BR112019022509A2

BR112019022509A2 - Conjunto de atuador

Info

Publication number: BR112019022509A2
Application number: BR112019022509-9A
Authority: BR
Inventors: Duthie Jason
Original assignee: Weatherford Technology Holdings, Llc
Priority date: 2017-05-02
Filing date: 2018-05-01
Publication date: 2020-05-12
Also published as: AU2018262279A1; EP3619394A1; CA3060014A1; GB201706941D0; US11162326B2; AU2018262279B2; WO2018203047A1; EP3619394B1; DK3619394T3; RU2019132630A3; US20200056450A1; RU2019132630A; GB2562211B; GB2562211A

Abstract

um conjunto de atuador de poço de petróleo ou gás compreendendo um membro fixo, um membro de atuação sendo móvel axialmente em relação ao membro fixo, com recessos de extremidade aberta contendo molas helicoidais inclinadas por exemplo no membro fixo e um ombro que se estende radialmente no membro de atuação que se adaptou para engatar uma mola helicoidal inclinada dentro de um recesso. um membro de suporte é adaptado para cobrir as extremidades abertas dos recessos e se move para diferentes posições axiais em relação aos recessos para descobrir as extremidades abertas dos diferentes recessos nas diferentes posições axiais do membro de suporte. a expansão de uma mola helicoidal inclinada a partir de uma extremidade aberta de um recesso engata com o ombro para restringir o movimento do membro atuador em posições indexadas. quando o membro atuador se move em relação à direção do membro de suporte, ele mantém sua posição em relação à mola helicoidal inclinada.

Description

CONJUNTO DE ATUADOR

[001] A presente invenção refere-se a um conjunto de atuador, e a um método de seu uso. Em alguns exemplos, o conjunto do atuador fornece um mecanismo de indexação configurado para adotar um número de posições indexadas separadas e diferentes. Em alguns exemplos, o conjunto de

atuador	é um	conjunto de atuador de	fundo de poço e	é
adaptado	para	ser	incorporado	dentro	de um conjunto	de
fundo de	poço	para	acionar uma	ferramenta em um poço	de

petróleo, gás ou água.

[002] As ferramentas de fundo de poço frequentemente precisam alternar entre diferentes configurações no poço, correspondendo a diferentes estados de atuação para controlar operações no poço. Por exemplo, válvulas de luva deslizante frequentemente precisam adotar configurações abertas ou fechadas, ou diferentes posições intermediárias entre 100% abertas e 100% fechadas, para controlar o fluxo de fluido através de uma abertura.

SUMÁRIO

[003] A presente invenção fornece um conjunto de atuador de poço de petróleo ou gás que compreende:

um membro fixo tendo um eixo;

um membro de atuação sendo móvel axialmente em relação ao membro fixo;

uma pluralidade de recessos de extremidade aberta em um dos membros fixos e no membro de atuação em que cada recesso abriga pelo menos parcialmente uma mola helicoidal inclinada;

um ombro que se estende radialmente sobre o outro do membro atuação e o membro fixo adaptado para engatar uma

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2/76 mola helicoidal inclinada dentro de um recesso;

um membro de suporte adaptado para cobrir as extremidades abertas dos recessos e sendo móvel axialmente em diferentes posições axiais em relação aos recessos para descobrir extremidades abertas de diferentes recessos nas diferentes posições axiais do membro de suporte.

[004] A expansão de uma mola helicoidal inclinada a partir de uma extremidade aberta de um recesso se encaixa opcionalmente com o ombro para restringir o movimento do membro de atuação em posições indexadas. O movimento do membro de atuação faz com que o ombro se mova em relação às molas nos recessos e faz com que o ombro engate uma mola. O engate do ombro com uma mola em uma primeira configuração no recesso pode resistir ao movimento do ombro além da mola. O engate do ombro com uma mola em uma segunda configuração pode permitir o movimento do ombro além da mola. O movimento do membro de atuação pode inverter as molas entre a primeira e a segunda configurações.

[005] A cobertura da extremidade aberta de um recesso resiste opcionalmente a alterações na configuração da mola helicoidal inclinada dentro do recesso. A cobertura opcional da extremidade aberta mantém a compressão da mola no recesso, que resiste a mudanças na orientação da mola dentro do recesso, mantendo-a na mesma orientação enquanto a extremidade aberta do recesso é coberta. A descoberta da extremidade aberta do recesso permite opcionalmente alterações na configuração e/ou orientação da mola helicoidal inclinada dentro do recesso. Em certos exemplos, as extremidades abertas do recesso podem ser cobertas pelo membro de suporte ou pelo membro de atuação. Cobrir a

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3/76 extremidade aberta de um recesso mantém opcionalmente um nível mínimo de compressão da mola dentro do recesso, e descobrir a extremidade aberta de um recesso permite opcionalmente a expansão da mola a partir do recesso.

[00 6] A mudança de configuração da mola no recesso quando a extremidade aberta é descoberta ocorre opcionalmente em resposta ao movimento do membro de atuação ou do membro de suporte em relação à extremidade aberta, opcionalmente movimento através da extremidade aberta. Opcionalmente, cada mola helicoidal inclinada é energizada de forma resiliente na compressão dentro do recesso. Uma extremidade da mola helicoidal inclinada energizada é flexionada de forma resiliente para fora do recesso, e pelo menos uma parte da mola helicoidal inclinada se projeta para fora do recesso para engatar no ombro e parar o movimento do membro de atuação quando o ombro e a mola engatam, opcionalmente em uma posição indexada. Opcionalmente o conjunto de atuação possui várias posições indexadas, opcionalmente iguais ao número de recessos, nas quais o movimento axial do membro de atuação é interrompido em posições indexadas sequenciais entre uma posição inicial do membro de atuação e uma posição final do membro de atuação correspondente a uma alteração funcional, por exemplo, a abertura de uma válvula, acionamento de uma ferramenta etc.

[007] Em diferentes posições do membro de suporte em alguns exemplos, as extremidades abertas de alguns recessos são descobertas, e as extremidades abertas de outros recessos são cobertas.

[008] Opcionalmente o membro de suporte, o membro

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4/76 fixo e o membro de atuação são concêntricos.

[009] Opcionalmente cada recesso é simétrico em torno de um raio do eixo do membro fixo (o raio se estende perpendicular ao eixo do membro fixo). Opcionalmente, cada recesso possui primeira e segunda paredes laterais espaçadas axialmente em ambos os lados axiais da extremidade aberta. Opcionalmente as paredes laterais são mutuamente paralelas e também paralelas ao raio. Opcionalmente cada recesso tem um perfil quadrado com uma parede inferior disposta axialmente entre as paredes laterais na extremidade interna do recesso.

[0010] Opcionalmente, cada mola helicoidal inclinada é energizada, por exemplo, comprimida quando a extremidade aberta (externa) do recesso que contém a mola helicoidal inclinada é coberta, opcionalmente pelo membro de suporte ou pelo membro de atuação. Opcionalmente, cada volta em cada mola adota naturalmente uma configuração eliptica tendo um eixo principal e um eixo menor. Cada volta de cada mola é opcionalmente inclinada em relação à linha central da mola.

[0011] Na seção transversal através de sua linha central, cada mola helicoidal inclinada possui opcionalmente uma configuração eliptica tendo um eixo principal e um eixo menor. Opcionalmente o movimento do ombro após a mola no recesso é resistido quando a mola é comprimida pelo ombro no recesso ao longo de seu eixo principal.

[0012] Opcionalmente quando energizado por exemplo na compressão dentro do recesso, com a extremidade aberta do recesso coberta, cada mola helicoidal inclinada adota uma

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5/76 configuração elíptica com o eixo principal de cada mola sendo inclinada no eixo longo do furo (isto é, não paralelo com o eixo do membro fixo) quando o recesso é coberto, e quando energizado, a configuração da mola no recesso é opcionalmente não simétrica em relação a um raio perpendicular ao eixo. Opcionalmente, cada mola pode adotar uma configuração elíptica energizada com o eixo principal inclinado em um raio do eixo. Em outras palavras, duas configurações elípticas energizadas alternativas (por exemplo, comprimidas) de cada mola são possíveis em cada recesso, com o eixo principal das molas inclinadas sendo inclinado em uma direção (isto é, /) ou na direção oposta (isto é, \) através do raio do eixo. Opcionalmente, quando na configuração inclinada (opcionalmente comprimida) no recesso, o eixo principal da mola é paralelo ou alinhado com uma diagonal do recesso, entre os cantos opostos do recesso, e o eixo menor da mola é paralelo à (mas não necessariamente alinhado com) diagonal oposta do recesso. Opcionalmente nas duas configurações alternativas comprimidas de cada mola, o eixo principal é paralelo ou alinhado com diferentes diagonais do recesso.

[0013] Opcionalmente, quando a mola está em uma configuração de repouso ou neutra (ou seja, não está em compressão), ela naturalmente adota uma forma elíptica dentro do recesso e é opcionalmente simétrica em torno de um raio. Opcionalmente na configuração neutra, o comprimento da mola ao longo do eixo principal é maior que a distância ao longo de uma diagonal do recesso, ou seja, entre os cantos diagonalmente opostos do recesso, para que na configuração de repouso e descomprimida, a mola não

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6/76 encaixe completamente dentro do recesso, e uma extremidade do eixo principal da mola se projetará normalmente a partir da extremidade aberta do recesso. Em tais exemplos, para caber nos recesso, a mola é opcionalmente comprimida de forma resiliente no recesso, por exemplo quando a extremidade aberta é coberta, que armazena energia na mola, e isso opcionalmente força a mola a adotar uma configuração comprimida inclinada no recesso, com o eixo principal da mola alinhado com a diagonal. Assim a mola pode opcionalmente se expandir de forma resiliente pela extremidade aberta do recesso, por exemplo, uma vez que a força de compressão que atua sobre ele foi removida, por exemplo quando a extremidade aberta do recesso é descoberta.

[0014] Em alguns exemplos, a mola é mais resistente e permite maior flexibilidade ao longo de seu eixo menor do que ao longo de seu eixo principal.

[0015] As molas têm opcionalmente uma extremidade interna (mais para dentro do recesso, e normalmente engatada na extremidade interna do recesso) e uma extremidade externa (mais próxima da extremidade aberta do recesso do que a extremidade interna da mola). Opcionalmente as extremidades externas das molas são acionadas na direção e opcionalmente para fora das extremidades abertas dos recessos pela resiliência da mola quando a mola é energizada (isto é, quando a extremidade aberta do recesso é coberta).

[0016] Opcionalmente em uma primeira configuração inclinada das molas, a extremidade externa de cada mola fica voltada axialmente em direção ao ombro; em outras

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7/76 palavras, a extremidade externa da mola na extremidade aberta do recesso é axialmente mais próxima do ombro do que a extremidade interna da mola na extremidade interna do recesso, quando a distância entre o ombro e a mola está diminuindo. Assim, quando o ombro se aproxima de um recesso (ou vice-versa) contendo uma mola na primeira configuração inclinada, a extremidade externa da mola é axialmente espaçada mais perto do ombro do que a extremidade interna oposta da mola. A extremidade interna da mola é disposta no recesso, enquanto a extremidade externa da mola é adjacente à extremidade aberta do recesso ou sobressai do recesso através da extremidade aberta. Opcionalmente, uma vez que o ombro alcança o recesso que contém a mola na primeira configuração inclinada, o ombro engata inicialmente na extremidade externa da mola flexionada resilientemente para fora do recesso. Como a mola é relativamente resistente a compressão adicional ao longo de seu eixo principal, o engate do ombro com a extremidade externa da mola na primeira configuração pode ser usado para resistir ao movimento axial do ombro em uma primeira direção (por exemplo, na direção de atuação do membro que suporta o ombro). Na primeira configuração inclinada, a extremidade interna do eixo principal da mola é opcionalmente disposta em um canto interno do recesso, opcionalmente entre a parede inferior e a parede lateral à frente do ombro, e a extremidade externa do eixo principal da mola está opcionalmente projetando a partir recesso na frente do ombro que se move em direção a ele na primeira direção em direção a uma posição de acionamento final . Obviamente, não é essencial que o ombro se mova e o recesso permaneça

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8/76 imóvel. Em alguns exemplos, o ombro pode ser estático e os recessos podem ser fornecidos no membro de atuação; assim as referências aqui ao ombro que se move em relação ao recesso ou à mola são entendidas como aplicáveis também a exemplos em que o ombro é estático em relação ao membro fixo e o recesso e a mola se movem em relação ao ombro, e vice-versa.

[0017] À medida que o ombro e o recesso se aproximam enquanto o membro de atuação está se movendo na direção inicial, o ombro se encaixa com a extremidade externa do eixo principal da mola que se projeta a partir do recesso na frente do ombro. Assim, opcionalmente, na primeira configuração o eixo principal da mola está apontando geralmente para o ombro, e o eixo menor da mola está apontando geralmente para fora do ombro, opcionalmente em uma direção axial. A mola é relativamente resistente à deformação ao longo do eixo principal, que geralmente é paralelo à diagonal do recesso na primeira configuração inclinada, portanto, quando o ombro engata na extremidade externa do eixo principal da mola empurrando para fora do recesso, a mola não se comprime muito mais no recesso e resiste a um movimento adicional do ombro ( e portanto do membro que o carrega) na primeira direção (por exemplo, na direção da posição de acionamento). Como a extremidade interna da mola fica presa no recesso à frente do ombro, por exemplo no canto, a mola permanece na primeira configuração inclinada e não pode se mover facilmente no recesso ou mudar dentro do recesso para permitir maior deformação em uma configuração diferente . A alta resistência à deformação ao longo do eixo principal da mola

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9/76 retida no recesso, portanto, impede ou restringe o movimento do ombro na primeira direção após o ponto em que o ombro engata na extremidade externa da mola. Nesse ponto o membro de atuação pode se retirar na segunda direção oposta no furo, mas não pode avançar de tal forma que o ombro se mova além da ranhura sem interromper a mola dentro da ranhura além dos limites de deformação plástica.

[0018] Opcionalmente uma segunda configuração alternada energizada da mola permite o movimento axial do membro de atuação após a mola, por exemplo na mesma primeira direção. A primeira e a segunda configurações são semelhantes, exceto que a mola geralmente é paralela às diagonais opostas no recesso. Assim, enquanto que na primeira configuração, a mola é geralmente paralela com ou alinhada com uma diagonal, na segunda configuração, a mola é geralmente paralela com ou alinhada com a outra diagonal do recesso. Assim na segunda configuração, enquanto a extremidade interna do eixo principal da mola ainda está disposta no recesso, está axialmente mais próxima do ombro do que a extremidade externa, e enquanto a extremidade externa do eixo principal da mola está ainda projetando a partir recesso, está axialmente mais distante do ombro do que da extremidade interna. Assim, opcionalmente, na segunda configuração o eixo principal da mola está apontando para fora do ombro, e o eixo menor da mola geralmente está apontando para o ombro. Como o eixo menor da mola é mais compressivel do que o eixo principal, o movimento para frente do ombro contra uma face posterior da extremidade externa da mola comprime a mola no recesso aplicando força ao longo do eixo menor mais deformável,

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10/76 deformando a mola mais para dentro do recesso ao longo de seu eixo menor, e permitindo a passagem do ombro além da mola recuada e comprimida.

[0019] Opcionalmente, em uma configuração de repouso ou neutra da mola, quando o eixo principal da mola não é substancialmente inclinado através do eixo do furo e a mola é expandida parcialmente no furo e fora do recesso, opcionalmente em uma configuração geralmente simétrica ao redor um raio do furo, a mola pode ser movida, por exemplo girada, no recesso entre as duas configurações inclinadas energizadas diferentes pelo movimento do membro de atuação (ou do membro de suporte ) axialmente dentro do furo em cada direção. Opcionalmente a mola passa pela posição neutra ao se mover entre as duas configurações alternativas comprimida e inclinada.

[0020] Opcionalmente, os recessos são fornecidos na superfície interna do membro fixo. Opcionalmente, os recessos são fornecidos em uma superfície interna de uma luva de alojamento, que é recebida dentro do membro fixo, que pode compreender um alojamento. Opcionalmente, a superfície interna da luva de alojamento forma pelo menos uma parte do furo dentro do alojamento que recebe o membro de atuação. Em outras palavras, o membro de atuação pode ser recebido dentro do furo da luva de alojamento, e pode se mover axialmente no mesmo entre as posições separadas do membro de atuação.

[0021] Opcionalmente as molas permitem o movimento do ombro além dos recessos e molas em uma segunda direção em uma da primeira e segunda configurações. Em outras palavras, o ombro e a mola opcionalmente formam um batente

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11/76 unidirecional, parando o movimento do membro de atuação em apenas uma direção (a primeira direção) quando a mola está na primeira configuração.

[0022] Opcionalmente, a luva de alojamento também recebe o membro de suporte, que é móvel dentro do furo da luva de alojamento entre posições separadas em resposta ao movimento do membro de atuação. A provisão dos recessos na superfície interna da luva de alojamento é útil para a construção e montagem do conjunto de atuador, e permite diferentes tamanhos de furo, e tamanhos diferentes de molas helicoidais inclinadas, para serem usados com um único alojamento, mas é obviamente possivel formar os recessos na superfície interna do alojamento sem necessariamente empregar uma luva.

