exemplificativos para o orifício de estrangulador 406. Embora as vistas em seção transversal das Figuras 7A a 7T representem o orifício de estrangulador 406 como sendo definido num módulo de estrangulamento 404 fabricado de um material monolítico, similar à Figura 5B, será entendido que qualquer um dos orifícios de estrangulador 406 das Figuras 7A a 7T pode, alternativamente, ser definido num módulo de estrangulamento 404 fabricado de camadas múltiplas 602a, 602b, 602c, similar à Figura 6B.

[051] Conforme ilustrado, o caminho de fluxo 506 que se estende entre a entrada e a saída 504a,b (Figuras 5B e 6B) pode exibir uma variedade de projetos e/ou configurações. Em geral, o caminho de fluxo 506 pode fornecer um conduto tortuoso que se estende entre a entrada 504a e a saída 504b, que pode aumentar a queda de pressão através do módulo de estrangulamento 404 e, assim, permitir que o módulo de estrangulamento 404 controle o fluxo diferentemente através da mesma sessão transversal. Mais particularmente, para a mesma espessura (sessão transversal) entre a entrada 504a e a saída 504b, uma queda de pressão diferente pode ser alcançada através do módulo de estrangulamento 404 como um resultado de caminhos de fluxo mais longos ou angulados 506, que resultam no aumento de atrito de fluxo e mais perda de energia angular.

[052] O caminho de fluxo 506 de alguns orifícios de estrangulador 406, por exemplo, pode exibir um projeto convergente-divergente ou divergente- convergente, tal como mostrado nas Figuras 7A a 7C e 7F. O caminho de fluxo 506 de outros orifícios de estrangulador 406 pode exibir um projeto de estreitamento, tal como mostrado nas Figuras 7K a 7R. O caminho de fluxo 506 de ainda outros orifícios de estrangulador 406 pode exibir um projeto de caminho de fluxo tortuoso, tal como mostrado nas Figuras 7E e 7G a 7J. O caminho de fluxo 506 de orifícios de estrangulador ainda adicionais 406 pode exibir um projeto geralmente linear, tal como mostrado nas Figuras 7D, 7S e 7T. Conforme será entendido, a entrada e a saída 504a,b em qualquer um dos orifícios de estrangulador 406 podem ser invertidas para acomodar aplicações de fluxo particulares.

[053] Conforme será entendido, caminhos de fluxo projetados diferentemente 506 podem ser vantajosos para aplicações diferentes; isto é, injeção, produção, produção de gás, produção de líquido, etc., e o projeto modular do módulo de estrangulamento 404 pode permitir que um operador simplesmente troque um módulo de estrangulamento 404 com outro que é mais adequado para uma aplicação. Os vários projetos dos estranguladores de orifício 406 podem permitir a manipulação de parâmetros de fluxo alterando-se os perfis de pressão e velocidade de várias formas ao longo do comprimento do caminho de fluxo 506. Os efeitos reais destes perfis podem ser determinados por modelagem, simulação, análise de dinâmicas de fluido computacional e teste de fluxo. Isto pode auxiliar com boas mudanças de desempenho no devido curso para controle de reservatório contínuo e otimizado.

[054] Agora em referência às Figuras 8A a 8N, com referência continuada às Figuras 7A a 7T, são ilustradas vistas da entrada 504a e/ou da saída 504b de qualquer um dos condutos de estrangulador 406 descritos no presente documento, de acordo com diversas modalidades. Conforme ilustrado, a entrada 504a e/ou a saída 504b podem exibir uma variedade de formatos geométricos ou configurações, incluindo, mas sem limitação, circular, ovular, ovoide, poligonal, poligonal com cantos arredondados, gota, arqueado e qualquer combinação dos mesmos. Conforme mostrado na Figura 8N, a entrada 504a e/ou a saída 504b podem exibir uma combinação de vários formatos geométricos.

[055] Agora em referência às Figuras 9A e 9B, com referência continuada às Figuras 3A e 3B, são ilustradas vistas laterais em perspectiva isométrica e em seção transversal, respectivamente, de um conjunto de estrangulador compósito 900, de acordo com uma ou mais modalidades. O conjunto de estrangulador compósito 900 pode ser uma alternativa ou, de outra forma, substituição dos conjuntos de estrangulador de cartucho 204 descritos no presente documento. Consequentemente, o conjunto de estrangulador compósito 900 pode formar parte do conjunto 200 das Figuras 2, 3A e 3B e pode, de outra forma, ser preso dentro do corpo 202 para regular de modo inteligente o fluxo de fluido para dentro ou para fora do corpo 202.

[056] Conforme ilustrado, o conjunto de estrangulador compósito 900 pode incluir uma luva interna 902 e uma luva externa 904. A luva interna 902 pode ser similar, em alguns aspectos, à luva interna 306 descrita acima em referência às Figuras 3A e 3B e 4A e 4B. Por exemplo, a luva interna 902 pode ser posicionada dentro do corpo 202 e geralmente se estende entre as vedações superior e inferior 304a,b (Figuras 3A e 3B) de modo que a luva interna 902 interponha as vedações superior e inferior 304a,b. Além disto, em algumas modalidades, a luva interna 902 pode ser fabricada de um material resistente à erosão, tal como, mas sem limitação, um grau de carboneto (por exemplo, tungstênio, titânio, tântalo, vanádio, etc.), um carboneto incorporado numa matriz de cobalto ou níquel por sinterização, uma cerâmica, um metal endurecido na superfície (por exemplo, metais nitretados, metais tratados com calor, metais carbonizados, etc.), um metal revestido na superfície, um material à base de cermeto, um compósito de matriz de metal, uma liga metálica nanocristalina, uma liga amorfa, uma liga metálica dura, diamante ou qualquer combinação dos mesmos. A luva interna 902 também pode definir e, de outra forma, fornecer um ou mais orifícios de estrangulador 906 que se estendem através da parede da luva interna 902 em localizações estratégicas. Por exemplo, a luva interna 902 pode ser orientada dentro do corpo 202 do conjunto 200 de modo que os orifícios de estrangulador 906 se alinhem e, de outra forma, coincidam com as aberturas 206 definidas no corpo 202, facilitando, assim, o fluxo de fluido para dentro ou para fora do corpo 202 por meio do conjunto de estrangulador compósito 900.

