BR112019004518B1

BR112019004518B1 - Vedação para cabeça de poço com pressão, conjunto de vedação anular e método para sua energização

Info

Publication number: BR112019004518B1
Application number: BR112019004518-0A
Authority: BR
Inventors: David Lawrence Ford; Joseph William Pallini; Thomas Allen Fraser; Daniel Ralph Barnhart; Daniel Caleb Benson
Original assignee: Vetco Gray Inc
Priority date: 2016-09-14
Filing date: 2017-08-07
Publication date: 2023-05-09
Also published as: NO20190469A1; SG11201901872UA; GB201904950D0; GB2569260B; BR112019004518A2; GB2569260A; US10900316B2; WO2018052566A1; US20180073319A1

Abstract

Uma vedação anular para vedar uma interface entre um alojamento de cabeça de poço e um suspensor de revestimento. A vedação anular inclui uma porção de corpo central e um primeiro par de pernas de vedação se estendendo numa primeira direção a partir da porção de corpo central. Cada uma do primeiro par de pernas de vedação engata de maneira vedada em um do alojamento de cabeça de poço ou do suspensor de revestimento e é ainda energizada pela pressão de poço. A vedação anular também inclui um segundo par de pernas de vedação se estendendo em uma segunda direção a partir da porção de corpo central. Cada uma do segundo par de pernas de vedação engata de maneira vedada em um do alojamento de cabeça de poço ou do suporte de revestimento e é ainda energizada por pressão de anular.

Description

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO Campo Técnico

[001] Esta invenção se refere geralmente a equipamento de campo petrolífero. Mais particularmente, esta invenção se refere a uma vedação anular para vedar uma interface entre componentes num poço.

Fundamentos

[002] Conjuntos de cabeça de poço em um furo de poço tipica mente incluem um alojamento de cabeça de poço e um suspensor de revestimento. O suspensor de revestimento é assentado dentro do alojamento de cabeça de poço e, juntamente com sua coluna de revestimento associada, serve para separar fluido dentro do revestimento de fluido no anular circundante. Cada um destes fluidos está a diferentes pressões, dependendo das condições no poço.

[003] A interface entre o alojamento de cabeça de poço e o sus pensor de revestimento é vedada por uma vedação anular. Vedações anulares conhecidas incluem tipicamente elementos de vedação ener- gizados de cima por um anel de energização. Um aumento na pressão do poço, que age na vedação de cima, tende a fortalecer a vedação empurrando os elementos de vedação para engate mais apertado com o alojamento de cabeça de poço e o suspensor de revestimento. Por outro lado, um aumento na pressão do anular abaixo da vedação tende a enfraquecer a vedação e pode empurrar a vedação para fora da bolsa.

[004] Para levar em conta a tendência de a pressão do anular empurrar a vedação para fora da bolsa, projetos de vedação conhecidos exigem redução de classificação da vedação da pressão do anu- lar, desse modo limitando a eficácia ou a capacidade de usar a vedação em poços tendo uma pressão de anular que é alta em comparação com a pressão do poço.

SUMARIO DA INVENÇÃO

[005] Uma modalidade da presente tecnologia é uma vedação anular para vedar uma interface entre um alojamento de cabeça de poço e um suspensor de revestimento. A vedação anular inclui uma porção de corpo central, um primeiro par de pernas de vedação se estendendo em uma primeira direção a partir da porção de corpo central, cada uma do primeiro par de pernas de vedação para engatar de forma vedada a um do alojamento de cabeça de poço ou do suspensor de revestimento e energizada por pressão de poço e um anel de ener- gização empurrando cada uma do primeiro par de pernas de vedação para contato com um do alojamento de cabeça de poço ou do suspensor de revestimento e um segundo par de pernas de vedação se es-tendendo em uma segunda direção a partir da porção de corpo central, cada uma do segundo par de pernas de vedação para engatar de maneira vedada em um do alojamento de cabeça de poço ou do suspensor de revestimento e energizada pela pressão de anular e um anel de nariz empurrando cada uma do segundo par de pernas de vedação para contato com um do alojamento de cabeça de poço ou do suspensor de revestimento.

