BR112019001335B1 - Dispositivo de isolamento de poço e método - Google Patents

Abstract

Um isolamento do poço é introduzido em um poço e inclui um corpo alongado que define um interior e compreende um sub superior, um sub inferior e um mandril que se estende entre os mesmos. Um elemento de vedação é disposto em torno do mandril e os conjuntos de cunha superior e inferior são posicionados em extremidades axiais opostas do elemento de vedação. Um pistão de regulagem é posicionado dentro de uma câmara de pistão definida pelo sub inferior e o mandril e um dispositivo de tamponamento do mandril é posicionado dentro do mandril. O dispositivo de tamponamento do mandril conecta o interior e realiza transição entre as portas de ajuste definidas no mandril e expõe as portas de ajuste para facilitar a comunicação de fluidos entre o interior e a câmara do pistão. O interior é pressurizado para atuar o pistão de regulagem e definir o conjunto de cunha inferior e pressurizado adicionalmente para mover o mandril e definir o conjunto de cunha superior.

Description

Fundamentos

[0001] Na perfuração, completação e estimulação de poços produtores de hidrocarbonetos, é utilizada uma variedade de ferramentas de perfuração. Por exemplo, durante as operações de fraturamento hidráulico, é necessário vedar porções de um poço para permitir que o fluido seja bombeado para dentro do poço e forçado a sair sob pressão para as formações subterrâneas circundantes. Os dispositivos de isolamento do poço, tais como os packers, os plugues de obstrução e os plugues de fraturamento (alternativamente chamados de plugues "frac", de fracturing) são projetados para essa finalidade.

[0002] Dispositivos típicos de isolamento do poço incluem um corpo e um elemento de vedação dispostos em torno do corpo para gerar uma vedação fluídica dentro do poço. Ao atingir um local desejado dentro do poço, o dispositivo de isolamento do poço é acionado, o que faz com que o elemento de vedação se expanda radialmente para fora e se encaixe na parede interna do furo do poço ou, alternativamente, com revestimento ou outra tubulação do poço posicionada no poço. Ao ajustar o elemento de vedação, a migração de fluidos através do dispositivo de isolamento do poço é substancialmente evitada, o que isola de maneira fluida as seções superior e inferior axialmente adjacentes do poço.

[0003] Alguns dispositivos de isolamento de poços acionados hidraulicamente incluem uma cunha superior e inferior que podem ser engatadas axialmente com o elemento de vedação e acopladas operativamente a um pistão de fixação e a um mandril. Ao definir esses dispositivos de isolamento do poço, a pressão hidráulica atua no pistão de regulagem, que força as cunhas em engate axial com o elemento de vedação para comprimir e expandir radialmente o elemento de vedação. Se o pistão de regulagem tiver uma pequena área de pistão, no entanto, pode ser difícil gerar força de ajuste suficiente para ajustar totalmente as cunhas e comprimir o elemento de vedação. Esta limitação da força de ajuste a partir de uma pequena área do pistão é tipicamente o resultado de restrições de pressão internas do corpo do dispositivo de isolamento de poço, uma coluna de trabalho que transporta o dispositivo de isolamento de poço ao fundo do poço ou pode ser limitada por restrições de pressão do equipamento na parte superior do dispositivo de isolamento de poço, tal como uma válvula de segurança ou uma cabeça de poço.

[0004] Com a maioria dos dispositivos de isolamento de poço acionados hidraulicamente, existe a possibilidade de obtenção de um ajuste adicional da cunha e do elemento de vedação, permitindo que a área do pistão do diâmetro interno obstruído do dispositivo de isolamento do poço atue no mandril e ajude a acionar as cunhas superior e inferior uma em direção a outra. Esse movimento axial do mandril, no entanto, muitas vezes coloca a coluna de trabalho acima do dispositivo de isolamento do poço em tensão ou estiramento significativo, o que pode ter efeitos adversos no desempenho de longo prazo do elemento de vedação e/ou operações futuras para o dispositivo de isolamento do poço.

Breve descrição das figuras

[0005] As figuras a seguir estão incluídas para ilustrar certos aspectos da presente divulgação, e não devem ser vistas como modalidades exclusivas. O assunto divulgado é capaz de modificações, alterações, combinações e equivalentes consideráveis em forma e função, sem se distanciar do escopo desta divulgação.

[0006] A FIG. 1 é um diagrama esquemático de um sistema de poço que pode empregar um ou mais princípios da presente divulgação.

[0007] A FIG. 2 representa uma vista lateral em corte transversal de um exemplo de dispositivo de isolamento do poço em uma configuração não definida.

[0008] A FIG. 3 representa uma vista lateral em corte transversal do dispositivo de isolamento do poço da FIG. 2 em uma configuração parcialmente definida.

[0009] A FIG. 4 representa uma vista lateral em corte lateral do dispositivo de isolamento do poço da FIG. 2 em uma configuração totalmente definida. Descrição detalhada

[0010] A presente divulgação está relacionada a ferramentas de fundo de poço usadas na indústria de petróleo e gás e, mais particularmente, para dispositivos de isolamento de poço que incorporam um pistão de regulagem e um mandril telescópico para ajudar a fixar um elemento de vedação dentro de um poço.

[0011] As modalidades divulgadas neste documento descrevem um dispositivo telescópico de isolamento de poço que pode ser transportado para um poço em um transportador. O dispositivo de isolamento do poço tem a capacidade de se ajustar totalmente dentro do poço com uma pressão de ajuste aplicada menor e sem induzir a tensão ou estiramento excessivos no transportador. O dispositivo de isolamento do poço inclui um corpo alongado que define um interior e compreende um sub superior, um sub inferior e um mandril que se estende entre os subs superior e inferior. Um elemento de vedação é disposto em torno do mandril e os conjuntos de cunha superior e inferior são posicionados em extremidades axiais opostas do elemento de vedação. Um pistão de regulagem é posicionado dentro de uma câmara de pistão cooperativamente definida pelo sub inferior e o mandril e um dispositivo de tamponamento do mandril é posicionado dentro do mandril para tamponamento do interior. O dispositivo de tamponamento do mandril é capaz de fazer a transição de um primeiro estado, onde o dispositivo de tamponamento do mandril bloqueia as portas de ajuste definidas no mandril para um segundo estado, onde as portas de ajuste são expostas para facilitar a comunicação fluida entre o interior e a câmara do pistão. A pressurização do interior para uma primeira pressão aciona o pistão de regulagem para definir o conjunto de cunha inferior dentro do revestimento e a pressurização do interior para uma segunda pressão (maior ou igual à primeira pressão) move o mandril em relação ao sub superior e ajusta o conjunto de cunha superior dentro do revestimento.

[0012] Referindo-se à FIG.1, ilustra-se um exemplo de sistema de poço 100 que pode incorporar os princípios da presente divulgação, de acordo com uma ou mais modalidades. Como ilustrado, o sistema de poço 100 pode incluir uma sonda de serviço 102 que está posicionada na superfície da Terra 104 e se estende sobre e em torno de um poço 106 que penetra em uma formação subterrânea 108. A sonda de serviço 102 pode ser uma sonda de perfuração, uma sonda de completação, uma sonda de recondicionamento ou semelhantes. Em algumas modalidades, a sonda de serviço 102 pode ser omitida e substituída com uma completação ou instalação de cabeça de poço de superfície padrão, sem se afastar do escopo da divulgação. Enquanto o sistema de poço 100 é descrito como uma operação em terra, os princípios da presente divulgação podem igualmente ser aplicados em qualquer aplicação baseada no mar ou submarina onde a sonda de serviço 102 pode ser uma plataforma flutuante ou instalação de cabeça de poço de sub- superfície, como é geralmente conhecido na técnica.