[057] As luvas internas e externas 902, 904 podem ser cilíndricas, em geral, e a luva externa 904 pode ser dimensionada para receber a luva interna 902 no seu interior. Em algumas modalidades, a luva interna 902 pode definir um ombro radial 908 numa extremidade, e a luva externa 904 pode ser estendida ao longo da luva interna 902 até engatar o ombro radial 908. A luva externa 904 pode ser fabricada de um material que é mais dúctil ou exibe um módulo de elasticidade mais alto em comparação ao material da luva interna 902. Materiais adequados para a luva externa 904 incluem, mas sem limitação, metais e ligas ferrosos (por exemplo, aço inoxidável, aço cromado, ligas de níquel, etc.), metais e ligas não ferrosos (por exemplo, alumínio, titânio, latão, cobre e qualquer liga dos mesmos), uma espuma de metal, um compósito de metal, fibras sintéticas de para-aramida (KEVLAR ®), um pano ou fio de nanofibra de carbono, qualquer combinação dos mesmos.

[058] A luva externa 904 pode ser acoplada à superfície externa da luva interna 902 de modo que uma carga de pré-compressão seja aplicada à luva interna 902. Em algumas modalidades, por exemplo, a luva externa 904 pode ser encaixada por contração ou encaixada por pressão na superfície externa da luva interna 902 e, assim, transferir uma carga compressiva para a luva interna 902. Conforme será entendido, a aplicação da luva interna 902 em pré-compressão pode se revelar vantajoso na mitigação de potencial para fissuramento ou falha do material relativamente quebradiço da luva interna 902 quando assume tensões mecânicas durante a operação.

[059] Em pelo menos uma modalidade, a luva externa 904 pode definir uma perfuração 910 configurada para receber um fixador mecânico (não mostrado), tal como um parafuso, uma cavilha, um pino, etc., que pode ser estendido através da perfuração 910 e pelo menos parcialmente na luva interna 902 localizada abaixo da mesma. O fixador mecânico pode operar para impedir a rotação da luva externa 904 em relação à luva interna 902 e, portando, pode ser distinguido como um pino antirrotação.

[060] A luva externa 904 pode definir um ou mais orifícios de luva 912 que se estendem através da parede da luva externa 904. Os orifícios de luva 912 podem ser configurados para se alinhar, em geral, com os orifícios de estrangulador 906 para facilitar a comunicação fluida para dentro ou para fora do conjunto 200 (Figuras 3A e 3B) por meio do conjunto de estrangulador compósito 900. Consequentemente, os orifícios de luva 912 também podem ser posicionados para alinhar e, de outra forma, coincidir com as aberturas 206 no corpo 202. As aberturas para qualquer um dos orifícios de estrangulador ou de luva 906, 912 podem exibir uma variedade de formatos geométricos ou configurações, incluindo, mas sem limitação, circular, ovular, ovoide, poligonal, poligonal com cantos arredondados, gota, arqueado e qualquer combinação dos mesmos.

[061] Em algumas modalidades, os orifícios de estrangulador e de luva alinhados 906, 912 podem ser posicionados linearmente ao longo do comprimento axial do conjunto de estrangulador compósito 900. Em outras modalidades, entretanto, os orifícios de estrangulador e de luva alinhados 906, 912 podem, alternativamente, ser escalonados em vários padrões geométricos ou aleatórios. Cada coleção de orifícios de estrangulador e de luva alinhados 906, 912 pode ser posicionada diametralmente oposta a outra coleção de orifícios de estrangulador e de luva alinhados 906, 912 da mesma quantidade e configuração. Na modalidade ilustrada, os orifícios de estrangulador e de luva alinhados 906, 912 são representados como estando dispostos num ângulo substancialmente ortogonal ao eixo geométrico longitudinal do conjunto 200. Como resultado, as correntes de fluxo de fluido opostas que entram no corpo 202 por meio do conjunto de estrangulador compósito 900 podem impactar umas às outras dentro do corpo 202 e dissipar substancialmente a energia antes de impingir na luva interna 902.

[062] Em outras modalidades, entretanto, os orifícios de estrangulador e de luva alinhados 906, 912 podem ser alinhados e dispostos de modo que as correntes de fluxo de fluido que entram no conjunto 200 por meio dos conjuntos de estrangulador de cartucho 204 possam entrar num ângulo que é substancialmente tangente ao corpo 202. Em tais modalidades, as correntes de fluxo de fluido que entram no corpo 202 por meio do conjunto de estrangulador compósito 900 podem prosseguir circunferencialmente em torno da superfície interna da luva interna 902 até impactar uma corrente de fluxo de fluido de uma coleção angularmente adjacente de orifícios de estrangulador e de luva alinhados 906, 912 que descarrega sua corrente de fluxo de fluido numa direção oposta. Como resultado, as correntes de fluxo de fluido opostas podem substancialmente cancelar umas às outras.