[0023] Opcionalmente, o membro de suporte compreende uma luva, tendo um furo com um eixo que é opcionalmente coaxial e com o eixo do alojamento. O membro de suporte permite opcionalmente a comunicação fluida axialmente de um lado do membro de suporte para o outro, opcionalmente através do furo. Opcionalmente, o membro de atuação pode ser movido entre diferentes posições em resposta a alterações no diferencial de pressão de fluido através do membro de atuação, que podem ser transmitidas através do membro de suporte (opcionalmente através do furo ou de algum outro conduite de fluido).

[0024] Opcionalmente, o membro de atuação pode compreender um pistão, que pode ser vedado dentro de um furo do alojamento, opcionalmente em um local espaçado dos recessos. Opcionalmente o pistão possui mais de uma vedação, dividindo porções do furo em diferentes zonas

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12/76 entre as vedações. Opcionalmente, as diferentes posições axiais adotadas pelo membro de atuação dentro do furo acionam diferentes configurações de uma ferramenta conectada ao conjunto do atuador e sob seu controle. Opcionalmente, as posições separadas do membro de atuação correspondem a estados separados de atuação da ferramenta de fundo de poço. Por exemplo, em um exemplo, o membro de atuação pode ele próprio compreender uma parte da ferramenta, por exemplo um componente de um sistema de válvula de luva deslizante, que desliza axialmente dentro do alojamento para mover as respectivas aberturas no membro de atuação e no membro fixo dentro e fora de alinhamento, e opcionalmente para variar a extensão da sobreposição de tais aberturas a fim de controlar a área da seção transversal de um conduite de fluido permitindo o movimento radial do fluido através das paredes do membro de atuação e do membro fixo. Opcionalmente, as diferentes posições axiais podem representar posições intermediárias de indexação que não acionam alterações individuais em função de uma ferramenta, por exemplo, a abertura de uma válvula ou semelhante, mas que individualmente avançam a ferramenta em direção a uma mudança de configuração. Assim, mudanças sequenciais na pressão diferencial aplicada ao conjunto podem mover o conjunto através de posições intermediárias de transição antes de uma etapa final de atuação.

[0025] Opcionalmente os recessos são fornecidos no membro de atuação. Opcionalmente o membro de suporte compreende uma luva que recebe o membro de atuação. Opcionalmente o membro de suporte se move sobre a superfície do membro de atuação. Opcionalmente o movimento

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13/76 do membro de suporte sobre o membro de atuação é limitado pelo membro fixo.

[0026] Finalmente pelo menos duas molas helicoidais inclinadas cada uma em um respectivo recesso são fornecidas, mas o número de molas e recessos pode variar em exemplos diferentes.

[0027] Opcionalmente, o membro de atuação pode ser flexionado axialmente em uma direção por um dispositivo de polarização resiliente, como uma mola, por exemplo uma mola helicoidal, que pode opcionalmente ser mantida em compressão. O movimento do membro de atuação entre posições separadas em relação ao membro fixo pode opcionalmente ser acionado através do controle de um diferencial de pressão de fluido que se opõe à força do dispositivo de polarização. Por exemplo, o dispositivo de polarização pode influenciar o membro de atuação axialmente em uma direção, e um diferencial de pressão de fluido pode influenciar o membro de atuação na direção oposta, a fim de resistir ao movimento do membro de atuação equilibrando a força aplicada pelo dispositivo de polarização. A redução da pressão de fluido em um lado do membro de atuação pode resultar no movimento do membro de atuação sob a força aplicada pelo dispositivo de polarização, que supera o diferencial de pressão mais baixo para mover o membro de atuação axialmente. Aumentar a pressão de fluido no membro de atuação pode superar a força da mola e mover o membro de atuação na direção oposta, comprimindo a mola.

[0028] Opcionalmente o membro de suporte se move em relação à mola em resposta ao movimento do membro de atuação. Opcionalmente, o membro de atuação empurra o

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14/76 membro de suporte entre suas posições separadas. Opcionalmente, o membro de suporte é mantido estático em relação ao membro fixo, à medida que o membro de atuação se move em relação ao membro de suporte, resultando em movimento do membro de suporte em relação à mola. Opcionalmente o membro de atuação é conduzido através do membro de suporte. Opcionalmente o membro de suporte se move em apenas uma direção em relação à mola. Opcionalmente quando o membro de atuação se move em relação ao membro de suporte em uma direção, o membro de suporte mantém sua posição em relação à mola. Opcionalmente quando o membro de atuação se move em relação ao membro de suporte na outra direção, o membro de suporte se move em relação à mola.

[0029] Opcionalmente, o movimento axial do membro de atuação em uma primeira direção move o membro de suporte na mesma primeira direção, de modo que o membro de suporte se mova com o membro de atuação na primeira direção. No entanto, em certos exemplos, o membro de suporte se move opcionalmente com o membro de atuação apenas na primeira direção, e quando o membro de atuação se move em uma segunda direção, oposta à primeira direção, o membro de atuação e o membro de suporte opcionalmente se separam, com o membro de suporte opcionalmente permanecendo estático e mantendo sua posição, enquanto o membro de atuação se afasta axialmente do membro de suporte na segunda direção.

[0030] Opcionalmente, o membro de suporte pode ser centralizado dentro do conjunto, por exemplo, por uma seção de centralização do membro de suporte sendo recebida dentro ou por uma porção do conjunto (por exemplo, um furo) com tolerância estreita e com lados paralelos. Opcionalmente, a

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15/76 seção de centralização do membro de suporte é disposta em uma extremidade do membro de suporte, e normalmente não engata ou suporta nenhuma das molas alojadas nos recessos. Opcionalmente a seção de centralização do membro de suporte tem um diâmetro mais largo do que uma seção de suporte de mola do membro de suporte que é afastada axialmente da seção de centralização do membro de suporte ao longo de seu eixo. Opcionalmente as molas se expandem radialmente a partir dos recessos e engatam a seção de suporte de mola pelas extremidades abertas dos recessos. Opcionalmente, a seção de suporte de mola do membro de suporte engata nas molas e as apoia nos recessos, mantendo sua configuração comprimida dentro do recesso.

[0031] Opcionalmente, o membro que suporta o ombro também é adaptado para engatar as molas helicoidais inclinadas dentro dos recessos e para apoiá-las, e opcionalmente, energizá-las dentro dos recessos. Opcionalmente, o membro que suporta o ombro possui uma seção de suporte de mola, opcionalmente em seu diâmetro externo, adaptada para apoiar e engatar as molas dentro dos recessos.

[0032] Opcionalmente o membro que suporta o ombro (por exemplo, o membro de atuação) também é adaptado para ser centralizado dentro do conjunto, por exemplo por uma seção de centralização do membro de atuação sendo recebida dentro de uma seção do furo com tolerância próxima e com lados paralelos. Opcionalmente, a seção de centralização é disposta em uma extremidade do membro, e normalmente não engata em nenhum suporte das molas alojadas nos recessos. A seção de centralização pode compreender ombros espaçados.

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[0033] Opcionalmente o membro que suporta o ombro tem várias seções diferentes dispostas sequencialmente ao longo de seu comprimento com diferentes diâmetros. A seção de centralização é opcionalmente disposta em uma extremidade e pode incorporar uma vedação entre os ombros. O diâmetro do membro transita opcionalmente através de uma rampa que coincide com um espaço de expansão radial entre o membro fixo e o membro de atuação no ombro que se encaixa opcionalmente com uma tolerância estreita contra a parte rebaixada do conjunto, opcionalmente a superfície interna da luva de alojamento. O ombro opcionalmente se estende radialmente em relação ao eixo do corpo do conjunto, engatando a parte recuada em um ajuste apertado. O ombro opcionalmente divide a rampa coincidindo com a área de expansão e uma seção de suporte de mola do membro que é opcionalmente disposto em uma extremidade do elemento que suporta o ombro. Opcionalmente a seção de suporte de mola tem um diâmetro diferente de modo que sua superfície é radialmente separada por uma pequena distância da parte rebaixada, de modo que as molas possam se expandir radialmente para fora dos recessos através da pequena distância radial, e engatar a seção de suporte de mola. Opcionalmente, a seção de suporte de mola do membro que suporta o ombro engata nas molas e as apoia dentro dos recessos e permite uma leve expansão limitada das molas para fora dos limites do recesso, ainda mantém uma pequena quantidade de compressão nas molas, de modo que existe opcionalmente uma folga entre a parte rebaixada e a seção de suporte de mola do membro de atuação.

[0034] Mover o membro que suporta o ombro através das

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17/76 extremidades livres dos recessos pode opcionalmente deslocar as molas entre a primeira e a segunda posição inclinada nos recessos, opcionalmente quando o membro que suporta o ombro é movido pelas extremidades livres dos recessos primeiro em uma direção e depois na direção oposta. Mudar as molas entre as diferentes primeira e segunda posições inclinadas, opcionalmente a partir de uma primeira posição na qual a mola engata com o membro que suporta o ombro e resiste à passagem do ombro após o recesso, para uma segunda configuração na qual a mola engata com o acionamento membro e permite a passagem do ombro além do recesso que segura a mola, pode ser usado para interromper o movimento do membro de atuação em posições definidas, por exemplo, quando o ombro atinge um limite de um recesso, e controlar mais precisamente os locais de parada do membro de atuação em relação ao membro fixo.

[0035] Opcionalmente uma mola na segunda configuração pode resistir à passagem do ombro na segunda direção. Opcionalmente o ombro tem primeira e segunda faces, opcionalmente voltadas para direções opostas. Opcionalmente cada uma da primeira e segunda faces é adaptada para engatar com uma mola em uma da primeira e segunda configurações para travar o movimento do membro de atuação em uma primeira ou uma segunda direção. Opcionalmente a primeira face do ombro é adaptada para engatar com uma mola em uma primeira configuração para travar o movimento do membro de atuação em uma primeira direção. Opcionalmente a segunda face do ombro é adaptada para engatar com uma mola em uma segunda configuração para travar o movimento do

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18/76 membro de atuação em uma segunda direção.

[0036] Opcionalmente o ombro mantém uma segunda configuração da mola enquanto a mola está em contato com o ombro. Opcionalmente o ombro tem uma região perfilada que engata na mola e a mantém na segunda configuração. Opcionalmente a mola mantida na segunda configuração pelo ombro resiste à passagem do ombro (por exemplo, a segunda face do ombro) após a referida mola na segunda configuração quando o ombro está se movendo na segunda direção.

[0037] Opcionalmente, o conjunto compreende um percurso de fluxo de fluido axial através do alojamento. Isso opcionalmente conecta um percurso de fluxo no primeiro lado do conjunto a um percurso de fluxo no segundo lado do conjunto. Assim o conjunto pode opcionalmente conectar-se em linha com um conduite de fluido em uma coluna de tubulação, por exemplo. Opcionalmente, o conjunto pode ser usado para obstruir o fluxo de fluido do percurso de fluxo de fluido para uma superfície externa do conjunto, por exemplo, para um anel entre o conjunto e uma superfície interna do poço. Este exemplo é útil para ferramentas de circulação por exemplo.

[0038] A invenção também fornece um método de acionar uma ferramenta para um poço de petróleo, gás ou água, a ferramenta tendo um conjunto de atuador compreendendo:

um membro fixo tendo um eixo;

um membro de atuação móvel axialmente em relação ao membro fixo;

uma pluralidade de recessos de extremidade aberta em um dos membros fixos e no membro de atuação em que cada recesso abriga pelo menos parcialmente uma mola helicoidal

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19/76 inclinada;

um ombro que se estende radialmente no outro dentre o membro de atuação e o membro fixo adaptado para engatar uma mola helicoidal inclinada dentro de um recesso;

um membro de suporte adaptado para cobrir as extremidades abertas dos recessos e ser móvel axialmente em diferentes posições axiais em relação aos recessos;

em que o método inclui:

mover o membro de atuação axialmente em relação ao membro fixo;

mover o membro de suporte além de pelo menos uma parte de uma extremidade aberta de um recesso que abriga uma mola helicoidal inclinada; e restringir o movimento axial do membro de atuação engatando o ombro com pelo menos uma parte da mola helicoidal inclinada que se estende a partir da extremidade aberta do recesso.

[0039] A invenção também fornece uma válvula compreendendo um conjunto de atuador como aqui definido. Certas válvulas de acordo com a presente divulgação podem ser redefinidas para uma posição fechada a partir de qualquer posição de indice da luva, sem necessariamente precisar percorrer todas as posições indexadas, o que pode economizar tempo ao fechar a luva, o que é especialmente significativo em caso de fechamento para restringir uma liberação descontrolada de hidrocarbonetos. Certas válvulas também permitem uma assinatura confirmada de que a luva está totalmente fechada em comparação com uma luva ciclica que depende da posição conhecida da luva pelo operador.

[0040] Os vários aspectos da presente invenção podem

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20/76 ser praticados sozinhos ou em combinação com um ou mais dos outros aspectos, como será apreciado pelos técnicos no assunto . Os vários aspectos da invenção podem opcionalmente ser fornecidos em combinação com uma ou mais das características opcionais dos outros aspectos da invenção. Além disso, características opcionais descritas em relação a um aspecto podem tipicamente ser combinadas sozinhas ou juntas com outras características em diferentes aspectos da invenção. Qualquer matéria descrita neste relatório descritivo pode ser combinada com qualquer outra matéria no relatório descritivo para formar uma nova combinação.

[0041] Vários aspectos da invenção serão agora descritos em detalhes com referência às figuras anexas. Ainda outros aspectos, características e vantagens da presente invenção são facilmente aparentes a partir de toda a sua descrição, incluindo as figuras, que ilustram vários aspectos e implementações exemplares. A invenção também é capaz de outros e diferentes exemplos e aspectos, e seus vários detalhes podem ser modificados em vários aspectos, tudo sem se afastar do escopo da presente invenção. Por conseguinte, cada exemplo aqui deve ser entendido como tendo ampla aplicação e deve ilustrar uma maneira possivel de realizar a invenção, sem pretender sugerir que o escopo desta divulgação, incluindo as reivindicações, seja limitado a esse exemplo. Além disso, a terminologia e a fraseologia aqui utilizadas são usadas apenas para fins descritivos e não devem ser interpretadas como limitativas no escopo. Em particular, salvo indicação em contrário, as dimensões e os valores numéricos aqui incluídos são

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21/76 apresentados como exemplos que ilustram um aspecto possível do objeto reivindicado, sem limitar a divulgação às dimensões ou valores particulares recitados. Todos os valores numéricos nesta divulgação são entendidos como sendo modificados por cerca de. Todas as formas singulares de elementos, ou quaisquer outros componentes aqui descritos, são entendidas como formas plurais dos mesmos e vice-versa.

[0042] Linguagem como incluindo, compreendendo, tendo, contendo, ou envolvendo e variações das mesmas, devem ser amplas e abranger a matéria listada posteriormente, equivalentes e matéria adicional não recitada, e não se destina a excluir outros aditivos, componentes, números inteiros ou etapas. Da mesma forma, o termo compreendendo é considerado sinônimo dos termos incluindo ou contendo para fins legais aplicáveis. Assim, em todo o Relatório Descritivo e Reivindicações, a menos que o contexto exija de outra forma, a palavra compreender ou variações das mesmas como compreende ou compreendendo serão entendidas como implicando a inclusão de um número inteiro ou grupo de números inteiros, mas não a exclusão de qualquer outro número inteiro ou grupo de números inteiros.

[0043] Qualquer discussão de documentos, atos, materiais, dispositivos, artigos e similares é incluída no relatório descritivo apenas com o objetivo de fornecer um contexto para a presente invenção. Não é sugerido ou representado que algum ou todos esses assuntos fizessem parte da base do estado da técnica ou fossem conhecimento geral comum no campo relevante para a presente invenção.

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[0044] Nesta divulgação, sempre que uma composição, um elemento ou um grupo de elementos é precedido pela frase transitória compreendendo, entende-se que também contemplamos a mesma composição, elemento ou grupo de elementos com frases transitórias consistindo essencialmente em, consistindo, selecionado do grupo que consiste em, incluindo, ou está precedendo a recitação da composição, elemento ou grupo de elementos e vice-versa. Na presente divulgação, as palavras tipicamente ou opcionalmente devem ser entendidas como sendo destinadas para indicar caracteristicas opcionais ou não-essenciais da invenção que estão presentes em certos exemplos, mas que pode ser omitida nos outros sem nos afastarmos do escopo da invenção.

[0045] As referências a descrições direcionais e posicionais, como superior e inferior e direções, por exemplo para cima, para baixo,esquerda, direita etc. devem ser interpretadas por um técnico no assunto no contexto dos exemplos descritos para se referir à orientação dos recursos mostrados nos desenhos, e não devem ser interpretados como limitativos da invenção à interpretação literal do termo, mas devem ser entendidos pelo técnico no assunto . Em particular, referências posicionais em relação ao poço como para cima e termos similares serão interpretadas para se referir a uma direção em direção ao ponto de entrada do poço no solo ou no fundo do mar, e termos abaixo e similares serão ser interpretado para se referir a uma direção distante do ponto de entrada, se o poço referido é um poço vertical convencional ou um poço desviado.