[0013] O poço 106 pode ser perfurado em uma formação subterrânea 108 por meio de utilização de qualquer técnica de perfuração adequada e pode se estender em uma direção substancialmente vertical para longe da superfície da terra 104 ao longo de uma porção do poço vertical 110. Em algum ponto no poço 106, a porção vertical do poço 110 pode desviar da vertical e fazer a transição para uma porção substancialmente horizontal do poço 112. Em algumas modalidades, o poço 106 pode ser completado por cimentação de uma coluna de revestimento 114 dentro do poço 106 ao longo de toda ou porção da mesma. Em outras modalidades, no entanto, o revestimento 114 pode ser omitido de todo ou de uma porção do poço 106 e os princípios da presente divulgação podem alternativamente se aplicarem a um ambiente de "furo aberto".

[0014] O sistema 100 pode ainda incluir um dispositivo de isolamento do poço 116 que pode ser transportado para o interior do poço 106 em um transportador 118 que se estende a partir da sonda de serviço 102. O dispositivo de isolamento do poço 116 pode incluir qualquer tipo de dispositivo de isolamento do revestimento ou poço, conhecido por aqueles versados na técnica. Exemplos de dispositivos isoladores de poço 116 incluem, mas não estão limitados a, tampão de fraturamento, tampão de obstrução, um packer de produção de poço, um packer de teste de poço, um tampão de limpeza, um tampão de cimento, uma luva deslizante ou uma combinação dos mesmos. O transportador 118 que fornece o dispositivo de isolamento de poço 116 no fundo do poço pode ser, mas não está limitado a, tubulação enrolada, tubo de perfuração, tubulação de produção ou semelhantes.

[0015] O dispositivo de isolamento do poço 116 pode ser transportado para o fundo do poço até um local alvo dentro do poço 106. Em algumas modalidades, o dispositivo de isolamento de poço 116 é bombeado para o local de destino usando pressão hidráulica aplicada a partir sonda de serviço 102. Em tais modalidades, o transportador 118 serve para manter o controle do dispositivo de isolamento do poço 116 conforme atravessa o poço 106 e fornece a energia necessária para acionar e ajustar o dispositivo de isolamento do poço 116 ao alcançar o local de destino. Em outras modalidades, o dispositivo de isolamento do poço 116 desce livremente para o local de destino sob a força da gravidade. Ao atingir o local alvo, o dispositivo de isolamento do poço 116 pode ser acionado ou "ajustado" e, assim, fornecer um ponto de isolamento de fluido dentro do poço 106.

[0016] Embora a FIG. 1 represente o dispositivo de isolamento do poço 116 como estando disposto e operando na porção horizontal 112 do poço 106, as modalidades descritas neste documento são igualmente aplicáveis para utilização em porções do poço 106 que são verticais, desviadas, curvas ou inclinadas. Mais ainda, o uso de termos direcionais, tal como acima, abaixo, superior, inferior, para cima, topo do poço, fundo do poço e semelhantes é usado em relação às modalidades ilustrativas como elas são representadas nas figuras, a direção para cima sendo em direção ao topo da figura correspondente e a direção para baixo sendo em direção ao fundo da figura correspondente, a segunda direção sendo em direção à superfície do poço e a direção fundo de poço sendo em direção a parte inferior do poço.

[0017] As FIGs. 2, 3 e 4 são vistas laterais em seção transversal progressiva de um exemplo de dispositivo de isolamento de poço 200, de acordo com uma ou mais modalidades. Mais particularmente, a FIG. 2 representa o dispositivo de isolamento do poço 200 (doravante "o dispositivo 200") em uma configuração de execução ou não ajustada, a FIG. 3 ilustra o dispositivo 200 em uma configuração parcialmente ajustada e a FIG. 4 representa o dispositivo 200 em uma configuração totalmente ajustada. O dispositivo 200 pode ser o mesmo ou semelhante ao dispositivo de isolamento do poço 116 da FIG. 1. Por conseguinte, o dispositivo 200 pode ser extensível dentro do poço 106, que pode ser revestido com o revestimento 114. Em algumas modalidades, no entanto, o revestimento 114 pode ser omitido e o dispositivo 200 pode alternativamente ser implantado em uma seção de furo aberto do poço 106, sem se afastar do escopo desta divulgação.

[0018] Referindo-se primeiro a FIG. 2, como ilustrado, o dispositivo 200 pode incluir um corpo cilíndrico alongado 202 tendo uma primeira extremidade ou "de topo de poço" 204a, uma segunda extremidade ou "de fundo de poço" 204b e um interior 206 definido dentro do corpo 202 e estendendo-se entre a primeira e a segunda extremidades 204a, b. Na primeira extremidade 204a, o corpo 202 pode ser acoplado ao transportador 118 (mostrado em linhas tracejadas) de modo que o interior 206 do corpo 202 é colocado em comunicação fluida com e, de outro modo, formando uma extensão axial do interior do transportador 118.

[0019] O corpo 202 pode incluir um sub superior 208a disposto na ou próximo da primeira extremidade 204a, um sub inferior 208b disposto na ou próximo da segunda extremidade 204b e um mandril 210 que se estende axialmente entre os subs superior e inferior 208a, b. Na modalidade ilustrada, o sub superior 208a é acoplado ao transportador 118. Os subs superior e inferior 208a, b e o mandril 210 podem cooperativamente definir o interior 206 do corpo 202.

[0020] Como ilustrado, o sub superior 208a pode receber uma porção do mandril 210 de modo que o mandril 210 se estende parcialmente para o sub superior 208a. O mandril 210 pode incluir uma ou mais vedações 212 (três mostradas) configuradas para engatar de modo vedado um orifício de vedação 214 fornecido na superfície radial interna do sub superior 208a. Os vedantes 212 podem compreender uma variedade de dispositivos de vedação que, em algumas modalidades, operam como vedações dinâmicas. Como usado neste documento, o termo "vedação dinâmica" refere-se a uma vedação que fornece pressão e/ou isolamento de fluido entre membros que têm deslocamento relativo entre eles, por exemplo, uma vedação que veda contra uma superfície deslocada ou uma vedação transportada em um membro e vedação contra o outro membro enquanto ambos os membros estão parados ou um membro está se movendo em relação ao outro. Como descrito neste documento, o mandril 210 pode ser configurado para mover axialmente ou "se mover como um telescópio" em relação ao sub superior 204a e as vedações 212 podem ser configuradas para vedação "dinâmica" contra o orifício de vedação 214 à medida que o mandril 210 se move.

[0021] As vedações 212 podem ser feitas de uma variedade de materiais incluindo, mas não limitados a, um material elastomérico, uma borracha, um metal, um composto, uma cerâmica, qualquer derivado destes e qualquer combinação destes. Em algumas modalidades, tal como ilustrado, as vedações 212 podem compreender anéis em O ou semelhantes. Em outras modalidades, no entanto, as vedações 212 podem compreender um conjunto de anéis em V ou anéis de vedação CHEVRON® ou outra configuração de vedação apropriada (por exemplo, vedações redondas, em forma de V, em forma de u, quadradas, ovais, em forma de t, etc.), como geralmente é conhecido por aqueles versados na técnica. Uma ou mais das vedações 212 podem alternativamente compreender uma vedação de borracha moldada ou elastomérica, uma vedação de metal com metal (por exemplo, anel em O, anel de esmagamento, anel de fenda, tipo de pistão de batente superior, tipo de pistão de batente inferior, etc.) ou qualquer combinação dos anteriores.

[0022] O sub inferior 208b pode estar disposto ao redor da circunferência externa do mandril 210 na ou próximo da segunda extremidade 204b. Em algumas modalidades, como ilustrado, o mandril 210 pode estender-se através do sub inferior 208b de modo que uma porção do mandril 210 se estenda para além do sub inferior 208b em qualquer das extremidades axiais. Em outras modalidades, no entanto, o mandril 210 pode estender-se para o sub inferior 208b inferior na extremidade de topo do poço, mas não por todo o caminho até a extremidade de fundo de poço. O sub inferior 208b pode ser acoplado ao mandril 210 de modo que o movimento axial do mandril 210 na direção do fundo do poço (isto, para a direita nas FIGS. 2-4) em relação ao sub superior 208a move correspondentemente o sub inferior 208b na mesma direção. Em pelo menos uma modalidade, por exemplo, o sub inferior 208b pode ser enroscado na circunferência externa do mandril 210, mas poderia, alternativamente, ser mecanicamente fixado ou soldado a ela. Uma ou mais vedações 216 (três mostradas) podem ser usadas para vedar de maneira fluida a interface entre o sub inferior 208b e o mandril 210. As vedações 216 são representadas como anéis em O, mas podem alternativamente compreender qualquer uma das vedações ou dispositivos de vedação mencionados neste documento em relação às vedações 212.

