BR112019015758A2

BR112019015758A2 - Detecção de vazamento para válvula de isolamento de poço abaixo

Info

Publication number: BR112019015758A2
Application number: BR112019015758-1A
Authority: BR
Inventors: L. Mcdowell Christopher; Noske Joe
Original assignee: Weatherford Technology Holdings, Llc
Priority date: 2017-02-06
Filing date: 2018-01-31
Publication date: 2020-03-17
Also published as: US10837275B2; EP3577312A1; MX2019009373A; MX2023012362A; US20180223651A1; WO2018144495A1

Abstract

uma válvula de isolamento para uso com uma coluna de tubular inclui um alojamento de tubular para conexão com a coluna de tubular; um primeiro membro de fechamento disposto no alojamento e móvel entre uma posição aberta e uma posição fechada; um segundo membro de fechamento disposto no alojamento e móvel entre uma posição aberta e uma posição fechada; uma câmara formada entre o primeiro membro de fechamento e o segundo membro de fechamento quando o primeiro e segundo membros de fechamento estão na posição fechada; e um dispositivo de detecção de vazamento configurado para medir um fluxo de fluido dentro da câmara.

Description

DETECÇÃO DE VAZAMENTO PARA VÁLVULA DE ISOLAMENTO DE POÇO ABAIXO

ANTECEDENTES DA DIVULGAÇÃO

CAMPO DA DIVULGAÇÃO [001] A presente divulgação geralmente se refere a uma válvula de isolamento de poço abaixo e seu uso. Em particular, as modalidades da presente divulgação referemse a aparelhos e métodos de detecção de um vazamento através de um elemento de isolamento.

DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA [002] Um furo de poço é formado para acessar formações portando hidrocarbonetos, por exemplo, petróleo bruto e/ou gás natural, pelo uso de perfuração. A perfuração é realizada utilizando uma broca montada na extremidade de uma coluna de perfuração. Para perfurar o furo de poço, a coluna de perfuração é girada por um acionamento de topo ou mesa rotativa em uma plataforma ou equipamento de superfície, e/ou por um motor de poço abaixo montado na direção da extremidade inferior da coluna de perfuração. Depois de perfurar um primeiro segmento do furo de poço, a coluna de perfuração e a broca são removidas e uma seção do revestimento é abaixada no furo de poço. Um anel é formado assim entre a coluna de revestimento e a formação. A coluna de revestimento é cimentada no furo de poço pela circulação de cimento no anel definido entre a parede externa do alojamento e o furo. Em alguns casos, a coluna de revestimento não é cimentada e é recuperável. A combinação de cimento e revestimento fortalece o furo de poço e facilita o isolamento de certas áreas da formação atrás do revestimento.

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2/38 [003] Uma válvula de isolamento montada como parte da coluna de revestimento pode ser utilizada para isolar temporariamente uma pressão de formação através da válvula de isolamento de modo que uma porção do furo de poço acima da válvula de isolamento pode ser temporariamente aliviada para a pressão atmosférica. Como a pressão acima da válvula de isolamento é aliviada, a coluna de perfuração / trabalho pode ser deslocada para dentro do furo de poço sem que a pressão de furo de poço atue para empurrar a coluna para fora e desloque para fora do furo de poço sem preocupação de esfregar a formação exposta.

[004] Atualmente, um vazamento a partir de uma válvula de isolamento de poço abaixo é geralmente detectado na superfície por detectar um aumento no fluxo. No entanto, a quantidade de tempo para que um vazamento seja detectado na superfície pode impedir algumas ações de contingência. Além disso, o aumento do fluxo percebido pode não ser causado por um vazamento. Por exemplo, o gás geralmente se expande à medida que se desloca para cima, o que pode resultar em um aumento do fluxo percebido. Existe uma necessidade, portanto, de aparelhos e métodos para detectar vazamentos no poço abaixo.

SUMÁRIO DA DIVULGAÇÃO [005] Em uma modalidade, uma válvula de isolamento para uso com uma coluna de tubular inclui um alojamento de tubular para conexão com a coluna de tubular; um primeiro membro de fechamento disposto no alojamento e móvel entre uma posição aberta e uma posição fechada; um segundo membro de fechamento disposto no alojamento e móvel entre uma posição aberta e uma posição fechada; uma câmara formada entre o primeiro

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3/38 membro de fechamento e o segundo membro de fechamento quando o primeiro e segundo membros de fechamento estão na posição fechada; e um dispositivo de detecção de vazamento configurado para medir um fluxo de fluido dentro da câmara.

[00 6] Em outra modalidade, um método de detectar um vazamento através de uma válvula de isolamento inclui fechar um primeiro membro de isolamento para bloquear a comunicação fluidica através de um furo; fechar um segundo membro de isolamento localizado a montante da primeira câmara de isolamento, definindo assim uma câmara entre a primeira e segunda câmaras de isolamento; e medir o fluxo de fluido na câmara.

[007] Em outra modalidade, um método de detectar um vazamento de fluido através de uma válvula de isolamento em um furo de um tubular inclui fechar a válvula de isolamento para bloquear a comunicação fluidica através do furo; medir a pressão de poço abaixo no furo acima da válvula de isolamento; e determinar o vazamento de fluido em resposta à pressão de poço abaixo medida.

[008] Em outra modalidade, uma válvula de isolamento para uso com uma coluna de tubular inclui um alojamento de tubular para conexão com a coluna de tubular e tendo um furo; um membro de fechamento disposto no alojamento e móvel entre uma posição aberta e uma posição fechada; e um manômetro para medir uma pressão no furo acima do membro de fechamento quando o membro de fechamento está na posição fechada.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [009] Para que a maneira pela qual os recursos citados acima da presente divulgação possam ser entendidos em detalhes, uma descrição mais particular da divulgação,

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4/38 resumida acima, pode ser feita por referência a modalidades, algumas das quais são ilustradas na desenhos anexos. Deve ser notado, no entanto, que os desenhos anexos ilustram apenas modalidades tipicas desta divulgação e não são, portanto, considerados como limitativos do seu âmbito, uma vez que a divulgação pode admitir outras modalidades igualmente eficazes.

[0010] As Figuras IA e 1B ilustram uma válvula de isolamento exemplar na posição fechada.

[0011] As Figuras 2A e 2B ilustram a válvula de isolamento das Figuras 1A-1B na posição aberta.

[0012] A Figura 3A ilustra outra modalidade de uma válvula de isolamento na posição aberta.

[0013] A Figura 3B ilustra a válvula de isolamento da Figura 3A na posição fechada.

[0014] A Figura 3C ilustra a válvula de isolamento da Figura 3A tendo um dispositivo de medição na posição aberta.

[0015] A Figura 3D ilustra a válvula de isolamento da Figura 3A com múltiplos dispositivos de medição na posição aberta.

[0016] As Figuras 4A e 4B ilustram outra modalidade de uma válvula de isolamento na posição aberta e posição fechada, respectivamente.

[0017] As Figuras 5A e 5B ilustram outra modalidade de uma válvula de isolamento na posição aberta e posição fechada, respectivamente.

[0018] A Figura 6 ilustra outra modalidade de uma válvula de isolamento em uma posição aberta.

[0019] A Figura 6A ilustra uma modalidade exemplar

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5/38 de um dispositivo de carga em um estado expandido.

[0020] A Figura 6B ilustra o dispositivo de carga da Figura 6A em um estado comprimido.

[0021] A Figura 7 ilustra a válvula de isolamento da Figura 6 em uma posição fechada.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0022] Modalidades da presente divulgação geralmente referem-se a uma válvula de isolamento. A válvula de isolamento pode ser uma válvula de implantação de poço abaixo. Em uma ou mais das modalidades descritas aqui, a válvula de isolamento pode incluir um ou mais dispositivos de detecção de vazamento para detectar um vazamento através da válvula de isolamento.

[0023] As Figuras IA e 1B ilustram uma modalidade exemplar de uma válvula de isolamento 50 em posição fechada. A válvula de isolamento 50 inclui um alojamento de tubular 115, um abridor tal como um tubo de fluxo 152, um primeiro membro de isolamento 121 e um segundo membro de isolamento 122. O segundo membro de isolamento 122 pode incluir um dispositivo de medição de fluxo 140. Para facilitar a fabricação e montagem, o alojamento 115 pode incluir uma ou mais seções conectadas entre si, tais como acoplamentos e/ou fixadores roscados. As porções superior e inferior do alojamento 115 podem incluir roscas, tais como um pino ou caixa, para conexões a outras seções de revestimento de uma coluna de revestimento. Interfaces entre as seções de alojamento e o revestimento podem ser isoladas, como por meio do uso de vedações. A válvula de isolamento 50 pode ter um furo longitudinal 111 estendendo através da mesma para passagem do fluido e da coluna de perfuração.

