BR112019026759B1 - Sistema e método para controlar o fluxo de fluido - Google Patents

Abstract

Um sistema para controlar o fluxo de fluido em um poço subterrâneo inclui uma primeira válvula, uma linha de controle acoplada fluidamente à primeira válvula, uma linha de equalização disposta externamente à e separada da primeira válvula e pelo menos uma segunda válvula disposta na linha de equalização e em comunicação fluida com a linha de controle. A primeira válvula inclui um corpo que define um lúmen e uma porção superior e uma porção inferior. A linha de equalização está em comunicação fluida com o lúmen entre a porção superior e a porção inferior do corpo. A segunda válvula iguala uma pressão entre as partes superior e inferior do corpo.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente divulgação geralmente se refere a operações e equipamentos de furo de poço e, mais especificamente, a um dispositivo de equalização de pressão para uma válvula de segurança de subsuperfície (SSSV).

FUNDAMENTOS DA DIVULGAÇÃO

[002] As válvulas de segurança de subsuperfície (SSSVs) são bem conhecidas no setor de petróleo e gás e fornecem um dos muitos mecanismos à prova de falhas para impedir a liberação descontrolada de fluidos de fundo de poço, se um sistema de furo de poço experimentar uma perda de contenção. Normalmente, as válvulas de segurança de subsuperfície compreendem uma porção de uma coluna de tubagem colocada no lugar durante a completação de um furo de poço. Embora várias variações de projeto sejam possíveis para válvulas de segurança de subsuperfície, a grande maioria são válvulas do tipa aba que abrem e fecham em resposta ao movimento longitudinal de um tubo de fluxo. Como as válvulas de segurança de subsuperfície fornecem um mecanismo à prova de falhas, o posicionamento padrão da aba geralmente é fechado para minimizar o potencial de liberação inadvertida de fluidos de poço. A aba pode ser aberto através de vários meios de controle da superfície da terra, a fim de fornecer um caminho de fluxo para a produção ocorrer.

[003] Em muitos casos, o tubo de fluxo pode ser regulado da superfície da terra usando um conjunto de pistão e haste que pode ser carregado hidraulicamente através de uma linha de controle ligada a um coletor hidráulico ou painel de controle. O termo “linha de controle” será usado neste documento para se referir a uma linha hidráulica configurada para deslocar o tubo de fluxo de uma válvula de segurança de subsuperfície para baixo após pressurização, ou para se tornar ainda mais removido da saída de um furo de poço. Quando pressão hidráulica suficiente é transportada para uma válvula de segurança de subsuperfície através da linha de controle, o conjunto de pistão e haste força o tubo de fluxo para baixo (comprimindo a mola de força), o que faz com que a aba se mova para sua posição aberta ao superar forças que tendem a manter a aba fechado (por exemplo, molas de polarização, pressão no fundo do poço e semelhantes). Quando a pressão hidráulica é removida da linha de controle, a mola de força desloca o tubo de fluxo para cima e a aba retorna à sua posição padrão fechada. Um mecanismo de fechamento automático, como uma mola de torção, também pode estar presente para promover o fechamento da aba, caso ocorra uma perda de pressão hidráulica.

[004] A maioria das falhas nas válvulas de segurança ocorre devido a vazamentos que passam por um dispositivo de fechamento da válvula, como um aba ou fecho de esfera, da válvula de segurança. Uma das principais causas de vazamento do dispositivo de fechamento é o dano devido ao fechamento de batida (ou seja, um fechamento extremamente rápido do dispositivo de fechamento devido, por exemplo, ao fechamento da válvula durante o fluxo de gás de alta velocidade através da válvula, etc.). Fechos de batida também podem causar danos a um tubo de fluxo ou pino de abertura da válvula de segurança e a um pivô do dispositivo de fechamento. Outra causa do vazamento do dispositivo de fechamento é a erosão devido ao fluxo de alta velocidade que passa pelas superfícies de vedação no dispositivo de fechamento e em sua sede.

[005] A descrição fornecida na seção de fundamentos não deve serconsiderada como técnica anterior apenas porque é mencionada ou associada à seção de fundamento. A seção de fundamento pode incluir informações que descrevem um ou mais aspectos da tecnologia do assunto

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

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

[007] A Figura 1 ilustra um diagrama esquemático de um sistema de furo de poço contendo uma coluna de tubulação e uma válvula de segurança conectada a ela.

[008] A Figura 2 ilustra um esquema detalhado de um sistema exemplificativo para controlar o fluxo de fluido em um poço subterrâneo.

[009] A Figura 3 ilustra um diagrama esquemático de uma válvula de equalização exemplificativa.

[0010] A Figura 4 mostra um esquema detalhado de outro sistema exemplificativo para controlar o fluxo de fluido em um poço subterrâneo.

[0011] A Figura 5 ilustra um esquema detalhado do sistema exemplificativo para controlar o fluxo de fluido em um poço subterrâneo da Figura 2, incluindo um filtro.

[0012] Em uma ou mais implementações, nem todos os componentes representados em cada figura podem ser necessários e uma ou mais implementações podem incluir componentes adicionais não mostrados em uma figura. Variações no arranjo e tipo dos componentes podem ser feitas sem se afastar do escopo da divulgação do assunto. Componentes adicionais, componentes diferentes ou menos componentes podem ser utilizados dentro do escopo da divulgação do assunto.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0013] A descrição detalhada estabelecida abaixo é uma descrição de várias implementações e não representa as únicas implementações nas quais a tecnologia em questão pode ser praticada. Como os versados na técnica perceberão, as implementações descritas podem ser modificadas de várias maneiras diferentes, tudo sem se afastar do escopo da presente divulgação. Nesse sentido, a descrição e desenhos devem ser consideradas como ilustrativos em natureza e não restritivos.

[0014] A presente divulgação geralmente se refere a operações e equipamentos de furo de poço e, mais especificamente, a uma válvula de equalização de pressão.

[0015] As válvulas de equalização são normalmente acionadas por um tubo de fluxo que empurra e causa um mecanismo de fechamento da válvula de segurança, por exemplo, uma aba que abre e fecha em resposta ao movimento longitudinal do tubo de fluxo. Em alguns aspectos, a equalização ocorre através de uma sede da válvula de segurança ou através do mecanismo de fechamento da válvula de segurança sendo deslocado para fora da sede pelo movimento longitudinal do tubo de fluxo. A configuração acima mencionada, no entanto, fornece certas limitações em termos de execução eficiente e com êxito da equalização, que serão descritas em mais detalhes abaixo.

[0016] Em alguns aspectos, o mecanismo de fechamento da válvula de segurança é inclinado por uma mola para uma posição normalmente fechada e mantido em uma posição aberta pelo fluido hidráulico pressurizado que flui através de uma linha de controle. Quando conectada adequadamente a uma porta da linha de controle, a linha de controle hidráulica estabelece comunicação fluida com um furo de pistão definido em um alojamento da válvula de segurança, permitindo assim que a pressão do fluido hidráulico seja transportada para ela. Um conjunto de pistão disposto dentro do furo do pistão pode incluir uma haste de pistão que se estende axialmente através dele para causar movimento axial de um tubo de fluxo na direção da força aplicada para deslocar o mecanismo de fechamento da válvula de segurança para uma posição aberta.