[006] Outra modalidade da presente tecnologia é um conjunto de vedação anular para vedar a interface entre um primeiro tubular de cabeça de poço e um segundo tubular de cabeça de poço. O conjunto de vedação anular inclui uma vedação anular. A vedação anular inclui uma porção de corpo central, um primeiro par de pernas de vedação se estendendo em uma primeira direção a partir da porção de corpo central, cada uma do primeiro par de pernas de vedação para engatar de forma vedada um do alojamento de cabeça de poço ou do suspen- sor de revestimento e energizada por pressão de poço e um segundo par de pernas de vedação se estendendo em uma segunda direção a partir da porção de corpo central, cada uma do segundo par de pernas de vedação para engatar de forma vedada um do alojamento de cabeça do poço ou do suspensor de revestimento e energizada por pressão de anular.

[007] O conjunto de vedação inclui ainda um anel de nariz tendo pelo menos uma perna de anel de nariz afunilada se estendendo entre o segundo par de pernas de vedação da vedação anular para energi- zar o segundo par de pernas de vedação da vedação anular para engate vedado com o primeiro tubular de cabeça de poço tubular e o segundo tubular de cabeça de poço quando a vedação anular e o anel de nariz são comprimidos juntos. Além disso, o conjunto de vedação inclui um anel de energização tendo uma extremidade de nariz para inserção entre o primeiro par de pernas de vedação da vedação anular para energizar o primeiro par de pernas de vedação da vedação anular para engate vedado com o primeiro tubular de cabeça de poço e o segundo tubular de cabeça de poço quando a vedação anular e o anel de energização são comprimidos juntos.

[008] Ainda outra modalidade da presente tecnologia é um méto do de energizar um conjunto de vedação anular entre um alojamento de cabeça de poço e um suspensor de revestimento. O método inclui as etapas de fixar mecanicamente um anel de nariz a uma vedação anular e a vedação anular a um anel de energização e inserir o conjunto de vedação anular entre o alojamento de cabeça de poço e o suspensor de revestimento até o anel de nariz ser posicionado adjacente a um anel de travamento de suspensor fixado ao suspensor de revestimento. O método também inclui empurrar o anel de nariz para baixo para energizar o anel de trava de suspensor e travar a posição axial do suspensor de revestimento em relação ao alojamento de cabeça de poço, empurrar a vedação anular para baixo até pelo menos uma perna de anel de nariz do anel de nariz energizar as pernas de vedação anulares inferiores para engate vedado com o alojamento de cabeça de poço e o suspensor de revestimento e empurrar o anel de energi- zação para baixo até pelo menos uma porção de uma extremidade de nariz do anel de energização energizar as pernas de vedação anular superiores para engate vedado com o alojamento de cabeça de poço e o suspensor de revestimento.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[009] Os aspectos, as características e as vantagens anteriores de modalidades da presente divulgação serão ainda apreciados quando considerados com referência à descrição seguinte de modalidades e desenhos anexos. Na descrição de modalidades da divulgação ilustradas nos desenhos anexos, será utilizada terminologia específica por uma questão de clareza. No entanto, a divulgação não se destina a ser limitada aos termos específicos utilizados e será entendido que cada termo específico inclui equivalentes que operam de maneira semelhante para realizar um propósito similar.

[0010] FIG. 1 é uma vista em seção transversal lateral ampliada de um conjunto de cabeça de poço;

[0011] FIG. 2 é uma vista em seção transversal lateral ampliada de um conjunto de vedação anular de acordo com uma modalidade da presente tecnologia;

[0012] FIG. 3 é uma vista em seção transversal lateral ampliada alternativa do conjunto de vedação da Fig. 2;

[0013] FIG. 4 é uma vista em seção transversal lateral ampliada alternativa do conjunto de vedação das Fig. 2 e 3; e

[0014] FIG. 5 é uma vista em seção transversal lateral ampliada alternativa do conjunto de vedação da Fig. 2-4.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0015] Os aspectos, as características e as vantagens anteriores da presente divulgação serão ainda apreciados quando considerados com referência à descrição seguinte de modalidades e desenhos anexos. Na descrição das modalidades da divulgação ilustradas nos desenhos anexos, será utilizada terminologia específica por uma questão de clareza. No entanto, a divulgação não se destina a ser limitada aos termos específicos utilizados e será entendido que cada termo específico inclui equivalentes que operam de maneira semelhante para realizar um propósito similar.

[0016] Fig. 1 mostra um conjunto de cabeça de poço 10 como tipi camente usado em operações de perfuração e produção de petróleo e gás, e servirá para identificar componentes do sistema e estabelecer o contexto no qual a vedação anular da presente tecnologia (descrita em mais detalhes abaixo) será usada. O conjunto de cabeça de poço 10 inclui uma cabeça de poço de condutor 12 configurada para assentar acima da abertura de um poço. Dentro da cabeça de poço de condutor 12 assenta o alojamento de cabeça de poço 14, que é tipicamente travado no lugar em relação à cabeça de poço de condutor 12. Dentro do alojamento de cabeça de poço 14, por sua vez, tipicamente pode ser posicionado um suspensor de revestimento 16. Do suspensor de revestimento 16 é pendurada uma coluna de revestimento.