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6/38 [0024] Em uma modalidade, o primeiro e segundo membros de isolamento 121, 122 são abas. As abas 121, 122 engatam um respectivo assento 131, 132 quando as abas estão na posição fechada. As abas 121, 122 podem ser acopladas articuladamente os assentos 131, 132 utilizando uma articulação 139. As abas 121, 122 giram em torno da articulação 139 entre uma posição aberta, como mostrado na Figura 2B, e uma posição fechada, como mostrado na Figura IB. As abas 121, 122 podem ser posicionadas abaixo dos assentos 131, 132, de tal modo que as abas 121, 122 abrem para baixo. Uma periferia interna das abas 121, 122 engata os assentos 131, 132 na posição fechada, desse modo fechando a comunicação fluídica através da válvula de isolamento 50. A interface entre as abas 121, 122 e os assentos 131, 132 pode ser uma vedação de metal para metal, ou vedação de metal para elastomérico. As abas 121, 122 podem ser pressionadas em direção à posição fechada, como por uma mola.

[0025] O tubo de fluxo 152 é disposto dentro do alojamento 115 e longitudinalmente móvel em relação a ele entre uma posição superior, como mostrado nas Figuras 1A-1B, e uma posição inferior, como mostrado nas Figuras 2A-2B. O tubo de fluxo 152 é configurado para impelir as abas 121, 122 em direção à posição aberta quando o tubo de fluxo 152 se move para a posição inferior. O tubo de fluxo 152 pode ter uma ou mais porções conectadas entre si. Um pistão 160 é acoplado ao tubo de fluxo 152 para mover o tubo de fluxo 152 entre a posição inferior e a posição superior. O pistão 160 carrega uma vedação para selar uma interface formada entre uma superfície externa do pistão 160 e uma superfície interna do alojamento 115. Em outra modalidade, cada uma das

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7/38 abas 121, 122 é operada usando tubos de fluxo separados. Em outra modalidade, uma pluralidade de tubos de fluxo e uma pluralidade de pistões podem ser usados para abrir ou fechar cada aba 121, 122.

[0026] Uma câmara de pistão 165 é disposta entre uma superfície interna do alojamento 115 e uma superfície externa do tubo de fluxo 152. A câmara de pistão 165 pode ser definida radialmente entre o tubo de fluxo 152 e um recesso no alojamento 115 e longitudinalmente entre um ressalto superior e um ressalto inferior no recesso. O pistão 160 separa a câmara 165 em uma câmara superior 165u e uma câmara inferior 1651. Cada uma da câmara inferior 1651 e a câmara superior 165u comunica fluidicamente com uma respectiva linha de controle que estende até a superfície. O fluido é fornecido à câmara superior 165u para mover o pistão 160 e o tubo de fluxo 152 para baixo para a posição inferior. Para devolver o tubo de fluxo 152 para a posição superior, o fluido é fornecido à câmara inferior 1651 para mover o pistão 160 e o tubo de fluxo 152 para cima.

[0027] As abas 121, 122 são abertas e fechadas por interação com o tubo de fluxo 152. As Figuras 1A-1B mostram as abas 121, 122 na posição fechada. O movimento para baixo do tubo de fluxo 152 faz com que a porção inferior do tubo de fluxo 152 se engate inicialmente na segunda aba 122 e depois na primeira aba 121, empurrando e articulando assim as abas 121, 122 para a posição aberta contra as molas. O tubo de fluxo 152 é empurrado para baixo quando a pressão na câmara superior 165u é maior do que a pressão na câmara inferior 1651. O diferencial de pressão entre a câmara superior 165u e a câmara inferior 1651 pode ser controlado

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8/38 aumentando a pressão na câmara superior 165u, diminuindo a pressão na câmara inferior 1651, ou suas combinações. A pressão na câmara superior 165u e na câmara inferior 1651 pode ser controlada através das suas respectivas linhas de controle. Um membro de pressão opcional, tal como uma mola, pode ser disposto na câmara inferior 1651 para empurrar o tubo de fluxo 160 na posição superior, de tal modo que as abas 121, 122 possam fechar.

[0028] As Figuras 2A-2B mostram as abas 121, 122 na posição aberta. Como mostrado, o tubo de fluxo 152 estendeu após e articulou as abas 121, 122 para a posição aberta. O tubo de fluxo 152 pode engatar de maneira selada uma superfície interna do alojamento 115 abaixo da primeira aba

121. Além disso, o pistão 160 moveu-se para baixo em relação ao alojamento 115, diminuindo assim o tamanho da câmara inferior 1651.

[0029] Para fechar as abas 121, 122, o tubo de fluxo 152 é movido para cima para desengatar a partir das abas 121, 122, permitindo assim que as abas 121, 122 articulem para a posição fechada. Em uma modalidade, as abas 121, 122 são articuladas para a posição fechada pela sua respectiva mola. O tubo de fluxo 152 é empurrado para cima quando a pressão na câmara inferior 1651 é maior do que a pressão na câmara superior 165u. O diferencial de pressão entre a câmara superior 165u e a câmara inferior 1651 pode ser controlado por diminuir a pressão na câmara superior 165u, aumentar a pressão na câmara inferior 1651, ou suas combinações. A pressão na câmara superior 165u e na câmara inferior 1651 pode ser controlada através das suas respectivas linhas de controle. Como mostrado nas Figuras 1A-1B, o tubo de fluxo

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152 foi retraído para uma posição acima da segunda aba 122. Além disso, o pistão 160 moveu-se para cima para reduzir o tamanho da câmara superior 165u.

[0030] Em uma modalidade, um dispositivo de detecção de vazamento é configurado para detectar o fluxo de fluido em uma seção fechada 154 do furo 111 entre os dois membros de isolamento 121, 122. A seção fechada 154 é formada quando os membros de isolamento 121, 122 são fechados. Um dispositivo de detecção de vazamento exemplar é um dispositivo de medição de fluxo 140 anexado ao segundo elemento de isolamento 122. O segundo elemento de isolamento 122 é posicionado a montante do primeiro elemento de isolamento 121. O fluido que migra após o primeiro membro de isolamento 121 para a seção fechada 154 fluirá para fora da seção fechada 154 através do dispositivo de medição de fluxo 140. A taxa de fluido fluindo através do dispositivo de medição de fluxo 140 será proporcional ao vazamento que ocorre através do primeiro elemento de isolamento 121. O dispositivo de medição de fluxo 140 comunica o vazamento detectado à superfície via cabo, um sistema de comunicação sem fio ou qualquer sistema de comunicação adequado. Um dispositivo de medição de fluxo exemplar é um medidor de fluxo. Dispositivos de medição de fluxo adequados incluem um medidor de fluxo multifásico ótico ou um medidor de fluxo baseado em venturi.

[0031] Em ainda outra modalidade, um manômetro pode ser instalado acima do membro de isolamento 121. O manômetro é configurado para determinar uma diferença entre a pressão de superfície e a pressão logo acima da aba. Em outra modalidade, a diferença de pressão pode ser calculada entre

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10/38 o manômetro e outro manômetro localizado poço acima. Uma mudança no diferencial de pressão indicaria um vazamento através do membro de isolamento 121.

[0032] As Figuras 3A-3D ilustram uma outra modalidade exemplar de uma válvula de isolamento 350. A Figura 3A mostra a válvula de isolamento 350 em uma posição aberta, e a Figura 3B mostra a válvula de isolamento 350 na posição fechada. A válvula de isolamento 350 inclui um alojamento de tubular 115, um abridor tal como um tubo de fluxo 152, um primeiro membro de isolamento 321, e um segundo membro de isolamento 322. A válvula de isolamento 350 pode ter um furo longitudinal 111 estendendo para a passagem de fluido e a coluna de perfuração.

[0033] Em uma modalidade, o primeiro e segundo membros de isolamento 321, 322 são abas. As abas 321, 322 engatam um respetivo assento 331, 332 quando as abas estão na posição fechada. As abas 321, 322 podem ser acopladas articuladamente aos assentos 331, 332 usando uma articulação 339. As abas 321, 322 giram em torno da articulação 339 entre uma posição aberta, como mostrado na Figura 3A, e uma posição fechada, como mostrado na Figura 3B. As abas 321, 322 podem ser posicionadas abaixo dos assentos 331, 332, de tal modo que as abas 321, 322 abrem para baixo. Uma periferia interna das abas 321, 322 engata os assentos 331, 332 na posição fechada, desse modo fechando a comunicação fluídica através da válvula de isolamento 350. A interface entre a primeira aba 321 e os assentos 331 pode ser uma vedação de metal para metal. Em uma modalidade, a segunda aba 322 é feita de um material elastomérico e forma uma vedação elastomérica com o assento 332. As abas 321, 322 podem ser pressionadas para

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11/38 a posição fechada, tal como por uma mola.

[0034] O tubo de fluxo 152 é disposto dentro do alojamento 115 e longitudinalmente móvel em relação a ele entre uma posição superior (mostrada na Figura 3B) e uma posição inferior (mostrada na Figura 3A) . O tubo de fluxo 152 é configurado para impelir as abas 321, 322 em direção à posição aberta quando o tubo de fluxo 152 se move para a posição inferior. O tubo de fluxo 152 pode ter uma ou mais porções conectadas entre si. Um pistão 160 é acoplado ao tubo de fluxo 152 para mover o tubo de fluxo 152 entre a posição inferior e a posição superior. O pistão 160 transporta uma vedação para selar uma interface formada entre uma superfície externa do pistão 160 e uma superfície interna do alojamento 115.