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BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0046] Nos desenhos anexos:

a Figura 1 mostra uma vista em corte através de um conjunto de atuador;

as Figuras 2-11 mostram vistas ampliadas do arranjo da Fig. 1 em posições sequenciais de atuação;

a Figura 12 mostra uma vista em corte através do conjunto de atuação da Fig. 1 na posição da Figura 11;

a Figura 13 mostra uma vista em corte ampliada através de um recesso com uma mola helicoidal inclinada;

a Figura 14 mostra uma vista em corte ampliada de uma cabeça de pistão no conjunto da figura 1;

as Figuras 15-18 mostram um segundo exemplo de um conjunto de atuador em posições sequenciais de atuação;

as Figuras 19-22 mostram vistas ampliadas da interação do ombro e molas no segundo exemplo;

as Figuras 23-26 mostram um terceiro exemplo de um conjunto de atuador em posições sequenciais de atuação;

as Figuras 27-30 mostram vistas ampliadas da interação do ombro e molas no terceiro exemplo;

as Figuras 31-37 mostram um quarto exemplo de um conjunto de atuador em posições sequenciais de atuação;

as Figuras	38-44	mostram vistas	ampliadas	das	Figuras
31-37;
as figuras	45	e 46 mostram	vistas ampliadas da
interação do	ombro	e molas nas	figuras	32	e 36,
respectivamente
As Figuras	47-50	mostram vistas	ampliadas	de um	quinto

exemplo de um conjunto de atuador em posições sequenciais de atuação;

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24/76 a Figura 51 mostra o quinto exemplo das Figuras 47-50; e a Figura 52 mostra uma vista de perto da interação do ombro e molas na Fig 49.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0047] Com referência agora aos desenhos, um conjunto de atuador na forma de uma válvula 1 é mostrado nas figuras em seção transversal. A válvula 1 tem um membro fixo na forma de um alojamento 10, com um furo tubular 10b que recebe um membro de atuação neste exemplo assumindo a forma de um pistão 30 compreendendo uma haste sólida que é centralizada dentro do furo 10b. O pistão 30 é vedado no furo 10b por meio de vedações a fim de isolar seletivamente as seções respectivas do furo. O furo 10b tem uma extremidade interna (mostrada no lado direito da figura 1 e figura 12), tendo um diâmetro interno estreito (ID), uma seção central 10c, tendo uma ID ligeiramente maior que a seção interna e uma externa seção, que é perfurada com uma etapa adicional em ID na extremidade externa da válvula 1 (mostrada no lado esquerdo da figura 1 e da figura 12) . O aumento gradual no ID do furo entre as seções interna e central, e entre as seções central e externa do furo 10b assume a forma de ombros voltados para a extremidade externa do furo 10b. Na seção central, o pistão 30 é vedado à superfície interna do furo 10b por meio de vedações 34a, 34b, 34c, que podem opcionalmente compreender vedações firing elastoméricas ou similares.

[0048] O pistão 30 tem uma seção interna, uma seção central e uma cabeça, dispostos sequencialmente ao longo do pistão 30 e com diâmetros diferentes. A seção interna do

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25/76 pistão compreende um eixo estreito que é recebido dentro da seção interna estreita do furo 10b. O eixo estreito da seção interna do pistão 30 é retido por uma tampa de extremidade 36, e um dispositivo de polarização na forma de uma mola de acionamento de pistão resiliente 35 é mantido em compressão entre um ombro 30s no pistão 30, e a parte externa oposta face da tampa de extremidade 36. A tampa de extremidade 36 encosta contra um ombro voltado para fora no furo 10b, no degrau entre as seções interna e central do furo. A mola 35 é assim mantida em compressão em torno da extremidade estreita do eixo do pistão 30 e inclina o pistão para fora do furo 10b, em direção à sua seção externa. O movimento axial do pistão 30 dentro do furo é acionado pela pressão de fluido gerada por uma bomba (não mostrada) fora do furo 10b que aumenta a pressão dentro do furo 10b na parte externa das vedações 34, para superar a força da mola 35 e fazer com que o pistão 30 se retire para dentro do furo 10b, comprimindo a mola 35 ao fazê-lo. O movimento do pistão na direção reversa é controlado equilibrando a pressão que atua nas vedações 34. Quando a pressão é equilibrada contra a força da mola 35, o pistão permanece estático. Quando a força da pressão de fluido é maior que a força da mola 35, o pistão 30 se retira para o furo 10b sob a força da pressão de fluido. Quando a força da pressão de fluido é menor que a força da mola 35, o pistão é expulso do furo pela força da mola.

[0049] As vedações 34 são retidas nos ombros no pistão 30 estendendo-se radialmente para fora em direção à superfície interna do furo 10b. Quando as vedações 34 são comprimidas entre as duas superfícies, isso veda as zonas

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26/76 entre as vedações adjacentes 34. 0 alojamento tem uma entrada 12 e uma saída 13 passando radialmente a partir da superfície externa do alojamento 10 e abrindo para a superfície interna do furo 10b na seção central. Nas aberturas da entrada 12 e saída 13 no furo 10b, a parede interna do furo 10b tem uma respectiva ranhura anular 12g, 13g usinada circunferencialmente em torno da superfície interna do furo 10b, de modo que nessas seções do furo da seção central, o diâmetro interno do furo é maior que nas seções adjacentes, e portanto não é constante. Nas ranhuras 12g, 13g, a parede interna do furo 10b afunila gradualmente radialmente para fora em um ângulo em direção à abertura da entrada 12 e saída 13 no furo 10b.

[0050] Quando as vedações 34 transportadas no pistão 30 são comprimidas entre a superfície interna do furo 10b e a superfície externa do pistão 30 em posições afastadas axialmente das ranhuras anulares 12g, 13g ao redor da entrada 12 e saída 13, as vedações 34 são comprimidos radialmente e resistem ao fluxo de fluido após as vedações 34 no anel. Isso isola as várias zonas entre as vedações, e essa configuração é mostrada na Fig 1. No entanto, quando o pistão 30 desliza axialmente dentro do furo 10b para uma posição em que uma vedação, por exemplo vedação 34b, se move axialmente na ranhura anular 12g ao redor da entrada 12, a vedação 34b não é mais comprimida entre a superfície interna de maior diâmetro do furo 10b e da superfície externa do pistão 30, e não apresenta mais uma barreira ao fluxo de fluido após a vedação. Portanto, o fluido que flui através da entrada 12 pode fluir além da vedação não carregada 34b no anel em cada direção. Assim, o movimento

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27/76 axial do pistão 30 dentro do furo 10b pode abrir e fechar a comunicação de fluido entre a entrada 12 e a saida 13 movendo as vedações 34 para dentro e para fora das ranhuras 12g, 13g. A Figura 1 mostra uma configuração em que a entrada 12 é vedada pelas vedações 34a e 34b em ambos os lados, e a saida 13 é vedada pelas vedações 34b e 34c em ambos os lados; enquanto que na configuração da figura 12, as vedações 34a e 34c são engatadas e resistem ao fluxo de fluido passando por essas vedações nos lados externo e interno da entrada e saida 12, 13, mas a vedação 34b é alinhada axialmente à ranhura 12g, e é espaçada radialmente da superficie interna do furo 10b, e portanto não é comprimida contra a parede do furo, e não apresenta barreira à passagem de fluido, permitindo que o fluido da entrada 12 flua através da abertura na ranhura 12g, e através do anel entre o pistão 30 e a superficie interna do furo 10b, para a saida 13 como mostrado pelas setas na figura 12. Observe que as vedações 34a e 34c nas extremidades opostas do pistão 30 ainda mantêm a integridade da pressão dentro da seção central do furo 10b quando a vedação 34b é descarregada.

[0051] Como será descrito abaixo, este exemplo fornece um mecanismo de indexação para controlar e indexar o movimento entre a configuração fechada da figura 1 onde a entrada 12 é isolada da saida 13, para a configuração aberta da figura 12, onde a entrada 12 está conectada para a saida 13 permitindo o fluxo de fluido entre os dois.

[0052] Como melhor mostrado na figura 14, a extremidade externa do pistão 30 tem uma cabeça 30h com um diâmetro externo maior que a seção central do pistão 30. O

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28/76 diâmetro externo do pistão 30 transita da seção central para a cabeça através de uma rampa 33, que é inclinada em um ângulo em relação à extremidade externa 30o do pistão 30. A cabeça 30h tem uma seção de platô com um diâmetro externo relativamente consistente antes de afunilar radialmente para dentro em um ângulo ingreme no ombro 31 até um nariz cilíndrico 32, que tem um diâmetro externo menor, intermediário entre o platô externo da cabeça 30h e a seção central do pistão 30. 0 ângulo no ombro externo 31 entre a seção plana do platô e a face frontal angular que leva ao nariz 32 é ingreme, e em alguns exemplos, pode ser substancialmente perpendicular ao eixo do pistão. Neste exemplo, a face angular entre o nariz 32 e o platô é de pelo menos (neste exemplo) 50-55° em relação ao eixo do pistão, e a face em rampa 33 do outro lado da seção do platô entre a seção do platô e a seção central do pistão são no máximo (neste exemplo) aproximadamente 45-50°, apresentando um ângulo mais raso na face interna do platô do que na face externa por razões que serão descritas abaixo. Será entendido que as dimensões e ângulos podem variar em outros exemplos.

[0053] 0 alojamento 10 em sua extremidade externa recebe dentro da seção de diâmetro largo com contra-furo uma luva de alojamento 11, com um furo central 11b, melhor visto na figura 8 e na figura 10, que é recebida com uma tolerância estreita dentro da seção externa contra-furo do furo 10b, e que é mantido no lugar por uma luva de travamento com uma rosca externa em sua superfície externa que engata com uma rosca interna na seção de diâmetro grande com contra-furo na extremidade externa do furo 10b,

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29/76 mantendo assim o luva de alojamento 11 comprimida entre a extremidade interna da luva de travamento e um ombro voltado para fora no alojamento 10. Nesta configuração, a luva de alojamento 11 continua essencialmente a superfície interna do furo 10b do alojamento 10 que pode ser substituído conforme necessário desaparafusando a luva de bloqueio. A luva de bloqueio tem um furo central coaxial com o furo 11b da luva de alojamento 11, de modo que o furo 10b continue através da luva de bloqueio e da luva de alojamento 11.

[0054] A superfície interna da luva de alojamento 11 tem uma pluralidade de recessos na forma de ranhuras anulares circunferenciais 20, melhor vistas na figura 13, que são paralelas entre si e que se estendem circunferencialmente em torno de toda a superfície interna do furo 11b. Cada ranhura 20 tem uma parede inferior 21 que se estende axialmente entre as paredes laterais interna e externa dispostas radialmente e paralelas 22, 23, para formar um arranjo geralmente quadrado, opcionalmente com cantos arredondados entre a parede inferior 21 e as paredes laterais 22, 23. Cada ranhura 20 está aberta no furo 11b da luva de alojamento 11 em uma extremidade interna aberta da ranhura 20. Neste exemplo, as paredes laterais 22, 23 são paralelas e são perpendiculares à parede inferior 21, que é paralela ao eixo do furo, mas em outros exemplos essa geometria pode ser variada. Neste exemplo, os cantos entre as paredes laterais 22, 23 e a parede inferior 21 são arredondados, mas novamente, esse detalhe pode variar em outros exemplos. Cada ranhura é simétrica em torno de um raio do furo (o raio se estende perpendicularmente ao eixo

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30/76 do furo). Cada ranhura possui duas diagonais alternativas entre cantos opostos. Neste exemplo, todas as ranhuras têm a mesma geometria.

[0055] Cada ranhura 20 retém uma mola helicoidal do tipo liga na forma de uma mola helicoidal inclinada 40, melhor vista na figura 13. As molas helicoidais inclinadas 40 são conhecidas pelo técnico no assunto, e estão disponíveis em, entre outros, Bal Seal Engineering Inc. Exemplos adequados de molas helicoidais são divulgados nos documentos US4655462, US4826144, US4876781 e US4964204, cujas divulgações são aqui incorporadas por referência.

[0056] Cada mola 40 neste exemplo é enrolada naturalmente em uma configuração eliptica com uma seção transversal através da mola tendo um eixo principal 40x e um eixo menor que é perpendicular ao eixo principal 40x, como melhor mostrado na Fig 13, que mostra a mola 40 em sua configuração de repouso, expandindo-se ligeiramente para fora da extremidade aberta do recesso 20 uma vez que o eixo principal 40x da mola 40 na configuração de repouso é mais longo que as paredes laterais 22, 23 e as diagonais entre os cantos opostos do recesso 20. Na configuração de repouso mostrada na Fig 13, a mola 40 é geralmente simétrica em relação ao eixo do furo, embora adote naturalmente a configuração eliptica com o eixo principal 40x e o eixo menor perpendicular a ele. A mola 40 é mais resiliente e permite maior flexão ao longo do seu eixo menor do que ao longo do seu eixo principal 40x. A fim de caber dentro da ranhura 20, a mola 40 é comprimida de forma resiliente, que armazena energia na mola de 40, e faz com que a mola 40 expanda elasticamente através da extremidade aberta da

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31/76 ranhura 20, por exemplo uma vez que a força de compressão agindo sobre ela foi removida.

[0057] Cada mola helicoidal inclinada 40 pode, portanto, ser energizada em compressão dentro de sua ranhura 20 (como mostrado na Fig 1) . Quando a mola 40 é comprimida no recesso e é energizada, ou seja quando a extremidade aberta do recesso é coberta, ela pode adotar uma das duas configurações elípticas alternativas com o eixo principal 40x da mola 40 inclinado no eixo longo do furo (isto é, não paralelo ao eixo do furo) em um ângulo entre 0 e 90 graus em relação ao furo quando o recesso é coberto, portanto em cada uma das duas configurações energizadas alternativas, o eixo principal 40x da mola 40 é geralmente alinhado com uma das duas diagonais do recesso conectando os cantos interno e externo opostos do recesso. Veja por exemplo, o arranjo das molas 40a e 40b na Figura 4, que estão adotando configurações comprimidas alternativas e diferentes dentro de suas ranhuras 20, em geral (mas não necessariamente exato) alinhamento com as duas diagonais alternativas das ranhuras 20. O movimento do membro de atuação pode deslocar as molas 40 entre diferentes configurações como será descrito abaixo.

[0058] O furo interno 11b da luva de alojamento 11 é muito ligeiramente menor em ID do que o furo interno da luva de bloqueio imediatamente adjacente a ele em sua extremidade externa e mantendo a luva de alojamento 11 no lugar dentro da seção externa do furo 10b. O furo da luva de alojamento 11b e o furo da luva de travamento acomodam um membro de suporte que é opcionalmente separado do membro de atuação e neste exemplo é opcionalmente na forma de uma

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32/76 luva de suporte 50 que é cilíndrica e é móvel axialmente dentro do furo 10b entre posições separadas. A luva de suporte 50 tem um furo central 50b permitindo a passagem de fluido através da luva de suporte 50. A luva de suporte 50 é dividida em duas seções com um diâmetro interno comum mas com diâmetros externos diferentes: ou seja uma seção

interna	que	tem	um	OD	relativamente estreito	que	pode
encaixar	no	furo	11b	da	luva de alojamento 11; e	uma	seção
externa,	que	tem	um	OD	maior que não pode se encaixar no

furo 11b da luva de alojamento, mas pode ser recebido dentro e pode transladar axialmente através do furo ligeiramente maior da luva de travamento. A seção externa da luva de suporte 50 se encaixa com uma tolerância próxima no furo da luva de travamento, e isso centraliza a luva de suporte 50 dentro do furo 11b da luva de alojamento, de modo que as luvas 50, 11 e a luva de travamento sejam todas coaxial com o eixo lOx do furo 10b. Quando a seção interna da luva de suporte 50 está localizada no furo 11b da luva de alojamento 11, as molas 40 se expandem radialmente dentro das ranhuras 20 e engatam na superfície externa da seção interna da luva de suporte 50, que suporta as molas 40 dentro das ranhuras 20 e mantém suas configurações comprimidas dentro das ranhuras 20. À medida que a seção interna da luva de suporte 50 se move axialmente dentro do furo 11b da luva de alojamento em direção à extremidade externa do furo 10b, a luva de suporte se move através das extremidades opostas de cada uma das ranhuras 20, descobrindo-as em sequência à medida que translada axialmente através do furo 11b na primeira direção da direita para a esquerda nos desenhos. O OD da seção interna

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33/76 da luva de suporte 50 e o ID da luva de alojamento 11 são muito próximos, com uma tolerância próxima. A passagem da luva de suporte 50 para o furo 11b da esquerda para a direita nos desenhos cobre as extremidades internas abertas das ranhuras 20 em sequência à medida que se move para o furo 11b, e as descobre na sequência inversa à medida que se retira do furo 11b da direita para esquerda. Assim, em diferentes posições da luva de suporte 50, as extremidades abertas de algumas ranhuras 20 são cobertas, e as extremidades abertas de outras ranhuras 20 são descobertas.