[0017] O suspensor de revestimento 16 e a coluna de revestimen to circundam um poço 18. Durante operações de perfuração, tubo de perfuração e ferramentas passam através do suspensor de revestimento 16 através do poço 18 em direção ao fundo do poço. Do mesmo modo, durante operações de produção, tubulação de produção e ferramentas passam através do suspensor de revestimento 16 através do poço 18. O poço 18 contém fluido de perfuração, ou lama, que é projetado para controlar a pressão no poço e transportar fragmentos e cas- calhos para longe da broca de perfuração durante operações de perfu- ração. A lama dentro do poço 18 é mantida a uma pressão de poço apropriada BP, a qual varia de acordo com as condições no poço. A área fora do suspensor de revestimento 16 e da coluna de revestimento é um anular 19 que também pode conter fluido, tal como fluido que entra no anular a partir da formação através da qual o poço 13 é perfurado. O fluido dentro do anular tem uma pressão de anular AP que é diferente da pressão de poço BP dentro do suspensor de revestimento 16.

[0018] Um conjunto de vedação anular 20, incluindo vedação anu lar 22, é fornecido entre o alojamento de cabeça de poço 14 e o suspensor de revestimento 16 para vedar a interface entre os mesmos. Uma vez assentada e energizada, a vedação anular 22 é tipicamente atuada por forças opostas. A vedação anular 22 é exposta numa extremidade superior à pressão de poço BP, que aplica uma força de pressão de poço FBP numa direção descendente contra a vedação anular 22, como indicado pela seta FBP nas Figs. 2-5. Similarmente, a vedação anular 22 é exposta numa extremidade inferior à pressão de anular AP, que aplica uma força de pressão de anular FAP numa direção ascendente contra a vedação anular 22, como indicado pela seta FAP nas Figs. 2-5.

[0019] Quando a pressão de poço BP for mais alta que a pressão de anular AP, a força líquida agindo na vedação anular 22 empurra para baixo a vedação anular 22 e ajuda a manter a posição da vedação anular entre o alojamento de cabeça de poço 14 e o suspensor de revestimento 16. Por outro lado, em muitos sistemas conhecidos, quando a pressão de poço BP for inferior à pressão de anular AP, a força líquida agindo na vedação anular 22 tende a empurrar a vedação anular 22 para cima e pode romper o engate vedado da vedação anular 22 com o alojamento de cabeça de poço 14 e/ou o suspensor de revestimento 16, desse modo comprometendo assim a integridade da veda- ção. A vedação anular da presente tecnologia resolve este problema, conforme mostrado nas Figs 2-5 e explicado em detalhes abaixo.

[0020] Com referência agora à Fig. 2, é mostrado um conjunto de vedação 120 num estado não energizado de acordo com uma modalidade da presente tecnologia. O conjunto de vedação 120 está posicionado entre a cabeça de poço 12 e o suspensor de revestimento 16. O conjunto de vedação 120 inclui um anel de energização de vedação 124, uma porca 126, a vedação anular 122, um anel de nariz de vedação 128, um anel retentor 130 e pinos de cisalhamento 132. O conjunto de vedação 120 é projetado para ser pré-montado e inserido na cabeça de poço 12 como um conjunto unificado. Também representado na Fig. 2 está o anel de trava de suspensor 134 que serve para travar o suspensor de revestimento 16 no lugar em relação ao alojamento de cabeça de poço 14 expandindo para engatar uma inserção de anel de trava 136 no alojamento de cabeça de poço 14. A Fig. 2 mostra o es-tado pré-energizado montado do conjunto de vedação 120 quando ele é inserido na cabeça de poço 12.