[0035] Uma câmara de pistão 165 é disposta entre uma superfície interna do alojamento 115 e uma superfície externa do tubo de fluxo 152. A câmara de pistão 165 pode ser definida radialmente entre o tubo de fluxo 152 e um recesso no alojamento 115 e longitudinalmente entre um ressalto superior e um ressalto inferior no recesso. O pistão 160 separa a câmara 165 em uma câmara superior 165u e uma câmara inferior 1651. Cada uma da câmara inferior 1651 e a câmara superior 165u comunicam fluidicamente com uma respectiva linha de controle. O fluido é fornecido à câmara superior 165u para mover o pistão 160 e o tubo de fluxo 152 para baixo para a posição inferior. Para devolver o tubo de fluxo 152 para a posição superior, o fluido é fornecido à câmara inferior 1651 para mover o pistão 160 e o tubo de fluxo 152 para cima.

[0036] As abas 321, 322 são abertas e fechadas pela

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12/38 interação com o tubo de fluxo 152. A Figura 3A mostra as abas 321, 322 na posição aberta. 0 movimento descendente do tubo de fluxo 152 faz com que a porção inferior do tubo de fluxo 152 engate inicialmente na segunda aba 322 e depois na primeira aba 321, empurrando e articulando assim as abas 321, 322 para a posição aberta contra as molas. 0 tubo de fluxo 152 é empurrado para baixo quando a pressão na câmara superior 165u é maior do que a pressão na câmara inferior 1651. 0 diferencial de pressão entre a câmara superior 165u e a câmara inferior 1651 pode ser controlado aumentando a pressão na câmara superior 165u, diminuindo a pressão na câmara inferior 1651, ou suas combinações. A pressão na câmara superior 165u e na câmara inferior 1651 pode ser controlada através das suas respectivas linhas de controle.

[0037] A Figura 3A mostra as abas 321, 322 na posição aberta. Como mostrado, o tubo de fluxo 152 estendeu e articulou as abas 321, 322 para a posição aberta. O tubo de fluxo 152 pode engatar de maneira selável em uma superfície interna do alojamento 115 abaixo da primeira aba 321. Além disso, o pistão 160 moveu-se para baixo em relação ao alojamento 115, diminuindo desse modo o tamanho da câmara inferior 1651.

[0038] Para fechar as abas 321, 322, o tubo de fluxo 152 é movido para cima para desengatar a partir das abas 321, 322, permitindo assim que as abas 321, 322 girem para a posição fechada. Em uma modalidade, as abas 321, 322 são articuladas para a posição fechada pela sua respectiva mola. O tubo de fluxo 152 é empurrado para cima quando a pressão na câmara inferior 1651 é maior do que a pressão na câmara superior 165u. O diferencial de pressão entre a câmara

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13/38 superior 165u e a câmara inferior 1651 pode ser controlado diminuindo a pressão na câmara superior 165u, aumentando a pressão na câmara inferior 1651, ou suas combinações. A pressão na câmara superior 165u e na câmara inferior 1651 pode ser controlada através das suas respectivas linhas de controle. Como mostrado na Figura 3B, o tubo de fluxo 152 foi retraido para uma posição acima da segunda aba 322. Além disso, o pistão 160 moveu-se para cima para reduzir o tamanho da câmara superior 165u.

[0039] Em uma modalidade, a válvula de isolamento 350 inclui um dispositivo de detecção de vazamento. Em um exemplo, o dispositivo de detecção de vazamento 370 inclui um ou mais canais 371, 372 configurados para comunicar f luidicamente uma seção fechada 354 do furo 111 entre os dois membros de isolamento 321, 322 com uma seção do furo 111 acima do segundo membro de isolamento 322. Em uma modalidade, o fluido na seção fechada 354 flui para uma entrada do canal 371 e flui para fora de uma saida do canal 371 para a seção de furo acima da segunda aba de isolamento 322. Enquanto apenas dois canais 371, 372 são mostrados, contempla-se que a válvula de isolamento 350 pode ter um ou mais canais, tais como um canal, três canais, quatro canais, cinco canais, seis canais, dois a oito canais e quatro a dez canais .

[0040] Cada canal 371, 372 inclui um dispositivo de medição, 382 para observar a comunicação fluidica através da respectiva saida. Em uma modalidade, o dispositivo de medição abre quando é atingido um diferencial de pressão predeterminado para permitir a comunicação fluidica através da saida. Dispositivos de medição exemplares incluem uma

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14/38 válvula de alívio de pressão, uma válvula emergencial e qualquer dispositivo adequado configurado para abrir em um diferencial de pressão predeterminado. Em outra modalidade, o dispositivo de medição pode ser uma válvula controlada por um potenciômetro ou por um medidor de fluxo microeletromecânico configurado para medir a taxa de fluxo. Em uma modalidade, um número proporcional de dispositivos de medição 381, 382 abrirá em resposta à taxa de fluxo. Em outra modalidade, os dispositivos de medição 381, 382 são configurados para ativar diferenciais de pressão iguais ou diferentes. Por exemplo, um vazamento através da primeira aba 321 aumentará a pressão na seção fechada 354, isto é, entre a primeira aba 321 e a segunda aba 322. 0 aumento de pressão é comunicado aos dispositivos 381, 382 através dos respectivos canais 371, 372. Um aumento de pressão na seção fechada 354 aumentará o diferencial de pressão entre a seção fechada 354 e a seção de furo acima da segunda aba 322. Quando o diferencial de pressão aumenta acima do diferencial de pressão predeterminado da válvula de medição 381, uma válvula de medição 381 será aberta, conforme mostrado na Figura 3C. Contudo, o diferencial de pressão pode ser insuficiente para abrir a segunda válvula de medição 382. À medida que o vazamento aumenta, aumentando assim a pressão na seção fechada 354, mais válvulas 382 serão abertas, como mostrado na Figura 3D. Em um exemplo, a válvula de isolamento 350 pode incluir quatro válvulas de medição, cada uma das quais abrirá no mesmo diferencial de pressão predeterminado. Por exemplo, as válvulas de medição podem abrir a um diferencial de pressão entre 0,5 psi e 50 psi, tal como entre diferencial de pressão de 1 psi e 20 psi. Em operação, quando

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15/38 o diferencial de pressão entre a seção fechada 354 e a seção de furo acima da segunda aba 322 estiver acima de 3 psi, a primeira válvula de medição será aberta, enquanto as outras três válvulas de medição permanecerão fechadas. À medida que o diferencial de pressão aumenta para acima de 6 psi, a segunda válvula de medição será aberta e duas válvulas de medição permanecerão fechadas. Quando o diferencial de pressão aumenta para acima de 12 psi, todas as quatro válvulas de medição se abrirão. Em outro exemplo, pelo menos duas das válvulas de medição podem abrir com diferenciais de pressão iguais ou diferenciais, como diferenciais de pressão de abertura de 3 psi, 3 psi, 4 psi e 4 psi. Neste exemplo, todas as quatro válvulas de medição serão abertas quando o diferencial de pressão aumentar para acima de 14 psi. Em outro exemplo, cada uma das quatro válvulas de medição pode abrir a diferenciais de pressão de abertura de 1 psi, 2 psi, 3, psi e 4 psi, em cujo caso, todas as quatro válvulas de medição se abrirão em um diferencial de pressão acima de 10 psi. Em outra modalidade, as válvulas de medição podem ser configuradas para detectar uma mudança no diferencial de pressão. Por exemplo, as válvulas de medição podem detectar uma alteração no diferencial de pressão entre 0,5% e 25%, tal como entre 0,5% e 12% de alteração no diferencial de pressão. Em um exemplo, um potenciômetro, um medidor de microfluxo, como um medidor de fluxo de MEMS, ou uma válvula de abertura / fechamento com um sensor de posição pode abrir o canal proporcionalmente em relação à mudança no diferencial de pressão. Por exemplo, a válvula de medição pode abrir 5% do canal para o fluxo de fluido em resposta a uma mudança de 5% no diferencial de pressão.

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16/38 [0041] O número de dispositivos 381, 382 ativados para a posição aberta é comunicado à superficie onde a taxa de fluxo do vazamento é determinada e/ou exibida. Em outra modalidade, a posição da válvula ativada 381, 382 também é comunicada à superficie.

[0042] As Figuras 4A-4B ilustram uma outra modalidade exemplar de uma válvula de isolamento 450. A Figura 4A mostra a válvula de isolamento 450 em uma posição aberta, e a Figura 4B mostra a válvula de isolamento 450 na posição fechada. A válvula de isolamento 450 inclui um alojamento de tubular 115, um abridor tal como um tubo de fluxo 152 e um membro de isolamento 421. A válvula de isolamento 450 pode ter um furo longitudinal 111 estendendo através da mesma para passagem de fluido e a coluna de perfuração.