[0023] Na configuração não definida, como mostrado na FIG. 2, o mandril 210 é operativamente acoplado ao sub superior 208a, de modo que o movimento relativo entre o mandril 210 e o sub superior 208a é impedido. Isto pode ser vantajoso para impedir que o mandril 210 se desloque ou se mova axialmente em relação ao sub superior 208a enquanto o dispositivo 200 é executado no interior do poço 106 até o local destino. O dispositivo 200 pode incluir um anel de trava superior 218a e uma sapata superior 220 que acopla de modo cooperativo o mandril 210 ao sub superior 208a. Mais particularmente, o anel de trava superior 218a pode ser acoplado a (por exemplo, roscado, mecanicamente fixado, etc.) e estender-se axialmente a partir do sub superior 208a e a sapata superior 220 pode ser acoplada a (por exemplo, roscada, mecanicamente fixada, etc.) e estender-se axialmente a partir do anel de trava superior 218a. A sapata superior 220 pode ainda ser acoplada ao mandril 210 usando um ou mais dispositivos de cisalhamento 222, tal como um pino de cisalhamento, um parafuso de cisalhamento ou um anel de cisalhamento. Como descrito abaixo, uma carga axial pode ser assumida pelo mandril 210 e, uma vez atingido um limite de cisalhamento predeterminado, os dispositivos de cisalhamento 222 podem falhar e assim liberar o mandril 210 da sapata superior 220 de modo que o mandril 210 é capaz de se mover axialmente em relação ao sub superior 208a.

[0024] O dispositivo 200 pode ainda incluir um ou mais elementos de vedação 224 (três mostrados) dispostos em torno do corpo 202 e, mais particularmente, em torno da circunferência externa do mandril 210. O elemento de vedação 224 pode ser feito de uma variedade de materiais flexíveis ou flexíveis tais como, mas não limitados a, um elastômero, uma borracha (por exemplo, borracha de nitrilo butadieno, borracha de nitrilo butadieno hidrogenado), um polímero (por exemplo, politetrafluoretileno ou TEFLON®, AFLAS®; CHEMRAZ®, etc.), um metal dúctil (por exemplo, latão, alumínio, aço dúctil, etc.) ou qualquer combinação destes.

[0025] O dispositivo 200 também inclui um conjunto de cunha superior 226a e um conjunto de cunha superior 226b disposto em torno do corpo 202 e posicionado nas primeiras e segundas extremidades axiais opostas do elemento de vedação 224. O conjunto de cunha superior 226a inclui um suporte de cunha superior 227, uma cunha defletora de cunha superior 228a e um conjunto correspondente de cunha superior 230a e o conjunto de cunha inferior 226b inclui uma cunha defletora de cunha inferior 228b e um conjunto correspondente de cunha inferior 230b. O suporte de cunha superior 227 pode ser acoplado a (por exemplo, roscado, mecanicamente fixado, ajustado por encolhimento, etc.) a superfície radial externa do mandril 210 de modo que o movimento axial do mandril 210 na direção do fundo do poço move correspondentemente o suporte de cunha superior 227 na mesma direção. O suporte de cunha superior 227 também pode ser acoplado a, e de outra forma axialmente engatável, com a cunha superior 230a. Ao deslocar o dispositivo 200 para a configuração completamente ajustada, o suporte de cunha superior 227 engata axialmente na cunha superior 230a e impele a cunha superior 230a a engatar de modo deslizante em uma ou mais superfícies inclinadas 234 (duas mostradas) da cunha defletora de cunha superior 228a, se estendendo radialmente para fora e para a superfície radial interna do revestimento 114.

[0026] As cunhas superior e inferior 230a, b podem, cada uma, compreender uma pluralidade de segmentos de cunha dispostos de forma em torno das cunhas defletoras de cunha superior e inferior 228a, b correspondentes. Cada segmento das cunhas superior e inferior 230a, b pode incluir um ou mais dispositivos de fixação 232 posicionados ou fornecidos na sua periferia radial externa e utilizados para contactar e engatar de forma aderente à superfície radial interna do revestimento 114. Na modalidade ilustrada, os dispositivos de fixação 232 são representados como uma série de dentes ou bordas serradas definidas na superfície radial externa das cunhas superior e inferior 230a, b. Em outras modalidades, no entanto, os dispositivos de fixação 232 podem alternativamente compreender discos feitos de um material duro ou ultra duro, tal como cerâmica, carboneto de tungstênio ou diamante sintético. Em tais modalidades, os discos podem ser acoplados ou embutidos na superfície externa das cunhas superior e inferior correspondentes 230a, b.

[0027] Conforme o dispositivo 200 se move para a configuração totalmente ajustada, as cunhas defletoras de cunha superior e inferior 228a, b estão configuradas para se realizarem translação axialmente entre si, comprimindo assim o elemento de vedação 224, o que resulta na expansão radial e no engate de vedação do elemento de vedação 224 com a superfície radial interna do revestimento 114. Além disso, conforme as cunhas defletoras de cunha superior e inferior 228a, b realizam translação axialmente uma em direção à outra, as cunhas superior e inferior 230a, b engatam de forma deslizante nas superfícies inclinadas externas 234 das cunhas defletoras de cunha superior e inferior 228a, b e, portanto, impelem as cunhas superior e inferior 230a, b radialmente para fora e em direção a superfície radial interna do revestimento 114. Eventualmente, os dispositivos de fixação 232 das cunhas defletoras de cunha superior e inferior 230a, b entram em contato com a superfície radial interna do revestimento 114 e encaixam de forma aderente (também referida como "agarrando-se"). O engate de forma aderente da superfície radial interna do revestimento 114 com os dispositivos 232 previne as que as cunhas defletoras de cunha superior e inferior 228a, b se distanciem umas das outras em direções axiais opostas, prevenindo assim que o elemento de vedação 224 se contraia radialmente.

[0028] O dispositivo 200 pode ainda incluir um pistão de regulagem 236 e um anel de trava inferior 218b. O pistão de regulagem 236 pode ser pelo menos parcialmente disposto em uma câmara de pistão 238 cooperativamente definida pelo sub inferior 208b e pelo mandril subjacente 210 e pode ser acoplado ao sub inferior 208b com um ou mais dispositivos de cisalhamento 242 (por exemplo, um pino de cisalhamento, um parafuso de cisalhamento, um anel de cisalhamento, etc.). Ao mover o dispositivo 200 para a configuração totalmente ajustada, uma carga axial pode ser aplicada ao pistão de regulagem 236 na forma de pressão hidráulica introduzida na câmara do pistão 238. Uma vez que a carga axial atinja um limite de cisalhamento predeterminado, os dispositivos de cisalhamento 242 falharão e assim libertarão o pistão de regulagem 236 do sub inferior 208b, de modo que o pistão de regulagem 236 possa se mover axialmente em relação ao sub inferior 208b.

[0029] O anel de trava inferior 218b pode ser acoplado a e de outra forma axialmente engatável com o pistão de regulagem 236, de modo que o movimento axial do pistão de regulagem 236 na direção de topo de poço (ou seja, a direita nas FIGS. 2-4) move correspondentemente o anel de trava inferior 218b na mesma direção. O anel de trava inferior 218b pode ser posicionado axialmente adjacente a cunha inferior 230b e configurado para engatar axialmente na cunha inferior 230b à medida que o dispositivo 200 passa para as configurações parcial e totalmente ajustada. Quando o pistão de regulagem 236 é acionado e atua no anel de trava inferior 218b, o anel de trava inferior 218b atua correspondentemente na calha inferior 230b e impele a calha inferior 230b a se engatar de maneira deslizante nas uma ou mais superfícies inclinadas 234 (duas mostradas) da cunha defletora de cunha inferior 228b, estendendo-se radialmente para fora e para a superfície radial interna do revestimento 114.