[0021] A vedação anular 122 tem uma porção de corpo central 137 e primeiro par de pernas de vedação 138 que se estendem para cima em direção ao topo do poço. O primeiro par de pernas de vedação 138 e a porção de corpo central 137 criam uma forma de U, com um espaço 139 entre o primeiro par de pernas de vedação 138 para aceitar o anel de energização 124. Uma das primeiras pernas de vedação 138a se estende para cima numa distância maior do que a outra primeira perna de vedação 138b e circunda uma porção do anel de energiza- ção 124. A primeira perna de vedação 138a pode ter roscas internas 140 que correspondem a roscas externas 142 na porca 126. No estado não energizado, tal como aquele mostrado na Fig. 2, a distância entre o primeiro par de pernas de vedação 138 é menor que a espes-sura da extremidade de nariz 144 do anel de energização 124. Além disso, as extremidades inferiores 146 da extremidade do nariz 144 do anel de energização 124 podem ser inclinadas para facilitar a entrada no espaço entre o primeiro par de pernas de vedação 138.

[0022] Além disso, a vedação anular 122 também tem um segundo par de pernas de vedação 148 que se estendem para baixo para longe do topo do poço e uma saliência de vedação se estendendo para baixo 150 que se estende da porção de corpo central 137 da vedação anular 122 substancialmente paralela ao segundo par de pernas de vedação 148. A saliência de vedação se estendendo para baixo 150 está posicionada entre o segundo par de pernas 148, com um espaço 152 entre cada uma das segundas pernas de vedação 148 e da saliência de vedação se estendendo para baixo 150. Em algumas modalidades, a vedação anular 122, incluindo o primeiro par de pernas de vedação 138 e o segundo par de pernas de vedação 148 pode ser feita de metal, de modo que a vedação entre a vedação anular 122 e os componentes de poço seja uma vedação metal a metal.

[0023] O anel de energização 124 está posicionado acima da ve dação anular 122 e inclui uma extremidade de nariz 144 que, quando a vedação anular não está energizada, encosta no espaço 139 entre o primeiro par de pernas de vedação 138. A superfície externa do anel de energização também inclui um ressalto de anel de energização 154. Durante a pré-montagem do conjunto de vedação 120, o anel de energização 124 pode ser posicionado acima da vedação anular 124, como mostrado na Fig. 2, e a porca 126 pode ser enroscada na extremidade superior da primeira perna de vedação 138a. Quando a porca 126 está completamente enroscada na primeira perna de vedação 138, ela encosta no ressalto 154 do anel de energização 124, desse modo restringindo o movimento axial do anel de energização 124 em relação à vedação anular 122 quando o conjunto de vedação 100 é posicionado no conjunto de cabeça de poço 10.

[0024] Por baixo da vedação anular 122 está posicionado o anel de nariz de vedação 128. O anel de nariz de vedação 128 inclui um par de pernas de anel de nariz se estendendo para cima 156 projetado para se estender pelo menos parcialmente nos espaços 152 entre o segundo par de pernas de vedação 148 e a saliência de vedação se estendendo para baixo 150. As pernas de anel de nariz 156 são afuniladas a partir de uma largura relativamente estreita perto das extremidades superiores, até uma largura relativamente mais espessa nas extremidades inferiores, onde as pernas de anel de nariz 156 se fixam ao corpo de anel de nariz 158. O espaço 160 entre as pernas de anel de nariz 156 é suficientemente largo para aceitar a saliência de vedação se estendendo para baixo 150. Uma das pernas de anel de nariz 156 define uma fenda 162 para aceitar o anel retentor 130, o qual pode por sua vez ser fixado ou integrado na saliência de vedação se estendendo para baixo 150 da vedação anular 122. A interação entre o anel retentot 130 e a fenda 162 na perna de anel de nariz 156 limita a faixa de movimento axial entre a vedação anular 122 e o anel de nariz de vedação 128. Além disso, os pinos de cisalhamento 132 podem ser posicionados para se estenderem entre a saliência de vedação se estendendo para baixo 150 e o anel de nariz de vedação 128 para travar adicionalmente a posição destes componentes em relação um ao outro durante a montagem e instalação do conjunto de vedação 120.

[0025] Uma extremidade inferior do anel de nariz de vedação 128 pode ter uma superfície afunilada 164 angulada para coincidir com uma superfície afunilada correspondente 166 no anel de trava de suspensor 134. Quando a superfície afunilada 164 do anel de nariz de vedação 128 engata naquela do anel de trava de suspensor 134 durante energi- zação do conjunto de vedação anular 120, o anel de nariz de vedação 128 empurra o anel de trava de suspensor 134 para engate fixo com a inserção de anel de trava 136 do alojamento de cabeça de poço 12.