[063] Cada coleção de orifícios de estrangulador e de luva alinhados 906, 912 pode compreender qualquer quantidade de orifícios 906, 912. Na modalidade ilustrada, por exemplo, coleções de orifícios de estrangulador e de luva alinhados 906, 912 são representadas como compreendendo cinco orifícios menores que conduzem a um orifício maior. Outras coleções ilustradas de orifícios de estrangulador e de luva alinhados 906, 912 são representadas como compreendendo somente um orifício menor e um orifício maior. Conforme discutido acima, o orifício maior pode ser distinguido como o “orifício aberto completamente amplo”, que pode permitir o fluxo de fluido maximizado através do conjunto de estrangulador compósito 900 quando o conjunto 200 (Figuras 3A e 3B) estiver na posição completamente aberta. Em algumas modalidades, os tamanhos e/ou dimensões dos orifícios de estrangulador e de luva alinhados 906, 912 podem mudar progressivamente ao longo do comprimento axial do conjunto de estrangulador compósito 900 e, assim, alterar o potencial de medição de fluido do conjunto de estrangulador compósito 900. Por exemplo, os orifícios menores podem ser tornar progressivamente menores ou maiores da direita para a esquerda nas Figuras 9A ou 9B. Conforme será entendido, o tamanho, o projeto e a configuração geral dos orifícios de estrangulador e de luva alinhados 906, 912 (incluindo o orifício aberto completamente amplo 502) podem ser personalizados e otimizados para se adequar a uma aplicação ou operação no interior de poço particular.

[064] Em algumas modalidades, os orifícios de luva 912 podem exibir um diâmetro maior e podem, de outra forma, ser mais amplos do que os orifícios de estrangulador 906. Conforme será entendido, isto pode assegurar que a ação de aceleramento durante a operação ocorra através dos orifícios de estrangulador 906, que são fornecidos num material mais duro que exibe maiores resistências à erosão. A intensidade e dureza mais altas do material mais macio da luva externa 904, entretanto, pode servir para manter o impulso compressivo circunferencial na luva interna 902 durante a operação. A partir de um ponto de vista de estabilidade e força mecânica, a luva externa 904 tem, geometricamente, melhor resistência à tensão inerente em comparação a um estrangulador cilíndrico sob pressões de ruptura diferenciais assumidas durante as operações de injeção. Em outras palavras, pela natureza do fator de forma e da espessura de seção transversal, combinada com a razão de aspecto dimensional linear, a luva externa 904 pode ser projetada para suportar altas pressões de ruptura. Como resultado, a luva externa 904 pode se revelar vantajosa no combate de tensões de aro e forças assumidas pela luva interna 902 devido aos altos diferenciais de escoamento.

[065] Em referência à Figura 9B, o dispositivo de controle de fluxo 302 pode ser móvel para acelerar ou “estrangulador” o fluxo de fluido através do conjunto de estrangulador compósito 900 e, assim, regular de modo inteligente a taxa de fluxo para dentro ou para fora do conjunto 200 (Figuras 2, 3A e 3B). O movimento do dispositivo de controle de fluxo 302 em direção à posição completamente aberta, conforme mostrado na Figura 9B, por exemplo, pode resultar no aumento de fluxo de fluido para dentro ou para fora do conjunto 200, visto que orifícios de estrangulador e de luva alinhados adicionais 906, 912 se tornam progressivamente expostos. Em contrapartida, o movimento do dispositivo de controle de fluxo 302 em direção à posição completamente fechada, em que os orifícios de estrangulador e de luva 906, 912 estão todos ocluídos pelo dispositivo de controle de fluxo 302, pode resultar na diminuição de fluxo de fluido para dentro ou para fora do conjunto 200, visto que os orifícios de estrangulador e de luva alinhados 906, 912 se tornam progressivamente ocluídos.

[066] A luva interna 902 pode operar para fornecer proteção contra erosão para as superfícies internas do corpo 202 e outros recursos do conjunto 200 que podem estar na vizinhança de correntes de fluxo de fluido impingentes que passam através do conjunto de estrangulador compósito 900. Mais particularmente, as partículas de areia e outros detritos arrastados em correntes de fluxo de fluido que atravessam o conjunto de estrangulador compósito 900 podem impactar a parede interna do corpo 202 e resultar na erosão ou abrasão. Visto que é fabricada de um material resistente à erosão, entretanto, a luva interna 902 pode mitigar ou impedir a erosão no corpo 202 que pode, de outra forma, suceder devido a jatos impingentes, vórtices e fluxo turbulento através do conjunto de estrangulador compósito 900.

[067] A estabilidade e força mecânica e do conjunto de estrangulador compósito 900 podem fornecer uma vantagem de robustez sobre um estrangulador cilíndrico de material único sob pressão de ruptura que resulta do diferencial de escoamento durante as operações de injeção. Conforme será entendido, o uso inteligente de pré-tensão aplicada pela luva externa 904 para criar uma alavanca mecânica auxilia o conjunto de estrangulador compósito 900 a suportar altas pressões de ruptura em comparação a um conjunto de estrangulador cilíndrico convencional para o mesmo fator de forma.