[0030] O dispositivo 200 pode ainda incluir um dispositivo de tamponamento do mandril 244 posicionado dentro ou capaz de ser posicionado no interior 206 do corpo 202 e, mais particularmente, dentro do mandril 210. O dispositivo de tamponamento do mandril 244 pode ser acoplado ao mandril 210 e configurado para tamponar ou então formar um tampão dentro do mandril 210, de modo que a pressão hidráulica aplicada no interior 206 atua no dispositivo de tamponamento do mandril 244 e impele o mandril 210 para se mover axialmente para baixo (isto é, à direita nas FIGS. 2-4).

[0031] O dispositivo de tamponamento do mandril 244 pode compreender qualquer meio mecânico, eletromecânico, hidráulico ou químico que pode ser acoplado ao mandril 210 e operar para tamponar o interior 206 para acionar o mandril 210. Por exemplo, o dispositivo de tamponamento do mandril 244 pode compreender um tampão de extração bomba, um sub coletor de esfera e sede, um sub coletor de pinça, um niple de assentamento, um tampão de assentamento, um tampão de dissolução, um dardo de tubulação ou qualquer combinação destes. Em algumas modalidades, tal como ilustrado, o dispositivo de tamponamento do mandril 244 pode incluir um ajuste ou luva deslizante que é axialmente móvel dentro do interior 206. Para fins de discussão, o dispositivo de tamponamento do mandril 244 será referido e representado neste documento como uma "luva de ajuste 244".

[0032] Como ilustrado, a luva de ajuste 244 pode incluir um ou mais pinos de ajuste 246 espaçados circunferencialmente em torno da luva de ajuste 244 e estendendo-se radialmente através das portas de configuração correspondentes 248 definidas no ou através do mandril 210. As portas de ajuste 248 facilitam a comunicação de fluido entre o interior 206 e a câmara de pistão 238. Em algumas modalidades, as portas de ajuste 248 podem compreender ranhuras alongadas que recebem os pinos de ajuste 246 para translação axial nos mesmos. A luva de ajuste 244 pode ser transicionada entre um primeiro estado ou "não ativado", em que a luva de ajuste 244 obstrui substancialmente as portas de ajuste 248, como mostrado na FIG. 2 e um segundo estado ou "ativado", em que a luva de ajuste 244 se moveu axialmente para, pelo menos parcialmente, expor as portas de ajuste 248, como mostrado nas FIGS. 3 e 4. No primeiro estado, a luva de ajuste 244 atravessa as portas de ajuste 248 e as vedações 250 (por exemplo, anéis em O ou similares) fornecidas nas extremidades axiais opostas das portas de ajuste 248 podem fornecer uma vedação de fluido que impede a migração ou a saída de fluidos da câmara de pistão 238 das portas de ajuste 248. Isto pode ser vantajoso na prevenção de fluidos de perfuração ou outros fluidos de alta densidade de obstruir as portas de ajuste 248 enquanto o dispositivo 200 é conduzido para dentro do poço 106.

[0033] A luva de ajuste 244 pode ser fixada no primeiro estado com um ou mais dispositivos de cisalhamento 252 (por exemplo, um pino de cisalhamento, um parafuso de cisalhamento, um anel de cisalhamento, etc.) que acopla a luva de ajuste 244 ao mandril 210. O cisalhamento dos dispositivos de cisalhamento 252 permite que a luva de ajuste 244 se mova para o segundo estado, permitindo assim que a pressão de fluido dentro do interior 206 se comunique com a câmara de pistão 238 através das portas de ajuste 248 e atue no pistão de regulagem 236.

[0034] Um exemplo de operação do dispositivo 200 na transição entre a configuração não ajustada, como mostrado na FIG. 2 e a configuração parcialmente ajustada, como mostrado na FIG. 3, agora é fornecido. O dispositivo 200 pode ser executado dentro do orifício 106 acoplado ao meio de transporte 118 até um destino alvo (localização) onde o dispositivo 200 se destina a ser utilizado, vedando assim o poço 106. Ao atingir o destino, a luva de ajuste 244 (isto é, o dispositivo de tamponamento do mandril) pode ser acionada (por exemplo, ativada, ajustada, implantada, etc.) para tamponamento (vedação) do interior 206. Na modalidade ilustrada, por exemplo, o dispositivo de tamponamento do mandril 244 pode ainda incluir um projétil do poço 302 (FIG. 3) que pode ser introduzido no meio de transporte 118 e avançado para o dispositivo 200. O projétil de poço 302 pode compreender, mas não está limitado a, um dardo, um tampão ou uma esfera. Em algumas modalidades, o projétil 302 do poço pode ser bombeado para o dispositivo 200. Em outras modalidades, no entanto, o projétil de poço 302 pode ser executado em uma tubulação enrolada ou cabo wireline ou pode cair livremente no dispositivo 200 sob a força da gravidade. Ao atingir o dispositivo 200, o projétil 302 do poço pode localizar e então se assentar em uma sede 234 fornecida na luva de ajuste 244 e assim gerar uma vedação hidráulica no interior 206 do corpo 202.

[0035] O aumento da pressão de fluido dentro do interior 206 acima (em direção ao topo do poço) da luva de ajuste 244 resultará em uma carga hidráulica sendo colocada no projétil de poço 302, que correspondentemente coloca uma carga axial na luva de ajuste 244 em uma primeira direção ou "de fundo do poço" A. A pressão do fluido no interior 206 pode ser aumentada para uma primeira pressão, onde a carga axial resultante ultrapassa um limite de cisalhamento predeterminado dos dispositivos de cisalhamento 252. Consequentemente, o aumento da pressão do interior 206 para a primeira pressão pode separar a luva de ajuste 244 do mandril 210 e permitir que a luva de ajuste 244 se mova para o segundo estado (FIG. 3) onde os pinos de ajuste 246 engatam extremidades axiais correspondentes das portas de ajuste 248 para parar o movimento axial da luva de ajuste 244. Mover a luva de ajuste 244 para o segundo estado expõe as portas de ajuste 248 e facilita a comunicação de fluido entre o interior 206 e a câmara de pistão 238.

[0036] Com as portas de ajuste 248 expostas, a pressão hidráulica dentro do interior 206 pode então ser capaz de agir no pistão de regulagem 236 dentro da câmara de pistão 238, o que resulta em uma carga axial sendo assumida no pistão de regulagem 236 em uma segunda direção ou direção de "topo de poço" B, em que a segunda direção B está oposta à primeira direção A. A carga axial assumida no pistão de regulagem 236 é transferida para os dispositivos de cisalhamento 242, que acopla o pistão de regulagem 236 ao sub inferior 208. Uma vez atingido um limite de cisalhamento predeterminado, os dispositivos tangíveis 242 falharão e permitirão que o pistão de regulagem 236 se mova axialmente em relação ao sub inferior 208b na segunda direção B e engate axialmente ao anel de trava inferior 218b. À medida que o pistão de regulagem 236 se move axialmente na segunda direção B, o anel de trava inferior 218b se movimenta correspondentemente na segunda direção B e atua na cunha inferior 230b e impele a cunha inferior 230b a se encaixar de modo deslizante nas superfícies inclinadas 234 da cunha defletora de cunha inferior 228b. O engate deslizante das superfícies inclinadas 234 da cunha defletora de cunha inferior 228b impele a cunha inferior 230b a se estender (expandir) radialmente e em direção a superfície radial interna do revestimento 114 onde os dispositivos de fixação 232 eventualmente se engatam de maneira aderente à superfície radial interna do revestimento 114.