[0026] A Fig. 3 representa o conjunto de vedação 120 durante uma primeira etapa intermediária de energização do conjunto de vedação 120 da presente tecnologia. Após o conjunto de vedação ser inserido no conjunto de cabeça de poço entre a cabeça de poço 12 e o suspensor de revestimento 16, uma ferramenta de assentamento (não mostrada, mas bem conhecida de um versado na técnica) exerce uma força descendente no anel de energização 124. O anel de energização 124, por sua vez, exerce uma força descendente na vedação anular 122 que transmite a força descendente para o anel de nariz de vedação 128. Como resultado, todo o conjunto de vedação 120, incluindo o anel de nariz de vedação 128, se move para baixo em relação ao suspensor de revestimento 16 e ao anel de trava de suspensor 134. O movimento descendente do anel de nariz de vedação 128 em relação ao anel de trava de suspensor 134 faz com que a superfície afunilada 164 do anel de nariz de vedação 128 engate na superfície afunilada 166 do anel de trava de suspensor e expanda o anel de trava de suspensor 134 externamente para engate fixo com a inserção de anel de trava 136 do alojamento de cabeça de poço 12. O ângulo da superfície afunilada 164 do anel de nariz de vedação 128 e da superfície afunilada 166 do anel de trava de suspensor 134 pode ser inclinado, de modo que o anel de trava de suspensor 134 seja assentado antes das segundas pernas de vedação 148 serem energizadas (como descrito abaixo em relação à Fig. 4). O engate fixo do anel de trava de suspensor 134 e a inserção de anel de trava 136 evita movimento axial do suspensor de revestimento 16 (que está fixo axialmente ao anel de trava de suspensor 134) em relação ao alojamento de cabeça de poço 12.

[0027] Com referência à Fig. 4, é mostrado uma segunda etapa intermediária de energização do conjunto de vedação 120 da presente tecnologia. Especificamente, uma vez que o movimento descendente do anel de nariz de vedação 128 esteja completo, as superfícies afuniladas 164, 166 do anel de nariz de vedação 128 e do anel de trava de suspensor 134 estão totalmente engatadas e o anel de trava de suspensor 134 é expandido para engate fixo com a inserção de anel de trava 136 do alojamento de cabeça de poço 12, a ferramenta de assentamento continua a aplicar uma força descendente no conjunto de vedação 120. Tal força descendente empurra a vedação anular 122 para contato mais próximo com o anel de nariz de vedação 128. Quando isto ocorre, o par de pernas de anel de nariz 156 se estendendo para cima penetram nos espaços 152 entre o segundo par de pernas de vedação 148 e a saliência de vedação se estendendo para baixo 150, fazendo com que os pinos de cisalhamento 132 rompam e o anel de retenção 130 mova axialmente a fenda 162 da perna de anel de nariz 148.

[0028] Como as pernas de anel de nariz 156 são afuniladas, a pe netração das pernas de anel de nariz 156 nos espaços 152 cunha uma porção relativamente mais grossa das pernas de anel de nariz 156 nos espaços 152, o que alarga os espaços 152 e força o segundo par de pernas de vedação 148 radialmente para dentro e para fora para engate vedado com o suspensor de revestimento 16 e o alojamento de cabeça de poço 12, respectivamente. O ângulo das superfícies afuniladas das pernas de anel de nariz 148 pode ser agudo, de modo que o segundo par de pernas de vedação 148 seja energizado antes do primeiro par de pernas de vedação 138 (como descrito abaixo em relação à Fig. 5). Quando a pressão de anular AP de baixo age nos próprios anel de nariz de vedação 128 e segundo par de pernas de vedação 148, o segundo par de pernas de vedação 148 é apenas empurrado para engate mais apertado com o suspensor de revestimento 16 e o revestimento de cabeça de poço 12 e a vedação entre a vedação anular 122 e os componentes de poço é aumentada.

[0029] Fig. 5 representa uma terceira etapa de energização do conjunto de vedação 120 de uma modalidade da presente tecnologia. Como discutido acima, o anel de nariz de vedação 128 primeiro engata e trava o anel de trava de suspensor 134 no lugar, para travar o suspensor de revestimento 16 no alojamento de cabeça de poço 12. Em seguida, o anel de nariz de vedação 128 e a vedação anular 122 são comprimidos juntos, de modo que o segundo par de pernas de vedação 148 seja empurrado para engate vedado com o suspensor de revestimento 16 e o alojamento de cabeça de poço 12. Este engate vedado é apenas aumentado e reforçado pela aplicação de pressão de anular aumentada AP de baixo do conjunto de vedação 120. A terceira etapa de energização mostrada na Fig. 5, o primeiro par de pernas de vedação 138 é empurrado para engate vedado com o suspensor de revestimento 16 e alojamento de cabeça de poço 12, para vedar a interface entre o suspensor de revestimento 16 e o alojamento de cabeça poço de cima.