[0017] Alguns aspectos incluem a percepção de que, quando o mecanismo de fechamento da válvula de segurança está na posição fechada, a pressão do fluida abaixo do mecanismo de fechamento atuando sobre uma área superficial relativamente grande do mecanismo de fechamento dificulta a abertura do mecanismo de fechamento. Essa dificuldade em abrir o mecanismo de fechamento da válvula não pode ser facilmente superada simplesmente aumentando a força aplicada ao mecanismo de fechamento usando o conjunto do pistão, porque a área da seção transversal do conjunto do pistão é limitada pelo tamanho relativamente pequeno do furo dentro do qual ele é acomodado. Assim, seria necessária uma alta pressão do fluido para superar a pressão do fluido do poço que atua na área de superfície relativamente grande do mecanismo de fechamento da válvula abaixo do mecanismo de fechamento da válvula. Essa alta pressão do fluido pode, por sua vez, estourar a linha de controle que transporta o fluido hidráulico da superfície da terra para o conjunto do pistão.

[0018] Os problemas acima mencionados foram tratados por métodos convencionais de equalização, que utilizam um dispositivo de equalização posicionado dentro do mecanismo de fechamento da válvula de segurança, a fim de equalizar a pressão acima e abaixo do mecanismo de fechamento da válvula de segurança. No entanto, a configuração mencionada acima limita o tamanho da válvula de equalização à largura da seção transversal relativamente pequena do mecanismo de fechamento da válvula de segurança, assim a equalização pode levar um período de tempo prolongado, por exemplo, várias horas para ocorrer em um poço de gás.

[0019] Além disso, alguns aspectos incluem a percepção de que, como a pressão do fluido hidráulico na linha de controle deve superar a pressão do poço acima do mecanismo de fechamento da válvula, a mola polarizando o mecanismo de fechamento da válvula de segurança para a posição fechada e um mecanismo de fechamento da válvula de equalização (por exemplo, gatilho) mantida na sede na posição fechada pela pressão abaixo do mecanismo de fechamento da válvula de segurança (por exemplo, aba), há um limite para o diferencial de pressão acima e abaixo da aba para o qual pode ser equalizado. Além disso, a rigidez de uma porção inferior do nariz do tubo de fluxo é suscetível de ser comprometida.

[0020] Além disso, alguns aspectos incluem a constatação de que, devido à duração do período de equalização, a sede de equalização relativamente pequena é propensa a danos e erosão devido a detritos transportados pela corrente de fluido de alta velocidade.

[0021] Alguns aspectos também incluem a constatação de que os dispositivos de equalização de válvula convencionais podem sofrer danos no mecanismo de fechamento (por exemplo, gatilho) do dispositivo de equalização de válvula devido ao fechamento “de batida” do mesmo (ou seja, um fechamento extremamente rápido do mecanismo de fechamento devido, por exemplo, a fechar a válvula de equalização durante o fluxo de gás de alta velocidade através da válvula, etc.). Fechamentos de batida também podem causar danos ao tubo de fluxo ou à válvula de segurança.

[0022] Por conseguinte, a presente divulgação descreve uma válvula de equalização para uso em conjunto com uma válvula de segurança de subsuperfície (SSSV), alguns aspectos dos quais são capazes de fornecer uma seção transversal de equalização aumentada, configurada para que o mecanismo de fechamento (por exemplo, gatilho) feche antes do mecanismo de fechamento da válvula de segurança, eliminando assim o fechamento de batida e configurado adicionalmente para minimizar os detritos transportados no transportado pela corrente de fluido de alta velocidade.

[0023] Vários aspectos da presente divulgação são direcionados a um sistema para controlar o fluxo de fluido em um poço subterrâneo, incluindo uma primeira válvula e uma segunda válvula. A segunda válvula está em comunicação fluida com uma linha de equalização, que está em comunicação fluida com um lúmen da primeira válvula e é configurada para equalizar a pressão do fluido acima e abaixo de um mecanismo de fechamento da válvula da primeira válvula.

[0024] Para esse efeito, a primeira válvula pode ser uma válvula de segurança 10 e a segunda válvula pode ser uma válvula de equalização 100, como descrito em mais detalhes abaixo.

[0025] A Figura 1 mostra um esquema ilustrativo de um sistema de furo de poço 1 contendo uma coluna de tubagem 14 com uma válvula de segurança recuperável por tubagem 10 anexada a ela. Deve-se reconhecer que a válvula de segurança 10 (conforme detalhado nas Figuras 2, 4 e 5) é meramente ilustrativa de muitas configurações possíveis para uma válvula de segurança operada hidraulicamente. Portanto, outras válvulas de segurança podem operar usando princípios semelhantes, e a configuração da válvula representada não deve ser considerada limitativa. A válvula de segurança recuperável por tubagem 10 pode representar uma válvula de segurança primária do sistema de furo de poço. Os termos “válvula de segurança recuperável por tubagem”, “válvula de segurança primária” e “válvula de segurança” são sinônimos e podem ser usados de forma intercambiável neste documento. No sistema de furo de poço 1, o furo de poço 7 penetra a formação subterrânea 8. Embora o furo de poço 7 seja representado como sendo substancialmente vertical na Figura 1, deve-se reconhecer que uma ou mais seções não verticais também podem estar presentes e são totalmente consistentes com os aspectos da presente divulgação. A coluna de tubagem 5 está disposta dentro de pelo menos uma porção do comprimento de furo de poço 7, com o espaço anular 15 sendo definido entre o exterior da coluna de tubagem 5 e o interior do furo de poço 7. A coluna de tubagem 5 define ainda um caminho de fluxo interno através da mesma (não mostrado na Figura 1). A válvula de segurança 10 está interconectada à coluna de tubagem 5 e está configurada para regular o fluxo de fluido acima e abaixo da válvula de segurança 10 dentro da via de fluxo interna, incluindo desligar o acesso ao fluido em caso de emergência.

[0026] De acordo com alguns aspectos da presente divulgação, um sistema 200 para controlar o fluxo de fluido em um poço subterrâneo (furo de poço 7) inclui uma válvula de segurança 10, uma linha de controle 30, uma linha de equalização 28 e uma válvula de equalização 100 em comunicação fluida com a linha de equalização 28. A válvula de segurança 10 inclui um corpo 202 que define um lúmen 228 que se estende através do corpo 202. O corpo 202 inclui uma porção superior 14 e uma porção inferior 16. Em alguns aspectos da presente divulgação, o corpo 202 é acoplado à coluna de tubagem 5 nas extremidades opostas do alojamento 202. A válvula de segurança 10 inclui ainda um mecanismo de fechamento de válvula 226 (por exemplo, um aba) disposto no corpo 202 e móvel entre uma posição aberta e uma posição fechada para permitir seletivamente e impedir que o fluido flua através do corpo 202. A aba 226 é mostrado na Figura 2 em sua posição padrão fechada, de modo que o fluxo de fluido no lúmen 228 do fundo de poço (isto é, à direita da Figura 2) seja substancialmente bloqueado. Em alguns aspectos, pelo menos uma mola de torção 230 polariza o mecanismo de fechamento da válvula de segurança (isto é, aba) 226 para a posição fechada. Em alguns aspectos, a válvula de segurança 10 inclui ainda um tubo de fluxo 220 disposto reciprocamente no corpo 202 para entrar em contato e deslocar o mecanismo de fechamento da válvula de segurança 226 da posição fechada para a aberta.

[0027] De acordo com alguns aspectos da divulgação, a linha de controle 30 é acoplada fluidamente à válvula de segurança 10 para controlar a atuação da válvula 10. A linha de controle 30 pode se estender da superfície da terra para permitir que a operação da válvula de segurança 10 ocorra a partir de uma sonda, instalação de cabeça de poço ou plataforma submarina localizada na superfície da terra ou na superfície do oceano. Como ilustrado na Figura 1, a linha de controle 30 se estende para a válvula de segurança 10 dentro do espaço anular 15, em estreita proximidade com a coluna de tubagem 5. No entanto, outras configurações para a linha de controle 30 também são possíveis. Em configurações alternativas, por exemplo, a linha de controle 30 pode estar localizada na via de fluxo interna da coluna de tubagem 5 ou ser definida, pelo menos em parte, em uma parede lateral da coluna de tubagem 5 ou em um componente da mesma. Independentemente de sua configuração particular, a linha de controle 20 permite que a válvula de segurança 10 seja controlada hidraulicamente a partir da superfície da terra.