[0037] Em algumas modalidades, impelir a cunha inferior 230b contra a cunha defletora de cunha inferior 228b também pode impelir a cunha defletora de cunha inferior 228b a se mover axialmente na segunda direção B em relação ao mandril 210 e fornecer uma carga axial correspondente no elemento de vedação 224. Em tais modalidades, o elemento de vedação 224 pode ser axialmente comprimido pela cunha defletora de cunha inferior 228b e assim impelido a se estender radialmente em direção à e a se engatar de maneira vedante com a superfície radial interna do revestimento 114. Além disso, em tais modalidades, a cunha defletora de cunha inferior 228b pode ser acoplada ao mandril 210 com um ou mais dispositivos de cisalhamento 304 (por exemplo, um pino de cisalhamento, um parafuso de cisalhamento, um anel de cisalhamento, etc.) e impelir a cunha inferior 230b contra a cunha defletora de cunha inferior 228b pode quebrar ou causar falha nos dispositivos de cisalhamento 304 para permitir que a cunha defletora de cunha inferior 228b se mova axialmente em relação ao mandril 210.

[0038] Em pelo menos uma modalidade, o anel de trava inferior 218b pode incluir um mecanismo anti-inversão 306 que permite que o anel de trava inferior 218b se mova na segunda direção B em relação ao mandril 210, mas impede que o anel de trava inferior 218b se mova a primeira direção A em relação ao mandril 210. Na modalidade ilustrada, o mecanismo anti-inversão 306 é representado como uma série de ranhuras ou dentes definidos na superfície radial interna do anel de trava inferior 218b. Os dentes podem ser inclinados de modo que o anel de trava inferior 218b seja capaz de avançar na segunda direcção B, mas os dentes se fixam ou se agarram à superfície externa do mandril 210 quando o anel de trava inferior 218b tenta deslocar- se na primeira direção A, impedindo assim esse movimento. Consequentemente, o mecanismo anti-inversão 306 pode ajudar a manter a força axial na cunha inferior 230b e, desse modo, impedir que a cunha inferior 230b se desencaixe da superfície radial interna do revestimento 114. Isto também pode ajudar a manter o elemento de vedação 224 radialmente expandido e em engate vedado com o revestimento 114. O mecanismo anti- inversão 306 pode revelar-se vantajoso no caso de perda da pressão do fluido no interior 206, o que removeria a carga axial no pistão de regulagem 236 e permitiria que a cunha inferior 230b e o elemento de vedação 224 se retraíssem radialmente.

[0039] Embora o mecanismo anti-inversão 306 seja representado e descrito neste documento como uma série de dentes ou ranhuras, outros tipos e concepções do mecanismo anti-inversão 306 podem alternativamente ser empregados para realizar o mesmo propósito, sem se afastar do escopo da divulgação. Em outras modalidades, por exemplo, o mecanismo anti- inversão 306 pode incluir um anel de pressão (não mostrado) ou um mecanismo ou dispositivo similar, configurado para se contrair radialmente e assentar em uma ranhura (não mostrada) definida na superfície externa do mandril 210 uma vez que o anel de trava inferior 218b tenha avançado na segunda direção B para um local predeterminado. O anel de pressão impediria que o anel de trava inferior 218b retrocedesse para trás na primeira direção A.

[0040] É fornecido agora um exemplo de operação do dispositivo 200 na transição entre a configuração parcialmente ajustada, como mostrado na FIG. 3 e a configuração totalmente ajustada, como mostrado na FIG. 4. Com alguma resistência axial obtida com a cunha inferior 230b e o elemento de vedação 224 engatado contra a superfície radial interna do revestimento 114, o movimento do mandril 210 na primeira direção A faz a transição do dispositivo 200 para a configuração totalmente ajustada onde a cunha superior 230a está engatada contra a superfície radial interna do revestimento 114 e o elemento de vedação 224 está totalmente comprimido e estendido para fornecer uma vedação fluida robusta no poço 106. Para mover o mandril 210, a pressão de fluido dentro do interior 206 pode ser aumentada para uma segunda pressão, onde a segunda pressão é maior do que a primeira pressão necessária para acionar a luva de ajuste 244 e o pistão de regulagem 236. Aumentar a pressão do fluido dentro do interior 206 para a segunda pressão resultará em uma carga hidráulica aumentada sendo colocada no projétil do poço 302, que correspondentemente coloca uma carga axial aumentada na luva de ajuste 244 na primeira direção A. Esta carga axial aumentada pode ser assumida pelos pinos de ajuste 246 como se estendendo através das portas de ajuste 248, que transfere a carga axial aumentada para o mandril 210 e, mais particularmente, para os dispositivos de cisalhamento 222 que acoplam o mandril 210 a sapata superior 220. Uma vez atingido um limite de cisalhamento predeterminado, os dispositivos de cisalhamento 222 podem falhar e, desse modo, libertar o mandril 210 da sapata superior 220.

[0041] Em algumas modalidades, a segunda pressão pode ser a mesma que a primeira pressão. Mais particularmente, manter a pressão no interior 206 à primeira pressão pode também fazer com que o mandril 210 se mova, uma vez que a cunha inferior 230b e o elemento de vedação 224 pode ser pelo menos parcialmente engatado contra a superfície radial interna do revestimento 114, como descrito acima. Uma vez que o elemento de vedação 224 veda contra o revestimento 114 e o atrito resultante empurra de volta o pistão de regulagem 236, uma área maior do pistão é gerada e a primeira pressão pode, portanto, ser suficiente para forçar o mandril 210 a se mover axialmente. Por conseguinte, em tais modalidades, a pressurização do interior para a segunda pressão pode denotar a manutenção do nível da primeira pressão.

[0042] Uma vez que os dispositivos de cisalhamento 222 falhem, o mandril 210 pode ser capaz de se mover axialmente em relação ao sub superior 208a e realizar movimento de telescópio para fora de uma porção do orifício de vedação 214 na primeira direção A. Conforme o mandril 210 se move na primeira direção A, o suporte de cunha superior 227 se move correspondentemente e engata axialmente na cunha superior 230a e impele a cunha superior 230a a engatar de modo deslizante nas superfícies inclinadas 234 da cunha defletora de cunha superior 228a. O engate deslizante das superfícies inclinadas 234 da cunha defletora de cunha superior 228a impele a cunha superior 230a a se estender (expandir) radialmente e em direção a superfície radial interna do revestimento 114 onde os dispositivos de fixação 232 eventualmente se engatam de maneira aderente à superfície radial interna do revestimento 114.

[0043] Além disso, impelir a cunha superior 230a contra a cunha defletora de cunha superior 228a também impele a cunha defletora de cunha superior 228a para se mover axialmente na primeira direção A em relação ao mandril 210 e fornece uma carga axial correspondente no elemento de vedação 224. Com a cunha inferior 230b já engatada contra o revestimento 114, como discutido acima, o elemento de vedação 224 será axialmente comprimido entre as cunhas defletoras de cunha superior e inferior 228a, b e assim impelido a se estender ainda mais em engate vedado com a superfície radial interna do revestimento 114. Semelhante à cunha defletora de cunha inferior 228b, a cunha defletora de cunha superior 228a também pode ser acoplada ao mandril 210 com um ou mais dispositivos de cisalhamento 304 (por exemplo, um pino de cisalhamento, um parafuso de cisalhamento, um anel de cisalhamento, etc.). Impelir a cunha superior 230a contra a cunha defletora de cunha superior 228a irá resultar em que os dispositivos de cisalhamento 304 não permitam que a cunha defletora de cunha superior 228a se mova axialmente em relação ao mandril 210.

[0044] Semelhante ao anel de trava inferior 218b, o anel de trava superior 218a pode também incluir um mecanismo anti-inversão 308 que permite que o mandril 210 se mova na primeira direção A em relação ao sub superior 208a, mas impede que o mandril 210 inverta a direção na segunda direção B. De modo semelhante ao mecanismo anti-inversão 306 do anel de trava inferior 218b, o mecanismo anti-inversão 308 pode compreender uma série de ranhuras ou dentes definidos na superfície radial interna do anel de trava superior 218a. Os dentes podem ser inclinados de modo que o mandril 210 é capaz de avançar na primeira direção A, mas os dentes irão se agarrar de modo aderente à superfície externa do mandril 210 quando o mandril 210 tentar se mover na segunda direção B e assim impedir esse movimento.