[0030] Para conseguir isto, a ferramenta de assentamento conti nua a exercer pressão para baixo no anel de energização 124 até a extremidade de nariz 144 do anel de energização 124 penetrar no espaço 139 entre o primeiro par de pernas de vedação 138. Tal penetração é facilitada pelas extremidades inferiores anguladas 146 da extremidade de nariz 144 do anel de energização 124 que ajudam a guiar a extremidade de nariz 144 do anel de energização 124 para o espaço 139. Como a largura da extremidade de nariz 144 é maior que a largura do espaço 139 entre o primeiro par de pernas de vedação 138, a penetração da extremidade de nariz 144 no espaço 139 força o primeiro par de pernas de vedação 138 para dentro e para fora para engate vedado com o suspensor de revestimento 16 e o alojamento de cabeça de poço 12, respectivamente. Além disso, quando a pressão de poço BP de baixo age nos próprios anel de energização 124 e primeiro par de pernas de vedação 138, o primeiro par de pernas de vedação 138 é apenas empurrado para engate mais apertado com o suspensor de revestimento 16 e o alojamento de cabeça de poço 12, e a vedação entre a vedação anular 122 e os componentes de poço é aumentada.

[0031] Com referência ainda à Fig. 5, são mostradas saliências 168, ou cristas, que podem se estender de superfícies do primeiro par de pernas de vedação 138 em direção ao alojamento de cabeça de poço 12 e/ou suspensor de revestimento 16. As saliências 168 podem servir para engatar o alojamento de cabeça de poço 12 e/ou o suspensor de revestimento em contato metal a metal. Embora mostrado como estando posicionado em ambas do primeiro par de pernas de vedação 138, as saliências 168 podem ser incluídas em apenas uma ou outra das pernas. Além disso, as saliências 168 podem também ser incluídas no segundo par de pernas de vedação 148 no lado anular virado para baixo da vedação anular 122. Embora as saliências 168 sejam mostradas na Fig. 5 nas superfícies das primeiras pernas de vedação 38, essas saliências 168 podem ser posicionadas em qualquer um do primeiro par de pernas de vedação 138 ou do segundo par de pernas de vedação 148 para engatar qualquer um do suspensor de revestimento 16 ou do alojamento de cabeça de poço 12, como desejado. Além disso, as saliências 168 podem também ser incluídas nas pernas de anel de nariz 156 e/ou no segundo par de pernas de vedação 148 para ajudar a vedação anular 122 a engatar de forma vedada no anel de nariz de vedação 128.

[0032] Em algumas modalidades, um embutimento de metal 170, que pode ser composto de um metal que é mais macio do que o material da vedação anular 122, pode preencher os espaços entre as saliências 168. O embutimento de metal macio 170 ajuda a melhorar a vedação entre o primeiro par de pernas de vedação 138 e os componentes de poço deformando para combinar e vedar contra as superfí- cies dos componentes de poço. Também são mostrados na Fig. 5 bolsos 172 em lados da vedação anular 122 posicionados adjacentes à base do primeiro par de pernas 138.

[0033] Além disso, a extremidade superior da primeira perna de vedação 138b inclui dentes 176 para engatar no suspensor de revestimento 16 e ajudar a travar a vedação anular 122 no lugar em relação ao suspensor de revestimento 16. Embora os dentes 176 sejam mostrados na Fig. 5 numa superfície interna de uma das primeiras pernas de vedação 38, esses dentes 176 podem ser posicionados em qualquer um do primeiro par de pernas de vedação 138 ou do segundo par de pernas de vedação 148 para engatar qualquer um do suspensor de revestimento 16 ou do alojamento de cabeça de poço 12, como desejado. Além disso, os dentes 176 podem também ser inclu-ídos nas pernas de anel de nariz 156, no segundo par de pernas de vedação 148 e/ou na saliência de vedação estendida para baixo 150 para travar a vedação anular 122 em posição em relação ao anel de nariz de vedação 128.

[0034] Esta descrição escrita utiliza exemplos para divulgar a in venção, incluindo o melhor modo, e também para permitir que qualquer versado na técnica pratique a invenção, incluindo fazer e usar qualquer dispositivo ou sistema e executar quaisquer métodos incorporados. Estas modalidades não se destinam a limitar o escopo da invenção. O escopo patenteável da invenção é definido pelas reivindicações e pode incluir outros exemplos que ocorrerem para aqueles versados na técnica. Tais outros exemplos se destinam a estar dentro do escopo das reivindicações se eles tiverem elementos estruturais que não difiram da linguagem literal das reivindicações, ou se eles incluírem elementos estruturais equivalentes com diferenças não substanciais da linguagem literal das reivindicações.