[0043] Em uma modalidade, o membro de isolamento 421 é uma aba. A aba 421 encaixa em um respectivo assento 431 quando a aba está na posição fechada. A aba 421 pode ser acoplada de forma articulável ao assento 431 utilizando uma articulação 439. A aba 421 articula em torno da articulação 439 entre uma posição aberta, como mostrado na Figura 4A, e uma posição fechada, como mostrado na Figura 4B. A aba 421 pode ser posicionada abaixo do assento 431, de tal modo que a aba 421 abre para baixo. Uma periferia interna da aba 421 encaixa o assento 431 na posição fechada, fechando desse modo a comunicação fluidica através da válvula de isolamento 450. A interface entre a aba 421 e o assento 431 pode ser uma vedação de metal para metal. A aba 421 pode ser pressionada para a posição fechada, tal como por uma mola.

[0044] O fluxo de tubo 152 é disposto no interior do

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17/38 alojamento 115 e longitudinalmente móvel em relação ao mesmo entre uma posição superior (mostrada na Figura 4B) e uma posição inferior (mostrado na Figura 4A) . 0 tubo de fluxo 152 é configurado para impelir a aba 421 para a posição aberta quando o tubo de fluxo 152 se move para a posição inferior. 0 tubo de fluxo 152 pode ter uma ou mais porções conectadas entre si. Um pistão 160 é acoplado ao tubo de fluxo 152 para mover o tubo de fluxo 152 entre a posição inferior e a posição superior. O pistão 160 transporta uma vedação para selar uma interface formada entre uma superfície externa do pistão 160 e uma superfície interna do alojamento 115 .

[0045] Uma câmara de pistão 165 é disposta entre uma superfície interna do alojamento 115 e uma superfície externa do tubo de fluxo 152. A câmara de pistão 165 pode ser definida radialmente entre o tubo de fluxo 152 e um recesso no alojamento 115 e longitudinalmente entre um ressalto superior e um ressalto inferior no recesso. O pistão 160 separa a câmara 165 em uma câmara superior 165u e uma câmara inferior 1651. Cada uma da câmara inferior 1651 e a câmara superior 165u comunica fluidicamente com uma respectiva linha de controle. O fluido é fornecido à câmara superior 165u para mover o pistão 160 e o tubo de fluxo 152 para baixo para a posição inferior. Para devolver o tubo de fluxo 152 para a posição superior, o fluido é fornecido à câmara inferior 1651 para mover o pistão 160 e o tubo de fluxo 152 para cima.

[0046] A aba 421 é aberta e fechada através da interação com o tubo de fluxo 152. A Figura 4A mostra a aba 421 na posição aberta. O movimento descendente do tubo de

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18/38 fluxo 152 faz com que a porção inferior do tubo de fluxo 152 se engate na aba 421, empurrando e articulando assim a aba 421 para a posição aberta contra as molas. 0 tubo de fluxo 152 é empurrado para baixo quando a pressão na câmara superior 165u é maior do que a pressão na câmara inferior 1651. 0 diferencial de pressão entre a câmara superior 165u e a câmara inferior 1651 pode ser controlado aumentando a pressão na câmara superior 165u, diminuindo a pressão na câmara inferior 1651, ou suas combinações. A pressão na câmara superior 165u e na câmara inferior 1651 pode ser controlada através das suas respectivas linhas de controle.

[0047] Como mostrado na Figura 4A, o tubo de fluxo 152 estendeu após e articulou a aba 421 para a posição aberta. O tubo de fluxo 152 pode engatar de forma estanque uma superfície interna do alojamento 115 abaixo da aba 421. Além disso, o pistão 160 moveu-se para baixo em relação ao alojamento 115, diminuindo assim o tamanho da câmara inferior 1651.

[0048] Para fechar a aba 421, o tubo de fluxo 152 é movido para cima para desengatar da aba 421, permitindo assim que a aba 421 articule para a posição fechada. Em uma modalidade, a aba 421 é articulada para a posição fechada pela mola. O tubo de fluxo 152 é empurrado para cima quando a pressão na câmara inferior 1651 é maior do que a pressão na câmara superior 165u. O diferencial de pressão entre a câmara superior 165u e a câmara inferior 1651 pode ser controlado diminuindo a pressão na câmara superior 165u, aumentando a pressão na câmara inferior 1651, ou suas combinações. A pressão na câmara superior 165u e na câmara inferior 1651 pode ser controlada através das suas

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19/38 respectivas linhas de controle. Como mostrado na Figura 4B, o tubo de fluxo 152 foi retraido para uma posição acima da aba 421. Além disso, o pistão 160 moveu-se para cima para reduzir o tamanho da câmara superior 165u.

[0049] Em uma modalidade, a válvula de isolamento 450 inclui um dispositivo de detecção de vazamento. Em um exemplo, o dispositivo de detecção de vazamento 470 inclui um canal 471 em comunicação fluidica com uma seção do furo 111 localizada acima do membro de isolamento 421. Um manômetro 481 está localizado na extremidade distal do canal 471. Em uma modalidade, a manômetro 481 é configurado para medir a pressão do fluido no canal 471 comunicado a partir do furo 111.

[0050] Em um ou mais exemplos descritos aqui, o dispositivo de detecção de vazamento, tal como os dispositivos de detecção de vazamento 370 e 470, está em comunicação fluidica com a seção do furo 111 localizada entre 0,1 polegada e 30 pés acima do membro de isolamento 421. Em outro exemplo, o dispositivo de detecção de vazamento, como os dispositivos de detecção de vazamento 370 e 470, está em comunicação fluidica com a seção do furo 111 localizada entre 0,1 polegada e 10 pés ou entre 0,1 polegada e 5 pés acima do membro de isolamento 421.

[0051] Quando o membro de isolamento 421 está fechado, a pressão na seção do furo 111 acima do membro de isolamento 421 pode ser monitorada para detectar vazamentos em todo o membro de isolamento 421. A este respeito, qualquer mudança na pressão, por exemplo, a pressão hidrostática, pode indicar que ocorreu um vazamento.

[0052] Em outra modalidade, um segundo membro de

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20/38 isolamento pode ser posicionado acima da entrada do canal 471. A este respeito, o manômetro pode medir a pressão entre os dois membros de isolamento. Quaisquer alterações na pressão entre os dois membros de isolamento podem indicar que ocorreu um vazamento.

[0053] Em uma outra modalidade, uma leitura de pressão é tomada em uma localização abaixo do membro de isolamento 421. Em um exemplo, um manômetro 490 é fornecido em uma localização abaixo do membro de isolamento 421. Os dados do manômetro 490 podem ser utilizados como referência para comparação com os dados adquiridos pelo manômetro 481 localizado acima do membro de isolamento 421. O manômetro de referência 490 pode ser utilizado com outras modalidades adequadas descritas aqui. Em outro exemplo, o manômetro está

localizado	em	um	local diferente,	como um local	mais alto.
A pressão	abaixo do membro	de	isolamento 421	pode	ser
comunicada	ao	manômetro através de	! um canal.
[0054]		Em	uma modalidade,	a comunicação a	partir	do
manômetro	481	e	do manômetro	opc	ional 4 90 pode	ser feita
utilizando	cabo	fixo, cabo	elétrico, fibra	ótica	ou
transmissor.	Em	um exemplo,	as	medições de pressão	são
enviadas para	um	controlador	na	superfície usando um	fio

488. Em outro exemplo, as medições de pressão são enviadas para um controlador de poço abaixo, que envia as medições para a superfície. Em ainda outra modalidade, o dispositivo de medição pode enviar um sinal através de uma linha de controle para um multiplexador, que pode enviar um sinal através de uma linha de controle ou um transmissor. Sinais sem fio adequados incluem sinal eletromagnético, sinal de frequência de rádio, sinal acústico e combinações dos mesmos.

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21/38 [0055] As Figuras 5A-5B ilustram uma outra modalidade exemplar de uma válvula de isolamento 550. A Figura 5A mostra a válvula de isolamento 550 em uma posição aberta, e a Figura 5B mostra a válvula de isolamento 550 na posição fechada. A válvula de isolamento 550 inclui um alojamento de tubular 115, um abridor tal como um tubo de fluxo 152, um primeiro membro de isolamento 521 e um segundo membro de isolamento 522. A válvula de isolamento 550 pode ter um furo longitudinal 111 estendendo através da mesma para passagem de fluido e a coluna de perfuração.

[0056] Em uma modalidade, o primeiro e segundo membros de isolamento 521, 522 são abas. As abas 521, 522 engatam um respectivo assento 531, 532 quando as abas estão na posição fechada. As abas 521, 522 podem ser acopladas articuladamente aos assentos 531, 532 utilizando uma articulação. As abas 521, 522 articulam em torno da articulação entre uma posição aberta, como mostrado na Figura 5A, e uma posição fechada, como mostrado na Figura 5B. As abas 521, 522 podem ser pressionadas para a posição fechada, como por uma mola.

[0057] O tubo de fluxo 152 é disposto dentro do alojamento 115 e longitudinalmente móvel em relação ao mesmo entre uma posição superior (mostrada na Figura 5B) e uma posição inferior (mostrada na Figura 5A) . O tubo de fluxo 152 é configurado para impelir as abas 521, 522 para a posição aberta quando o tubo de fluxo 152 se move para a posição inferior. Um pistão 160 é acoplado ao tubo de fluxo 152 para mover o tubo de fluxo 152 entre a posição inferior e a posição superior. O pistão 160 transporta uma vedação para selar uma interface formada entre uma superfície externa

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22/38 do pistão 160 e uma superfície interna do alojamento 115.