[0045] Além disso, semelhante ao mecanismo anti-inversão 306 do anel de trava inferior 218b, o mecanismo anti-inversão 308 pode alternativamente incluir um anel de pressão (não mostrado) ou um mecanismo ou dispositivo semelhante, configurado para se contrair e assentar radialmente dentro de uma ranhura (não mostrada) definida na superfície externa do mandril 210 uma vez que o mandril 210 tenha avançado na primeira direção A para uma localização predeterminada. O anel de pressão impediria que o mandril 210 se retraísse para trás na segunda direção B.

[0046] Por conseguinte, os mecanismos anti-inversão 306, 308 ajudam a manter a força axial nas cunhas superior e inferior 230aa, b e impedir, assim, que as cunhas superior e inferior 230a, b desengatem a superfície radial interna do revestimento 114. Isto também irá ajudar a manter o elemento de vedação 224 radialmente expandido e em engate vedado com o revestimento 114. Este sistema de travamento direcional duplo assegura que o dispositivo 200 será mantido na configuração totalmente ajustada e não relaxará.

[0047] Com o dispositivo 200 na configuração totalmente definida, em algumas modalidades, a pressão no interior 206 pode ser aumentada para uma terceira pressão que é maior do que a segunda pressão. A terceira pressão resultará em uma carga hidráulica aumentada sendo colocada no projétil do poço 302, que correspondentemente coloca uma carga axial aumentada na luva de ajuste 244 na primeira direção A. Esta carga axial aumentada pode ser novamente assumida pelos pinos de ajuste 246 como estendidas através das portas de ajuste 248 e mediante a carga axial atingindo um limite de cisalhamento predeterminado, os pinos de ajuste 246 podem ser configurados para falhar e assim liberar a luva de ajuste 244 do mandril 210. A manga de colocação 244 pode então ser despendida para o fundo do poço 106 ou devolvida à superfície.

[0048] Por conseguinte, o dispositivo 200 difere dos dispositivos convencionais de isolamento do poço em vários aspectos. Por exemplo, em um dispositivo convencional de isolamento do poço do conjunto hidráulico, o mandril é diretamente acoplado ao meio de transporte (coluna de trabalho) acima do dispositivo de isolamento do poço. Com o dispositivo 200 descrito neste documento, no entanto, o mandril 210 flutua livremente dentro do orifício de vedação 214 do sub superior 204a, que é diretamente acoplado ao meio de transporte 118 acima do dispositivo 200. O mandril flutuante 210 do dispositivo 200 permite cargas induzidas por pistão a partir do diâmetro interno 210 do mandril tamponado para puxar o mandril 210 na primeira direção A juntamente com a cunha superior 230a, aplicando assim uma força de fixação significativa nas cunhas superior e inferior 230a, b e no elemento de vedação 224. O mandril flutuante 210 permite utilizar esta força de ajuste adicional sem colocar o meio de transporte 118 acima do dispositivo 200 em tensão excessiva, que é tipicamente vista com dispositivos de isolamento de poço de conjunto hidráulico convencionais onde é utilizado movimento descendente do mandril para fornecer força de ajuste adicional.

[0049] Outra diferença é o posicionamento e a função do dispositivo de conexão do mandril (isto é, a luva de ajuste). Nos dispositivos convencionais de isolamento do poço, o dispositivo de tamponamento do mandril está normalmente localizado na tubulação abaixo (para baixo do poço) do dispositivo de isolamento do poço. Em contraste, o dispositivo de tamponamento do mandril 244 do dispositivo 200 é acoplado ao mandril 210, formando assim uma parte integral do dispositivo 200 que permanecerá como parte do dispositivo 200 até que a sequência de ajuste esteja completa.

[0050] As modalidades divulgadas neste documento incluem:

[0051] A. Um método que inclui a introdução de um dispositivo de isolamento do poço em um poço revestido com revestimento, o dispositivo de isolamento do poço incluindo um corpo alongado que define um interior e compreende um sub superior, um sub inferior e um mandril que se estende entre os subs superior e inferior, um elemento de vedação disposto em torno do mandril, um conjunto cunha superior posicionado em uma primeira extremidade axial do elemento de vedação e um conjunto de cunha inferior posicionado em uma segunda extremidade axial do elemento de vedação, um pistão de regulagem posicionado dentro de uma câmara de pistão cooperativamente definida pelo sub inferior e o mandril e um dispositivo de tamponamento do mandril posicionado dentro do mandril. O método inclui ainda o tamponamento do interior com o dispositivo de tamponamento do mandril, fazendo a transição do dispositivo de tamponamento do mandril de um primeiro estado, onde o dispositivo de tamponamento do mandril obstrui as portas de ajuste definidas no mandril à um segundo estado, onde as portas de ajuste são expostas para facilitar a comunicação fluida entre o interior e a câmara de pistão, pressurizando o interior à uma primeira pressão e acionando assim o pistão de regulagem para ajustar o conjunto de cunha inferior dentro do revestimento na segunda extremidade axial, e pressurizando o interior à uma segunda pressão em ou mais do que a primeira pressão. movendo assim o mandril em relação ao sub superior e ajustando o conjunto de cunha superior dentro do revestimento na primeira extremidade axial.

[0052] B. Um dispositivo de isolamento do poço que inclui um corpo alongado que define um interior e compreende um sub superior, um sub inferior e um mandril que se estendem entre os subs superior e inferior, um elemento de vedação disposto em torno do mandril e tendo uma primeira extremidade axial e uma segunda extremidade axial, um conjunto de cunha superior posicionado na primeira extremidade axial e um conjunto de cunha inferior posicionado na segunda extremidade axial, um pistão de regulagem posicionado dentro de uma câmara de pistão cooperativamente definida pelo sub inferior e o mandril e acionável para atuar no conjunto de cunha inferior, um dispositivo de tamponamento de mandril posicionado dentro do mandril e que pode sofrer transição entre um primeiro estado, onde o dispositivo de tamponamento de mandril tampona o interior e obstrui as portas de ajuste definidas no mandril e um segundo estado, onde as portas de ajuste são expostas para facilitar a comunicação fluida entre o interior e a câmara de pistão, acionando assim o pistão de regulagem, em que a pressurização do interior com uma primeira pressão aciona o pistão de regulagem e ajusta o conjunto de cunha inferior dentro do revestimento na segunda extremidade axial e em que a pressurização do interior a uma segunda pressão em ou mais do que a primeira pressão move o mandril em relação ao sub superior e ajusta o conjunto de cunha superior dentro do revestimento na primeira extremidade axial.