[068] As modalidades divulgadas no presente documento incluem:

[069] A. Um conjunto de controle de fluxo que inclui um corpo cilíndrico que define um interior e uma ou mais aberturas fornecidas através de uma parede do corpo, uma luva interna posicionada no interior do corpo e que define um ou mais bolsos rebaixados numa superfície radial externa da luva interna, em que o um ou mais bolsos rebaixados coincidem com a uma ou mais aberturas através da parede do corpo e um ou mais orifícios de luva são definidos na luva interna em cada bolso rebaixado, um conjunto de estrangulador de cartucho recebido dentro de cada abertura e acoplado de modo operacional à luva interna num bolso correspondente dentre o um ou mais bolsos rebaixados, sendo que o conjunto de estrangulador de cartucho inclui um módulo de estrangulamento que define um ou mais orifícios de estrangulador alinháveis com o um ou mais orifícios de luva para facilitar a comunicação fluida através do conjunto de estrangulador de cartucho, e um dispositivo de controle de fluxo disposto de modo móvel dentro do corpo entre uma posição completamente aberta, em que o um ou mais orifícios de luva são expostos e o fluxo de fluido para dentro ou para fora do corpo por meio do conjunto de estrangulador de cartucho é facilitado, e uma posição completamente fechada, em que o um ou mais orifícios de luva são ocluídos pelo dispositivo de controle de fluxo e o fluxo de fluido para dentro ou para fora do corpo por meio do conjunto de estrangulador de cartucho é, então, impedido.

[070] B. Um sistema de poço que inclui uma coluna de tubagem extensível dentro de um a furo de poço, pelo menos um conjunto de controle de fluxo posicionado entre os segmentos superiores e inferiores da coluna de tubagem e que inclui um corpo cilíndrico que define um interior e uma ou mais aberturas fornecidas através de uma parede do corpo, em que o interior está em comunicação fluida com a coluna de tubagem, uma luva interna posicionada no interior do corpo e que define um ou mais bolsos rebaixados numa superfície radial externa da luva interna, em que o um ou mais bolsos rebaixados coincidem com a uma ou mais aberturas através da parede do corpo e um ou mais orifícios de luva são definidos na luva interna em cada bolso rebaixado, um conjunto de estrangulador de cartucho recebido dentro de cada abertura e acoplado de modo operacional à luva interna num bolso correspondente dentre o um ou mais bolsos rebaixados, sendo que o conjunto de estrangulador de cartucho inclui um módulo de estrangulamento que define um ou mais orifícios de estrangulador alinháveis com o um ou mais orifícios de luva para facilitar a comunicação fluida através do conjunto de estrangulador de cartucho, e um dispositivo de controle de fluxo disposto de modo móvel dentro do corpo entre uma posição completamente aberta, em que o um ou mais orifícios de luva são expostos e o fluxo de fluido para dentro ou para fora do pelo menos um conjunto de controle de fluxo por meio do conjunto de estrangulador de cartucho é facilitado, e uma posição completamente fechada, em que o um ou mais orifícios de luva são ocluídos pelo dispositivo de controle de fluxo e o fluxo de fluido para dentro ou para fora do pelo menos um conjunto de controle de fluxo por meio do conjunto de estrangulador de cartucho é, então, impedido.

[071] C. Um método que inclui introduzir uma coluna de tubagem num furo de poço, sendo que a coluna de tubagem tem pelo menos um conjunto de controle de fluxo posicionado entre os segmentos superiores e inferiores da coluna de tubagem, em que o pelo menos um conjunto de controle de fluxo inclui um corpo cilíndrico que define um interior e uma ou mais aberturas fornecidas através de uma parede do corpo, em que o interior está em comunicação fluida com a coluna de tubagem, uma luva interna posicionada no interior do corpo e que define um ou mais bolsos rebaixados numa superfície radial externa da luva interna, em que o um ou mais bolsos rebaixados coincidem com a uma ou mais aberturas através da parede do corpo e um ou mais orifícios de luva são definidos na luva interna em cada bolso rebaixado, um conjunto de estrangulador de cartucho recebido dentro de cada abertura e acoplado de modo operacional à luva interna num bolso correspondente dentre o um ou mais bolsos rebaixados, sendo que o conjunto de estrangulador de cartucho inclui um módulo de estrangulamento que define um ou mais orifícios de estrangulador alinháveis com o um ou mais orifícios de luva para facilitar a comunicação fluida através do conjunto de estrangulador de cartucho, e um dispositivo de controle de fluxo disposto de modo móvel dentro do corpo entre uma posição completamente aberta, em que o um ou mais orifícios de luva são expostos e o fluxo de fluido para dentro ou para fora do pelo menos um conjunto de controle de fluxo por meio do conjunto de estrangulador de cartucho é facilitado, e uma posição completamente fechada, em que o um ou mais orifícios de luva são ocluídos pelo dispositivo de controle de fluxo e o fluxo de fluido para dentro ou para fora do pelo menos um conjunto de controle de fluxo por meio do conjunto de estrangulador de cartucho é, então, impedido, e atuar o dispositivo de controle de fluxo para regular o fluxo de fluido para dentro ou para fora do pelo menos um conjunto de controle de fluxo por meio do conjunto de estrangulador de cartucho.