[0028] A Figura 2 mostra um esquema detalhado de um sistema exemplificativo para controlar o fluxo de fluido em um poço subterrâneo de acordo com alguns aspectos. Com referência contínua à Figura 1, a Figura 2 mostra vistas laterais em seção transversal progressiva da válvula de segurança ilustrativa 10 e seus mecanismos de operação hidráulicos. Uma porta da linha de controle 204 pode ser fornecida no corpo 202 para conectar a linha de controle hidráulico 30 à válvula de segurança 10. Quando conectada adequadamente à porta da linha de controle 204, a linha de controle hidráulica estabelece comunicação fluida com um furo de pistão 208 definido no alojamento 202, permitindo assim que a pressão do fluido hidráulico seja transportada para ela. O furo de pistão 208 pode ser um canal ou conduto alongado que se estende substancialmente longitudinalmente ao longo de uma porção do comprimento axial da válvula de segurança 10.

[0029] De acordo com alguns aspectos da divulgação, a válvula de segurança 10 inclui ainda um conjunto de pistão 210 disposto dentro do furo de pistão 208 no corpo 202 da válvula de segurança 10 e configurado para transladar axialmente no mesmo. O conjunto de pistão 210 também inclui a haste do pistão 216 que se estende longitudinalmente a partir do conjunto de pistão 210 através de pelo menos uma porção do furo de pistão 208. Na extremidade distal da haste de pistão 216, ela pode ser acoplada a uma luva do atuador que causa movimento do tubo de fluxo 220 axialmente na direção da força aplicada (isto é, para baixo com o aumento da pressão hidráulica).

[0030] A válvula de segurança 10 inclui ainda um corpo elástico 234 disposto na porção inferior 16 do corpo 202 e configurado para aplicar uma força oposta ao fluido hidráulico na linha de controle 30 para manter o mecanismo de fechamento da válvula de segurança 236 na posição fechada e ajudar a impedir que o mecanismo de fechamento da válvula de segurança 226 seja aberto inadvertidamente. Em alguns aspectos, o corpo elástico 234 pode ser uma mola de força 234, mas não está limitada a isso. Por exemplo, o corpo elástico 234 pode ser qualquer mecanismo ou estrutura capaz de expandir e comprimir em resposta a uma força aplicada ou removida a ele. Desse modo, a expansão da mola 234 faz com que o conjunto de pistão 210 se mova para cima dentro do furo de pistão 208. Deve-se notar que, além da mola 234, outros tipos de dispositivos de polarização, como um gás comprimido com mecanismos de vedação apropriados, podem ser empregados de maneira semelhante.

[0031] A Figura 3 ilustra um diagrama esquemático de uma válvula de equalização exemplificativa 100. Como descrito acima, em relação à Figura 2, o sistema 200 inclui a linha de equalização 28 (ilustrada na Figura 2) disposta externamente à válvula de segurança 10 e em comunicação fluida com o lúmen 228 entre a porção superior 14 e a porção inferior 16 do corpo 202. A válvula de equalização 100 está em comunicação fluida com a linha de controle 30 para equalizar uma pressão entre as partes superior 14 e inferior 16 do corpo 202. Como ilustrado na Figura 3, a válvula de equalização 100 inclui um mecanismo de fechamento da válvula de equalização 50 (por exemplo, um gatilho) que é montado dentro de um furo da válvula de equalização 100. O furo da válvula de equalização 100 na qual o gatilho 50 é montado é acoplado fluidamente ao lúmen 228 na porção inferior da válvula de segurança 10 através da seção A da linha de equalização 28. Assim, o gatilho é acoplado fluidamente ao lúmen 228 da válvula de segurança 10 em uma posição abaixo do mecanismo de fechamento da válvula de segurança 226. Em alguns aspectos, como ilustrado na Figura 3, o mecanismo de fechamento da válvula de equalização 50 é ilustrado como um gatilho 50, que é carregado por mola através de um corpo elástico, por exemplo, uma mola. No entanto, outros mecanismos de fechamento de válvula podem ser utilizados, que operam usando princípios semelhantes, e a configuração da válvula de equalização representada não deve ser considerada limitativa.

[0032] Em alguns aspectos, a linha de equalização 28 inclui uma primeira seção A e uma segunda seção B. A primeira seção A é configurada para transportar fluido, de uma primeira região da válvula de segurança 10 para uma segunda região da válvula de segurança 10. O fluido na primeira região geralmente tem uma pressão de fluido maior que o fluido na segunda região da válvula de segurança 10. Em alguns aspectos, como descrita abaixo, a primeira região é posicionada abaixo do mecanismo de fechamento da válvula de segurança 226 e a segunda região é posicionada acima do mecanismo de fechamento da válvula de segurança 226. Na posição aberta, o mecanismo de fechamento da válvula de equalização 50 permite que o fluxo de fluido através da primeira e da segunda regiões equalize a pressão acima e abaixo do mecanismo de fechamento da válvula de segurança 226.

[0033] Em operação, quando a pressão do fluido na linha de controle 30 é baixa, o gatilho de equalização 50 é desviado para uma posição fechada, onde a força da mola atua sobre o gatilho 50 para empurrá-lo contra a sede e fechar um caminho de comunicação fluida entre um primeira seção A e uma segunda seção B da linha de equalização 28. O fechamento da comunicação fluida entre a primeira e a segunda seções A e B corta a comunicação entre o fluido acima e abaixo do mecanismo de fechamento da válvula de segurança 226, mantendo assim o diferencial de pressão entre o fluido acima e abaixo do mecanismo de fechamento da válvula de segurança 226.

[0034] Como ilustrado na Figura 3, a válvula de equalização 100 inclui ainda um atuador de equalização 60, que é montado reciprocamente no corpo da válvula de equalização 100. Em alguns aspectos, o atuador de pistão 60 é um conjunto de pistão 60, mas a configuração do atuador 60 não está limitada ao mesmo. Por exemplo, o conjunto de pistão 60 pode ser qualquer atuador capaz de produzir um movimento correspondente no mecanismo de fechamento da válvula de equalização 50, da posição fechada para uma posição aberta. Em alguns aspectos, o conjunto de pistão 60 inclui a cabeça de pistão 62 que acopla e, de outra forma, polariza um batente superior definido dentro do furo de pistão quando o conjunto de pistão é estimulado devido ao fluido pressurizado na linha de controle 30. Um batente superior pode ser um ressalto radial definido pelo corpo da válvula de equalização 100 dentro do furo de pistão, que tem um diâmetro reduzido e uma superfície axial configurada para engatar uma superfície axial correspondente da cabeça de pistão 62. Um batente superior pode gerar uma vedação mecânica de metal para metal entre a cabeça do pistão e o corpo para impedir a migração de fluidos (por exemplo, fluidos hidráulicos, fluidos de produção e semelhantes) através deles. Outras configurações de um batente superior que são configuradas para travar o movimento axial do conjunto de pistão 60 também são possíveis.

[0035] Em outros aspectos, um batente inferior pode ser disposto dentro do furo, a fim de limitar a faixa de movimento axial do conjunto de pistão 210. Uma vedação metal para metal pode ser criada entre o conjunto de pistão 60 e o batente inferior, de modo que a migração de fluidos (por exemplo, fluidos hidráulicos, fluidos de produção e semelhantes) através dos quais é geralmente impedida.