[0053] Cada uma das modalidades A e B podem ter um ou mais dos elementos adicionais seguintes em qualquer combinação: Elemento 1: em que o dispositivo de tamponamento de mandril inclui uma luva de ajuste e um projétil de poço e em que o tamponamento do interior com o dispositivo de tamponamento de mandril compreende o transporte do projétil de poço até a luva de ajuste e o assentamento do projétil de poço em uma sede fornecida na luva de ajuste forma uma vedação hidráulica no interior. Elemento 2: em que a transição do dispositivo de tamponamento do mandril do primeiro estado para o segundo estado compreende colocar uma carga hidráulica no projétil do poço com a primeira pressão e assim colocar uma primeira carga axial correspondente na luva de ajuste e traduzir axialmente a luva de fixação dentro do mandril para o segundo estado conforme influenciado pela primeira carga axial correspondente. Elemento 3: em que a luva de ajuste inclui um ou mais pinos de ajuste que se estendem radialmente a partir da luva de ajuste e através de uma ou mais das portas de ajuste e em que a translação axial da luva de ajuste dentro do mandril para o segundo estado compreende engatar a mais pinos de ajuste em uma extremidade axial das uma ou mais portas de ajuste correspondentes, impedindo assim o movimento axial da luva de ajuste. Elemento 4: em que pressurizar o interior para a segunda pressão compreende colocar uma carga hidráulica no projétil do poço com a segunda pressão, implantando assim uma segunda carga axial correspondente no mandril através do engate de um ou mais pinos de ajuste contra a extremidade axial das uma ou mais portas de ajuste correspondentes e realizando movimento de telescópio do mandril para fora do sub superior como agido pela segunda carga axial correspondente. Elemento 5: em que a luva de ajuste inclui um ou mais pinos de ajuste que se estendem radialmente da luva de ajuste e através de uma ou mais portas de ajuste, o método compreendendo ainda a pressurização do interior a uma terceira pressão maior do que a segunda pressão, colocando uma carga hidráulica no projétil de poço com a terceira pressão e colocando assim uma terceira carga axial correspondente nos um ou mais pinos de ajuste estendidos através das uma ou mais portas de ajuste correspondentes, falhando os um ou mais pinos de ajuste mediante a terceira carga axial, liberando assim a luva de ajuste do mandril e removendo a luva de ajuste da mandril. Elemento 6: em que o sub superior fornece um orifício de vedação que recebe uma porção do mandril, o método compreendendo ainda a vedação de uma interface entre o orifício de vedação e o mandril com uma ou mais vedações. Elemento 7: em que o conjunto de cunha inferior inclui uma cunha defletora de cunha inferior e uma ou mais cunhas inferiores, e em que a atuação do pistão de regulagem compreende impelir as uma ou mais cunhas inferiores contra uma superfície inclinada da cunha defletora de cunha inferior, estendendo assim as uma ou mais cunhas radialmente para fora e em engate com uma superfície radial interna do revestimento, e e engatando de maneira aderente a superfície radial interna do revestimento com o dispositivo de fixação fornecido em uma ou mais das cunhas inferiores. Elemento 8: compreendendo ainda impelir a cunha defletora de cunha inferior contra o elemento de vedação na segunda extremidade axial, comprimindo axialmente o elemento de vedação com a cunha defletora de cunha inferior para engatar de forma vedada a superfície radial interna do revestimento com o elemento de vedação. Elemento 9: em que o conjunto de cunha superior inclui uma cunha defletora de cunha superior e uma ou mais cunhas superiores e em que o ajuste da cunha superior dentro do revestimento na primeira extremidade axial compreende impelir as uma ou mais cunhas superiores contra uma superfície inclinada da cunha defletora de cunha superior, estendendo assim as uma ou mais cunhas superiores para fora e em engate com a superfície radial interna do revestimento, engatando de forma aderente a superfície radial interna do revestimento com um dispositivo de fixação fornecido nas uma ou mais cunhas, impelindo a cunha defletora de cunha superior contra o elemento de vedação na primeira extremidade axial e comprimindo axialmente o elemento de vedação entre as cunhas defletoras de cunha inferiores, engatando de maneira vedante a superfície radial interna do revestimento com o elemento de vedação. Elemento 10: em que o movimento do mandril em relação ao sub superior compreende o cisalhamento de um ou mais dispositivos de cisalhamento que acopla operacionalmente o mandril ao sub superior. Elemento 11: em que a introdução do dispositivo de isolamento do poço compreende o transporte do dispositivo de isolamento do poço no poço em um meio de transporte acoplado ao sub superior.

[0054] Elemento 12: em que o dispositivo de tamponamento do mandril compreende uma luva de ajuste axialmente móvel dentro do interior e incluindo um ou mais pinos de ajuste radialmente a partir da luva de ajuste e através de uma ou mais das portas de ajuste correspondentes e um projétil de poço configurado para localizar uma sede fornecida na luva de ajuste, gerando assim uma vedação hidráulica dentro do interior. Elemento 13: compreendendo ainda um anel de trava inferior disposto em torno do mandril na segunda extremidade axial para impedir que o pistão de regulagem se retraia dentro da câmara do pistão após a atuação e assim manter o conjunto de cunha inferior dentro do revestimento e um anel de trava superior disposto em torno do mandril e operativamente acoplado ao sub superior para impedir que o mandril se retraia de volta para o sub superior após o mandril se mover em relação ao sub superior e, assim, manter o conjunto de cunha superior dentro do revestimento. Elemento 14: em que o anel de trava inferior e o anel de trava superior incluem, cada um, um mecanismo anti-inversão compreendendo uma série de dentes que engatam de forma aderente em uma superfície externa do mandril. Elemento 15: em que o mandril se estende parcialmente para dentro e engata de forma vedada um orifício de vedação do sub superior. Elemento 16: em que o sub inferior está disposto em torno do mandril e o mandril estende-se através do sub inferior de modo que uma porção do mandril se estenda para além do sub inferior em extremidades axiais opostas do sub inferior.

[0055] A título de exemplo não limitativo, exemplos de combinações aplicáveis a A e B incluem: Elemento 1 com o Elemento 2; Elemento 2 com o Elemento 3; Elemento 3 com o Elemento 4; Elemento 1 com o Elemento 5; Elemento 7 com o Elemento 8; Elemento 7 com o Elemento 9; e o Elemento 13 com o Elemento 14.

[0056] 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 em particular 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 em particular 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 esteja especificamente divulgado neste documento e/ou qualquer elemento opcional divulgado neste documento. Embora as composições e os 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” os 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 for divulgado, qualquer número e qualquer faixa inclusa que esteja dentro da faixa é especificamente divulgado. Especificamente, cada faixa de valores (na forma, “de cerca de a a cerca de b”, ou, equivalentemente, “de aproximadamente a até b”, ou, equivalentemente, “de aproximadamente a-b”) divulgada neste documento deve ser compreendida como compreendendo cada número e faixa contido dentro da faixa mais ampla de valores. 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", como utilizados nas reivindicações, são definidos neste documento para significar um ou mais de um dos elementos que ele introduz. 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.

[0057] Conforme usado neste documento, a frase "pelo menos um de" 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 (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 de A, B e C" ou "pelo menos um de A, B ou C", cada um, referem-se somente a A, B ou C; qualquer combinação de A, B e C; e/ou pelo menos um de cada um dentre A, B, e C.

Claims (18)

1. Dispositivo de isolamento de poço, caracterizado pelo fato compreender: - um corpo alongado (202) que define um interior (206) e compreende um sub superior (208a), um sub inferior (208b) e um mandril (210) que se estende entre os subs superior e inferior (208a, 208b); - um elemento de vedação (224) disposto em torno do mandril (210) e tendo uma primeira extremidade axial e uma segunda extremidade axial; - um conjunto de cunha superior (226a) posicionado na primeira extremidade axial e um conjunto de cunha inferior (226b) posicionado na segunda extremidade axial; - um pistão de regulagem (236) posicionado dentro de uma câmara de pistão (238) cooperativamente definida pelo sub inferior (208b) e o mandril (210) e atuável para atuar no conjunto de cunha inferior (226b); - um dispositivo de tamponamento do mandril (244) posicionado dentro do mandril (210) e que pode sofrer transição entre um primeiro estado, onde o dispositivo de tamponamento do mandril (244) tampona o interior (206) e bloqueia as portas de ajuste (248) definidas no mandril (210), e um segundo estado, onde as portas de ajuste (248) são expostas para facilitar a comunicação fluida entre o interior (206) e a câmara de pistão (238) e, assim, acionar o pistão de regulagem (236), sendo que a pressurização do interior (206) com uma primeira pressão atua o pistão de regulagem (236) e define o conjunto de cunha inferior (226b) dentro do revestimento na segunda extremidade axial, sendo que a pressurização do interior (206) para uma segunda pressão igual ou superior à primeira pressão move o mandril (210) em relação ao sub superior (208a) e ajustando o conjunto de cunha superior (226a) dentro do revestimento (114) na primeira extremidade axial.

2. Dispositivo de isolamento de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o mandril (210) se estender parcialmente e engatar, de forma vedante, um orifício de vedação (214) do sub superior (208a).

3. Dispositivo de isolamento de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o sub inferior (208b) estar disposto em torno do mandril (210) e o mandril (210) se estender por meio do sub inferior (208b) de modo que a porção do mandril (210) se estende para além do sub inferior (208b) nas extremidades axiais opostas do sub inferior (208b).

4. Dispositivo de isolamento de poço, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de o dispositivo de tamponamento do mandril (244) compreender: - uma luva de ajuste (244) axialmente móvel dentro do interior (206) e incluindo um ou mais pinos de ajuste (246) que se estendem radialmente a partir da luva de ajuste (244) e através de uma ou mais das portas de ajuste (248) correspondentes; e - um projétil de poço (302) configurado para localizar uma sede (234) fornecida na luva de ajuste (244), gerando assim uma vedação hidráulica no interior (206).