[072] Cada uma das modalidades A, B e C pode ter um ou mais dos elementos adicionais a seguir em qualquer combinação: Elemento 1: compreender, ainda, dois ou mais conjuntos de estrangulador de cartucho acoplados ao corpo e simetricamente dispostos em torno de uma circunferência do corpo. Elemento 2: em que o dispositivo de controle de fluxo é selecionado do grupo que consiste numa luva de deslizamento, uma luva giratória, um plugue de deslizamento, uma esfera giratória, uma palheta oscilante, um bolso de abertura, uma janela de abertura, uma válvula e qualquer combinação dos mesmos. Elemento 3: em que uma ou tanto a luva interna quanto o módulo de estrangulamento compreendem um material resistente à erosão selecionado do grupo que consiste num grau de carboneto, um carboneto incorporado numa matriz de cobalto ou níquel, uma cerâmica, um metal endurecido na superfície, um metal revestido na superfície, um material à base de cermeto, um compósito de matriz de metal, uma liga metálica nanocristalina, uma liga amorfa, uma liga metálica dura, diamante e qualquer combinação dos mesmos. Elemento 4: em que o conjunto de estrangulador de cartucho compreende, ainda, um grampo de estrangulador que acopla de modo operacional o módulo de estrangulamento à luva interna e define um ou mais orifícios de grampo alinháveis com o um ou mais orifícios de estrangulador e o um ou mais orifícios de luva para facilitar a comunicação fluida através do conjunto de estrangulador de cartucho. Elemento 5: em que o grampo de estrangulador aplica uma carga de pré-compressão sobre o módulo de estrangulamento. Elemento 6: em que o módulo de estrangulamento fornece lados flangeados e o grampo de estrangulador define um perfil que recebe os lados flangeados. Elemento 7: em que o conjunto de estrangulador de cartucho compreende, ainda, uma gaxeta que interpõe o grampo de estrangulador e a luva interna, sendo que a gaxeta é contornada para se assentar dentro do bolso correspondente dentre o um ou mais bolsos rebaixados e receber o módulo de estrangulamento e o grampo de estrangulador. Elemento 8: em que o um ou mais orifícios de luva e o um ou mais orifícios de estrangulador são alinhados ortogonais a um eixo geométrico longitudinal do corpo. Elemento 9: em que o um ou mais orifícios de luva e o um ou mais orifícios de estrangulador são alinhados num ângulo que é tangente ao corpo. Elemento 10: em que cada orifício de estrangulador inclui uma entrada, uma saída e um caminho de fluxo que se estende entre a entrada e a saída, e em que o caminho de fluxo controla pelo menos uma dentre uma queda de pressão através do módulo de estrangulamento, uma velocidade de fluxo de fluido através do orifício de estrangulador, uma densidade de fluxo de fluido através do orifício de estrangulador, uma viscosidade de fluxo de fluido através do orifício de estrangulador, um coeficiente de descarga para o módulo de estrangulamento e um coeficiente de válvula para o módulo de estrangulamento. Elemento 11: em que um ou tanto a entrada quanto a saída exibem um formato geométrico selecionado do grupo que consiste em circular, ovular, ovoide, poligonal, poligonal com cantos arredondados, gota, arqueado e qualquer combinação dos mesmos. Elemento 12: em que o módulo de estrangulamento compreende duas ou mais camadas de materiais diferentes.

[073] Elemento 13: compreender, ainda, dois ou mais conjuntos de estrangulador de cartucho acoplados ao corpo e simetricamente dispostos em torno de uma circunferência do corpo. Elemento 14: em que uma ou tanto a luva interna quanto o módulo de estrangulamento compreendem um material resistente à erosão selecionado do grupo que consiste num grau de carboneto, um carboneto incorporado numa matriz de cobalto ou níquel, uma cerâmica, um metal endurecido na superfície, um metal revestido na superfície, um material à base de cermeto, um compósito de matriz de metal, uma liga metálica nanocristalina, uma liga amorfa, uma liga metálica dura, diamante e qualquer combinação dos mesmos. Elemento 15: em que o conjunto de estrangulador de cartucho compreende, ainda, um grampo de estrangulador que acopla de modo operacional o módulo de estrangulamento à luva interna e define um ou mais orifícios de grampo alinháveis com o um ou mais orifícios de estrangulador e o um ou mais orifícios de luva para facilitar a comunicação fluida através do conjunto de estrangulador de cartucho, e uma gaxeta que interpõe o grampo de estrangulador e a luva interna, sendo que a gaxeta é contornada para se assentar dentro do bolso correspondente dentre o um ou mais bolsos rebaixados e receber o módulo de estrangulamento e o grampo de estrangulador.

[074] Elemento 16: compreender, ainda, mitigar a erosão do corpo com a luva interna, em que a luva interna compreende um material resistente à erosão selecionado do grupo que consiste num grau de carboneto, um carboneto incorporado numa matriz de cobalto ou níquel, uma cerâmica, um metal endurecido na superfície, um metal revestido na superfície, um material à base de cermeto, um compósito de matriz de metal, uma liga metálica nanocristalina, uma liga amorfa, uma liga metálica dura, diamante e qualquer combinação dos mesmos. Elemento 17: em que o conjunto de estrangulador de cartucho inclui, ainda, um grampo de estrangulador que define um ou mais orifícios de grampo alinháveis com o um ou mais orifícios de estrangulador e o um ou mais orifícios de luva, sendo que o método compreende, ainda, acoplar de modo operacional o módulo de estrangulamento à luva interna com o grampo de estrangulador, e aplicar uma carga de pré-compressão sobre o módulo de estrangulamento com o grampo de estrangulador. Elemento 18: em que o módulo de estrangulamento fornece lados flangeados e o grampo de estrangulador define um perfil, sendo que o método compreende, ainda, deslizar o módulo de estrangulamento no grampo de estrangulador alinhando-se os lados flangeados com o perfil. Elemento 19: em que o conjunto de estrangulador de cartucho inclui, ainda, uma gaxeta que interpõe o grampo de estrangulador e a luva interna, sendo que o método compreende, ainda, fornecer uma vedação com a gaxeta na interface entre o grampo de estrangulador e a luva interna. Elemento 20: em que cada orifício de estrangulador inclui uma entrada, uma saída e um caminho de fluxo que se estende entre a entrada e a saída, sendo que o método compreende, ainda, dispersar a energia de fluido do fluxo de fluido que atravessa o caminho de fluxo. Elemento 21: em que atuar o dispositivo de controle de fluxo compreende mover o dispositivo de controle de fluxo em direção à posição completamente aberta e, então, aumentar o fluxo de fluido para dentro ou para fora do pelo menos um conjunto de controle de fluxo por meio do conjunto de estrangulador de cartucho. Elemento 22: em que atuar o dispositivo de controle de fluxo compreende mover o dispositivo de controle de fluxo em direção à posição completamente fechada e, então, diminuir o fluxo de fluido para dentro ou para fora do pelo menos um conjunto de controle de fluxo por meio do conjunto de estrangulador de cartucho.