[0058] Uma câmara de pistão 165 é disposta entre uma superfície interna do alojamento 115 e uma superfície externa do tubo de fluxo 152. A câmara de pistão 165 pode ser definida radialmente entre o tubo de fluxo 152 e um recesso no alojamento 115 e longitudinalmente entre um ressalto superior e um ressalto inferior no recesso. O pistão 160 separa a câmara 165 em uma câmara superior 165u e uma câmara inferior 1651. Cada uma da câmara inferior 1651 e a câmara superior 165u comunica fluidicamente com uma respectiva linha de controle. O fluido é fornecido à câmara superior 165u para mover o pistão 160 e o tubo de fluxo 152 para baixo para a posição inferior. Para devolver o tubo de fluxo 152 para a posição superior, o fluido é fornecido à câmara inferior 1651 para mover o pistão 160 e o tubo de fluxo 152 para cima.

[0059] As abas 521, 522 são abertas e fechadas por interação com o tubo de fluxo 152. A Figura 5A mostra as abas 521, 522 na posição aberta. Como mostrado, o tubo de fluxo 152 estendeu após e articulou as abas 521, 522 para a posição aberta. O tubo de fluxo 152 pode encaixar de forma estanque uma superfície interna do alojamento 115 abaixo da primeira aba 521.

[0060] Para fechar as abas 521, 522, o tubo de fluxo 152 é movido para cima para desengatar a partir das abas 521, 522, permitindo assim que as abas 521, 522 articule para a posição fechada. Em uma modalidade, as abas 521, 522 são articuladas para a posição fechada pela sua respectiva mola. O tubo de fluxo 152 é impelido para cima quando a pressão na câmara inferior 1651 é maior do que a pressão na

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23/38 câmara superior 165u. 0 diferencial de pressão entre a câmara superior 165u e a câmara inferior 1651 pode ser controlado por diminuir a pressão na câmara superior 165u, aumentando a pressão na câmara inferior 1651, ou suas combinações. A pressão na câmara superior 165u e na câmara inferior 1651 pode ser controlada através das suas respectivas linhas de controle. Como mostrado na Figura 5B, o tubo de fluxo 152 foi retraido para uma posição acima da segunda aba 522. Além disso, o pistão 160 moveu-se para cima para reduzir o tamanho da câmara superior 165u.

[0061] Em uma modalidade, a válvula de isolamento 550 inclui um dispositivo de detecção de vazamento. Em um exemplo, o dispositivo de detecção de vazamento 570 inclui um primeiro canal 571 em comunicação fluidica com uma seção fechada 554 do furo 111 entre as duas abas 521, 522. Um primeiro medidor de pressão 581 está localizado no canal 571. O primeiro medidor de pressão 581 é configurado para medir a pressão do fluido na seção fechada 554. Um segundo canal 572 está em comunicação fluidica com uma seção do furo 111 localizada acima da segunda aba 522. Um segundo manômetro 582 está localizado no canal 572 e configurado para medir a pressão do fluido no canal 572 comunicado a partir do furo

111. A segunda aba 522 inclui um furo 528 tendo um tamanho predeterminado formado através da segunda aba 522 para permitir a comunicação fluidica entre a seção fechada 554 e a seção acima da segunda aba 522. Cada um dos manômetros 581, 582 é configurado para comunicar a pressão medida a um controlador, o qual pode estar localizado na superfície. Neste arranjo, a segunda aba 522 atua de modo semelhante a uma placa de orificio para determinar a taxa de fluxo na

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24/38 seção fechada 554. A taxa de fluxo pode ser determinada medindo a diferença de pressão acima e abaixo da segunda aba e aplicando o principio de Bernoulli. Uma taxa de fluxo positiva pode indicar que ocorreu um vazamento através da primeira aba 521. A taxa de fluxo pode ser determinada na superficie por enviar as pressões medidas para a superficie, ou determinada poço abaixo por enviar a pressão medida para o controlador de poço abaixo.

[0062] Em uma modalidade, comunicação a partir dos manômetros 581, 582 pode ser feita usando cabo fixo, cabo elétrico, fibra ótica ou transmissor. Em um exemplo, as medições de pressão são enviadas para um controlador na superficie usando os fios 588, 589. Em outro exemplo, as medições de pressão são enviadas para um controlador de poço abaixo, que envia as medições para a superficie. Ainda em outra modalidade, a válvula de medição pode enviar um sinal através de uma linha de controle para um multiplexador, que pode enviar um sinal através de uma linha de controle ou um transmissor. Sinais sem fio adequados incluem sinal eletromagnético, sinal de frequência de rádio, sinal acústico e combinações dos mesmos.

[0063] As Figuras 6-7 ilustram uma outra modalidade exemplar de uma válvula de isolamento 650 que tem um dispositivo de detecção de vazamento 670. A Figura 6 mostra a válvula de isolamento 650 em uma posição aberta, e a Figura 7 mostra a válvula de isolamento 650 na posição fechada. A válvula de isolamento 650 inclui um alojamento de tubular 115, um abridor tal como um tubo de fluxo 152 e um elemento de isolamento 621. A válvula de isolamento 650 pode ter um furo longitudinal 111 estendendo através da mesma para

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25/38 passagem de fluido e a coluna de perfuração.

[0064] Nesta modalidade, a válvula de isolamento 650 é substancialmente semelhante à válvula de isolamento 450 mostrada na Figura 4A. Por uma questão de clareza, os componentes da válvula de isolamento 650 semelhantes em função e estrutura da válvula de isolamento 450 da Figura 4A não serão descritos em detalhe. Como mostrado, o membro de isolamento 621 é uma aba. A aba 621 encaixa em um respectivo assento quando a aba 621 está na posição fechada. A aba 621 articula em torno da articulação entre uma posição aberta, como mostrado na Figura 6, e uma posição fechada, como mostrado na Figura 7.

[0065] O tubo de fluxo 152 é disposto dentro do alojamento 115 e longitudinalmente móvel em relação a ele entre uma posição superior (mostrada na Figura 7) e uma posição inferior (mostrada na Figura 6). O tubo de fluxo 152 é configurado para impelir a aba 621 para a posição aberta quando o tubo de fluxo 152 se move para a posição inferior. Um pistão 160 é acoplado ao tubo de fluxo 152 para mover o tubo de fluxo 152 entre a posição inferior e a posição superior. O pistão 160 separa uma câmara de pistão 165 em uma câmara superior e uma câmara inferior. O fluido é fornecido à câmara superior para mover o pistão 160 e o tubo de fluxo 152 para baixo para a posição inferior. Para devolver o tubo de fluxo 152 para a posição superior, é fornecido fluido à câmara inferior para mover o pistão 160 e o tubo de fluxo 152 para cima.

[0066] A aba 621 é aberta e fechada através da interação com o tubo de fluxo 152. A Figura 6 mostra a aba 621 na posição aberta. O movimento para baixo do tubo de

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26/38 fluxo 152 faz com que o fundo do tubo de fluxo 152 engate com a aba 621, empurrando e articulando, deste modo, a aba 621 para a posição aberta contra as molas. Para fechar a aba 621, o tubo de fluxo 152 é movido para cima para desengatar da aba 621, permitindo assim que a aba 621 articule para a posição fechada. Em uma modalidade, a aba 621 é articulada para a posição fechada pela mola. 0 tubo de fluxo 152 é empurrado para cima quando a pressão na câmara inferior é maior do que a pressão na câmara superior.

[0067] Em uma modalidade, a válvula de isolamento 650 inclui um dispositivo de detecção de vazamento. Neste exemplo, o dispositivo de detecção de vazamento 670 inclui um manômetro 681 em comunicação fluidica com uma seção do furo 111 localizada acima do elemento de isolamento 621. O dispositivo de detecção de vazamento 670 inclui opcionalmente um dispositivo de fechamento 692 e um dispositivo de carga 660 disposto entre dispositivo de fechamento 692 e a válvula de isolamento 650. Um canal opcional 671 é utilizado para comunicar pressão no furo 111 para o manômetro 681. Um manômetro opcional pode estar localizado abaixo da aba 621 para medir a pressão no furo 111 após a aba 621 ser fechada. Em um exemplo, o comprimento combinado da válvula de isolamento 650, do dispositivo de carga 660 e do dispositivo de fechamento 692 está entre cerca de 2 pés e 80 pés, tal como entre 3 pés e 40 pés.

[0068] Em uma modalidade, o dispositivo de fechamento 692 é uma válvula de isolamento, tal como uma válvula de aba. O dispositivo de fechamento 692 inclui um alojamento 696 tendo um furo 111c através do mesmo. Uma aba 693 é usada para abrir ou fechar a comunicação fluidica

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27/38 através do furo 111c, e a aba 693 é operável usando um tubo de fluxo operado por pistão 694. Outros dispositivos de fechamento adequados incluem uma válvula de esfera, válvula de porta, válvula de aba segmentada, válvula de plugue e empacotador. 0 dispositivo de fechamento 692 inclui opcionalmente um manômetro 695 disposto acima da aba 693 para medir a pressão acima da aba 693. A pressão a partir do furo 111c pode ser comunicada ao manômetro 695 utilizando um canal opcional 698. Em um exemplo, a distância entre a aba 621 da válvula de isolamento 650 e a aba 693 do dispositivo de fechamento 692 está entre cerca de 2 pés e 60 pés, tal como entre 2 pés e 30 pés e entre 3 pés e 8 pés.