[0036] O conjunto de pistão 60 é acoplado fluidamente à linha de controle 30 a ser deslocada por um fluido pressurizado que flui na mesma. Quando a pressão da linha de controle 30 é alta, ou seja, o fluido de alta pressão que flui nela empurra o conjunto de pistão 60 para movê-lo axialmente em direção ao gatilho 50. Uma haste do conjunto de pistão 60 exerce uma força no gatilho 50, levantando assim o gatilho 50 da sede para uma posição aberta e abrindo o caminho de comunicação fluida entre as seções A e B da linha de equalização 28. Quando as seções A e B da linha de equalização 28 estão em comunicação fluida, a porção superior 14 e a porção inferior 16 da válvula de segurança 10 estão em comunicação fluida através da linha de equalização 28, e ocorre a equalização. Em alguns aspectos da divulgação, o pistão 62 do conjunto de pistão pode ter um diâmetro maior que o diâmetro do lúmen 228 da válvula de segurança 10 no qual o mecanismo de fechamento da válvula de segurança (por exemplo, aba) 226 é montado, dependendo da aplicação específica.

[0037] Durante a equalização, o fluido flui da zona de alta pressão (abaixo da aba 226) na porção inferior 16 para a zona de pressão mais baixa (acima da aba 226) na parte superior 14 até que a pressão do fluido acima e abaixo da aba 226 seja igual. Quando a pressão do fluido acima e abaixo da aba 226 é igual, então a pressão do fluido necessária para superar a pressão abaixo do tambor 226 é reduzida em oposição ao que teria sido antes da equalização. Uma vez concluída a equalização, um fluido pressurizado tendo a pressão reduzida é aplicado através da linha de controle 30 para superar a pressão abaixo da aba 226 e mover a aba para a posição aberta, como discutido acima em relação à Figura 2.

[0038] Essencialmente, mediante pressurização hidráulica e movimento descendente de uma haste de pistão 216 do conjunto de pistão 210, o tubo de fluxo 220 também é deslocado para baixo, eventualmente superando a força associada à mola de torção 230 e quaisquer pressões de fluido de fundo de poço associadas. Neste ponto, a aba 226 se move de sua posição fechada para uma posição aberta (mostrada em fantasma na Figura 2). Quando a pressão hidráulica na linha de controle 30 é liberada, o pistão e a haste do conjunto de pistão 60 retraem-se para longe do gatilho 50, fazendo com que o gatilho 50 seja polarizado pela mola do gatilho de volta à posição fechada na sede. Além disso, uma vez que a pressão na linha de controle é liberada, o conjunto de pistão 210 retrai para cima e o tubo de fluxo 220 é correspondentemente deslocado para cima, fazendo com que a força da mola da mola de torção 230 mova a aba 226 de volta para sua posição fechada, a pressão abaixo da aba 226 sendo superior a acima da aba 226.

[0039] A Figura 4 mostra um esquema detalhado de outro sistema exemplificativo para controlar o fluxo de fluido em um poço subterrâneo. O sistema 300 inclui os mesmos elementos descritos em relação à Figura 2, cuja descrição é, portanto, omitida. Como ilustrado na Figura 4, o sistema 300 inclui ainda mais, por exemplo, tubulação 38, que é acoplada a uma seção de extremidade da porção superior 14 do corpo 202 da válvula de segurança 10. Em alguns aspectos, a tubulação adicional 38 pode ser acoplada à porção superior 14 usando uma ou mais técnicas de ligação, como técnicas de ligação metal para compósito (por exemplo, processos moldados por transferência de resina), processamento de cura por temperatura, processamento de cura por UV, combinações dos mesmos, e semelhantes. Em ainda outros aspectos, a tubulação 38 pode ser acoplada à porção superior 14 usando um ou mais adesivos, tais como, sem limitação, epóxis, acrílicos e uretanos. Em outros aspectos, a tubulação 38 pode ser acoplada à porção superior 14 usando técnicas de ligação de pressão mecânica e/ou hidráulica, como conhecido na técnica.

[0040] Em alguns aspectos da divulgação, a válvula de equalização 100 é parte integrante da válvula de segurança 10 ou tubulação 38. Por exemplo, o tubo 38 pode ter configurações de múltiplas camadas, onde serve como alojamento para a válvula de equalização 100.

[0041] A Figura 5 ilustra um esquema detalhado do sistema exemplificativo para controlar o fluxo de fluido em um poço subterrâneo da Figura 2, incluindo um filtro. Como ilustrado na Figura 5, um filtro 40 é montado na linha de equalização 28 entre a válvula de equalização 100 e a porção inferior 15 da válvula de segurança 10. Devido ao fato de que o fluido pressurizado de alta velocidade na linha 28 transporta detritos nele na forma de pequenos pedaços de sujeira ou pedaços de pedra, o filtro 40 é necessário para remover a sujeira na corrente de fluido antes de atingir a válvula de equalização 100 e corrói os componentes internos do mesmo. Nesse sentido, o filtro 40 pode contribuir para prolongar a vida útil da válvula de equalização 100 impedindo que suas partes internas danifiquem (por exemplo, corte de fluxo da sede de equalização). Os fluidos de alta velocidade têm um potencial de erosão quase zero quando estão essencialmente livres de partículas de detritos.

[0042] Os vários aspectos aqui descritos nos quais a válvula de equalização 100 é montada externamente e separada da válvula de segurança 10 fornecem várias vantagens sobre os dispositivos de equalização convencionais, que são tradicionalmente montados dentro da válvula de segurança. Por exemplo, a válvula de equalização 100 e os componentes correspondentes não estão limitados em tamanho pelo tamanho da válvula de segurança 10 e, mais particularmente, não estão limitados ao tamanho da seção transversal do mecanismo de fechamento da válvula de segurança 226 (por exemplo, largura da aba, onde a válvula de equalização 100 está posicionada dentro da aba 226) como nos dispositivos de equalização convencionais, que estão dispostos na válvula de segurança. Em vez disso, a válvula de equalização 100 aqui descrita é disposta em comunicação fluida com uma linha de equalização que é montada no exterior da válvula de segurança 10. Assim, o tamanho do conjunto de pistão de equalização 60 e o gatilho de equalização 50 pode ser aumentado ou diminuído conforme necessário para ajustar a aplicação desejada e ser capaz de abrir além da possível pressão retida abaixo da aba 226. Quanto maior a área de superfície da válvula de equalização e seus componentes, por exemplo, o conjunto de pistão 60, que são expostos ao fluido hidráulico pressurizado a partir da linha de controle 30, maior a força do fluido hidráulico pressurizado que atua no conjunto de pistão 60, e a equalização mais rápida ocorre. A configuração acima mencionada fornece assim uma equalização mais rápida, em comparação com uma configuração em que o dispositivo de equalização é limitado ao tamanho da válvula de segurança e ao mecanismo de fechamento da válvula de segurança. Além disso, como o tamanho do dispositivo de equalização não é limitado pelo da válvula de segurança, os limites dos diferenciais de pressão que podem ser equalizados devido a restrições de tamanho são removidos. Como afirmado acima, os componentes do dispositivo de equalização podem ser ampliados conforme necessário para equalização de diferenciais de pressão mais altos sem causar pressão excessiva na linha de controle 30, levando ao rompimento da linha de controle 30.

[0043] Além disso, devido ao fato de que os componentes da válvula de equalização (por exemplo, a sede na qual o gatilho fica na posição fechada) não serem limitados pelo tamanho da válvula de segurança, o tamanho do gatilho e a sede correspondente também podem ser aumentados para caber no aplicativo desejado. Assim, o corte de fluxo, isto é, danos à sede devido ao fluido pressurizado de alta velocidade contendo detritos, da sede da válvula de equalização é drasticamente reduzido ou eliminado devido ao tamanho aumentado ou à área de superfície do gatilho de equalização e da sede.