[0059] Descobrir a extremidade aberta de uma ranhura

0 acomodando uma mola 4 0 permite a expansão de uma extremidade externa da mola helicoidal inclinada 40 para fora da ranhura 20 à medida que a ranhura 20 é descoberta, o que neste exemplo pode permitir uma alteração na configuração da mola 40 na ranhura 20. A mudança na configuração da mola pode ocorrer em resposta ao movimento do pistão 30 ou da luva de suporte 50. Cada mola helicoidal inclinada 40 é mantida de forma resiliente em compressão dentro da ranhura 20, e ao descobrir a extremidade aberta de uma ranhura 20 a mola helicoidal inclinada 40 se expande e pelo menos uma parte da extremidade externa da mola helicoidal inclinada 40 se projeta para fora da ranhura 20.

[00 60] A luva de suporte 50 neste exemplo é móvel em cada direção axial dentro do furo 10b, e a posição axial da luva de suporte 50 dentro do furo 10b é opcionalmente mantida por atrito. Opcionalmente, parte do atrito que retém a luva de suporte 50 no lugar dentro do furo surge por arraste entre a superfície interna da luva de bloqueio

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34/76 encostada à superfície externa da seção externa de diâmetro maior da luva de suporte 50, mas opcionalmente o atrito surge principalmente pelas extremidades das molas que se estendem para fora das ranhuras 20 na luva de alojamento 11 encostadas à superfície externa da seção interna da luva de suporte 50 e retardando ou resistindo ao seu movimento axial em relação às molas. Portanto, a força axial aplicada à luva de suporte 50 que supera o atrito pode fazer com que a luva de suporte 50 translade axialmente em relação às ranhuras 20. Opcionalmente, o atrito gerado entre as molas e a luva de suporte pode ser aumentado de várias maneiras, por exemplo, enrugando a superfície da luva de suporte, ou faceando-as com revestimentos de alto atrito, ou criando formações na superfície da luva de suporte como ranhuras anulares para engatar nas extremidades das molas que se expandem para fora dos recessos. Mover as molas para fora do engate com as ranhuras anulares requer força axial adicional a ser aplicada à luva de suporte. O retardamento de atrito do movimento da luva de suporte em relação às molas pode ser útil na resistência ao movimento resultante da vibração normal em uso.

[0061] Para configurar o conjunto para atuação, a luva de suporte 50 é inicialmente pressionada no furo 10b na segunda direção, da esquerda para a direita nos desenhos, de modo que a seção interna da luva de suporte 50 se mova através do furo 11b a partir do exterior do furo (lado esquerdo nos desenhos) até o interior do furo (lado direito nos desenhos) até que a extremidade interna da seção interna da luva de suporte 50 encoste na face externa 30o do pistão 30 como mostrado em Fig 1 e Fig 2. Ao atingir

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35/76 essa configuração, o OD da luva de suporte 50 se moveu da esquerda para a direita em todas as extremidades abertas das ranhuras 20 alojando molas 40d, 40c e 40b. Isso moveu as extremidades externas salientes das molas 40d, 40c e 40d em direção à extremidade interna do furo, de modo que ao comprimirem dentro de suas respectivas ranhuras 20, adotam as primeiras configurações inclinadas comprimidas mostradas na Fig. 1 geralmente alinhadas com uma diagonal , com suas extremidades externas empurrando para fora da ranhura 20 mais afastada da extremidade externa do furo 10b e mais perto do ombro 31 (e voltadas para ele em uma direção axial), enquanto as extremidades internas ficam presas em um canto da extremidade interna da ranhura, mais próxima da extremidade externa do furo 10b e mais afastada do ombro 31 do que as extremidades externas das molas. Uma vez que o movimento da luva de suporte 50 da esquerda para a direita (a segunda direção) está pressionando as molas ao longo de seus eixos menores em vez de seus eixos principais, elas se comprimem nas ranhuras 20 com substancialmente pouca resistência, ou pelo menos com resistência insuficiente para parar o progresso do membro de suporte 50 através do furo na segunda direção. Inicialmente a luva de suporte 50 é movida para dentro além da posição mostrada na Fig 1, para varrer além da primeira mola 40a também, e movê-la para a primeira configuração inclinada mostrada na Fig 1 em uniformidade com as outras molas 40b, c, e d. Enquanto se move para dentro, a extremidade interna da luva de suporte 50 é eventualmente pressionada contra a extremidade externa 30o da cabeça de pistão 30h, de modo que o nariz 32 no pistão seja contíguo com a luva de suporte 50 à medida que

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36/76 passa pela ranhura mais interna que segura a mola 40a ao completar o curso. Quando a mola 40a adotou a primeira configuração comprimida e inclinada mostrada na Fig 1, a força que empurra a luva de suporte 50 é reduzida, permitindo que o pistão 30 empurre a luva de suporte 50 à frente na primeira direção, da direita para a esquerda nos desenhos, fora do furo 10b para a posição da Fig. 1.

[0062] Na Fig 1, a ranhura mais interna (primeira) na extremidade interna da mola do alojamento 11b do furo 40a é mostrada axialmente alinhada com o nariz 32 da extremidade externa do pistão 30, que tem um OD muito ligeiramente mais estreito do que a seção interna adjacente da luva de suporte 50.

[0063] O diâmetro mais estreito do nariz 32 do pistão 30 significa que a superfície externa do nariz 32 está espaçada radialmente por uma pequena distância da parede interna da luva de alojamento 11, como melhor visto nas Figs. 3, 6 e 8 de modo que o as extremidades externas das molas 40 podem expandir-se radialmente para fora das ranhuras 20 através da pequena distância radial entre a luva de alojamento 11 e o nariz 32, e suportar contra o nariz 32. Além disso, porque o nariz é mais estreito do que a luva de suporte, as molas 40 podem rastrear a transição da luva de suporte 50 para o nariz 32 sem prender o movimento axial do pistão 30 no furo, pois as molas 40 apenas expandem um pouco mais longe das ranhuras 20 ao fazer a transição do degrau entre a luva de suporte 50 e o nariz 32, mantendo as configurações comprimidas e inclinadas nas ranhuras. O nariz 32 suporta as molas dentro das ranhuras 20, mantendo as configurações comprimidas das

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37/76 molas 40 dentro das ranhuras 20 e mantendo-as energizadas de forma resiliente, mas permitindo uma ligeira expansão das extremidades externas das molas 40 fora dos limites da extremidade aberta da ranhura 20 quando engatada com o nariz 32 do pistão 30.

[0064] Quando a luva de suporte 50 é empurrada de volta para fora do furo na primeira direção 10b pelo pistão 30 no ciclo inicial, a mola 40a experimenta uma ligeira colisão quando a extremidade externa da mola 40a faz a transição entre o OD da luva de suporte 50 no OD menor do nariz ligeiramente mais estreito 32. Isso é suficiente para permitir que a mola se expanda levemente para fora da ranhura e pressione contra o nariz 32, mas a expansão não é suficiente para permitir que a mola 40a mude sua configuração na ranhura 20, portanto, ela permanece na mesma primeira configuração de compressão inclinada mas levemente expandida como mostrado na Fig 2 (um close da Fig D .

[0065] Como pode ser visto na Fig. 1 e Fig. 2, na configuração inicial pronta para atuação, cada mola 40 é energizada em sua ranhura 20 e adota uma configuração eliptica energizada com o eixo principal 40x da mola inclinado em um raio do eixo lOx do furo 10b. Duas configurações elipticas energizadas (comprimidas) alternativas diferentes de cada mola 40 são possiveis em cada ranhura 20, com a extremidade externa do eixo principal 40x da mola inclinada 40 sendo inclinada em uma direção através do raio em direção ao ombro 31 ou em na direção oposta afastando-se do ombro 31 e com o eixo principal 40x da mola 40 geralmente (mas não

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38/76 necessariamente exatamente) paralelo ou alinhado com uma das duas diagonais da ranhura 20, entre os cantos opostos da ranhura 20, e o eixo menor da mola 40 sendo paralelo ou alinhado (geralmente e não necessariamente exatamente) com a diagonal oposta da ranhura 20.

[0066] O presente exemplo será explicado com referência às duas extremidades do eixo principal 40x da mola. Estes são melhor entendidos como as extremidades interna e externa da mola 40. A extremidade interna da mola 40 está normalmente contida na extremidade interna da ranhura 20. A extremidade externa da mola 40 está geralmente sendo empurrada para fora da extremidade aberta da ranhura 20.

[0067] Neste exemplo, a direção de um movimento continuo do pistão 30 na primeira direção está fora do furo 10b da direita para a esquerda. Neste exemplo, o pistão 30 suporta o ombro 31 (em outros exemplos, o ombro pode ser estático no alojamento) e, portanto, a direção do movimento do ombro de pistão 31 neste exemplo também é da direita para a esquerda na primeira direção como mostrada na transição entre as posições nas Figs. 1 e 13, nas quais a Fig. 1 é fechada com o pistão 30 totalmente retirado no furo 10b, e a Fig 13 é aberta com o pistão 30 totalmente estendido para fora do furo 10b.

[0068] Assim quando o pistão está se movendo na primeira direção, para fora do furo da direita para a esquerda nos desenhos, a extremidade interna do eixo principal 40x da mola 40 é a extremidade mais próxima da parte externa do furo e mais afastada do ombro 31 (e voltado axialmente para longe dele), e a extremidade

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39/76 externa da mola é a extremidade mais afastada do furo e mais próxima do ombro 31 (e voltada axialmente em direção a ele), de modo que a extremidade externa geralmente faceia o ombro 31. Obviamente, a direção real do movimento do elemento atuador em diferentes exemplos pode ser modificada, e os detalhes aqui recitados sobre direções e orientações como esquerda e direita etc. são meramente ilustrativos deste exemplo particular , e não devem ser considerado como uma restrição no escopo da presente divulgação uma vez que se aplica a outros exemplos.

[0069] Antes de adotar a configuração das Fig. 1 e 2, um curso de redefinição da luva de suporte 50 da esquerda para a direita varreu as extremidades externas salientes das molas 40 ao longo na mesma direção, de modo que o eixo principal 40x de cada mola 40 na Fig. 1 e 2 tem uma extremidade interna disposta na ranhura 20 de frente para a extremidade externa do furo e espaçada radialmente mais longe do eixo do furo na extremidade externa da mola que se projeta a partir da ranhura 20 através da extremidade aberta da ranhura 20, voltada para a extremidade interna do furo e do ombro 31. A extremidade interna da mola 40 está mais distante do ombro 31 do que a extremidade externa da mola 40. Nesta primeira configuração, cada mola 40 resiste à compressão adicional ao longo do seu eixo principal 40x. Isso pode ser usado para resistir ao movimento axial do pistão 30 em uma primeira direção (por exemplo, fora do furo, da direita para a esquerda no presente exemplo).

[0070] Na primeira configuração comprimida inclinada mostrada na Fig 2, a extremidade interna do eixo principal 40x da mola 40a fica voltada axialmente para longe do ombro

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40/76 de pistão 31 e em direção à extremidade externa do furo 10b e é disposta em um canto interno da ranhura 20, entre a parede inferior e a parede lateral à frente do ombro de pistão 31. A extremidade externa do eixo principal 40x da mola 40a está se estendendo a partir da ranhura 20 na frente do ombro de pistão 31, voltada em uma direção axial em direção ao ombro de pistão 31 e mais perto do que a extremidade interna da mola 40a. A mola 40a é mantida nesta primeira configuração, em compressão ao longo de seu eixo principal pelo nariz 32 do pistão, que tem um OD menor do que a seção do platô da cabeça de pistão 30h, queé separado do nariz 32 pelo ombro angular agudo 31. À medida que o pistão 30 se move no furo em uma primeira direçãoda direita para a esquerda, o ombro 31, que está espaçadoda extremidade anterior do pistão 30, se move em direção à extremidade externa do furo 10b, e eventualmente se engata com a parte externa extremidade do eixo principal 40x da mola 40a que se estende a partir da ranhura 20 em frente ao ombro 31. À medida que o ombro 31 se move axialmente na primeira direção, a extremidade externa da mola 40a se desloca sobre o nariz 32 até atingir a transição entre o nariz 32 e o ombro 31. O passo angular relativamente ingreme entre o nariz 32 e o ombro 31 impede que a mola suba no ombro 31 e comprima, porque a mola 40a é altamente resistente à deformação ao longo do eixo principal 40x. Assim, o pistão pode transladar axialmente enquanto a extremidade externa da mola 40a estiver comprimida contra o nariz 32 liso e paralelo ao eixo; no entanto, quando o ombro 31 no pistão engata na extremidade externa do eixo principal 40x da mola 40 sobressaindo da ranhura 20 na

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41/76 primeira configuração, a mola 40a não pode se comprimir ainda mais na ranhura 20 ao longo de seu eixo principal 40x e resiste ao movimento adicional do ombro 31 (e, portanto, o pistão 30) na primeira direção (por exemplo, fora do furo da direita para a esquerda neste exemplo) . Uma vez que a extremidade interna da mola 40a está presa no canto da ranhura 20 à frente do ombro 31, a mola 40 não pode se mover ao longo de seu eixo na ranhura 20, nem se deslocar dentro da ranhura 20 para permitir maior deformação em uma configuração diferente. A alta resistência à deformação ao longo do eixo principal 40x da mola 40a presa entre o canto interno da ranhura 20 e o ombro 31 restringe portanto o movimento do pistão 30 na primeira direção após o ponto em que o nariz 32 na extremidade principal do pistão 30 cobre a ranhura 20 e o ombro 31 no pistão 30 engata na extremidade externa da mola 40a sobressaindo da ranhura 20. Neste ponto o pistão 30 pode se retirar na segunda direção oposta no furo (veja a seta na Fig. 3) mas não pode avançar além do ponto da Fig. 2 sem interromper (ou seja, quebrar) a mola 40a, por exemplo, comprimindo-a além limite de deformação plástica e deformando irreversivelmente.

[0071] A retirada do pistão 30 de volta ao furo na segunda direção, como é mostrado na transição da Fig 2 para a Fig 3, conduz o pistão para trás da esquerda para a direita no furo 10b para descobrir a extremidade aberta da primeira ranhura que abriga a primeira mola 40a e aciona a rampa 33 para trás contra um ombro voltado para fora no furo 10b que limita o deslocamento axial na segunda direção (na direção da seta mostrada na Fig. 3). Nesta posição , as vedações 34a, b e c ainda isolam a entrada e a saida 12,

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13, e impedem qualquer fluxo de fluido através dela. 0 movimento axial do pistão 30 é acionado neste exemplo, aplicando diferenciais de pressão de fluido através do furo 10b através do pistão 30, que são transmitidos de fora do furo através de uma bomba (não mostrada) em comunicação fluida com a extremidade externa do furo 10b. A pressão de fluido é transmitida através do furo 50b da luva de suporte 50, que não reage às mudanças de pressão e permanece na posição (devido ao atrito principalmente entre a luva de suporte 50 e as molas 40) quando o pistão 30 se retrai para dentro da furo na segunda direção. À medida que o pistão 30 recua na segunda direção e a luva de suporte 50 permanece estática , a extremidade aberta da mola do alojamento de ranhura 40a é descoberta de modo que a mola 40a não é suportada em seu ID e portanto se expande para o furo 11b em uma configuração de repouso ou neutra . Na configuração de repouso ou neutra da mola 40a, o eixo principal 40x da mola 40a não é substancialmente inclinada através do eixo do furo e a mola 40a é expandida parcialmente no furo e fora da ranhura 20, em geral configuração simétrica em torno de um raio do furo como mostrado nas Fig. 3 e Fig.

13. A mola 40a não é mais forçada a adotar a primeira configuração energizada inclinada mostrada na Fig 1, e adota a configuração neutra das Fig. 3 e 13. Na configuração neutra, a mola 40c agora pode ser deslocada, por exemplo girada, na ranhura 20. Isso permite que a mola 40a gire para uma segunda configuração inclinada energizada como será agora descrito, acionado neste caso pelo movimento de retorno do pistão 30 axialmente dentro do furo 11b na primeira direção.

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[0072] Quando a pressão de fluido que atua no pistão 30 para mantê-lo na posição da Fig. 3 é reduzida de modo que a força da pressão de fluido esteja abaixo da força da mola 35, o pistão 30 é empurrado para fora do furo 10b pela mola 35 , movendo-se mais uma vez na primeira direção da direita para a esquerda nos desenhos (veja a seta na Fig 4) . Quando o nariz 32 do pistão 30 passa pela extremidade interna aberta da ranhura que abriga a primeira mola 40a, o pistão 30 empurra a extremidade externa não suportada e saliente da mola 40a na primeira direção, para uma segunda configuração alternativa inclinada energizada da mola 40a com a extremidade interna do eixo principal 40x da mola 40a disposta na ranhura 20 axialmente mais próxima do ombro 31 se aproximando a partir da direita nos desenhos, e a extremidade externa do eixo principal 40x da mola 40a saliente da ranhura 20 (radialmente mais próxima do furo do que a extremidade interna) apontando para fora do ombro 31 em direção à extremidade externa do furo e axialmente mais afastada do ombro 31 do que a extremidade interna da mola 40a, alcançando a configuração mostrada na Fig. 4, na qual o eixo principal 40x da mola 40a está agora alinhado com a diagonal oposta na ranhura 20 em comparação com a configuração mostrada na Fig. 2.