[075] A título de exemplo não limitante, combinações exemplificativas aplicáveis a A, B e C incluem: Elemento 4 com Elemento 5; Elemento 4 com Elemento 6; Elemento 4 com Elemento 7; Elemento 10 com Elemento 11; Elemento 17 com Elemento 18; e Elemento 17 com Elemento 19.

[076] Portanto, os sistemas e métodos divulgados são bem adaptados para obter os fins e as vantagens mencionadas como aquelas que são inerentes aos mesmos. As modalidades particulares divulgadas acima são somente ilustrativas, visto que os ensinamentos da presente divulgação podem ser modificados e praticados de maneiras diferentes, mas equivalentes, evidentes àqueles versados na técnica que têm o benefício dos ensinamentos do presente documento. Além disto, nenhuma das limitações se destina aos detalhes de construção ou projeto mostrados no presente documento, além daquilo conforme descrito nas reivindicações abaixo. Portanto, é evidente que as modalidades ilustrativas particulares divulgadas acima podem ser alteradas, combinadas ou modificadas e todas estas variações são consideradas dentro do escopo da presente revelação. Os sistemas e métodos ilustrativamente divulgados no presente documento podem adequadamente ser praticados na ausência de qualquer elemento que não seja especificamente divulgado no presente documento e/ou qualquer elemento opcional divulgado no presente documento. Embora as composições e os métodos estejam descritos em termos de “compreende”, “contém” ou “inclui” vários componentes ou etapas, as composições e os métodos também podem “consistir essencialmente em” ou “consistir em” vários componentes e etapas. Todos os números e faixas divulgados acima podem variar em alguma quantidade. Sempre que uma faixa numérica com um limite inferior e um limite superior é divulgada, qualquer número e qualquer faixa incluída que esteja dentro da faixa são especificamente descritos. Em particular, toda faixa de valores (da forma, “de cerca de a a cerca de b”, ou, equivalentemente, “de aproximadamente a a b” ou, equivalentemente, “de aproximadamente a-b”) descrita no presente documento deve ser compreendida como apresentando todo número e faixa abrangidos dentro da faixa mais ampla de valores. Além disto, os termos nas reivindicações têm seu significado comum pleno, a menos que explícita e claramente definidos de outra forma pelo requerente. Além disto, os artigos indefinidos “um” ou “uma”, conforme usados nas reivindicações, estão definidos no presente documento para significar um ou mais do que um dos elementos que o mesmo introduz.

[077] Conforme usado no presente documento, a frase “pelo menos um dentre” que precede 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 (isto é, 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, a apenas A, apenas B ou apenas C; qualquer combinação de A, B e C; e/ou pelo menos um de cada A, B e C.

Claims

1. Conjunto de controle de fluxo, caracterizado pelo fato de compreender: - um corpo cilíndrico (202) que define um interior e uma ou mais aberturas (206) fornecidas através de uma parede do corpo; - uma luva interna (306) posicionada no interior do corpo (202) e que define um ou mais bolsos rebaixados (402) numa superfície radial externa da luva interna (306), sendo que o um ou mais bolsos rebaixados (402) coincidem com a uma ou mais aberturas (206) através da parede do corpo, e um ou mais orifícios de luva (308) são definidos na luva interna (306) em cada bolso rebaixado (402); - um conjunto de estrangulador de cartucho (204) recebido dentro de cada abertura (206) e acoplado de modo operacional à luva interna (306) num bolso correspondente dentre o um ou mais bolsos rebaixados (402), sendo que o conjunto de estrangulador de cartucho (204) inclui um módulo de estrangulamento (404) que define um ou mais orifícios de estrangulador (406) alinháveis com o um ou mais orifícios de luva (308) para facilitar a comunicação fluida através do conjunto de estrangulador de cartucho (204); e - um dispositivo de controle de fluxo (302) disposto de modo móvel dentro do corpo (202) entre uma posição completamente aberta, onde um ou mais orifícios de luva (308) são expostos e o fluxo de fluido para dentro ou para fora do corpo (202) por meio do conjunto de estrangulador de cartucho (204) é facilitado, e uma posição completamente fechada, sendo que o um ou mais orifícios de luva (308) são ocluídos pelo dispositivo de controle de fluxo (302) e o fluxo de fluido para dentro ou para fora do corpo (202) por meio do conjunto de estrangulador de cartucho (204) é, então, impedido.

2. Conjunto de controle de fluxo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender, ainda, dois ou mais conjuntos de estrangulador de cartucho (204) acoplados ao corpo (202) e simetricamente dispostos em torno de uma circunferência do corpo (202).

3. Conjunto de controle de fluxo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o dispositivo de controle de fluxo (302) ser selecionado do grupo que consiste numa luva de deslizamento, uma luva giratória, um plugue de deslizamento, uma esfera giratória, uma palheta oscilante, um bolso de abertura, uma janela de abertura, uma válvula e qualquer combinação dos mesmos.

4. Conjunto de controle de fluxo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de um ou ambos a luva interna (306) e o módulo de estrangulamento (404) compreenderem um material resistente à erosão selecionado do grupo que consiste num grau de carboneto, um carboneto incorporado numa matriz de cobalto ou níquel, uma cerâmica, um metal endurecido na superfície, um metal revestido na superfície, um material à base de cermeto, um compósito de matriz de metal, uma liga metálica nanocristalina, uma liga amorfa, uma liga metálica dura, diamante e qualquer combinação dos mesmos.