[0069] As Figuras 6A e 6B mostram uma vista ampliada do dispositivo de carga 660. O dispositivo de carga 660 inclui um alojamento 662 tendo um furo 111b através dele. O alojamento 662 pode ser conectável a ou integrado ao alojamento 115 da válvula de isolamento 650. O furo 111b está em comunicação fluidica com o furo 111 da válvula de isolamento 650.

[0070] Um tubo de fluxo 664 é disposto dentro do alojamento 662 e longitudinalmente móvel em relação a ele entre uma posição superior (mostrada na Figura 6A) e uma posição inferior (mostrada na Figura 6B) . Um pistão 663 é acoplado ao tubo de fluxo 664 para mover o tubo de fluxo 664 entre a posição inferior e a posição superior. O pistão 663 transporta uma vedação para vedar uma interface formada entre uma superfície externa do pistão 663 e uma superfície interna do alojamento 662.

[0071] Uma câmara de pistão 665 é disposta entre uma superfície interna do alojamento 115 e uma superfície externa

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28/38 do tubo de fluxo 664. A câmara de pistão 665 pode ser definida radialmente entre o tubo de fluxo 664 e um recesso no alojamento 115 e longitudinalmente entre um ressalto superior e um ressalto inferior no recesso. 0 pistão 160 separa a câmara 665 em uma câmara superior 665u e uma câmara inferior 6651. A câmara superior 665u está em comunicação fluidica com o furo 111b através de um canal 668. A câmara inferior 6651 é fornecida com um fluido pressurizado a uma pressão predeterminada. Fluidos pressurizados adequados incluem um gás tal como nitrogênio. Em uma modalidade, a pressão na câmara inferior 6651 é menor do que a pressão hidrostática da localização planejada da válvula de isolamento 650. Por exemplo, a pressão na câmara inferior 6651 está entre 80% e 99,5% da pressão hidrostática na localização planejada da válvula de isolamento 650; preferivelmente entre 90% e 99,5%; e mais preferencialmente entre 95% e 99,5%. Em outro exemplo, a pressão na câmara inferior 6651 é configurada para fornecer um diferencial de pressão com a pressão hidrostática na localização planejada da válvula de isolamento 650 em uma faixa entre 0,5 psi e 50 psi, tal como um diferencial de pressão entre 1 psi e 20 psi. Em uma modalidade, a câmara inferior 6651 é conectada a uma linha de controle para pressurizar a câmara inferior 6651. Em outra modalidade, a câmara inferior 6651 inclui um membro de pressão tal como uma mola e opcionalmente inclui um fluido pressurizável. Em uma outra modalidade, a câmara inferior 6651 é carregada utilizando fluido hidráulico para operar a aba 621. Por exemplo, depois de fechar a aba 621, a pressão hidráulica continua a aumentar até que uma válvula, tal como uma válvula emergencial, abra para desviar o fluido

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29/38 hidráulico para a câmara inferior 6651.

[0072] Em operação, a válvula de isolamento 650 é equipada com um dispositivo de detecção de vazamento para detectar um vazamento através da válvula de isolamento 650. Um dispositivo de carga 660 é conectado entre a válvula de isolamento 650 e o dispositivo de fechamento 692. O dispositivo de carga 660 é configurado para fornecer um diferencial de pressão através da aba 621 da válvula de isolamento 650. Neste exemplo, a câmara inferior 6651 do dispositivo de carga 660 é pré-carregada para um diferencial de pressão entre 80% e 99,5% da pressão hidrostática na localização planejada da válvula de isolamento 650.

[0073] O dispositivo de isolamento 650 é executado com a sua aba 621 e o dispositivo de fechamento 692 na posição aberta, como mostrado na Figura 6. A Figura 6A mostra a câmara inferior 6651 do dispositivo de carga 660 em uma posição expandida durante a execução. Depois de atingir a localização planejada, a pressão de formação é comunicada à câmara superior 665u do dispositivo de carga 660 através do canal 668 que comunica com o furo 111b e a câmara superior 665u. A pressão de formação é suficiente para ultrapassar a pressão na câmara inferior 661, impelindo assim o pistão 663 a comprimir a câmara inferior 6651, como se mostra na Figura 6B.

[0074] A pressão é fornecida à câmara inferior 165 do dispositivo de isolamento 650 para fechar a aba 621. A pressão aumentada move o tubo de fluxo 152 para cima e para longe da aba 621, permitindo assim que a aba 621 articule para a posição fechada. Após o fechamento, a pressão acima da aba 621 é reduzida para criar um diferencial de pressão

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30/38 através da aba 621. A pressão reduzida é suficiente para manter o pistão 663 pelo menos parcialmente comprimido.

[0075] O dispositivo de fechamento 692 é então fechado para fechar o furo 111b entre o dispositivo de fechamento 692 e a aba 621 do dispositivo de isolamento 650. Neste exemplo, o dispositivo de fechamento 692 é fechado por fornecer pressão para mover o tubo de fluxo 694 para cima e para longe da aba 693, permitindo assim que a aba 693 articule para a posição fechada. Após o fechamento, a pressão acima da aba 693 é reduzida para criar um diferencial de pressão entre a aba 693. A Figura 7 mostra as abas 621, 693 fechadas e a câmara inferior 6651 no estado comprimido.

[0076] Depois de ambas as abas 621, 693 serem fechadas, a câmara inferior 6651 vai expandir se a pressão no furo 111b for menor do que a pressão na câmara inferior 6651. A câmara inferior 6651 vai expandir até que um equilíbrio seja atingido ou a câmara inferior 6651 tenha atingido a expansão máxima. Um vazamento através da aba 621 provocará um aumento de pressão no furo 111b que é comunicado ao manômetro 681. O manômetro 681 é configurado para comunicar a pressão medida a um controlador, o qual pode estar localizado na superfície.

[0077] Em outra modalidade, um manômetro 690 pode ser fornecido em um local abaixo do membro de isolamento 621. Os dados do manômetro 690 podem ser usados como uma referência para comparação com os dados adquiridos pelo manômetro 681 localizado acima do membro de isolamento 621. O manômetro de referência 690 pode ser utilizado com outras modalidades adequadas descritas aqui.

[0078] Em uma modalidade, a comunicação a partir do

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31/38 manômetro 681 e do manômetro opcional 690 pode ser feita utilizando cabo fixo, cabo elétrico, fibra ótica ou transmissor. Em um exemplo, as medições de pressão são enviadas para um controlador na superfície usando um fio 488. Em outro exemplo, as medições de pressão são enviadas para um controlador de poço abaixo, que envia as medições para a superfície. Em ainda outra modalidade, o dispositivo de medição pode enviar um sinal através de uma linha de controle para um multiplexador, que pode enviar um sinal através de uma linha de controle ou um transmissor. Sinais sem fio adequados incluem sinal eletromagnético, sinal de frequência de rádio, sinal acústico e combinações dos mesmos.

[0079] Em uma modalidade, a comunicação das válvulas para a superfície é feita usando uma linha de controle que pode transportar fluido hidráulico e/ou correntes elétricas, tais como cabo com fio, cabo elétrico, linha de controle hidráulico e combinações dos mesmos. Por exemplo, quando a válvula de medição se abre, a pressão do fluido a partir do canal é comunicada à linha de controle, que por sua vez, comunica com a superfície, tal como um controlador localizado na superfície. Em outra modalidade, a válvula de medição pode, após a ativação, enviar um sinal elétrico ou um sinal ótico para um controlador na superfície. Ainda em outra modalidade, a válvula de medição, após a ativação, pode enviar um sinal para um controlador de poço abaixo. Por sua vez, o controlador de poço abaixo envia um sinal sem fio para outro controlador na superfície. Ainda em outra modalidade, a válvula de medição pode enviar um sinal através de uma linha de controle para um multiplexador, que pode enviar um sinal através de uma linha de controle ou um

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32/38 transmissor. Sinais sem fio adequados incluem sinal eletromagnético, sinal de frequência de rádio, sinal acústico e combinações dos mesmos.

[0080] Em qualquer uma das modalidades descritas aqui, a linha de controle pode se estender a partir da superfície, através da cabeça do poço, ao longo de uma superfície externa da coluna de revestimento, e à válvula de isolamento. A linha de controle pode ser presa na coluna de revestimento em intervalos regulares. O fluido hidráulico pode ser disposto nas câmaras superior e inferior. O fluido hidráulico pode ser um líquido incompressível, tal como uma mistura à base de água com glicol, um óleo refinado, um óleo sintético ou suas combinações; um fluido compressível como um gás inerte, por exemplo, nitrogênio; ou uma mistura de fluidos compressíveis e incompressíveis. Ainda em uma outra modalidade, uma pluralidade de válvulas de isolamento pode ser anexada à coluna de tubular. Cada uma das válvulas de isolamento pode ser operada utilizando os mesmos ou diferentes mecanismos hidráulicos aqui descritos. Por exemplo, várias válvulas de isolamento podem ser anexadas em série e cada uma das válvulas pode ser exposta à pressão de furo em um lado e anexada a uma linha de controle diferente.