[0073] O ombro 31 engata novamente com a extremidade externa da mola 40a, projetando-se a partir da ranhura 20, mas como a mola 40a mudou a orientação da primeira para a segunda configuração na ranhura 20, o ombro 31 comprime o eixo menor ao invés do eixo principal 40x. Uma vez que o eixo menor da mola 40 é mais compressível do que o eixo principal 40x, o movimento contínuo para a frente do ombro

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44/76 na primeira direção da seta mostrada na Fig. 4 após a posição da Fig. 4 pressiona o ombro 31 contra a face posterior da extremidade externa da mola 40 que se projeta a partir da extremidade aberta da ranhura 20 e comprime a mola 40 na ranhura 20 aplicando força ao longo do eixo menor da mola 40, pressionando a mola 40 ainda mais na ranhura 20 e permitindo a passagem do ombro 31 do pistão 30 passando pela ranhura 20 e a mola comprimida 40a. A mola 40a permanece na segunda configuração comprimida inclinada como mostrada na Fig. 4 à medida que a cabeça de pistão 35 translada axialmente na primeira direção (na direção da seta na Fig 4). Quase ao mesmo tempo que a cabeça de pistão 30h comprime a extremidade externa da mola 40a, a extremidade externa 30o do pistão engata novamente a extremidade interna da luva de suporte estático 50, ainda na mesma posição do ciclo anterior, e mais a translação axial do pistão 30 na primeira direção (na direção da seta na Fig. 40) empurra a luva de suporte 50 ainda mais para fora no furo 10b para a posição da Fig. 5. A mola 40b experimenta a mesma colisão ao fazer a transição para o passo ligeiramente para dentro na OD entre a luva de suporte 50 e o nariz 32, mas permanece na mesma primeira configuração inclinada comprimida, como mostrado na Fig 5, com uma expansão ligeiramente mais acentuada fora da ranhura 20 do que as molas 40c e 40d.

[0074] Assim, pode-se ver que mover o pistão 30 através da extremidade livre de uma ranhura 20 primeiro em uma direção e depois na direção oposta pode mudar a mola 40a dentro da ranhura de uma posição inclinada comprimida para uma posição neutra, e depois para uma posição

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45/76 inclinada comprimida oposta . Mudar a mola 40a entre diferentes configurações inclinadas, de uma primeira configuração na qual a mola 40a se encaixa com o pistão 30 e resiste à passagem do pistão 30 após a ranhura 20, para uma segunda configuração na qual a mola 40a se encaixa com o pistão 30 e permite a passagem do pistão 30 através da ranhura 20 que segura a mola 40a pode ser usada para parar o movimento do pistão 30 em posições definidas no furo, por exemplo, nos limites das ranhuras, e controlar locais de parada indexados mais precisamente diferentes do pistão 30 no furo que define as posições intermediárias entre configurações abertas e fechadas.

[0075] Após comprimir a extremidade externa da mola 40a em sua ranhura, o pistão 30 passa pela posição da Fig 4 sob a força da mola de expansão 35, empurrando a luva de suporte 50 à frente no furo 10b na primeira direção mostrada em Fig 5, para a posição mostrada na Fig 5. Aqui a configuração é essencialmente a mesma que na Fig 2, mas movida ao longo de uma ranhura 20 em direção à extremidade externa do furo 10b. Como na configuração da Fig 2, a mola 40b adota a primeira configuração comprimida inclinada mostrada na Fig 5, com uma extremidade interna do eixo principal 40x da mola 40b voltada em uma direção axial para longe do ombro de pistão 31 e disposta em uma parte interna canto da ranhura 20, entre a parede inferior e a parede lateral à frente do ombro de pistão 31 e mais distante do ombro de pistão 31 do que a extremidade externa da mola 40b, e a extremidade externa do eixo principal 40x da mola 40b se projeta a partir da ranhura 20 na frente do ombro de pistão 31, voltada para uma direção axial em direção ao

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46/76 ombro de pistão 31 e mais próxima (na direção axial) do que a extremidade interna. A mola 40b é mantida de forma resiliente em compressão pelo nariz 32 do pistão, e à medida que o pistão 30 se move no furo em uma primeira direção da direita para a esquerda, o ombro 31 engata com a extremidade externa do eixo principal 40x da mola 40b que se estende a partir da ranhura 20 na frente do ombro 31. O ângulo Íngreme no ombro 31 atua como um batente, e a alta resistência à deformação ao longo do eixo principal 40x impede ou resiste a movimentos adicionais do pistão 30 na primeira direção após o ponto da Fig 5 no nariz 32 na extremidade principal do pistão 30 cobrir a ranhura 20 e o ombro 31 no pistão 30 engata na extremidade externa da mola 40 se projetando a partir da ranhura 20, geralmente da mesma maneira que explicada para a configuração da Fig. 2, mas movida ao longo de uma mola 40 . Neste ponto, o pistão 30 pode se retirar na segunda direção oposta no furo (ver a seta na Fig 6), mas não pode avançar para fora do furo além do ponto na Fig 5. Observe que no ponto da Fig 5, a mola 40a não é compactada, porque está alinhada axialmente com um espaço livre 30f no anel entre o furo 10b e o pistão 30 atrás da rampa 33 na cabeça de pistão 30h, e portanto a mola 40a adota uma posição neutra não comprimida em sua ranhura. Isto não apresenta resistência substancial à passagem do pistão 30 em qualquer direção após a mola 40a.

[0076] Um aumento da pressão de fluido na parte externa do furo 10b aciona novamente o pistão 30 na segunda direção de volta para o furo 10b para alcançar a posição mostrada na Fig 6, que descobre as extremidades abertas das ranhuras que abrigam as duas molas 40a e 40b , que então

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47/76 adotam a mesma posição neutra e podem ser rotacionados em suas ranhuras 20 e/ou passados pelo pistão 30 sem resistência substancial como descrito anteriormente . A cabeça 30h do pistão 30 pode facilmente comprimir as molas 40b e 40a em suas ranhuras pois estão na posição neutra. A configuração da Fig 6 é a mesma da Fig 3, com o pistão 30 incapaz de se mover mais na segunda direção , exceto que a luva de suporte 50 se moveu ainda mais ao longo da fileira de ranhuras 20 em direção à extremidade externa do furo 10b, e descobriu as duas molas do alojamento de ranhuras 40a e 40b. A luva de suporte 50 permanece onde está quando o pistão 30 se afasta dele na segunda direção, devido ao atrito entre a luva de suporte 50 e as molas 40.

[0077] A partir da posição mostrada na Fig. 6, a pressão de fluido é então reduzida novamente, permitindo que a força da mola retorne o pistão 30 na primeira direção conforme mostrada na Fig. 7, até o nariz 32 embaixo da mola 40c, que encosta no ombro 31 do pistão 30. Esta posição é mantida pelos mesmos motivos explicados acima em relação às Figuras 2 e 5, como o ombro 31 encosta na extremidade saliente externa da mola 40c e não pode ir mais longe na primeira direção devido à alta resistência à compressão da mola 40c enquanto ela está em sua primeira configuração. O pistão 30 é novamente redefinido para a configuração da Fig 8, aumentando a pressão de fluido para superar a força da mola conforme descrito em relação à Fig 6, e mover o pistão 30 de volta para o furo 10b na segunda direção como mostrado pela seta na Fig 8 para a posição de parada.

[0078] Observe que o pistão 30 foi transladado em primeira e segunda direções alternadas, sendo impedido de

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48/76 se mover na primeira direção em cada mola 40 quando a mola 40 está na primeira configuração comprimida com a extremidade externa projetando-se a partir da ranhura e mais perto do ombro 31, mas passando cada mola na primeira direção sem resistência substancial (em cada direção) quando a mola 40 estava em uma configuração neutra ou uma segunda compressão, porque cada uma dessas configurações poderia ser comprimida na ranhura por compressão da mola ao longo seu eixo menor , considerando que as molas na primeira configuração resistem à compressão na ranhura ao longo de seus eixos principais e portanto atuam como um batente. Observe que em cada transição, o pistão avança axialmente de maneira gradual adicionalmente na primeira direção para fora do furo 10b do que era possivel nas transições anteriores, e que a posição de parada ou indexação é ditada pela posição das ranhuras 20. Até agora, isso não levou a nenhuma alteração no estado de atuação do conjunto, porque embora as vedações 34a, b e c no pistão 30 tenham se movido axialmente com o pistão 30 no furo 10b, elas permaneceram comprimidas no anel entre o furo 10b e o pistão 30 nos lados opostos da entrada 12 e saida 13, e portanto ainda está isolando a entrada 12 da saida 13, embora a vedação 34c esteja agora mais próxima da saida 13 do que era anteriormente, e a vedação 34b está mais perto agora da entrada 12. Observe também que o ombro 31 no pistão 30 atua como um batente unidirecional para o membro de atuação, reagindo com as molas para interromper o movimento na primeira direção se a mola à frente dele estiver na primeira configuração, mas permitindo o movimento na segunda direção em cada configuração das

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49/76 molas .

[0079] No próximo ciclo a pressão de fluido é reduzida na configuração da Fig 8 e a força da mola retorna o pistão 30 para a configuração da Fig 9. A vedação 34b está agora relativamente perto da ranhura 12g que circunda a entrada 12, mas ainda é comprimida e ainda resiste à comunicação fluida entre a entrada e a saida 12, 13. O pistão 30 atinge seu limite máximo de deslocamento na primeira direção (da seta mostrada na Fig 9) quando o ombro 31 encosta na extremidade saliente externa da mola 40d, e a pressão de fluido é então aumentada novamente a partir da bomba para acionar o pistão 30 de volta ao furo 10b para o arranjo da Fig 10, que é o ciclo final antes da atuação da válvula 1. Como antes, o pistão 30 empurrou a luva de suporte 50 para além do alojamento da ranhura na mola final 40d, que agora não é suportada quando a luva de suporte 50 permaneceu em posição quando o pistão se retraiu para a posição da Fig. 10.

[0080] Observe que em cada ciclo, a extensão alongada do nariz 32 empurrou a luva de suporte 50 para além da ranhura que abriga a mola na primeira configuração comprimida que para o pistão. Assim, em cada ciclo, quando o pistão se move no furo, ele empurra a luva de suporte 50 entre suas diferentes posições, e remove o suporte da luva de suporte 50 da extremidade aberta do recesso, uma mola por vez. Assim, quando o nariz 32 se retrai no furo 10b após a parada na mola, a mola 40 é deslocada de sua primeira configuração comprimida, na qual pode impedir que a mola avance axialmente no furo na primeira direção , para uma posição neutra em que a mola 40 permite a passagem do

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50/76 pistão 30 em cada direção sem resistência substancial.

[0081] Assim, no ciclo final entre as posições da Fig. 10 e da Fig. 11, quando a pressão de fluido é reduzida, a força da mola empurra o pistão 30 axialmente através do furo 10b, passando por todas as molas 40a, b, e c que estão todos na posição neutra e oferecem pouca ou nenhuma resistência à passagem do pistão 30. Assim, o pistão 30 se move sob a força da mola comprimida 35 até que a vedação 34b entre na ranhura 12g na entrada, e perde sua função de vedação pois não é mais comprimida pelas paredes opostas. Existe agora um percurso de fluido aberto entre a entrada 12 e a saída 13, embora vazamentos nas duas extremidades do pistão 30 ainda sejam impedidos pelas vedações 34a e 34c. Portanto, enquanto o conjunto está na posição Fig 11 e Fig 13 (que são iguais) a válvula está aberta e o fluido pode fluir da entrada 12 para a saída 13.

[0082] A válvula 1 pode ser redefinida movendo a luva de suporte 50 (que empurra o pistão à frente dele) axialmente de volta para o furo na segunda direção (mostrada pela seta na Fig 3) em um curso de redefinição até que a extremidade interna da luva de suporte 50 tenha passado pelo alojamento de ranhura da mola 40a e a rampa 33 tenha sido empurrada para fora do alojamento como mostrado na Fig 3, e todas as molas 40a, b, c, e d foram redefinidas em suas primeiras configurações comprimidas inclinadas mostradas em Fig 1, e são suportadas a partir do interior pela luva de suporte 50. Opcionalmente, a luva de suporte pode ser movida por um pistão (que pode ser parte integrante da luva de suporte ou pode ser um item separado

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51/76 e que pode opcionalmente incorporar áreas vedadas diferenciais) que podem ser ativadas por uma linha de controle separada, fornecendo pressão de fluido para mover a luva de suporte axialmente no furo 10b. Uma vez que as molas 40 foram redefinidas além das posições da Fig. 1, a pressão pode ser liberada, e o pistão 30 retornará o conjunto sob a força da mola 35 para a posição da Fig. 1, onde é restringido pela primeira configuração inclinada comprimida da mola 40a.

[0083] No presente exemplo, as diferentes posições axiais intermediárias adotadas pelo pistão 30 dentro do furo 10b são usadas como pontos de indexação que, neste exemplo, não acionam configurações diferentes de entrada e saida, mas que avançam o conjunto para a posição final em que a mudança de configuração é acionada na transição entre as posições na Figura 10 e na Figura 11. No entanto, em outros exemplos, cada posição do pistão 30 poderia afetar uma mudança de configuração diferente no conjunto. Em alguns exemplos, uma ferramenta pode ser conectada ao conjunto do atuador e pode operar sob seu controle. Por exemplo, as posições separadas do membro de atuação podem corresponder a estados separados de atuação da ferramenta de fundo de poço. Em um exemplo, o pistão 30 pode ele próprio, compreender uma parte da ferramenta, por exemplo um componente de um sistema de válvula de luva deslizante, que desliza axialmente dentro do alojamento, a fim de mover as respectivas aberturas em uma luva deslizante conectada ao pistão 30 dentro e fora do alinhamento com um percurso de fluxo que controla o fluxo de fluido, ou para variar a extensão da sobreposição de tais aberturas a fim de

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52/76 aumentar ou diminuir a área da seção transversal de um condurte de fluido aumentando ou diminuindo gradualmente o fluxo de fluido de maneira gradual em cada posição.

[0084] Com referência agora às Figs. 15-22, um segundo exemplo de um conjunto de atuador na forma de uma válvula 101 tem características semelhantes à válvula 1, que são referenciadas com o mesmo número, mas aumentadas em 100. Um técnico no assunto é direcionado para o primeiro exemplo aqui descrito para uma descrição completa de partes semelhantes. A válvula 101 tem um membro fixo na forma de um alojamento 110, com um furo tubular 110b que recebe um membro de atuação neste exemplo tomando a forma de um pistão 130 que é centralizado dentro do furo 110b e vedado no furo como anteriormente descrito. A extremidade interna do furo é substancialmente a mesma que o conjunto de válvula 1. As diferenças entre o primeiro e o segundo exame geralmente estão relacionadas à extremidade externa do furo e à cabeça do pistão.

[0085] Enquanto no primeiro exemplo, o ombro está localizado no membro de atuação do pistão e os recessos e molas estão localizados no membro fixo do alojamento, no segundo exemplo, estes são invertidos, e o ombro está localizado no membro fixo de uma luva de alojamento, enquanto os recessos e molas estão localizados no membro de atuação do pistão.

[0086] No segundo exemplo, o curso para dentro do pistão 130 é limitado pelas respectivas bordas chanfradas opostas na extremidade externa do pistão 130 e uma luva de alojamento ill. A luva de alojamento 111 é presa ao alojamento 110 por uma rosca de parafuso e tem um ombro 131

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53/76 semelhante ao ombro 31 no primeiro exemplo, mas voltado na direção oposta, em direção à extremidade interna do furo 110b. A luva de alojamento 111 tem um furo central que é coaxial com o furo 110b do alojamento 110.

[0087] A superfície externa do pistão 130 tem uma pluralidade de recessos na forma de ranhuras anulares circunferenciais 120 tendo uma geometria semelhante às ranhuras 20. Cada ranhura 120 retém uma mola helicoidal do tipo liga na forma de uma mola helicoidal inclinada 140 essencialmente como descrito para o primeiro exemplo.

[0088] A extremidade aberta do furo 110b tem um contra-furo que define um ombro voltado para fora 110s, e cria uma área anular entre a superfície interna do alojamento 110, a superfície externa do pistão 130, o ombro 110s, e a luva de alojamento 111, que encerra a extremidade externa da área anular . A luva de suporte 150 tem um furo coaxial que acomoda o pistão 130 e permite que a luva de suporte se mova axialmente em cada direção em relação ao pistão 130 e ao alojamento 110. A luva de suporte 150 é cativa dentro da área anular dentro do furo, que é fechada nas extremidades interna e externa do furo pelos ombros 110s e luva de alojamento 111 respectivamente. Como descrito anteriormente, a posição axial da luva de suporte 150 é opcionalmente mantida por atrito entre a luva de suporte 150 e as molas 140.