5. Conjunto de controle de fluxo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o conjunto de estrangulador de cartucho (204) compreender, ainda, um grampo de estrangulador (408) que acopla de modo operacional o módulo de estrangulamento (404) à luva interna (306) e define um ou mais orifícios de grampo (416) alinháveis com o um ou mais orifícios de estrangulador (406) e o um ou mais orifícios de luva (308) para facilitar a comunicação fluida através do conjunto de estrangulador de cartucho (204).

6. Conjunto de controle de fluxo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de o grampo de estrangulador (408) aplicar uma carga de pré-compressão sobre o módulo de estrangulamento (404).

7. Conjunto de controle de fluxo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de o módulo de estrangulamento (404) fornecer lados flangeados (412) e o grampo de estrangulador (408) definir um perfil (414) que recebe os lados flangeados (412).

8. Conjunto de controle de fluxo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de o conjunto de estrangulador de cartucho (204) compreender, ainda, uma gaxeta (418) que interpõe o grampo de estrangulador (408) e a luva interna (306), sendo que a gaxeta (418) é contornada para se assentar dentro do bolso correspondente dentre o um ou mais bolsos rebaixados (402) e receber o módulo de estrangulamento (404) e o grampo de estrangulador (408).

9. Conjunto de controle de fluxo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o um ou mais orifícios de luva (308) e o um ou mais orifícios de estrangulador (406) serem alinhados ortogonais a um eixo geométrico longitudinal do corpo (202).

10. Conjunto de controle de fluxo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o um ou mais orifícios de luva (308) e o um ou mais orifícios de estrangulador (406) serem alinhados num ângulo que é tangente ao corpo (202).

11. Conjunto de controle de fluxo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de cada orifício de estrangulador (406) incluir uma entrada (504a), uma saída (504b) e um caminho de fluxo (506) que se estende entre a entrada (504a) e a saída (504b), e sendo que o caminho de fluxo (506) controla pelo menos uma dentre uma queda de pressão através do módulo de estrangulamento (404), uma velocidade de fluxo de fluido através do orifício de estrangulador (406), uma densidade de fluxo de fluido através do orifício de estrangulador (406), uma viscosidade de fluxo de fluido através do orifício de estrangulador (406), um coeficiente de descarga para o módulo de estrangulamento (404) e um coeficiente de válvula para o módulo de estrangulamento (404).

12. Conjunto de controle de fluxo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de uma ou ambas a entrada (504a) e a saída (504b) exibirem um formato geométrico selecionado do grupo que consiste em circular, ovular, ovoide, poligonal, poligonal com cantos arredondados, gota, arqueado e qualquer combinação dos mesmos.

13. Conjunto de controle de fluxo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o módulo de estrangulamento (404) compreender duas ou mais camadas (602a, 602b, 602c) de materiais diferentes.

14. Sistema de poço, caracterizado pelo fato de compreender: - uma coluna de tubagem (112) extensível dentro de um furo de poço (102); - pelo menos um conjunto de controle de fluxo (116) posicionado entre os segmentos superiores e inferiores da coluna de tubagem (112) e que inclui: - um corpo cilíndrico (202) que define um interior e uma ou mais aberturas (206) fornecidas através de uma parede do corpo (202), sendo que o interior está em comunicação fluida com a coluna de tubagem (112); - uma luva interna (306) posicionada no interior do corpo (202) e que define um ou mais bolsos rebaixados (402) numa superfície radial externa da luva interna (306), sendo que o um ou mais bolsos rebaixados (402) coincidem com a uma ou mais aberturas (206) através da parede do corpo (202), e um ou mais orifícios de luva (308) são definidos na luva interna (306) em cada bolso rebaixado (402); - um conjunto de estrangulador de cartucho (204) recebido dentro de cada abertura e acoplado de modo operacional à luva interna (306) num bolso correspondente dentre o um ou mais bolsos rebaixados (402), sendo que o conjunto de estrangulador de cartucho (204) inclui um módulo de estrangulamento (404) que define um ou mais orifícios de estrangulador (406) alinháveis com o um ou mais orifícios de luva (308) para facilitar a comunicação fluida através do conjunto de estrangulador de cartucho (204); e - um dispositivo de controle de fluxo (302) disposto de modo móvel dentro do corpo (202) entre uma posição completamente aberta, sendo que o um ou mais orifícios de luva (308) são expostos e o fluxo de fluido dento ou fora do pelo menos um conjunto de controle de fluxo (116) por meio do conjunto de estrangulador de cartucho (204) é facilitado, e uma posição completamente fechada, sendo que o um ou mais orifícios de luva (308) são ocluídos pelo dispositivo de controle de fluxo (302) e o fluxo de fluido para dentro ou para fora do pelo menos um conjunto de controle de fluxo (116) por meio do conjunto de estrangulador de cartucho (204) é, então, impedido.

15. Sistema de poço, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de compreender dois ou mais conjuntos de estrangulador de cartucho (204) acoplados ao corpo (202) e simetricamente dispostos em torno de uma circunferência do corpo (202).

16. Sistema de poço, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de um ou tanto a luva interna (306) quanto o módulo de estrangulamento (404) compreender um material resistente à erosão selecionado do grupo que consiste num grau de carboneto, um carboneto incorporado numa matriz de cobalto ou níquel, uma cerâmica, um metal endurecido na superfície, um metal revestido na superfície, um material à base de cermeto, um compósito de matriz de metal, uma liga metálica nanocristalina, uma liga amorfa, uma liga metálica dura, diamante e qualquer combinação dos mesmos.