[0044] Além disso, os vários aspectos descritos neste documento fornecem uma válvula de equalização 100, que pode ser adicionada a uma configuração de válvula de segurança existente sem modificação, uma vez que é montada externamente e separada da válvula de segurança. A configuração acima mencionada é possível porque a operação da válvula de equalização 100 é independente do movimento do tubo de fluxo 220. O tubo de fluxo 220 está configurado para deslocar o mecanismo de fechamento da válvula de segurança para a posição aberta após a equalização. Assim, a válvula de equalização 100 da presente divulgação varia das válvulas ou mecanismos convencionais de equalização, em que a válvula de equalização 100 não depende da atuação por movimento do tubo de fluxo 220 para operação.

[0045] Uma outra vantagem dos vários aspectos aqui descritos em relação à válvula de equalização reside no fato de que, uma vez que a válvula de equalização 100 não está disposta na válvula de segurança, a válvula de segurança pode ser qualificada independentemente da válvula de equalização, impactando minimamente as operações de perfuração de poço.

[0046] De acordo com alguns aspectos, o sistema 200 para controlar o fluxo de fluido em um poço subterrâneo pode incluir múltiplas válvulas de equalização 100 dispostas em paralelo umas às outras para equalizar a pressão através do mecanismo de fechamento da válvula de segurança. A configuração acima mencionada fornece a vantagem de a equalização ser realizada em uma fração do tempo em proporção ao número de válvulas de equalização 100 fornecidas. Por exemplo, posicionar duas válvulas de equalização 100 paralelas uma à outra no sistema resultaria no tempo necessário para a equalização ser cortada pela metade. Se três válvulas de equalização 100 forem usadas, o tempo será reduzido para um terço, e assim por diante. Como descrito acima, um tempo de equalização mais rápido leva a menos erosão dos componentes das válvulas de equalização 100, aumentando assim a vida útil da(s) válvula(s) de equalização 100.

[0047] Vários aspectos da divulgação são direcionados para fornecer um método para controlar o fluxo de fluido através da válvula de segurança 10 no poço subterrâneo 7. Em alguns aspectos, o método inclui equalizar uma pressão do fluido acima e abaixo do mecanismo de fechamento (por exemplo, aba 226) da válvula de segurança 10 e acionar um tubo de fluxo 220 da válvula de segurança 10, após a equalização, para entrar em contato com o mecanismo de fechamento 226 da válvula de segurança 10 e deslocar o mecanismo de fechamento da válvula de segurança 10 de uma posição fechada para uma posição aberta (ilustrada na Figura 2).

[0048] A equalização inclui fornecer uma linha de controle 30 de um sistema de válvula de segurança 200, incluindo a válvula de segurança 10, com um fluido hidráulico pressurizado a uma pressão predeterminada. A pressão predeterminada depende da aplicação e pode variar dependendo da seção transversal do mecanismo de fechamento da válvula de segurança 226. Em alguns aspectos, a equalização inclui ainda acoplar fluido da linha de equalização 28 com pelo menos uma válvula de equalização 100 disposta nela com a linha de controle 30 e com a válvula de segurança 10 nas posições acima e abaixo do mecanismo de fechamento 226 da válvula de segurança 10. Além disso, a equalização inclui aplicar fluido pressurizado para acionar o conjunto de pistão 60 da válvula de equalização 100. O conjunto de pistão 100 empurra o mecanismo de fechamento da válvula 226 da válvula de equalização 100 para fora do assento e permite que o fluido pressurizado flua de uma região de alta pressão para uma região de baixa pressão até que a pressão acima e abaixo do mecanismo de fechamento 226 da válvula de segurança 10 seja igual. A região de baixa pressão e a região de alta pressão são definidas uma em relação à outra, com a região de alta pressão em alguns aspectos sendo a região abaixo do mecanismo de fechamento da válvula de segurança 226 e a região de baixa pressão sendo a região acima do mecanismo de fechamento da válvula de segurança 226.

[0049] Em alguns aspectos, o acionamento do tubo de fluxo inclui, após determinar que a equalização ocorreu, a aplicação de um fluido pressurizado através da linha de controle 30 para acionar o conjunto de pistão 60 da válvula de segurança 10. Neste aspecto, o conjunto de pistão 60 da válvula de segurança empurra e desloca o tubo de fluxo 220 em uma direção do mecanismo de fechamento da válvula de segurança para abrir o mecanismo de fechamento da válvula de segurança 226.

Ilustração da Tecnologia do Assunto como Cláusulas

[0050] Vários exemplos de aspectos da divulgação são descritos como cláusulas numeradas (1, 2, 3 etc.) por conveniência. Estes são fornecidos como exemplos e não se limitam à tecnologia em questão. A identificação das figuras e números de referência é fornecida abaixo apenas como exemplos para fins ilustrativos, e as cláusulas não são limitadas por essas identificações.

[0051] Cláusula 1: Um sistema para controlar o fluxo de fluido em um poço subterrâneo, o sistema compreendendo: uma primeira válvula compreendendo um corpo que define um lúmen que se estende através dele, o corpo compreendendo uma porção superior e uma porção inferior, e um mecanismo de fechamento de válvula disposto entre eles; e uma linha de controle acoplada fluidamente à primeira válvula para controlar o acionamento da primeira válvula; uma linha de equalização disposta externamente e separada da primeira válvula, a linha de equalização em comunicação fluida com o lúmen entre a porção superior e a porção inferior do corpo; e pelo menos uma segunda válvula em comunicação fluida com a linha de equalização e a linha de controle para equalizar uma pressão entre as partes superior e inferior do corpo.

[0052] Cláusula 2: O sistema da Cláusula 1, em que a primeira válvula compreende uma válvula de segurança e a segunda válvula compreende uma válvula de equalização.

[0053] Cláusula 3: O sistema do sistema da Cláusula 2, em que a válvula de equalização compreende um mecanismo de fechamento da válvula de equalização disposto dentro da válvula de equalização, o mecanismo de fechamento da válvula de equalização sendo inclinado para uma posição fechada e um atuador de equalização acoplado fluidamente à linha de controle e disposto reciprocamente dentro da válvula de equalização a ser deslocada em direção ao mecanismo de fechamento da válvula de equalização por um fluido pressurizado recebido da linha de controle, o atuador de equalização configurado para acionar e deslocar o mecanismo de fechamento da válvula de equalização da posição fechada para uma posição aberta, em que o deslocamento do mecanismo de fechamento da válvula de equalização para a posição aberta conecta fluidamente a porção superior e a porção inferior para igualar a pressão do fluida abaixo e acima do mecanismo de fechamento da válvula de segurança antes do deslocamento do mecanismo de fechamento da válvula de segurança para a posição aberta.

[0054] Cláusula 4: O sistema da Cláusula 3, em que um tamanho da válvula de equalização é maior que uma espessura de seção transversal do mecanismo de fechamento da válvula de segurança.

[0055] Cláusula 5: O sistema da Cláusula 3, em que o mecanismo de fechamento da válvula de equalização compreende um primeiro corpo elástico para inclinar a válvula de equalização para a posição fechada.

[0056] Cláusula 6: O sistema da Cláusula 3, em que a linha de equalização compreende uma primeira seção e uma segunda seção; e a primeira seção é configurada para transportar fluido de uma primeira região da válvula de segurança para uma segunda região da válvula de segurança, o fluido na primeira região tendo uma pressão de fluido maior do que o fluido na segunda região.