[0081] Em uma modalidade, uma válvula de isolamento para uso com uma coluna de tubular inclui um alojamento de tubular para conexão com a coluna de tubular; um primeiro membro de fechamento disposto no alojamento e móvel entre uma posição aberta e uma posição fechada; um segundo membro de fechamento disposto no alojamento e móvel entre uma posição aberta e uma posição fechada; uma câmara formada entre o primeiro membro de fechamento e o segundo membro de

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33/38 fechamento quando o primeiro e segundo membros de fechamento estão na posição fechada; e um dispositivo de detecção de vazamento configurado para medir um fluxo de fluido dentro da câmara.

[0082] Em uma ou mais das modalidades descritas aqui, o dispositivo de detecção de vazamento inclui um dispositivo de medição de fluxo anexado ao segundo membro de fechamento.

[0083] Em uma ou mais das modalidades descritas aqui, o segundo membro de fechamento está localizado a montante do primeiro membro de fechamento.

[0084] Em uma ou mais das modalidades descritas aqui, o dispositivo de medição de fluxo é selecionado a partir do grupo que consiste em um medidor de fluxo multifásico ótico, medidor de fluxo micro-eletromecânico, e um medidor de fluxo baseado em Venturi.

[0085] Em uma ou mais das modalidades descritas aqui, o dispositivo de detecção de vazamento inclui um ou mais canais em comunicação fluidica com a câmara; e uma ou mais válvulas de medição para controlar a comunicação fluidica através de um ou mais canais.

[008 6] Em uma ou mais das modalidades descritas aqui, o um ou mais canais fornecem comunicação fluidica seletiva entre a câmara e uma seção do furo a montante do segundo membro de fechamento.

[0087] Em uma ou mais das modalidades descritas aqui, cada da uma ou mais válvulas de medição é configurada para abrir em resposta a um diferencial de pressão predeterminado entre a câmara e a seção do furo a montante do segundo membro de fechamento.

[0088] Em uma ou mais das modalidades descritas aqui,

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34/38 uma pluralidade de válvulas de medição é usada e a pluralidade de válvulas de medição abre sequencialmente.

[008 9] Em uma ou mais das modalidades descritas aqui, um número de válvulas de medição abrindo é menor do que um número de válvulas de medição fornecidas na válvula de isolamento.

[0090] Em uma ou mais das modalidades descritas aqui, o número de válvulas de medição abrindo é proporcional a um diferencial de pressão entre a câmara e a seção do furo a montante do segundo membro de fechamento.

[00 91] Em uma ou mais das modalidades descritas aqui, o dispositivo de detecção de vazamento inclui dois canais, três canais, quatro canais, cinco canais ou seis canais.

[00 92] Em uma ou mais das modalidades descritas aqui, a comunicação com a superfície utiliza pelo menos uma linha de controle, cabo fixo e cabo elétrico.

[0093] Em uma ou mais das modalidades descritas aqui, a válvula inclui um tubo de fluxo móvel longitudinalmente em relação ao alojamento para a abertura do segundo membro de fechamento.

[00 94] Em uma ou mais das modalidades descritas aqui, o dispositivo de detecção de vazamento inclui um orifício disposto no segundo membro de fechamento e configurado para permitir a comunicação fluídica entre a câmara e uma seção de furo acima do segundo membro de fechamento quando o segundo membro de fechamento está na posição fechada; um primeiro manômetro para medir uma primeira pressão na câmara; e um segundo manômetro para medir uma segunda pressão na seção de furo acima do segundo membro de fechamento.

[0095] Em uma ou mais das modalidades descritas aqui,

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35/38 a válvula inclui, pelo menos, uma de uma linha de controle, uma linha ótica, uma linha elétrica, transmissão sem fio, e combinações das mesmas, para comunicar a primeira pressão e a segunda pressão medidas.

[0096] Em outra modalidade, um método de detecção de um vazamento através de uma válvula de isolamento inclui fechar um primeiro membro de isolamento para bloquear a comunicação fluidica através de um furo; fechar um segundo membro de isolamento localizado a montante da primeira câmara de isolamento, definindo assim uma câmara entre a primeira e segunda câmaras de isolamento; e medir o fluxo de fluido na câmara.

[00 97] Em uma ou mais das modalidades descritas aqui, a medição do fluxo de fluido na câmara compreende medir o fluido fluindo através de um dispositivo de medição de fluxo anexado ao segundo membro de isolamento.

[00 98] Em uma ou mais das modalidades descritas aqui, a medição do fluxo de fluido na câmara inclui fluir fluido na câmara através de um canal em comunicação fluidica seletiva entre a câmara e uma seção de um furo a montante do segundo membro de isolamento; e abrir uma válvula de medição no canal em resposta a um diferencial de pressão predeterminado entre a câmara e a seção do furo a montante do segundo membro de isolamento.

[00 99] Em uma ou mais das modalidades descritas aqui, o fluido flui para uma pluralidade de canais.

[00100] Em uma ou mais das modalidades descritas aqui, a pluralidade de canais abre sequencialmente.

[00101] Em uma ou mais das modalidades descritas aqui, o segundo membro de isolamento inclui um orificio, e o método

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36/38 inclui medir uma primeira pressão na câmara; medir uma segunda pressão de poço abaixo acima do segundo membro de isolamento; e determinar uma taxa de fluxo através do furo usando a primeira pressão e a segunda pressão medidas.

[00102] Em uma ou mais das modalidades descritas aqui, o método inclui enviar a primeira pressão e segunda pressão medidas para a superfície usando um de uma linha de controle, linha ótica, linha elétrica, transmissão sem fio e combinações das mesmas.

[00103] Em uma ou mais das modalidades descritas aqui, o método inclui comunicar uma pressão na câmara para um dispositivo de carga com uma câmara carregada; e equalizar a pressão na câmara com uma pressão na câmara carregada.

[00104] Em uma ou mais das modalidades descritas aqui, o método inclui reduzir uma pressão acima do primeiro membro de isolamento antes de fechar o segundo membro de isolamento.

[00105] Em uma ou mais das modalidades descritas aqui, o método inclui uma pressão no furo é maior do que uma pressão na câmara carregada antes de fechar a primeira câmara de isolamento.

[00106] Em outra modalidade, um método de detecção de um vazamento de fluido através de uma válvula de isolamento em um furo de um tubular inclui fechar a válvula de isolamento para bloquear a comunicação fluidica através do furo; medir a pressão de poço abaixo no furo acima da válvula de isolamento; e determinar o vazamento de fluido em resposta à pressão de poço abaixo medida.

[00107] Em uma ou mais das modalidades descritas aqui, o método inclui medir uma pressão abaixo da válvula de isolamento; e comparar a pressão medida com a pressão de

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37/38 poço abaixo medida.

[00108] Em uma ou mais das modalidades descritas aqui, o método inclui ativar um dispositivo de fechamento para fechar o furo em um local acima da válvula de isolamento e medir a pressão de poço abaixo compreende medir uma pressão de poço abaixo entre a válvula de isolamento e o dispositivo de fechamento.

[00109] Em uma ou mais das modalidades descritas aqui, o método inclui comunicar um fluido no furo entre a válvula de isolamento e o dispositivo de fechamento para um dispositivo de carga tendo uma câmara carregada; e equalizar uma pressão na câmara carregada com a pressão no furo entre a válvula de isolamento e o dispositivo de fechamento.

[00110] Em uma ou mais das modalidades descritas aqui, o método inclui medir uma pressão acima do dispositivo de fechamento; e comparar a pressão medida com a pressão de poço abaixo medida.

[00111] Em uma ou mais das modalidades descritas aqui, o método inclui usar um manômetro para medir a pressão de poço abaixo do furo acima da válvula de isolamento [00112] Em uma ou mais das modalidades descritas aqui, o manômetro se comunica com o furo através de um canal em comunicação fluidica com o furo.

[00113] Em uma modalidade, uma válvula de isolamento para uso com uma coluna de tubular inclui um alojamento de tubular para conexão com a coluna de tubular e tendo um furo; um membro de fechamento disposto no alojamento e móvel entre uma posição aberta e uma posição fechada; e um manômetro para medir uma pressão no furo acima do membro de fechamento quando o membro de fechamento está na posição fechada.

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38/38 [00114] Em uma ou mais das modalidades descritas aqui, a válvula inclui um canal em comunicação fluidica com o furo acima do membro de fechamento, e o manômetro é disposto no canal.

[00115] Em uma ou mais das modalidades descritas aqui, pelo menos uma de uma linha de controle, uma linha ótica, uma linha elétrica, uma transmissão sem fio, e combinações das mesmas para comunicar a pressão medida a um controlador.

[00116] Em uma ou mais das modalidades descritas aqui, a válvula inclui um segundo manômetro para medir uma pressão no furo abaixo do membro de fechamento.

[00117] Em uma ou mais das modalidades descritas aqui, a válvula inclui um dispositivo de fechamento disposto acima do membro de fechamento; e um dispositivo de carga disposto entre o dispositivo de fechamento e o membro de fechamento.