[0089] Para configurar o conjunto para atuação, o pistão 130 é pressionado no furo 110b na segunda direção, da esquerda para a direita nos desenhos. A extremidade externa do ombro 131 na luva de alojamento 111 tem uma rampa semelhante à rampa 33 no primeiro exemplo, que

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54/76 desliza através de todas as extremidades abertas das ranhuras 120 molas de alojamento 140a-d. Isso moveu as extremidades externas salientes das molas em direção à extremidade externa do furo, de modo que ao comprimirem dentro de suas respectivas ranhuras 20, adotam as primeiras configurações inclinadas comprimidas mostradas na Fig 15 geralmente alinhadas com uma diagonal, com suas extremidades externas empurrando para fora da ranhura 120 mais distante da extremidade interna do furo 110b e mais perto do ombro 131 (e voltada para ele em uma direção axial), enquanto as extremidades internas estão presas em um canto da extremidade interna da ranhura, mais perto da extremidade interna do furo 110b e mais afastada do ombro 131 (e voltada axialmente para fora do ombro 131) do que as extremidades externas das molas. Este movimento está comprimindo as molas ao longo de seus eixos menores em vez de seus eixos principais, de modo que eles se comprimem nas ranhuras 120 com substancialmente pouca resistência. Enquanto se move para dentro, a face chanfrada na extremidade interna do pistão 130 é eventualmente pressionada contra a rampa na extremidade externa da luva de alojamento 111. A luva de suporte 150 pode ser empurrada para a posição da Fig. 15 neste ponto por pressão de fluido ou semelhante durante a redefinição e mantém as molas 140ad nesta primeira configuração inclinada. Opcionalmente a luva de suporte 150 pode ser presa na posição da Fig. 15 durante a montagem por um pino que se estende radialmente através da parede do alojamento 110, mantendo a luva de suporte 150 na posição da Fig. 15 durante a inserção do pistão 130, após a qual o pino pode ser removido. Quando

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55/76 todas as molas 140 adotaram a primeira configuração comprimida e inclinada mostrada na Fig 15, a pressão de fluido que força o pistão 130 para dentro do furo 110b é reduzida, permitindo que a mola 130s mova o pistão 130 na primeira direção, da direita para a esquerda nos desenhos, fora do furo 10b para a posição da Fig. 15. O atrito entre as molas 140 e a luva de suporte 150 garante que a posição da luva de suporte 150 permaneça como mostrado na Fig 15 quando o pistão 130 é estendido para fora do furo 110b da direita para a esquerda sob a força da mola 135. Opcionalmente a luva de suporte 150 pode ser movida axialmente durante ou após as operações de redefinição por uma linha de controle separada, fornecendo pressão de fluido . Opcionalmente a luva de suporte 150 pode ser contida na posição da Fig. 15 durante a redefinição, por exemplo, pela pressão de fluido dessa linha de controle.

[0090] Na Fig 15, a ranhura mais externa (primeira) na extremidade externa da mola do alojamento do pistão 130 é mostrada axialmente em linha com o nariz da extremidade interna da luva de alojamento 111, que tem um OD muito ligeiramente mais estreito que a seção interior interna adjacente da luva de suporte 150 (como melhor visto na Fig 20) . O diâmetro mais estreito do nariz permite que as extremidades externas das molas 140 se expandam radialmente para fora das ranhuras 120 através da pequena distância radial entre o pistão 130 e a luva de alojamento 111, e suportem o nariz, essencialmente como descrito para o anterior exemplo. O nariz suporta e comprime as molas dentro das ranhuras, mas permitindo uma ligeira expansão a partir das extremidades abertas das ranhuras 120 como

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56/76 descrito anteriormente.

[0091] Na configuração inicial pronta para atuação, cada mola 140 adota uma configuração eliptica energizada. Um curso de redefinição do pistão 130 definiu as molas 140 na primeira configuração, com o eixo principal de cada mola 140 tendo uma extremidade interna disposta na ranhura 120 voltada para a extremidade interna do furo e espaçada radialmente mais perto do eixo do furo do que a extremidade externa da mola que se estende a partir da ranhura 120 através da extremidade aberta da ranhura 120, voltada para a extremidade externa do furo e do ombro 131. A extremidade interna da mola 140 está mais distante (em uma direção axial) do ombro 131 do que a extremidade externa da mola 140. Nesta primeira configuração, cada mola 140 resiste à compressão adicional ao longo de seu eixo principal, como descrito anteriormente. Assim, na primeira configuração comprimida inclinada mostrada na Fig 15, a extremidade interna do eixo principal da mola 140a fica em uma direção axial afastada do ombro 131 e em direção à extremidade interna do furo 110b e é disposta em um canto interno da ranhura 120, entre a parede inferior e a parede lateral voltada para o ombro 131. A extremidade externa do eixo principal da mola 140a está projetando-se a partir da ranhura 120, voltada em uma direção axial em direção ao ombro 131 e mais próxima a ele do que a extremidade interna da mola 140a. A mola 140a é mantida nesta primeira configuração, em compressão ao longo de seu eixo principal pelo nariz. À medida que o pistão 130 se move no furo em uma primeira direção da direita para a esquerda, o ombro 131 engata com a extremidade externa do eixo principal da

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57/76 mola 140a que se projeta a partir da ranhura 120 voltada para o ombro 131 e, neste arranjo , a mola 140a não pode comprimir ainda mais na ranhura 120 ao longo de seu eixo principal e resiste a um movimento adicional do ombro 131 (e, portanto, o pistão 130) na primeira direção (por exemplo, fora do furo da direita para a esquerda neste exemplo) . O pistão 130 pode se retirar na segunda direção oposta no furo, mas não pode avançar além deste ponto sem interromper (isto é, quebrar) a mola 140a.

[0092] A retirada do pistão 130 de volta para o furo na segunda direção, como é mostrado na transição da Fig 15 para a Fig 16, conduz o pistão para trás da esquerda para a direita no furo 110b para descobrir a extremidade aberta da primeira ranhura que abriga a primeira mola 140a e aciona as bordas chanfradas do pistão 130 e a luva de alojamento 111 juntas, o que limita o deslocamento axial na segunda direção. Nesta posição, as vedações 134a, b e c ainda isolam a entrada e a saida 112, 113 e evitam qualquer fluxo de fluido através delas. À medida que o pistão 130 se retira na segunda direção, a mola 140a se expande para o furo 111b em uma configuração de repouso ou neutra como descrito anteriormente, e agora pode ser deslocada, por exemplo, girada, na ranhura 120 para virar para uma segunda configuração inclinada energizada, acionada pelo movimento de retorno do pistão 130 axialmente dentro do furo 111b na primeira direção da direita para a esquerda nos desenhos. À medida que o nariz passa pela extremidade interna aberta da ranhura que abriga a primeira mola 140a, o nariz empurra a extremidade externa não suportada e saliente da mola 140a para uma segunda configuração inclinada energizada

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58/76 alternativa na qual o eixo principal da mola 140a está agora alinhado com a diagonal oposta na ranhura 120 em comparação com a configuração original adotada pelas outras molas 140b, c, d.

[0093] O ombro 131 engata novamente com a extremidade externa da mola 140a saindo da ranhura 120, mas como a mola 140a mudou a orientação da primeira para a segunda configuração, o ombro 131 comprime o eixo menor em vez do eixo principal, de modo que o pistão 130 continua se movendo até a mola 140a passar pelo ombro 131.

[0094] O movimento do pistão 130 para fora do furo 110b força a luva de suporte 150 contra a extremidade interna da luva de alojamento 111 e faz com que a luva de suporte 150 deslize axialmente em relação ao pistão 130 até que a luva de suporte 150 descubra o próximo recesso segurando a mola 140b. A mola 140b experimenta a mesma saliência ao fazer a transição da etapa no OD entre a luva de suporte 150 e o nariz, mas permanece na mesma primeira configuração inclinada comprimida como descrito anteriormente.

[0095] Assim, pode-se ver que mover o pistão 130 através da extremidade livre de uma ranhura 120 primeiro em uma direção e depois na direção oposta pode deslocar a mola 140 dentro da ranhura de uma posição comprimida para uma posição neutra e, em seguida, para uma posição inclinada comprimida oposta. Mudar a mola 140 entre diferentes configurações inclinadas, de uma primeira configuração na qual a mola 140 se encaixa com o pistão 130 e resiste à passagem do pistão 130 após a ranhura 120, para uma segunda configuração na qual a mola 140 se encaixa com o pistão 130

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59/76 e permite que a passagem do pistão 130 através da ranhura 120 segurando a mola 140 seja usada neste exemplo para parar o movimento do pistão 130 em posições definidas no furo como descrito anteriormente, até que a posição final seja alcançada como mostrado na Fig. 18. No ciclo final antes da posição da Fig. 18, quando a pressão de fluido é reduzida, a força da mola empurra o pistão 130 axialmente através do furo 110b, passando por todas as molas 140a, b, c e d que estão todas na posição neutra e oferecem pouca ou nenhuma resistência à passagem do pistão 130. Assim, o pistão 130 se move sob a força da mola comprimida 135 até que a vedação 134b seja descarregada e a válvula esteja aberta, permitindo que o fluido flua a partir da entrada 112 para a saida 113.

[0096] A válvula 101 pode ser redefinida movendo o pistão 130 axialmente de volta para o furo em um curso de redefinição. Nesse estágio, a pressão pode ser liberada e o pistão 130 retornará sob a força da mola 135 para a posição da Fig 15, onde é restringido pela primeira configuração inclinada comprimida da mola 140a. Opcionalmente, a posição axial da luva de suporte 150 dentro do furo 110b pode ser ajustada após as operações de redefinição por uma linha de controle separada, fornecendo pressão de fluido à luva de suporte 150 para movê-la de volta para a posição da Fig. 15 após a redefinição.

[0097] Com referência agora às Fig. 23-30, um terceiro exemplo de um conjunto de atuador na forma de uma válvula 201 tem características semelhantes à válvula 1, que são referenciadas com o mesmo número, mas aumentadas em 200. O técnico no assunto é direcionado aos primeiro e

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60/76 segundo exemplos aqui descritos para uma descrição completa de partes semelhantes. Na válvula 201, em vez do pistão estar contido dentro de um furo em um alojamento fixo, o pistão está na forma de uma luva com um furo que acomoda um mandril fixo, no qual a luva de pistão desliza axialmente. A luva de pistão e o mandril estão contidos em um alojamento (não mostrado) que pode incorporar vedações na superfície externa do pistão. A válvula 201 tem, assim, um membro fixo na forma de um mandril fixo 210, na forma de uma haste geralmente cilíndrica fixada em posição no conjunto e tendo um eixo e tendo uma extremidade interna (mostrado nos desenhos no lado direito ) fixo a um corpo. 0 mandril 201 tem uma extremidade externa (mostrada nos desenhos no lado esquerdo), onde o mandril 201 termina e permite a montagem das diferentes luvas e molas no mandril 201. O mandril 201 é recebido dentro do furo de um membro de atuação neste exemplo, assumindo a forma de uma luva de pistão 230. O anel entre o furo da luva de pistão 230 e o

mandril 201 é	vedado	da mesma maneira	que	a	descrita
anteriormente ,	com	as vedações 234a-c	e	uma	vedação
adicional 234d	em uma	seção externa do	furo	da	luva de

pistão 230 tendo uma largura maior diâmetro interno do que uma seção interna. O deslocamento axial para dentro da luva de pistão 230 é limitado por um ombro de extremidade em uma saliência cilíndrica disposta na extremidade externa do mandril 210, disposta na seção externa de grande diâmetro da luva de pistão 230. O deslocamento axial para fora da luva de pistão 230 sobre o mandril 210 é limitado por bordas chanfradas opostas na extremidade externa da saliência no mandril 210 e na extremidade interna da seção

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61/76 mais larga no furo da luva de pistão 230. A luva de pistão 230 incorpora uma entrada e saida de fluido 212, 213, que cooperam com as vedações 234 a-c da mesma maneira que a descrita para as vedações 3 4a-c e a saida e entrada 12 e 13. Uma mola 235 é mantida em compressão entre uma extremidade interna da luva de pistão 230 e um ombro voltado para fora no mandril 210.

[0098] No terceiro exemplo 201, o ombro 231 está localizado no membro de atuação da luva de pistão 230 e os recessos e molas estão localizados no membro fixo do mandril 210. Assim, a superfície externa do mandril 210 tem uma pluralidade de recessos na forma de ranhuras anulares circunferenciais 220 tendo uma geometria semelhante às ranhuras 20, contendo molas helicoidais inclinadas 240 essencialmente como descrito para o primeiro exemplo.

[0099] A luva de suporte 250 tem um furo coaxial que acomoda o mandril 210 e permite que a luva de suporte 250 se mova axialmente em cada direção em relação ao mandril 210 e as ranhuras 220 e em relação à luva de pistão 230. A luva de suporte 150 é disposta em conjunto com a luva de pistão 230 da mesma maneira que a descrita no primeiro exemplo, de modo que a luva de pistão 230 empurre a luva de suporte 250 axialmente quando se move na primeira direção (neste caso externamente de direita para esquerda). Como descrito anteriormente, a posição axial da luva de suporte 250 é opcionalmente mantida por atrito entre a luva de suporte 250 e as molas 240, de modo que a luva de suporte 250 possa se mover em relação à luva de pistão 230 quando a fricção for superada, mas retém sua posição no mandril 210 na ausência de quaisquer forças (por exemplo, aplicadas

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62/76 pela luva de pistão 230) tendendo a movê-lo, permanecendo estáticas no mandril 210 quando a luva de pistão 230 se

retira	dele. 0	ombro 231 está	disposto	na	extremidade
externa	da luva	de pistão 230,	de frente	para	a luva	de
suporte	250 .
[00100] Para	configurar o	conjunto	para	atuação,	a
luva de	pistão 230 é comprimida :	na configuração	da Fig	24,

com a luva de pistão 230 retraída em direção à extremidade interna do mandril 210 e a mola comprimida quando a luva de pistão 230 se move para dentro na segunda direção, da esquerda para a direita nos desenhos em um curso de redefinição . A extremidade interna do ombro 231 na luva de pistão 230 tem uma rampa semelhante à rampa 33 no primeiro exemplo, que desliza através de todas as extremidades abertas das ranhuras 220 das molas do alojamento 240a-d. Isso moveu as extremidades externas salientes das molas para a direita em direção à extremidade interna do mandril 210, de modo que estas comprimissem dentro de suas respectivas ranhuras 220, elas adotam as primeiras configurações inclinadas comprimidas mostradas na Fig. 23 geralmente alinhadas com uma diagonal, com suas extremidades externas empurrando para fora das ranhuras 220 mais afastadas da extremidade externa do mandril 210 e mais perto (e apontando em direção) do ombro 231, enquanto as extremidades internas são presas em um canto da extremidade interna da ranhura, mais perto da externa extremidade do mandril 210 e axialmente mais afastada do ombro 231 do que as extremidades externas das molas (e voltada afastada do ombro 231) . Este movimento está comprimindo as molas ao longo de seus eixos menores, em vez de seus eixos

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63/76 principais, para que eles comprimam facilmente nas ranhuras 220. Ao se mover para dentro, a face chanfrada na extremidade interna da seção de diâmetro mais largo da luva de pistão 230 é eventualmente pressionada contra a face chanfrada na extremidade externa da saliência cilíndrica no mandril 210, para limitar o movimento axial. A luva de suporte 250 pode ser empurrada para dentro neste ponto por pressão de fluido ou semelhante durante ou após a redefinição para cobrir todas as molas 240 e mantém as molas 240a-d nesta primeira configuração inclinada. O movimento axial da luva de suporte 250 pode ser acionado pela pressão de fluido através de uma linha de controle separada, como descrito nos exemplos anteriores. Quando todas as molas 240 adotaram a primeira configuração comprimida e inclinada mostrada na Fig 23 e são cobertas pela luva de suporte 250, a pressão de fluido que força a luva de pistão 230 para dentro em direção à extremidade interna do mandril 210 é reduzida, permitindo que a mola 235 acione o pistão 230 na primeira direção, da direita para a esquerda nos desenhos, externamente sobre o mandril 210 para a posição da Fig 23.

[00101] Na Fig 23, a ranhura mais interna (primeira) na extremidade interna da mola de alojamento 240 do mandril 240 é mostrada alinhada axialmente com o nariz da extremidade interna da luva de pistão 230, que suporta e comprime as molas dentro das ranhuras, como descrito anteriormente .