[0057] Cláusula 7: O sistema da Cláusula 6, em que: a primeira região é posicionada abaixo do mecanismo de fechamento da válvula de segurança e a segunda região é posicionada acima do mecanismo de fechamento da válvula de segurança e, na posição aberta, o mecanismo de fechamento da válvula de equalização permite o fluxo de fluido através da primeira e da segundas regiões para equalizar a pressão acima e abaixo do mecanismo de fechamento da válvula de segurança.

[0058] Cláusula 8: O sistema da Cláusula 3, em que a pelo menos uma segunda válvula compreende múltiplas válvulas de equalização dispostas em paralelo uma à outra para equalizar a pressão através do mecanismo de fechamento da válvula de segurança.

[0059] Cláusula 9: O sistema da Cláusula 3, compreendendo ainda um filtro disposto na linha de equalização entre a segunda válvula e a porção superior.

[0060] Cláusula 10: O sistema da Cláusula 2, compreendendo ainda a tubulação acoplada a uma seção de extremidade da porção superior do corpo da válvula de segurança, em que a válvula de equalização está alojada dentro de um diâmetro interno da tubulação.

[0061] Cláusula 11: O sistema da Cláusula 1, em que: o primeiro mecanismo de fechamento de válvula é móvel entre uma posição aberta e uma posição fechada para permitir e impedir seletivamente que o fluido hidráulico flua através do corpo; e a primeira válvula compreende ainda um tubo de fluxo disposto reciprocamente no corpo para entrar em contato e deslocar o primeiro mecanismo de fechamento da válvula da posição fechada para a aberta.

[0062] Cláusula 12: O sistema da Cláusula 11, em que a primeira válvula compreende ainda: um segundo corpo elástico disposto na porção inferior do primeiro corpo da válvula e configurado para aplicar uma força oposta ao fluido hidráulico pressurizado que flui na linha de controle para manter o primeiro mecanismo de fechamento da válvula na posição fechada e um primeiro atuador de válvula configurado para transladar axialmente dentro da primeira válvula para causar um movimento correspondente do primeiro mecanismo de fechamento de válvula para a posição aberta.

[0063] Cláusula 13: Um método para controlar o fluxo de fluido através de uma válvula de segurança em um poço subterrâneo, o método compreendendo: equalizar uma pressão de fluido acima e abaixo de um mecanismo de fechamento da válvula de segurança, a equalização compreende: fornecer uma linha de controle de um sistema de válvula de segurança compreendendo a segurança válvula com um fluido hidráulico pressurizado a uma pressão predeterminada; acoplar fluidamente uma linha de equalização com a linha de controle e com a válvula de segurança nas posições acima e abaixo do mecanismo de fechamento da válvula de segurança, tendo a linha de equalização pelo menos uma válvula de equalização em comunicação fluida; e aplicar o fluido pressurizado para acionar o atuador da válvula de equalização, o atuador empurrando um mecanismo de fechamento da válvula da válvula de equalização para fora da sede e permitindo que o fluido pressurizado flua de uma região de alta pressão para uma região de baixa pressão da válvula de segurança até que a pressão do fluido acima e abaixo do mecanismo de fechamento da válvula de segurança seja igual; e acionar um tubo de fluxo da válvula de segurança, após a equalização, para contatar o mecanismo de fechamento da válvula de segurança e deslocar o mecanismo de fechamento da válvula de segurança de uma posição fechada para uma posição aberta.

[0064] Cláusula 14: O método da Cláusula 13, em que o acionamento do tubo de fluxo compreende, após determinar que a equalização ocorreu, aplicar um fluido pressurizado através da linha de controle para acionar um conjunto de pistão da válvula de segurança, o conjunto de pistão da válvula de segurança empurrando e deslocando o tubo de fluxo em uma direção do mecanismo de fechamento da válvula de segurança para abrir o mecanismo de fechamento da válvula de segurança.

[0065] Cláusula 15: O método da Cláusula 13, em que um tamanho da válvula de equalização é maior que uma espessura de seção transversal do mecanismo de fechamento da válvula de segurança.

[0066] Cláusula 16: O método da Cláusula 13, compreendendo ainda filtrar um fluido que flui na linha de equalização para filtrar partículas no fluido pressurizado que flui através dele e evitar danos aos componentes da válvula de segurança.

[0067] Cláusula 17: O método da Cláusula 13, em que o mecanismo de fechamento da válvula de equalização compreende um primeiro corpo elástico para inclinar a válvula de equalização para a posição fechada.

[0068] Cláusula 18: O método da Cláusula 13, em que a linha de equalização compreende uma primeira seção e uma segunda seção; e a primeira seção é configurada para transportar fluido de uma primeira região da válvula de segurança para uma segunda região da válvula de segurança, o fluido na primeira região tendo uma pressão de fluido maior do que o fluido na segunda região.

[0069] Cláusula 19: O método da Cláusula 18, em que a primeira região é posicionada abaixo do mecanismo de fechamento da válvula de segurança e a segunda região é posicionada acima do mecanismo de fechamento da válvula de segurança e, na posição aberta, o mecanismo de fechamento da válvula de equalização permite o fluxo de fluido através da primeira e da segundas regiões para equalizar a pressão acima e abaixo do mecanismo de fechamento da válvula de segurança.

[0070] Cláusula 20: O método da Cláusula 13, em que a pelo menos uma válvula de equalização compreende múltiplas válvulas de equalização dispostas em paralelo uma à outra para realizar a equalização.

Considerações Adicionais

[0071] Uma referência a um elemento no singular não se destina a significar um e apenas um, a não ser que isto seja especificamente declarado, e sim um ou mais. Por exemplo, o módulo “a” pode se referir a um ou mais módulos. Um elemento procedido por “um”, “uma”, “o/a” ou “referido(a)” não exclui, sem restrições adicionais, a existência de outros elementos adicionais.

[0072] Os cabeçalhos e sub cabeçalhos, caso existam, são usados apenas por questão de conveniência e não limitam a invenção. A palavra exemplificativo é usada para significar servir como exemplo ou ilustração. Na medida em que o termo incluir, possuir ou semelhante é usado, esse termo deve ser inclusivo de uma maneira semelhante ao termo compreendido, pois compreendido é interpretado quando empregado como uma palavra de transição em uma reivindicação. Termos relacionais como primeiro e segundo e semelhantes podem ser usados para distinguir uma entidade ou ação de outra sem necessariamente exigir ou implicar qualquer relacionamento ou ordem real entre essas entidades ou ações.

[0073] Expressões como um aspecto, o aspecto, outro aspecto, alguns aspectos, um ou mais aspectos, uma implementação, a implementação, outra implementação, algumas implementações, uma ou mais implementações, uma modalidade, a modalidade, outra modalidade, algumas modalidades, uma ou mais modalidades, uma configuração, a configuração, outra configuração, algumas configurações, uma ou mais configurações, a tecnologia em questão, a divulgação, a presente divulgação, outras variações da mesma e semelhantes são por conveniência e não implicam que uma divulgação relacionada a tal(is) expressão(ões) é essencial para a tecnologia em questão ou que tal divulgação se aplique a todas as configurações da tecnologia em questão. Uma divulgação relacionada a tal(is) expressão(s) pode ser aplicada a todas as configurações, ou uma ou mais configurações. Uma divulgação relacionada a tal(is) expressão(s) pode fornecer um ou mais exemplos. Uma expressão como um aspecto ou alguns aspectos pode se referir a um ou mais aspectos e vice-versa, e isso se aplica de maneira semelhante a outras expressões anteriores.