5. Dispositivo de isolamento de poço, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de compreender ainda: - um anel de trava inferior (218b) disposto em torno do mandril (210) na segunda extremidade axial para impedir que o pistão de regulagem (236) se retraia dentro da câmara de pistão (238) após a atuação, mantendo assim o conjunto de cunha inferior (226b) dentro do revestimento (114); e - um anel de trava superior (218a) disposto em torno do mandril (210) e operativamente acoplado ao sub superior (208a) para impedir que o mandril (210) se retraia de volta para o sub superior (208a) após o mandril (210) se mover em relação ao sub superior (208a), mantendo assim o conjunto de cunha superior (226a) dentro do revestimento (114).

6. Dispositivo de isolamento de poço, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de o anel de trava inferior (218b) e o anel de trava superior (218a) incluírem, cada um, um mecanismo anti-inversão (308, 306) compreendendo uma série de dentes que engatam de forma aderente em uma superfície externa do mandril (210).

7. Método, caracterizado pelo fato de compreender: - Introduzir um dispositivo de isolamento do poço (200), conforme definido na reivindicação 1, em um poço forrado com revestimento (114), o dispositivo de isolamento do poço (200) incluindo: - um corpo alongado (202) que define um interior (206) e compreende um sub superior (208a), - um sub inferior (208b) e um mandril (210) que se estende entre os subs superior e inferior (208a, 208b); - um elemento de vedação (224) disposto em torno do mandril (210); - um conjunto de cunha superior (226a) posicionado sobre uma primeira extremidade axial do elemento de vedação (224) e um conjunto de cunha inferior (226b) posicionado sobre uma segunda extremidade axial do elemento de vedação (224); - um pistão de regulagem (236) posicionado dentro de uma câmara de pistão (238) cooperativamente definida pelo sub inferior (208b) e o mandril (210); e - um dispositivo de tamponamento do mandril (244) posicionado dentro do mandril (210); - tamponar o interior (206) com o dispositivo de tamponamento do mandril (244); - transacionar o dispositivo de tamponamento de mandril (210) de um primeiro estado, onde o dispositivo de tamponamento do mandril (244) bloqueia as portas de ajuste (248) definidas no mandril (210) para um segundo estado, onde as portas de ajuste (248) são expostas para facilitar a comunicação fluida entre o interior (206) e a câmara de pistão (238); - pressurizar o interior (206) para uma primeira pressão e assim acionar o pistão de regulagem (236) para ajustar o conjunto de cunha inferior (226b) dentro do revestimento (114) na segunda extremidade axial; e - pressurizar o interior (206) para uma segunda pressão igual ou superior à primeira pressão, movendo assim o mandril (210) em relação ao sub superior (208a) e ajustando o conjunto de cunha superior (226a) dentro do revestimento (114) na primeira extremidade axial.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de o dispositivo de tamponamento de mandril (210) incluir uma luva de ajuste (244) e um projétil de poço (302) e sendo que o tamponamento do interior (206) com o dispositivo de tamponamento de mandril (210) compreende: - transporte do projétil do poço para a luva de ajuste (244); e - assentamento do projétil de poço (302) em uma sede (234) fornecida na luva de fixação, formando, assim, uma vedação hidráulica no interior (206).

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de a transição do dispositivo de tamponamento do mandril (244) do primeiro estado para o segundo estado compreender: - colocar uma carga hidráulica no projétil de poço (302) com a primeira pressão, implantando, assim, uma primeira carga axial correspondente na luva de ajuste (244); e - transladar, de forma axial, a luva de ajuste (244) dentro do mandril (210) para o segundo estado conforme influenciado pela primeira carga axial correspondente.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de a luva de ajuste (244) incluir um ou mais pinos de ajuste (246) que se estendem radialmente a partir da luva de ajuste (244) e através de uma ou mais das portas de ajuste (248), e sendo que a translação axial da luva de ajuste (244) dentro do mandril (210) para o segundo estado compreende engatar a mais pinos de ajuste (246) em uma extremidade axial das uma ou mais portas de ajuste (248) correspondentes, impedindo assim o movimento axial da luva de ajuste (244).

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de a pressurização do interior (206) à segunda pressão compreender: - colocar uma carga hidráulica no projétil de poço (302) com a segunda pressão, implantando assim uma segunda carga axial correspondente no mandril (210) através do engate de um ou mais pinos de ajuste (246) contra a extremidade axial das uma ou mais portas de ajuste (248) correspondentes; e - realizar o movimento de telescópio do mandril (210) para fora do sub superior (208a), conforme a segunda carga axial correspondente.

12. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de a luva de ajuste (244) incluir um ou mais pinos de ajuste (246) que se estendem radialmente da luva de ajuste (244) e através de uma ou mais portas de ajuste (248) correspondentes, o método compreendendo ainda a pressurização do interior (206) a uma terceira pressão maior do que a segunda pressão; - colocar uma carga hidráulica no projétil de poço (302) com a terceira pressão, implantando assim uma terceira carga axial correspondente em um ou mais pinos de ajuste (246) estendidos através de uma ou mais das portas de ajuste (248) correspondentes; - falhar um ou mais pinos de ajuste (246) mediante a terceira carga axial, liberando assim a luva de ajuste (244) do mandril (210); e - remover a luva de ajuste (244) da mandril (210).

13. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de o sub superior (208a) fornecer um orifício de vedação (214) que recebe uma porção do mandril (210), o método compreendendo ainda vedação de uma interface entre o orifício de vedação (214) e o mandril (210) com uma ou mais vedações (216).

14. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de o conjunto de cunha inferior (226b) incluir uma cunha defletora de cunha inferior (228b) e uma ou mais cunhas inferiores (230b), e sendo que a atuação do pistão de regulagem (236) compreende: - impelir as uma ou mais cunhas inferiores (230b) contra uma superfície inclinada (234) da cunha defletora de cunha inferior (228b), estendendo assim as uma ou mais cunhas radialmente para fora e em engate com uma superfície radial interna do revestimento (114); e - engatar, de maneira aderente, a superfície radial interna do revestimento (114) com o dispositivo de fixação fornecido em uma ou mais das cunhas inferiores.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de compreender ainda impelir a cunha defletora de cunha inferior (228b) contra o elemento de vedação (224) na segunda extremidade axial, comprimindo axialmente o elemento de vedação (224) com a cunha defletora de cunha inferior (228b) para engatar de forma vedada a superfície radial interna do revestimento (114) com o elemento de vedação (224).

16. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o conjunto de cunha superior (226a) incluir uma cunha defletora superior (228a) e uma ou mais cunhas superiores (230a), e sendo que o ajuste do conjunto de cunha superior (226a) dentro do revestimento (114) na primeira extremidade axial compreende: - impelir as uma ou mais cunhas superiores (230a) contra uma superfície inclinada (234) da cunha defletora de cunha superior (228a), estendendo assim as uma ou mais cunhas radialmente para fora e em engate com a superfície radial interna do revestimento (114); - engatar, de maneira aderente, a superfície radial interna do revestimento (114) com o dispositivo de fixação fornecido em uma ou mais das cunhas superiores; - impelir a cunha defletora de cunha superior (228a) contra o elemento de vedação (224) na primeira extremidade axial; e - comprimir axialmente o elemento de vedação (224) entre as cunhas defletoras de cunha superior e inferior (228a, 228b) engatando, assim, de forma vedada a superfície radial interna do revestimento (114) com o elemento de vedação (224).

17. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de o movimento do mandril (210) em relação ao sub superior (208a) compreender o cisalhamento de um ou mais dispositivos de cisalhamento (242) que acopla operacionalmente o mandril (210) ao sub superior (208a).

18. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de a introdução do dispositivo de isolamento de poço (200) compreender o transporte do dispositivo de isolamento de poço no poço (106) em um meio de transporte acoplado ao sub superior (208a).

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