Claims

1. Vedação anular (122) para vedar uma interface entre um alojamento de cabeça de poço e um suspensor de revestimento, a vedação anular compreendendo: uma porção de corpo central (137); um primeiro par de pernas de vedação (138) se estendendo em uma primeira direção a partir da porção de corpo central, cada um do primeiro par de pernas de vedação para engatar de forma vedada um dentre o alojamento de cabeça de poço ou o suspensor de revestimento, e energizado por pressão de poço e um anel de energi- zação (124) empurrando cada uma do primeiro par de pernas de vedação para contato com um dentre o alojamento de cabeça de poço ou o suspensor de revestimento, o primeiro par de pernas de vedação definindo um primeiro recesso entre elas e pelo menos uma dentre o primeiro par de pernas de vedação tendo uma primeira extremi-dade de perna distal da porção de corpo central (137) e uma primeira superfície afunilada que conduz da primeira extremidade de perna para o primeiro recesso; e caracterizada por um segundo par de pernas de vedação (148) se estendendo em uma segunda direção a partir da porção de corpo central (137), cada uma do segundo par de pernas de vedação para engatar de forma vedada um dentre o alojamento de cabeça de poço ou o suspensor de revestimento, e energizada por pressão de anular e um anel de nariz (128) empurrando cada uma do segundo par de pernas de vedação em contato com um dentre o alojamento de cabeça de poço ou o suspensor de revestimento, o segundo par de pernas de vedação definindo um segundo recesso entre os mesmos e pelo menos uma dentre o segundo par de pernas de vedação tendo uma segunda extremidade de perna distal da porção de corpo central (137) e uma segunda superfície afunilada que conduz da se- gunda extremidade de perna para o segundo recesso, a orientação dos ângulos da primeira e da segunda superfícies afuniladas em relação ao alojamento da cabeça de poço e ao suspensor de revestimento sendo tal que o segundo par de pernas de vedação é energizado antes do primeiro par de pernas de vedação; e uma saliência de vedação (150) que se estende em uma segunda direção a partir da porção de corpo central da vedação anular, a saliência de vedação (150) fixada mecanicamente ao anel de nariz para limitar o movimento axial relativo da vedação anular e do anel de nariz.

2. Vedação anular, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma do primeiro par de pernas de vedação (138) compreende pelo menos um embutimento de metal macio fixado a pelo menos uma do primeiro par de pernas de vedação para melhorar a vedação entre a pelo menos uma dentre o primeiro par de pernas de vedação e o pelo menos um dentre o alojamento de cabeça de poço ou o suspensor de revestimento.

3. Vedação anular, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a vedação anular compreende ainda: um recesso na porção de corpo central (137) ou em pelo menos uma do primeiro par de pernas de vedação, o recesso capaz de mudar o tamanho e a dimensão quando a vedação anular é energi- zada e/ou um recesso na porção de corpo central ou em pelo menos uma do segundo par de pernas de vedação, o recesso capaz de mudar o tamanho e a dimensão quando a vedação anular é energizada.

4. Vedação anular, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma do primeiro par de pernas de vedação (138) compreende ainda: uma pluralidade de dentes se projetando de uma superfície da pelo menos uma do primeiro par de pernas de vedação para engatar no alojamento de cabeça de poço ou no suspensor de revestimento ou ambos e fixar a posição axial da vedação anular em relação ao alojamento de cabeça de poço ou suspensor de revestimento ou ambos, respectivamente e/ou em que pelo menos uma do segundo par de pernas de vedação compreende ainda: uma pluralidade de dentes se projetando de uma superfície da pelo menos uma do segundo par de pernas de vedação para engatar no alojamento de cabeça de poço ou no suspensor de revestimento ou ambos e fixar a posição axial da vedação anular em relação ao alojamento de cabeça de poço ou suspensor de revestimento ou ambos, respectivamente.