[0074] Uma expressão “pelo menos um dentre” que precede uma série de itens, com os termos “e” ou “ou'“ para separar qualquer um dos itens, modifica a lista como um inteiro, em vez de cada membro da lista. A expressão “pelo menos um dentre” não requer seleção de pelo menos um item; em vez disso, a expressão permite um significado que inclui pelo menos um dentre qualquer um dos itens e/ou pelo menos um dentre qualquer combinação dos itens e/ou pelo menos um dentre cada um dos itens. A título de exemplo, cada uma das expressões “pelo menos um de A, B e C” ou “pelo menos um de A, B ou C” se referem a apenas A, apenas B ou apenas C; qualquer combinação de A, B e C; e/ou pelo menos um de cada um de A, B e C.

[0075] É entendido que a ordem ou a hierarquia específica das etapas, operações ou processos divulgados são uma ilustração de abordagens exemplificativas. Salvo indicação explícita em contrário, entende-se que a ordem ou hierarquia específica de etapas, operações ou processos pode ser executada em ordem diferente. Algumas das etapas, operações ou processos podem ser executados simultaneamente. O método acompanhante reivindica, se houver, elementos presentes das várias etapas, operações ou processos em uma ordem de amostra e não se limita à ordem ou hierarquia específica apresentada. Estes podem ser executados em série, linearmente, em paralelo ou em ordem diferente. Deve-se entender que as instruções, operações e sistemas descritos geralmente podem ser integrados em um único produto de software/hardware ou empacotados em vários produtos de software/hardware.

[0076] Em um aspecto, um termo acoplado ou semelhante pode se referir a ser acoplado diretamente. Em outro aspecto, um termo acoplado ou semelhante pode se referir a ser indiretamente acoplado.

[0077] Termos como superior, inferior, frontal, traseiro, lateral, horizontal, vertical e semelhantes se referem a um quadro de referência arbitrário, e não ao quadro de referência gravitacional comum. Assim, esse termo pode se estender para cima, para baixo, diagonal ou horizontalmente em um quadro de referência gravitacional.

[0078] A divulgação é fornecida para permitir que um versado na técnica pratique os vários aspectos descritos no presente documento. Em alguns exemplos, estruturas e componentes bem conhecidos são representados em diagramas de blocos de modo a evitar o obscurecimento de conceitos da tecnologia em questão. A divulgação fornece vários exemplos da tecnologia da matéria e a tecnologia da matéria não é limitada a estes exemplos. Várias modificações nesses aspectos serão prontamente aparentes para os versados na técnica, e os princípios aqui descritos podem ser aplicados a outros aspectos.

[0079] Todos os equivalentes estruturais e funcionais aos elementos dos vários aspectos descritos ao longo da divulgação que são conhecidos ou mais tarde serão conhecidos dos versados na técnica são expressamente incorporados aqui por referência e devem ser abrangidos pelas reivindicações. Além disso, nada divulgado neste documento se destina a ser dedicado ao público, independentemente de tal divulgação ser explicitamente recitada nas reivindicações. Nenhum elemento de reivindicação deve ser interpretado de acordo com as disposições do parágrafo 35 de U.S.C. §112, a menos que o elemento seja expressamente recitado usando a expressão “meios para” ou, no caso de uma reivindicação de método, o elemento seja recitado usando a expressão “etapa para”.

[0080] O título, o fundamento, a descrição resumida dos desenhos, o resumo e os desenhos são aqui incorporados à divulgação e são fornecidos como exemplos ilustrativos da divulgação, não como descrições restritivas. É apresentado com o entendimento de que eles não serão usados para limitar o escopo ou o significado das reivindicações. Além disso, na descrição detalhada, pode ser visto que a descrição fornece exemplos ilustrativos e os vários recursos são agrupados em várias implementações com o objetivo de otimizar a divulgação. O método de divulgação não deve ser interpretado como refletindo uma intenção de que o objeto reivindicado exija mais recursos do que os expressamente recitados em cada reivindicação. Pelo contrário, como as reivindicações refletem, o objeto inventivo reside em menos de todos os recursos de uma única configuração ou operação divulgada. As reivindicações são aqui incorporadas na descrição detalhada, com cada reivindicação por si só como um assunto reivindicado separadamente.

[0081] As reivindicações não se destinam a ser limitadas aos aspectos aqui descritos, mas devem receber o escopo completo consistente com as reivindicações de linguagem e abranger todos os equivalentes legais. Não obstante, nenhuma das reivindicações visa abranger assuntos que não satisfaçam os requisitos da lei de patentes aplicável, nem devem ser interpretados dessa maneira.

[0082] Um ou mais aspectos ilustrativos que incorporam os recursos da presente divulgação são apresentadas neste documento. Nem todos os recursos de uma implementação física são necessariamente descritas ou mostradas neste pedido, por uma questão de clareza. Deve ser compreendido que, no desenvolvimento de uma implementação física incorporando os aspectos da presente divulgação, numerosas decisões específicas da implementação podem ser feitas para atingir as metas do desenvolvedor, tais como o cumprimento em relação a restrições de sistema, negócios, governo e outras restrições, que podem variar pela implementação e de tempo em tempo. Embora os esforços do desenvolvedor possam ser demorados, tais esforços seriam, no entanto, uma tarefa de rotina para uma pessoa com competência comum na técnica e tendo o benefício desta divulgação.

[0083] Na descrição deste documento, termos direcionais como “acima”, “abaixo”, “superior”, “inferior” e semelhantes são usados por conveniência em referência aos desenhos anexos. Em geral, os termos “acima”, “superior”, “ascendente” e similares referem-se a uma direção em direção à saída de um furo de poço, geralmente em direção à superfície da terra, e os termos “abaixo”, “inferior”, “descendente” e similares referem-se a uma direção longe da saída de um furo de poço, geralmente longe da superfície da terra.

[0084] A menos que indicado de outra forma, todos os números que expressam quantidades de ingredientes, propriedades, tais como peso molecular, condições reacionais e assim por diante, utilizados no presente relatório descritivo e respectivas reivindicações deverão ser entendidos como sendo modificados em todos os casos pelo termo “cerca de”. Por conseguinte, a menos que indicado em contrário, os parâmetros numéricos estabelecidos no relatório descritivo e reivindicações anexas são aproximações que podem variar dependendo das propriedades desejadas, as quais se procurou obter pelos aspectos da presente divulgação. No mínimo e não como uma tentativa de limitar a aplicação da doutrina dos equivalentes ao escopo das reivindicações, cada parâmetro numérico deve, pelo menos, ser interpretado à luz do número de dígitos significativos relatados e ao aplicar as técnicas de arredondamento comuns.

[0085] Portanto, a presente divulgação está bem adaptada para obter as finalidades e vantagens mencionadas, bem como as que são inerentes a este documento. Os aspectos particulares divulgados acima são ilustrativos apenas, uma vez que a presente divulgação pode ser modificada e praticada de maneiras diferentes porém equivalentes que serão aparentes para aqueles versados na técnica com o benefício dessa divulgação. Além disso, nenhuma limitação é destinada aos detalhes de construção ou concepção mostrados neste documento, a não ser as descritas nas reivindicações a seguir. Portanto, é evidente que os aspectos ilustrativos específicos divulgados acima podem ser alterados, combinados ou modificados e todas as tais variações são consideradas dentro do escopo e do espírito da presente divulgação. A divulgação ilustrativamente divulgada neste documento pode ser praticada de forma adequada na ausência de qualquer elemento que não esteja divulgado especificamente neste documento e/ou qualquer elemento opcional divulgado neste documento. Embora as composições e métodos sejam descritos em termos de “compreendendo”, “contendo” ou “incluindo” vários componentes ou etapas, as composições e métodos também podem “consistir essencialmente em” ou “consistir em” vários componentes e etapas. Todos os números e intervalos divulgados acima podem variar em alguma quantidade. Sempre que uma faixa numérica com um limite inferior e um limite superior for divulgada, qualquer número e qualquer faixa caindo dentro da faixa é especificamente divulgada. Em particular, todas as faixas de valores (da forma “de cerca de a a cerca de b” ou, de forma equivalente, “de aproximadamente a a b”, ou, de forma equivalente, “de aproximadamente a-b”) divulgados neste documento devem ser entendidos como estabelecendo todo número e faixa englobado dentro da faixa de valores mais amplo. Além disso, os termos nas reivindicações têm seu significado simples e comum, a menos que explícita e claramente definido de outra forma pelo titular da patente. Além disso, os artigos indefinidos “um” ou “uma”, como usados nas reivindicações, são definidos neste documento para significar um ou mais que um do elemento que eles apresentam.