17. Sistema de poço, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de o conjunto de estrangulador de cartucho (204) compreender ainda: - um grampo de estrangulador (408) que acopla de modo operacional o módulo de estrangulamento (404) à luva interna (306) e define um ou mais orifícios de grampo (416) alinháveis com o um ou mais orifícios de estrangulador (406) e o um ou mais orifícios de luva (308) para facilitar a comunicação fluida através do conjunto de estrangulador de cartucho (204); e - uma gaxeta (418) que interpõe o grampo de estrangulador (408) e a luva interna (306), sendo que a gaxeta (418) é contornada para se assentar dentro do bolso correspondente dentre o um ou mais bolsos rebaixados (402) e receber o módulo de estrangulamento (404) e o grampo de estrangulador (408).

18. Método, caracterizado pelo fato de compreender: - introduzir uma coluna de tubagem (112) num furo de poço (102), sendo que a coluna de tubagem (112) tem pelo menos um conjunto de controle de fluxo (116) posicionado entre os segmentos superiores e inferiores da coluna de tubagem (112), sendo que o pelo menos um conjunto de controle de fluxo (116) inclui: - um corpo cilíndrico (202) que define um interior e uma ou mais aberturas (206) fornecidas através de uma parede do corpo (202), sendo que o interior está em comunicação fluida com a coluna de tubagem (112); - uma luva interna (306) posicionada no interior do corpo (202) e que define um ou mais bolsos rebaixados (402) numa superfície radial externa da luva interna (306), sendo que o um ou mais bolsos rebaixados (402) coincidem com a uma ou mais aberturas (206) através da parede do corpo (202), e um ou mais orifícios de luva (308) são definidos na luva interna (306) em cada bolso rebaixado (402); - um conjunto de estrangulador de cartucho (204) recebido dentro de cada abertura e acoplado de modo operacional à luva interna (306) num bolso correspondente dentre o um ou mais bolsos rebaixados (402), sendo que o conjunto de estrangulador de cartucho (204) inclui um módulo de estrangulamento (404) que define um ou mais orifícios de estrangulador (406) alinháveis com o um ou mais orifícios de luva (308) para facilitar a comunicação fluida através do conjunto de estrangulador de cartucho (204); e - um dispositivo de controle de fluxo (302) disposto de modo móvel dentro do corpo (202) entre uma posição completamente aberta, sendo que o um ou mais orifícios de luva (308) são expostos e o fluxo de fluido dento ou fora do pelo menos um conjunto de controle de fluxo (116) por meio do conjunto de estrangulador de cartucho (204) é facilitado, e uma posição completamente fechada, sendo que o um ou mais orifícios de luva (308) são ocluídos pelo dispositivo de controle de fluxo (302) e o fluxo de fluido para dentro ou para fora do pelo menos um conjunto de controle de fluxo (116) por meio do conjunto de estrangulador de cartucho (204) é, então, impedido; e - atuar o dispositivo de controle de fluxo (302) para regular o fluxo de fluido para dentro ou para fora do pelo menos um conjunto de controle de fluxo (116) por meio do conjunto de estrangulador de cartucho (204).

19. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de compreender, ainda, mitigar a erosão do corpo (202) com a luva interna (306), sendo que a luva interna (306) compreende um material resistente à erosão selecionado do grupo que consiste num grau de carboneto, um carboneto incorporado numa matriz de cobalto ou níquel, uma cerâmica, um metal endurecido na superfície, um metal revestido na superfície, um material à base de cermeto, um compósito de matriz de metal, uma liga metálica nanocristalina, uma liga amorfa, uma liga metálica dura, um diamante e qualquer combinação dos mesmos.

20. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de o conjunto de estrangulador de cartucho (204) incluir, ainda, um grampo de estrangulador (408) que define um ou mais orifícios de grampo (416) alinháveis com o um ou mais orifícios de estrangulador (406) e o um ou mais orifícios de luva (308), sendo que o método compreende, ainda: - acoplar de modo operacional o módulo de estrangulamento (404) à luva interna (306) com o grampo de estrangulador (408); e - aplicar uma carga de pré-compressão sobre o módulo de estrangulamento (404) com o grampo de estrangulador (408).

21. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de o módulo de estrangulamento (404) fornecer lados flangeados (412) e o grampo de estrangulador (408) definir um perfil (414), sendo que o método compreende, ainda, deslizar o módulo de estrangulamento (404) no grampo de estrangulador (408) alinhando-se os lados flangeados (412) com o perfil (414).

22. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de o conjunto de estrangulador de cartucho (204) incluir, ainda, uma gaxeta (418) que interpõe o grampo de estrangulador (408) e a luva interna (306), sendo que o método compreende, ainda, fornecer uma vedação com a gaxeta (418) na interface entre o grampo de estrangulador (408) e a luva interna (306).

23. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de cada orifício de estrangulador (406) incluir uma entrada (504a), uma saída (504b) e um caminho de fluxo (506) que se estende entre a entrada (504a) e a saída (504b), sendo que o método compreende, ainda, dispersar a energia de fluido do fluxo de fluido que atravessa o caminho de fluxo (506).

24. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de atuar o dispositivo de controle de fluxo (302) compreender mover o dispositivo de controle de fluxo (302) em direção à posição completamente aberta e, então, aumentar o fluxo de fluido para dentro ou para fora do pelo menos um conjunto de controle de fluxo (116) por meio do conjunto de estrangulador de cartucho (204).

25. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de atuar o dispositivo de controle de fluxo (302) compreender mover o dispositivo de controle de fluxo (302) em direção à posição completamente fechada e, então, diminuir o fluxo de fluido para dentro ou para fora do pelo menos um conjunto de controle de fluxo (116) por meio do conjunto de estrangulador de cartucho (204).