5. Conjunto de vedação anular para vedar uma interface entre um alojamento de cabeça de poço e um suspensor de revestimento, o conjunto de vedação anular caracterizado pelo fato de que compreende: uma vedação anular (122) como definida emqualquer uma das reivindicações anteriores; uma porção de corpo central; um anel de nariz (128) tendo pelo menos uma perna de anel de nariz afunilada se estendendo entre o segundo par de pernas de vedação (148) da vedação anular para energizar o segundo par de pernas de vedação da vedação anular para engate vedado com o alojamento de cabeça de poço e o suspensor de revestimento quando a vedação anular e o anel de nariz são comprimidos juntos; um anel de energização (124) tendo uma extremidade de nariz para inserção entre o primeiro par de pernas de vedação (138) da vedação anular para energizar o primeiro par de pernas de vedação da vedação anular para engate vedado com o alojamento de cabeça de poço e o suspensor de revestimento quando a vedação anular e o anel de energização são comprimidos juntos.

6. Conjunto de vedação anular, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a vedação anular (122), o anel de nariz (128) e o anel de energização (124) são mecanicamente fixados um ao outro no estado não energizado e são capazes de inserção como uma unidade no espaço entre o alojamento de cabeça de poço e o suspensor de revestimento.

7. Conjunto de vedação anular, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: uma porca engatada por rosca com uma do primeiro par de pernas de vedação da vedação anular; em que o anel de energização tem um ressalto em uma superfície do mesmo que entra em contato com a porca e limita o movimento axial do anel de energização em relação à porca e à vedação anular.

8. Conjunto de vedação anular, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a vedação anular compreende ainda: uma saliência de vedação se estendendo em uma segunda direção a partir da porção de corpo central da vedação anular, a saliência de vedação fixada mecanicamente à pelo menos uma perna de anel de nariz afunilada para limitar o movimento axial relativo da vedação anular e do anel de nariz.

9. Conjunto de vedação anular, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a saliência de vedação está fixada a um anel de retenção; e em que a perna de anel de nariz define uma fenda para receber o anel de retenção da saliência de vedação, a fenda dimensionada para permitir movimento do anel de retenção dentro da fenda, embora limitando o movimento axial relativo entre a saliência de veda- ção e a perna de anel de nariz.

10. Conjunto de vedação anular, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: um pino de cisalhamento fixado à saliência de vedação e à perna de anel de nariz, o pino de cisalhamento fixando a posição axial da saliência de vedação e a perna de anel de nariz até a energização da vedação anular, em cujo momento o pino de cisalhamento cisalha, desse modo permitindo movimento axial entre a saliência de vedação e a perna de anel de nariz.

11. Conjunto de vedação anular, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a saliência de vedação se estende entre o segundo par de pernas de vedação de modo que haja um primeiro espaço entre a saliência de vedação e uma do segundo par de pernas de vedação e um segundo espaço entre a saliência de vedação e a outra do segundo par de pernas de vedação.

12. Conjunto de vedação anular, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a perna de anel de nariz é um par de pernas de anel de nariz e em que cada uma do par de pernas de anel de nariz se estende para um do primeiro espaço ou do segundo espaço.

13. Método para energizar um conjunto de vedação anular entre um alojamento de cabeça de poço e um suspensor de revestimento, o método caracterizado pelo fato de que compreende: a) fixar mecanicamente um anel de nariz a uma vedação anular como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 4, e a vedação anular a um anel de energização; b) inserir o conjunto de vedação anular entre o alojamento de cabeça de poço e o suspensor de revestimento até o anel de nariz ser posicionado adjacente a um anel de trava de suspensor fixado ao suspensor de revestimento; c) empurrar o anel de nariz para baixo para energizar o anel de trava de suspensor e travar a posição axial do suspensor de revestimento em relação ao alojamento de cabeça de poço; d) empurrar a vedação anular para baixo até pelo menos uma perna de anel de nariz do anel de nariz energizar as pernas de vedação anular inferiores para engate de forma vedada com o alojamento de cabeça de poço e o suspensor de revestimento; e) empurrando o anel de energização para baixo até pelo menos uma porção de uma extremidade de nariz do anel de energiza- ção energizar as pernas de vedação anular superiores para engate de forma vedada com o alojamento de cabeça de poço e o suspensor de revestimento.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: energizar as pernas de vedação anular inferiores usando pressão do anular e/ou energizar as pernas da vedação anular superiores usando pressão do poço.

15. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a etapa a) compreende ainda: fixar a posição axial do anel de energização em relação à vedação anular com uma porca fixada à vedação anular que engata num degrau numa superfície do anel de energização ou fixar a posição axial do anel de nariz em relação à vedação anular com um pino de cisalhamento fixado a ambos o anel de nariz e a vedação anular.