[00102] Na configuração inicial pronta para atuação, cada mola 240 adota uma configuração elíptica energizada. O curso da luva de pistão 230 e da luva de suporte 250 fixou

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64/76 as molas 240 na primeira configuração, com o eixo principal de cada mola 240 tendo uma extremidade interna disposta na ranhura 220 voltada para a extremidade externa do mandril 210 e espaçada radialmente mais perto para o eixo do mandril que a extremidade externa da mola se projetando a partir da ranhura 220 através da extremidade aberta da ranhura 220, voltada para a extremidade interna do mandril e do ombro 231. A extremidade interna da mola 240 está mais distante (em uma direção axial) do ombro 231 do que a extremidade externa da mola 240. Nesta primeira configuração, cada mola 240 resiste à compressão adicional ao longo de seu eixo principal, como descrito anteriormente. A mola 240a é mantida nesta primeira configuração, em compressão ao longo de seu eixo principal pelo nariz. À medida que a luva de pistão 230 se move em uma primeira direção da direita para a esquerda, o ombro 231 engata com a extremidade externa do eixo principal da mola 240a que se projeta a partir da ranhura 220 e voltada para o ombro 231, e neste arranjo , a mola 240a não pode comprimir ainda mais na ranhura 220 ao longo de seu eixo principal e resiste a um movimento adicional do ombro 231 (e, portanto, a luva de pistão 230) na primeira direção (por exemplo, em direção à extremidade externa do mandril 210 da direita para a esquerda neste exemplo). O pistão 230 pode se retirar na segunda direção oposta no furo, mas não pode avançar além deste ponto sem interromper (isto é, quebrar) a mola 240a.

[00103] A retirada da luva de pistão 230 de volta para o furo na segunda direção, como é mostrado na transição da Fig 23 para a Fig 24, aciona a luva de pistão 230 para trás

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65/76 da esquerda para a direita em direção à extremidade interna do mandril 210 para descobrir a extremidade aberta do primeiro alojamento de ranhura da primeira mola 240a, com as vedações 234a, b e c ainda isolando a entrada e a saida 212, 213 e impedindo qualquer fluxo de fluido através da mesma. À medida que a luva de pistão 230 retrai na segunda direção, a mola 240a se expande para fora da ranhura 220 para uma configuração de repouso ou neutra, como descrito anteriormente, e agora pode ser deslocada, por exemplo, girada, na ranhura 220 para virar para uma segunda configuração inclinada energizada , acionada pelo movimento de retorno da luva de pistão 230 axialmente em direção à extremidade externa do mandril 210 na primeira direção da direita para a esquerda nos desenhos. À medida que o nariz passa pela extremidade interna aberta da ranhura que abriga a primeira mola 240a, o nariz empurra a extremidade externa não suportada e saliente da mola 240a para uma segunda configuração inclinada energizada alternativa na qual o eixo principal da mola 240a está agora alinhado com a diagonal oposta na ranhura 220 em comparação com a configuração original adotada pelas outras molas 240b, c, d.

[00104] O ombro 231 engata novamente com a extremidade externa da mola 240a, se projetando a partir da ranhura 220, mas como a mola 240a mudou a orientação da primeira para a segunda configuração, o ombro 231 comprime o eixo menor em vez do eixo principal, de modo que a luva de pistão 230 continua se movendo até a mola 240a passar pelo ombro 231.

[00105] O movimento da luva de pistão 230 em direção à

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66/76 extremidade externa do mandril 210 engata a luva de suporte 250 contra a extremidade externa da luva de pistão 230 e faz com que a luva de suporte 250 deslize axialmente em relação ao mandril 210 até que a luva de suporte 250 descubra o próximo recesso que sustenta a mola 240b, na mesma primeira configuração inclinada comprimida como descrito anteriormente.

[00106] Assim, pode-se ver que mover a luva de pistão

230 através da extremidade livre de uma ranhura 220 primeiro em uma direção e depois na direção oposta pode mudar a mola 240 dentro da ranhura de uma posição inclinada comprimida para uma posição neutra e, em seguida, para uma posição inclinada comprimida oposta. Mudar a mola 240 entre diferentes configurações inclinadas, de uma primeira configuração na qual a mola 240 se encaixa com a luva de pistão 230 e resiste à passagem da luva de pistão 230 após a ranhura 220, para uma segunda configuração na qual a mola

240 se encaixa com	a luva	de	pistão 230	e permite	a
passagem	da	luva	de	pistão	230	através da	ranhura 220
segurando	a	mola	240	é usada neste exemplo	para parar	o
movimento	da	luva	de	pistão	230	em posições	definidas	no

furo como descrito anteriormente, até que a posição final seja alcançada como mostrado na Figura 26. No ciclo final antes da posição da Fig. 26, quando a pressão de fluido é reduzida, a força de pressão empurra a luva de pistão 230 axialmente além de todas as molas 240a, b, c e d, que estão todas na posição neutra e oferecem pouca ou nenhuma resistência à passagem da luva de pistão 230. Assim, a luva de pistão 230 se move sob a força da mola comprimida 235 até a vedação 234b ser descarregada e a válvula estar

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67/76 aberta, permitindo que o fluido flua da entrada 212 para a saida 213.

[00107] A válvula 201 pode ser redefinida movendo a luva de pistão 230 axialmente para trás em direção à extremidade interna do mandril 210 em um curso de redefinição. A luva de suporte 250 pode ser movida com ela como descrito anteriormente. Nesse estágio, a pressão pode ser liberada e a luva de pistão 230 retornará sob a força da mola 235 para a posição da Fig 23, onde é restringida pela primeira configuração inclinada comprimida da mola 240a.

[00108] No terceiro exemplo, os recessos e molas são fornecidos no membro fixo, e o ombro é fornecido no membro de atuação, mas, conforme descrito no segundo exemplo, esse arranjo pode ser revertido.

[00109] Com referência agora às Figuras 31-46, um quarto exemplo de um conjunto de atuador na forma de uma válvula 301 tem características semelhantes à válvula 1, que são referenciadas com o mesmo número, mas aumentadas em 300. O técnico no assunto é direcionado ao primeiro exemplo aqui descrito para uma descrição completa de partes semelhantes; também os recursos do presente exemplo podem ser aplicados ao primeiro exemplo. A válvula 301 tem um membro fixo na forma de um alojamento tubular 310 tendo conexões de caixa e pino nas extremidades opostas para conectar-se em linha com uma coluna de tubulação, com um furo tubular 310b que recebe um membro de atuação neste exemplo assumindo a forma de um pistão 330 que é centralizado e vedado no furo 310b do alojamento 310 como descrito anteriormente . Como no primeiro exemplo, o ombro

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331 está localizado no membro de atuação do pistão e os recessos e molas estão localizados no membro fixo do alojamento 310, mas, como descrito anteriormente, estes podem ser revertidos.

[00110] No quarto exemplo, o percurso para dentro do pistão 330 é limitado por uma rampa na extremidade interna da cabeça de pistão e um ombro voltado para fora no alojamento 310. O alojamento 310 tem uma tampa 310c, que é conectada ao alojamento por uma rosca de parafuso. A tampa 310c retém dentro do furo 310b uma luva de alojamento 311, tendo um furo central que é coaxial com o furo 310b do alojamento 310, no qual o pistão 330 desliza axialmente. A luva de alojamento 311 tem ranhuras e molas 340a, b e c como descrito para a luva de alojamento 11.

[00111] Uma diferença entre o primeiro e o quarto exemplos é a disposição, neste quarto exemplo, de um furo tubular através do pistão 330, coaxial com o furo do alojamento 310, e permitindo um percurso de fluxo através da válvula, para que possa ser conectado de acordo com uma conduite como uma coluna de tubulação. Isso permite que a válvula 301 seja usada como uma válvula de circulação. Para este fim, a extremidade interna do pistão 330 possui canais radiais 330a, b e c, dispostos nas paredes do pistão 330 e espaçados axialmente ao longo dele; o pistão 330 desliza no furo 310b do alojamento para mover os canais radiais 330a, b, c sequencialmente dentro e fora do alinhamento com uma porta de saida 313 na lateral do alojamento 310. O pistão 330 é vedado no furo 310b pela vedação 334a, b que controla o fluxo de fluido através da porta de saida 313 de uma maneira semelhante à descrita para as vedações 34. O pistão

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330 é movido axialmente no alojamento 310 pela mola 335 de uma maneira semelhante à descrita para o primeiro exemplo.

[00112] Uma outra diferença entre o quarto e o primeiro exemplo refere-se ao ombro 331, que é mais claramente mostrado na vista expandida da Fig 45, que é uma vista ampliada da posição da Fig 32 da válvula 301.

[00113] Como melhor mostrado na Fig 45, a extremidade externa do pistão 330 é uma cabeça com um diâmetro externo maior que a seção central do pistão 330 com uma seção de platô, um nariz e uma rampa voltada para dentro, como descrito anteriormente. A cabeça tem um ombro 331 voltado para a extremidade externa e um ombro 331b voltado para a extremidade interna do furo 310b. Entre os ombros 331, 331b, a seção do platô tem um perfil escalonado, onde o diâmetro externo do platô se move radialmente para dentro, como melhor mostrado na Fig 45.

[00114] Na posição inicial da Fig 31, o pistão 330 é pressionado pela mola 335 contra a primeira mola 340a, que engata o ombro 331 de uma maneira semelhante à descrita anteriormente, com cada mola 340 energizada na primeira configuração comprimida inclinada. O pistão 330, portanto, não pode se mover mais na primeira direção, para fora do furo, na direção da seta na Fig 31. O aumento da pressão para acionar o pistão 330 de volta ao furo na segunda direção da esquerda para a direita no furo 310b descobre a extremidade aberta da primeira ranhura que aloja a primeira mola 340a e aciona a rampa na extremidade interna da cabeça contra uma ombro voltado para fora no furo 310b que limita o deslocamento axial na segunda direção (na direção da seta mostrada na Fig. 32). Nesta posição, as vedações 334a, b

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70/76 ainda isolam a saída 313 e evitam qualquer fluxo de fluido através dela. À medida que o pistão 330 se retira para dentro do furo 310b na segunda direção e a luva de suporte 350 permanece estática, a extremidade aberta da mola do alojamento de ranhura 340a é descoberta, de modo que a mola 340a não é suportada em seu diâmetro interno e, portanto, se expande para o furo do luva de alojamento em uma configuração de repouso ou neutra. Quando a pressão de fluido que atua no pistão 330 para mantê-lo na posição da Fig 32 é reduzida, de modo que a força da pressão de fluido esteja abaixo da força da mola 335, o pistão 330 é empurrado para fora do furo pela mola, movendo-se mais uma vez em uma primeira direção da direita para a esquerda nos desenhos (veja a seta na Fig 33), empurrando a extremidade externa não suportada e saliente da mola 340a na primeira direção, para a segunda configuração inclinada energizada alternativa, que é retida pela forma escalonada da região da cabeça entre os ombros 331 e 331b conforme o pistão 330 se move na primeira direção, pressionando a mola 340a ainda mais na ranhura e permitindo a passagem do ombro 331 na primeira direção após a mola comprimida 340a na segunda configuração comprimida inclinada. A cabeça de pistão também engata novamente a extremidade interna da luva de suporte estático 350, empurrando-a para fora no furo de uma maneira essencialmente semelhante à transição entre as Figs. 2-5, exceto que, em vez da primeira mola 340a, revertendo para o seu descanso ou configuração neutra uma vez que o ombro passa, ele é mantido na segunda configuração pelo perfil escalonado do platô do pistão 330 e claro, pelas diferenças estruturais descritas

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71/76 anteriormente do furo 330b e dos canais de saida 330a, b, c no pistão 330.

[00115] Na posição Fig 33, o pistão 330 é verificado contra o movimento axial continuo na primeira direção (da seta na Fig 33) pela mola 340b, engatada contra a face externa do ombro 331 na primeira configuração. Nesta posição, as vedações 334a, b não isolam mais a porta de saida 313 e o canal mais estreito 330a está alinhado com ela, permitindo o fluxo do furo 330b para fora da válvula 301, mas obstruindo-a até sua menor taxa de fluxo.

[00116] Considerando que, nas transições entre as configurações mostradas na Figura 5-7 é necessário que o pistão 30 no primeiro exemplo se mova axialmente até a posição inicial mostrada na Figura 6, o quarto exemplo é diferente, pois a primeira mola 340a restante na segunda configuração atua como um batente na direção oposta para resistir ao movimento axial do pistão 330 na segunda direção além da posição mostrada na Fig 34, na qual a mola 340a está engatada com o ombro 331b, sem exigir movimento adicional do pistão 330 todo o caminho de volta para a posição da Fig. 32 . Portanto, a redução da pressão de fluido que atua no pistão 330 após a posição da Fig 34 faz com que a mola 335 mova o pistão 330 mais uma vez na primeira direção (veja a seta na Fig 35), de modo que o ombro 331 engate na terceira mola 340c e para, com o segundo canal 330b alinhado com a porta de saída 313,

obstruindo	o fluxo através dele	a	uma taxa	de	fluxo
ligeiramente	mais alta que o canal	mais	estreito	330a	•
[00117]	Um aumento adicional	da	pressão	de	fluido

aciona novamente o pistão 330 na segunda direção de volta

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72/76 para o furo 310b para alcançar a posição mostrada na Fig 36, que descobre a extremidade aberta do alojamento da ranhura na última mola 340c (como melhor visto na Fig 46, que é uma vista de perto do pistão 330 na Fig. 36), que adota a posição neutra, enquanto a mola 340b é mantida na segunda configuração pelo perfil escalonado. Observe que, como não é mais necessário, a primeira mola 340a não é suportada pela cabeça na posição da Fig 36 e também está na posição neutra. Observe também que a mola 340b na segunda configuração se encaixa com a face interna do ombro 331, também no mesmo ângulo que a face externa que se engatou nas molas 340 quando o pistão está se movendo na primeira direção, interrompendo, portanto, o movimento de redefinição do pistão 330 na segunda direção na posição da Fig. 36. A partir desta posição, a pressão de fluido é então reduzida novamente, permitindo que a força da mola retorne o pistão 30 na primeira direção, como mostrado na Fig 37. Ao atingir esta posição final, o pistão 330 passa pela terceira mola 340c em sua posição neutra, até que a extremidade externa da luva de suporte 350 encoste em um ombro voltado para dentro do alojamento, nesse ponto, o movimento externo continuo do pistão 330 na primeira direção é presa, e o canal final de furo completo 330c é alinhado com a porta de saida 313, permitindo o fluxo máximo do fluido através da coluna, através do furo 310b do alojamento e do furo 330b do pistão 330.

[00118] A válvula 301 pode ser redefinida movendo a luva de suporte 350 (que empurra o pistão à frente dele) axialmente de volta para o furo na segunda direção (mostrada pela seta na Fig 32) em um curso de redefinição

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73/76 até a extremidade interna de um ou outro dos ombros 331, 331b ter passado pelas ranhuras que abrigam as molas e todas as molas 340 foram redefinidas em suas primeiras configurações inclinadas comprimidas, mostradas na Fig 31. Opcionalmente, a luva de suporte pode ser movida por um pistão (que pode ser parte integrante da luva de suporte ou pode ser um item separado e que pode opcionalmente incorporar áreas vedadas diferenciais) que podem ser ativadas por uma linha de controle separada, fornecendo pressão de fluido para mover a luva de suporte axialmente no furo 310b. Uma vez que as molas 340 foram redefinidas além das posições da Fig 31, a pressão pode ser liberada e o pistão 330 retornará o conjunto sob a força da mola 335 para a posição da Fig 31, onde é contido pela primeira compressão inclinada configuração da mola 340a.

[00119] Com referência agora às Figuras 47-52, um quinto exemplo de um conjunto de atuador na forma de uma válvula 401 tem características semelhantes à válvula 1, que são referenciadas com o mesmo número, mas aumentadas em 400. O técnico no assunto é direcionado para o primeiro exemplo aqui descrito para uma descrição completa de partes semelhantes; também as características do presente exemplo podem ser aplicadas ao primeiro exemplo. A válvula 401 é essencialmente a mesma que a válvula 1, com uma extremidade interna totalmente idêntica (não mostrada nas Figs. 47-50 por questões de brevidade, mas mostrada na Fig. 51) com as diferenças entre as válvulas 1 e 401 que residem na cabeça e no ombro do pistão. A descrição anterior do primeiro exemplo é referida para uma descrição completa. O ombro do quinto exemplo é semelhante ao ombro 331 do quarto exemplo

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301, mas tem um ombro único com faces externa e interna com um ângulo acentuado em cada face capaz de engatar uma mola e verificar o movimento do pistão em direções diferentes . Neste exemplo, o ombro é simétrico.

[00120] A extremidade externa do pistão 430 (melhor vista na Fig 52 ) tem uma cabeça com um diâmetro externo maior que a seção central do pistão 430 com uma seção de platô, um nariz e uma rampa voltada para dentro, como descrito anteriormente. A cabeça tem um ombro simétrico de ombro 431 tendo uma face externa voltada para a extremidade externa do furo 410b e a face interna voltada para a extremidade interna do furo 410b.