Claims (20)

1. Sistema para controlar o fluxo de fluido em um poço subterrâneo, o sistema caracterizado pelo fato de que compreende: uma primeira válvula compreendendo um corpo que define um lúmen que se estende através dele, o corpo compreendendo uma porção superior e uma porção inferior, e um mecanismo de fechamento de válvula disposto entre os mesmos; e uma linha de controle; uma linha de equalização disposta externamente e separada da primeira válvula, a linha de equalização em comunicação fluida com o lúmen entre a porção superior e a porção inferior do corpo; e pelo menos uma segunda válvula em comunicação fluida com a linha de equalização e a linha de controle para equalizar uma pressão de fluido entre as partes superior e inferior do corpo, em que a linha de controle está acoplada fluidamente à segunda válvula para controlar a atuação da primeira válvula.

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira válvula compreende uma válvula de segurança, e a segunda válvula compreende uma válvula de equalização.

3. Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a válvula de equalização compreende: um mecanismo de fechamento da válvula de equalização disposto dentro da válvula de equalização, o mecanismo de fechamento da válvula de equalização sendo inclinado para uma posição fechada; e um atuador de equalização acoplado fluidamente à linha de controle, e disposto reciprocamente dentro da válvula de equalização a ser deslocada em direção ao mecanismo de fechamento da válvula de equalização por um fluido pressurizado recebido da linha de controle, o atuador de equalização configurado para acionar e deslocar o mecanismo de fechamento da válvula de equalização da posição fechada para uma posição aberta, em que o deslocamento do mecanismo de fechamento da válvula de equalização para a posição aberta conecta fluidamente a porção superior e a porção inferior para equalizar a pressão do fluido abaixo e acima do mecanismo de fechamento da válvula de segurança antes do deslocamento do mecanismo de fechamento da válvula de segurança para a posição aberta.

4. Sistema de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que um tamanho da válvula de equalização é maior que uma espessura de seção transversal do mecanismo de fechamento da válvula de segurança.

5. Sistema de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de fechamento da válvula de equalização compreende um primeiro corpo elástico para inclinar a válvula de equalização para a posição fechada.

6. Sistema de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que: a linha de equalização compreende uma primeira seção e uma segunda seção; e a primeira seção é configurada para transportar fluido de uma primeira região da válvula de segurança para uma segunda região da válvula de segurança, o fluido na primeira região tendo uma pressão de fluido maior do que o fluido na segunda região.

7. Sistema de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que: a primeira região é posicionada abaixo do mecanismo de fechamento da válvula de segurança, e a segunda região é posicionada acima do mecanismo de fechamento da válvula de segurança; e na posição aberta, o mecanismo de fechamento da válvula de equalização permite que o fluxo de fluido através da primeira e da segunda regiões equalize a pressão acima e abaixo do mecanismo de fechamento da válvula de segurança.

8. Sistema de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma segunda válvula compreende múltiplas válvulas de equalização dispostas em paralelo uma à outra para equalizar a pressão através do mecanismo de fechamento da válvula de segurança.

9. Sistema de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um filtro disposto na linha de equalização entre a segunda válvula e a porção superior.

10. Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a tubulação acoplada a uma seção de extremidade da porção superior do corpo da válvula de segurança, em que a válvula de equalização está alojada dentro de um diâmetro interno da tubulação.

11. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que: o primeiro mecanismo de fechamento de válvula é móvel entre uma posição aberta e uma posição fechada para permitir e impedir seletivamente o fluido hidráulico de fluir através do corpo; e a primeira válvula compreende ainda um tubo de fluxo disposto reciprocamente no corpo para entrar em contato e deslocar o primeiro mecanismo de fechamento da válvula da posição fechada para a aberta.

12. Sistema de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a primeira válvula compreende ainda: um segundo corpo elástico disposto na porção inferior do primeiro corpo da válvula e configurado para aplicar uma força oposta ao fluido hidráulico pressurizado que flui na linha de controle para manter o primeiro mecanismo de fechamento da válvula na posição fechada; e um primeiro atuador de válvula configurado para transladar axialmente dentro da primeira válvula para causar um movimento correspondente do primeiro mecanismo de fechamento de válvula para a posição aberta.

13. Método para controlar o fluxo de fluido através de uma válvula de segurança em um poço subterrâneo, o método caracterizado pelo fato de que compreende: equalizar uma pressão de fluido acima e abaixo de um mecanismo de fechamento da válvula de segurança, a equalização compreendendo: fornecer uma linha de controle de um sistema de válvula de segurança compreendendo a válvula de segurança com um fluido hidráulico pressurizado a uma pressão predeterminada; acoplar fluidamente uma linha de equalização com a válvula de segurança nas posições acima e abaixo do mecanismo de fechamento da válvula de segurança, tendo a linha de equalização pelo menos uma válvula de equalização em comunicação fluida; acoplar fluidamente a linha de controle com a válvula de equalização; e aplicar o fluido pressurizado para acionar um atuador da válvula de equalização, o atuador empurrando um mecanismo de fechamento da válvula da válvula de equalização para fora da sede e permitindo que o fluido pressurizado flua de uma região de alta pressão para uma região de baixa pressão da válvula de segurança até que a pressão do fluido acima e abaixo do mecanismo de fechamento da válvula de segurança seja igual; e acionar um tubo de fluxo da válvula de segurança, após a equalização, para entrar em contato com o mecanismo de fechamento da válvula de segurança e deslocar o mecanismo de fechamento da válvula de segurança de uma posição fechada para uma posição aberta.

14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o acionamento do tubo de fluxo compreende, após determinar que a equalização ocorreu, aplicar um fluido pressurizado através da linha de controle para acionar um conjunto de pistão da válvula de segurança, o conjunto de pistão da válvula de segurança empurrando e deslocando o tubo de fluxo em uma direção do mecanismo de fechamento da válvula de segurança para abrir o mecanismo de fechamento da válvula de segurança.

15. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que um tamanho da válvula de equalização é maior que uma espessura de seção transversal do mecanismo de fechamento da válvula de segurança.

16. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende ainda filtrar um fluido que flui na linha de equalização para filtrar partículas no fluido pressurizado que flui através dele e evitar danos aos componentes da válvula de segurança.

17. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de fechamento da válvula de equalização compreende um primeiro corpo elástico para inclinar a válvula de equalização para a posição fechada.

18. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que: a linha de equalização compreende uma primeira seção e uma segunda seção; e a primeira seção é configurada para transportar fluido de uma primeira região da válvula de segurança para uma segunda região da válvula de segurança, o fluido na primeira região tendo uma pressão de fluido maior do que o fluido na segunda região.

19. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que: a primeira região é posicionada abaixo do mecanismo de fechamento da válvula de segurança, e a segunda região é posicionada acima do mecanismo de fechamento da válvula de segurança; e na posição aberta, o mecanismo de fechamento da válvula de equalização permite que o fluxo de fluido através da primeira e da segunda regiões equalize a pressão acima e abaixo do mecanismo de fechamento da válvula de segurança.

20. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma válvula de equalização compreende múltiplas válvulas de equalização dispostas em paralelo uma à outra para realizar a equalização.