[00118] Em uma ou mais das modalidades descritas aqui, o dispositivo de fechamento inclui um membro de fechamento.

[00119]	Em uma ou mais das modalidades	descritas	aqui,
o dispositivo	de carga inclui uma	câmara	carregada	para
pressurizar um	furo do dispositivo de	carga.
[00120]	Embora o anterior	seja	dirigido	para

modalidades da presente descrição, outras e mais modalidades da divulgação podem ser concebidas sem se afastar do âmbito de base da mesma, e o âmbito da presente invenção é determinado pelas reivindicações que seguem.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Válvula de isolamento para uso com uma coluna de tubular, caracterizada pelo fato de que compreende:

um alojamento de tubular para conexão com a coluna de tubular;

um primeiro membro de fechamento disposto no alojamento e móvel entre uma posição aberta e uma posição fechada;

um segundo membro de fechamento disposto no alojamento e móvel entre uma posição aberta e uma posição fechada;

uma câmara formada entre o primeiro membro de fechamento e o segundo membro de fechamento quando o primeiro e segundo membros de fechamento estão na posição fechada; e um dispositivo de detecção de vazamento configurado para medir um fluxo de fluido para a câmara.
2. Válvula de isolamento, de acordo com a reivindicação

1, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de detecção de vazamento compreende um dispositivo de medição de fluxo anexado ao segundo membro de fechamento.
3. Válvula de isolamento, de acordo com a reivindicação

2, caracterizada pelo fato de que o segundo membro de fechamento está localizado a montante do primeiro membro de fechamento.
4. Válvula de isolamento, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de medição de fluxo é selecionado a partir do grupo que consiste em um medidor de fluxo multifásico ótico, medidor de fluxo microeletromecânico e um medidor de fluxo baseado em Venturi.
5. Válvula de isolamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de detecção de vazamento compreende:

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2/8 um ou mais canais em comunicação fluidica com a câmara; e uma ou mais válvulas de medição para controlar a comunicação fluidica através de um ou mais canais.
6. Válvula de isolamento, de acordo com a reivindicação

5, caracterizada pelo fato de que o um ou mais canais fornecem comunicação fluidica seletiva entre a câmara e uma seção do furo a montante do segundo membro de fechamento.
7. Válvula de isolamento, de acordo com a reivindicação

6, caracterizada pelo fato de que cada uma da uma ou mais válvulas de medição é configurada para abrir em resposta a um diferencial de pressão predeterminado entre a câmara e a seção do furo a montante do segundo membro de fechamento.
8. Válvula de isolamento, de acordo com a reivindicação

7, caracterizada pelo fato de que uma pluralidade de válvulas de medição é utilizada e a pluralidade de válvulas de medição abre sequencialmente.
9. Válvula de isolamento, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que um número de válvulas de medição abrindo é menor que um número de válvulas de medição fornecidas na válvula de isolamento.
10. Válvula de isolamento, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que o número de válvulas de medição abrindo é proporcional a um diferencial de pressão entre a câmara e a seção do furo a montante do segundo membro de fechamento.
11. Válvula de isolamento, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de detecção de vazamento inclui dois canais, três canais, quatro canais, cinco canais ou seis canais.

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3/8
12. Válvula de isolamento, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que a comunicação com a superficie utiliza pelo menos uma linha de controle, linha telefônica e cabo elétrico.
13. Válvula de isolamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um tubo de fluxo móvel longitudinalmente em relação ao alojamento para abrir o segundo membro de fechamento.
14. Válvula de isolamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de detecção de vazamento compreende:

um orificio disposto no segundo membro de fechamento e configurado para permitir a comunicação fluidica entre a câmara e uma seção de furo acima do segundo membro de fechamento quando o segundo membro de fechamento está na posição fechada;

um primeiro manômetro para medir uma primeira pressão na câmara; e um segundo manômetro para medir uma segunda pressão na seção de furo acima do segundo membro de fechamento.
15. Válvula de isolamento, de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que compreende ainda pelo menos um de uma linha de controle, uma linha ótica, uma linha elétrica, uma transmissão sem fio, e combinações das mesmas para comunicar a primeira pressão e a segunda pressão medidas.
16. Método de detectar um vazamento através de uma válvula de isolamento, caracterizado pelo fato de que compreende:

fechar um primeiro membro de isolamento para bloquear a

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4/8 comunicação fluidica através de um furo;

fechar um segundo membro de isolamento localizado a montante da primeira câmara de isolamento, definindo assim uma câmara entre a primeira e segunda câmaras de isolamento; e medir o fluxo de fluido na câmara.
17. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a medição do fluxo de fluido para a câmara compreende a medição do fluido fluindo através de um dispositivo de medição de fluxo anexado ao segundo membro de isolamento.
18. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a medição do fluxo de fluido na câmara compreende:

fluir fluido na câmara através de um canal em comunicação fluidica seletiva entre a câmara e uma seção de um furo a montante do segundo membro de isolamento; e abrir uma válvula de medição no canal em resposta a um diferencial de pressão predeterminado entre a câmara e a seção do furo a montante do segundo membro de isolamento.
19. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o fluido flui para uma pluralidade de canais.
20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de canais abre sequencialmente.
21. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o segundo membro de isolamento inclui um orificio, e o método inclui:

medir uma primeira pressão na câmara;

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5/8 medir uma segunda pressão de poço abaixo acima do segundo membro de isolamento; e determinar uma taxa de fluxo através do furo usando a primeira pressão e a segunda pressão medidas.
22. Método, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que compreende ainda enviar a primeira pressão e a segunda pressão medidas à superfície usando uma de uma linha de controle, linha ótica, linha elétrica, transmissão sem fio, e combinações das mesmas.
23. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

comunicar uma pressão na câmara a um dispositivo de carga tendo uma câmara carregada; e equalizar a pressão na câmara com uma pressão na câmara carregada.
24. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que compreende ainda reduzir uma pressão acima do primeiro membro de isolamento antes de fechar o segundo membro de isolamento.
25. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que uma pressão no furo é maior que a pressão na câmara carregada antes de fechar a primeira câmara de isolamento.
26. Método de detectar um vazamento de fluido através de uma válvula de isolamento em um furo de um tubular, caracterizado pelo fato de que compreende:

fechar a válvula de isolamento para bloquear a comunicação fluídica através do furo;

medir a pressão de poço abaixo no furo acima da válvula de isolamento; e

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6/8 determinar o vazamento de fluido em resposta à pressão de poço abaixo medida.
27. Método, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que compreende ainda medir uma pressão abaixo da válvula de isolamento; e comparar a pressão medida com a pressão de poço abaixo medida.
28. Método, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que compreende ainda ativar um dispositivo de fechamento para fechar o furo em uma localização acima da válvula de isolamento e medir a pressão de poço abaixo compreende medir uma pressão de poço abaixo entre a válvula de isolamento e o dispositivo de fechamento.
29. Método, de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que compreende ainda comunicar um fluido no furo entre a válvula de isolamento e o dispositivo de fechamento para um dispositivo de carga com uma câmara carregada; e equalizar uma pressão na câmara carregada com a pressão no furo entre a válvula de isolamento e o dispositivo de fechamento.
30. Método, de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que compreende ainda medir uma pressão acima do dispositivo de fechamento; e comparar a pressão medida com a pressão de poço abaixo medida.
31. Método, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que um medidor de pressão é usado para medir a pressão de poço abaixo do furo acima da válvula de isolamento.

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7/8
32. Método, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que o manômetro se comunica com o furo através de um canal em comunicação fluídica com o furo.
33. Válvula de isolamento para uso com uma coluna de tubular, caracterizada pelo fato de que compreende:

um alojamento de tubular para conexão com a coluna de tubular e tendo um furo;

um membro de fechamento disposto no alojamento e móvel entre uma posição aberta e uma posição fechada; e um manômetro para medir uma pressão no furo acima do membro de fechamento quando o membro de fechamento está na posição fechada.
34. Válvula de isolamento, de acordo com a reivindicação

33, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um canal em comunicação fluídica com o furo acima do membro de fechamento, e o manômetro é disposto no canal.
35. Válvula de isolamento, de acordo com a reivindicação

34, caracterizada pelo fato de que compreende ainda pelo menos um de uma linha de controle, uma linha ótica, uma linha elétrica, uma transmissão sem fio, e combinações das mesmas para comunicar a pressão medida a um controlador.
36. Válvula de isolamento, de acordo com a reivindicação 33, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um segundo manômetro para medir uma pressão no furo abaixo do membro de fechamento.
37. Válvula de isolamento, de acordo com a reivindicação

33, caracterizada pelo fato de que compreende ainda:

um dispositivo de fechamento disposto acima do membro de fechamento; e

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8/8 um dispositivo de carga disposto entre o dispositivo de fechamento e o membro de fechamento.
38. Válvula de isolamento, de acordo com a reivindicação 37, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de fechamento compreende um membro de fechamento.
39. Válvula de isolamento, de acordo com a reivindicação 37, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de carga inclui uma câmara carregada para pressurizar um furo do dispositivo de carga.