[00121] Na posição inicial da Fig 47, o pistão 430 é pressionado pela mola contra a primeira mola 440a, que engata o ombro 431 de uma maneira semelhante à descrita anteriormente , com cada mola 440 energizada na primeira configuração comprimida inclinada. O pistão 430, portanto, não pode se mover mais na primeira direção, para fora do furo, na direção da seta na Fig 47. O aumento da pressão para acionar o pistão 430 de volta ao furo na segunda direção da esquerda para a direita no furo 410b descobre a extremidade aberta da primeira ranhura que aloja a primeira mola 440a e aciona a rampa na extremidade interna da cabeça contra uma ombro voltado para fora no furo 410b que limita o deslocamento axial na segunda direção. Nesta posição, as vedações ainda isolam a entrada e a saida. À medida que o pistão 430 se retira para dentro do furo 410b na segunda direção e a luva de suporte 450 permanece estática, a extremidade aberta da mola do alojamento de ranhura 440a é descoberta, de modo que a mola 440a não é suportada em seu

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75/76 diâmetro interno e, portanto, se expande para o furo da luva de alojamento em uma configuração de repouso ou neutra. Quando a pressão de fluido é reduzida, o pistão 430 é empurrado para fora do furo pela mola, movendo-se mais uma vez na primeira direção da direita para a esquerda nos desenhos (veja a seta na Fig. 48), empurrando a extremidade externa não suportada e saliente da mola 440a na primeira direção, para a segunda configuração inclinada energizada alternativa, que é retida pelo platô da cabeça quando o pistão 430 se move na primeira direção, pressionando a mola 440a ainda mais na ranhura e permitindo a passagem do ombro 431 na primeira direção após a mola comprimida 440a na segunda configuração comprimida inclinada. A cabeça do pistão também reengata a extremidade interna da luva de suporte estático 450, empurrando-a ainda mais para fora no furo de uma maneira essencialmente semelhante às transições descritas anteriormente no quarto exemplo, de modo que a primeira mola 440a seja mantida na segunda configuração pelo platô do pistão 430.

[00122] Na posição da Fig 48, o pistão 430 é verificado contra o movimento axial contínuo na primeira direção (da seta na Fig 48) pela mola 440b, engatada contra a face externa do ombro 431 na primeira configuração. Como o quarto exemplo, as transições do pistão 430 em direções alternadas não requerem o movimento do pistão 430 por todo o caminho até o furo 410b. A primeira mola 440a restante na segunda configuração atua como uma parada na direção oposta para resistir ao movimento axial do pistão 430 na segunda direção além da posição mostrada na Fig 49, na qual a mola 440a é engatada com a face interna do ombro 431, sem exigir

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76/76 movimento adicional do pistão 430 de volta até o furo. Portanto, a redução da pressão de fluido que atua no pistão 430 após a posição da Fig 4 9 faz com que a mola mova o pistão 430 mais uma vez na primeira direção (veja a seta na Fig 50), de modo que o ombro 431 engate com a terceira mola 440c e para.

[00123] Um aumento adicional da pressão de fluido aciona novamente o pistão 430 na segunda direção de volta para o furo 410b para descobrir a extremidade aberta do alojamento da ranhura na terceira mola 440c, que adota a posição neutra, enquanto a mola 440b é mantida na segunda configuração pela região perfilada do platô. Observe que a primeira mola 440a não é suportada pela cabeça na posição da Fig 50 e também está na posição neutra. Observe também que a mola 440b na segunda configuração engata com a face interna do ombro 431, neste exemplo também no mesmo ângulo que a face externa que engatou nas molas 440 quando o pistão está se movePndo na primeira direção, portanto , parando o movimento de redefinição do pistão 430 na segunda direção. Este movimento alternado do pistão 430 continua com o pistão apenas retirando uma etapa durante a pressurização de redefinição , até que a extremidade interna do pistão se mova axialmente a uma distância suficiente para alterar os caminhos de fluxo na extremidade interna do pistão 430.

[00124] A válvula 401 pode ser redefinida movendo a luva de suporte 450 como descrito anteriormente para outros exemplos.

Claims

1, caracterizado pelo fato de que o membro de atuação é móvel em relação ao membro de suporte.

1. Conjunto de atuador de poço de petróleo ou gás, caracterizado pelo fato de que compreende:

um membro fixo tendo um eixo;

um membro de atuação sendo móvel axialmente em relação ao membro fixo;

um ombro que se estende radialmente sobre o outro do membro de atuação e do membro fixo adaptado para engatar uma mola helicoidal inclinada dentro de um recesso; e um membro de suporte adaptado para cobrir as extremidades abertas dos recessos e sendo móvel axialmente em diferentes posições axiais em relação aos recessos para descobrir extremidades abertas de diferentes recessos nas diferentes posições axiais do membro de suporte.

2/12 dentro do recesso, e em que a descoberta da extremidade aberta do recesso permite alterações na configuração da mola helicoidal inclinada dentro do recesso.

2, caracterizado pelo fato de que quando o membro de atuação se move em relação ao membro de suporte em uma direção, o membro de suporte mantém sua posição em relação à mola helicoidal inclinada.

2. Conjunto de atuador, de acordo com a reivindicação

3/12 principal da mola.

3. Conjunto de atuador, de acordo com a reivindicação

4/12

16. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 15, caracterizado pelo fato de que o ombro aplica compressão à mola ao longo de seu eixo principal quando a mola está na primeira configuração inclinada.

17. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 16, caracterizado pelo fato de que o engate de uma mola na primeira configuração inclinada com o ombro resiste à compressão da mola no recesso e resiste ao movimento axial do ombro após a extremidade aberta do recesso.

18. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 17, caracterizado pelo fato de que na primeira configuração inclinada, o eixo principal da mola está voltado axialmente em direção ao ombro.

19. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 18, caracterizado pelo fato de que na segunda configuração inclinada da mola, a mola permite a compressão da mola no recesso.

20. Conjunto de atuador, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o engate de uma mola na segunda configuração inclinada com o ombro permite o movimento axial do ombro além da mola.

21. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 20, caracterizado pelo fato de que na segunda configuração inclinada, uma extremidade interna do eixo principal da mola disposta em um canto interno do recesso está axialmente mais próxima do ombro do que uma extremidade externa do eixo principal da mola na extremidade aberta do recesso.

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4. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a cobertura da extremidade aberta de um recesso resiste a alterações na configuração da mola helicoidal inclinada

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5/12

22. Conjunto de atuador, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que na segunda configuração inclinada, o eixo principal da mola fica voltado axialmente para fora do ombro.

23. Conjunto de atuador, de acordo com a reivindicação 21 ou 22, caracterizado pelo fato de que o ombro comprime a mola ao longo de seu eixo menor quando a mola está na segunda configuração inclinada permitindo que o ombro se mova além da extremidade aberta do recesso.

24. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 a 23, caracterizado pelo fato de que o movimento do ombro em uma primeira direção contra uma face posterior da extremidade externa da mola comprime a mola no recesso aplicando força ao longo do eixo menor, deformando a mola mais para dentro do recesso, e permitindo a passagem do ombro do membro de atuação após a mola recuada e comprimida.

25. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 24, caracterizado pelo fato de que a mola é energicamente resiliente em cada uma das configurações inclinadas.

26. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 25, caracterizado pelo fato de que a mola adota uma configuração neutra em transição entre as duas configurações inclinadas.

27. Conjunto de atuador, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que na configuração neutra da mola, o eixo principal da mola é substancialmente perpendicular em relação ao eixo do membro fixo.

28. Conjunto de atuador, de acordo com a reivindicação

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5. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a cobertura da extremidade aberta de um recesso mantém um nivel minimo de compressão da mola dentro do recesso, e em que a descoberta da extremidade aberta de um recesso permite a expansão da mola do recesso.

6/12

26 ou 27, car act er i z ado pelo fato de que na configuração neutra da mola, a mola se expande pelo menos parcialmente fora da extremidade aberta do recesso.

29. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 26 a 28, caracterizado pelo fato de que, na configuração neutra da mola, a mola é geralmente simétrica em relação a um raio do eixo do membro fixo.

30. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 6 a 2 9, caracterizado pelo fato de que na configuração neutra da mola, a mola pode ser deslocada no recesso entre as duas configurações inclinadas diferentes pelo movimento axial do membro de atuação ou do membro de suporte em relação à mola.

31. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 6 a 30, caracterizado pelo fato de que a mola transita pela posição neutra ao se mover entre as duas configurações alternativas inclinadas.

32. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 31, caracterizado pelo fato de que o ombro está disposto no membro de atuação e está espaçado a partir de uma extremidade anterior do membro de atuação.

33. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 32, caracterizado pelo fato de que o ombro se estende radialmente a partir do referido membro de atuação e do membro fixo em um passo radial, e em que o passo radial compreende pelo menos uma seção angulada em uma ângulo maior ou igual a 45° em relação ao eixo do membro de atuação.

34. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 33, caracterizado pelo fato de que

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6. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o membro de suporte, o membro fixo e o membro de atuação são concêntricos.

7/12 quando o ombro engata na extremidade da mola que se projeta a partir do recesso, uma extremidade principal do membro de atuação cobre o recesso.

35. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 34, caracterizado pelo fato de que os recessos são fornecidos na superfície interna do alojamento.

36. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 35, caracterizado pelo fato de que os recessos são fornecidos em uma superfície interna de uma luva de alojamento, que é recebida dentro de um furo do alojamento.

37. Conjunto de atuador, de acordo com a reivindicação

36, caracterizado pelo fato de que a luva de alojamento tem um furo configurado para receber o membro de atuação, que pode se mover axialmente dentro do furo da luva de alojamento.

38. Conjunto de atuador, de acordo com a reivindicação

37, caracterizado pelo fato de que o furo da luva de alojamento pode receber o membro de suporte, que é móvel dentro do furo da luva de alojamento.

39. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 38, caracterizado pelo fato de que o membro de suporte compreende uma luva, com um furo com um eixo.

40. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 39, caracterizado pelo fato de que o membro de suporte permite a comunicação fluida axialmente a partir de um lado do membro de suporte para o outro.

41. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das

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7. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que cada mola helicoidal inclinada é energizada quando a extremidade aberta de seu recesso é coberta.

8/12 reivindicações 1 a 40, caracterizado pelo fato de que o membro de atuação pode ser movido axialmente em resposta a mudanças no diferencial de pressão de fluido através do membro de atuação.

42. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 41, caracterizado pelo fato de que o membro de atuação compreende um pistão vedado dentro de um furo.

43. Conjunto de atuador, de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo fato de que o membro de atuação é vedado dentro do furo por mais de uma vedação, dividindo porções do furo em diferentes zonas entre as vedações.

44. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 43, caracterizado pelo fato de que o movimento axial do membro de atuação controla o acionamento de uma ferramenta de fundo de poço dentro do poço.

45. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 44, caracterizado pelo fato de que o membro de atuação é inclinado axialmente em uma primeira direção por um dispositivo de polarização resiliente.

46. Conjunto de atuador, de acordo com a reivindicação 45, caracterizado pelo fato de que o movimento axial do membro de atuação é controlado pelo controle de um diferencial de pressão de fluido que se opõe à força do dispositivo resiliente.

47. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4 6, caracterizado pelo fato de que o membro de suporte se move axialmente em relação à mola em resposta ao movimento axial do membro de atuação.

48. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das

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8. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que na seção transversal através de uma linha central de cada mola helicoidal inclinada, cada mola tem uma configuração elíptica tendo um eixo principal e um eixo menor.

9/12 reivindicações 1 a 47, caracterizado pelo fato de que o membro de atuação empurra o membro de suporte entre suas diferentes posições axiais.

49. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 48, caracterizado pelo fato de que o membro de atuação move o membro de suporte em apenas uma direção em relação à mola.

50. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4 9, caracterizado pelo fato de que quando o membro de atuação se afasta axialmente do membro de suporte, o membro de suporte retém sua posição em relação à mola e não se move com o membro de atuação.

51. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 50, caracterizado pelo fato de que o movimento axial do membro de atuação em uma primeira direção move o membro de suporte na primeira direção, de modo que o membro de suporte se move com o membro de atuação na primeira direção, e em que após o movimento axial subsequente do membro de atuação em uma segunda direção oposta à primeira direção, o membro de atuação e o membro de suporte se separam, com o membro de suporte opcionalmente permanecendo estático, e mantendo sua posição, enquanto o membro de atuação se move axialmente para longe do membro de suporte na segunda direção.

52. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 51, caracterizado pelo fato de que o membro de suporte é coaxial com o membro de atuação.

53. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 52, caracterizado pelo fato de que o movimento do membro de atuação através das extremidades

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9. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o movimento axial do membro de atuação é resistido quando pelo menos uma mola é comprimida no recesso pelo ombro.

10/12 livres descobertas dos recessos altera a configuração das molas nos recessos.

54. Conjunto de atuador, de acordo com a reivindicação 53, caracterizado pelo fato de que mover o membro de atuação através das extremidades livres dos recessos primeiro em uma direção e depois na direção oposta desloca as molas entre diferentes posições inclinadas.

55. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 54, caracterizado pelo fato de que o ombro tem primeira e segunda faces voltadas para direções opostas, e em que cada uma da primeira e segunda faces é adaptada para engatar com uma mola em uma da primeira e segunda configurações para travar o movimento do membro de atuação em uma primeira ou uma segunda direção.

56. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 55, caracterizado pelo fato de que o ombro tem primeira e segunda faces voltadas para direções opostas, em que a primeira face do ombro é adaptada para engatar com uma mola em uma primeira configuração para travar o movimento do membro de atuação em uma primeira direção, e em que a segunda face do ombro é adaptada para engatar com uma mola em uma segunda configuração para travar o movimento do membro de atuação em uma segunda direção.

57. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 56, caracterizado pelo fato de que o ombro compreende uma região perfilada que mantém uma segunda configuração da mola enquanto a mola está em contato com o ombro.

58. Conjunto de atuador, de acordo com a reivindicação

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10. Conjunto de atuador, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o movimento axial do membro de atuação é resistido quando pelo menos uma mola é comprimida no recesso pelo ombro ao longo de um eixo

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57, caracterizado pelo fato de que a mola mantida na segunda configuração pelo ombro resiste à passagem do ombro além da referida mola na segunda configuração quando o ombro está se movendo na segunda direção.

59. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 58, caracterizado pelo fato de que o conjunto compreende um percurso de fluxo de fluido axial através do alojamento conectando um percurso de fluxo em um primeiro lado do conjunto com um percurso de fluxo no segundo lado do conjunto.

60. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 59, caracterizado pelo fato de que o membro de atuação e o membro de suporte estão separados.

61. Válvula, caracterizada pelo fato de que compreende um conjunto de atuador conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 60.

62. Válvula, de acordo com a reivindicação 61,

caracterizada pelo fato de que compreende uma válvula de luva deslizante. 63. Válvula, de acordo com a reivindicação 61 ou 62, caracterizada pelo fato de que compreende uma válvula de circulação. 64. Método para acionar uma ferramenta para um poço de

petróleo, gás ou água, caracterizado pelo fato de que a ferramenta um conjunto de atuador compreende:

um membro fixo tendo um eixo;

um membro de atuação móvel axialmente em relação ao membro fixo;

uma pluralidade de recessos de extremidade aberta em um dos membros fixos e no membro de atuação em que cada

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11. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma mola é móvel no recesso entre a primeira e a segunda configurações inclinadas dentro do recesso, com um eixo principal da mola sendo inclinado através de um raio do eixo do membro fixo em cada uma da primeira e segunda configurações inclinadas.

12. Conjunto de atuador, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a mola é retida em uma da primeira e segunda configurações quando a extremidade aberta de seu recesso é coberta.

13. Conjunto de atuador, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que, na primeira configuração inclinada, o eixo principal da mola é geralmente alinhado ou paralelo a uma primeira diagonal do recesso, e em que na segunda configuração inclinada, o eixo principal da mola é geralmente alinhado ou paralelo a uma segunda diagonal do recesso.

14. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 13, caracterizado pelo fato de que em cada uma da primeira e segunda configurações inclinadas, cada mola é não simétrica em relação a um raio do eixo do membro fixo.

15. Conjunto de atuador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 14, caracterizado pelo fato de que na primeira configuração inclinada da mola, uma extremidade externa da mola na extremidade aberta do recesso está axialmente mais próxima do ombro do que uma extremidade interna da mola na extremidade interna do recesso.

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12/12 recesso abriga pelo menos parcialmente uma mola helicoidal inclinada;

um ombro que se estende radialmente sobre o outro do membro de atuação e do membro fixo adaptado para engatar uma mola helicoidal inclinada dentro de um recesso; e um membro de suporte adaptado para cobrir as extremidades abertas dos recessos e sendo móvel axialmente em diferentes posições axiais em relação aos recessos; em que o método inclui:

mover o membro de atuação axialmente em relação ao membro fixo;

mover o membro de suporte além de pelo menos uma parte de uma extremidade aberta de um recesso que aloja uma mola helicoidal inclinada; e restringir o movimento axial do membro de atuação engatando o ombro com pelo menos uma parte da mola helicoidal inclinada que se estende a partir da extremidade aberta do recesso.