BR112020012067A2

BR112020012067A2 - sistema de operação de linha de balanceamento redundante

Info

Publication number: BR112020012067A2
Application number: BR112020012067-7A
Authority: BR
Inventors: Brett Cullen Jones
Original assignee: Baker Hughes Holdings Llc
Priority date: 2018-01-18
Filing date: 2018-11-30
Publication date: 2020-11-24
Also published as: US10619451B2; WO2019143408A1; US20190218884A1

Abstract

Trata-se de um sistema de operação de linha de balanceamento redundante que inclui uma primeira e uma segunda linhas de controle, uma primeira e uma segunda linhas de balanceamento, um primeiro e um segundo compensador e um primeiro e um segundo atuadores, os componentes sendo hidraulicamente conectados para operar de modo redundante e à prova de falhas.

Description

"SISTEMA DE OPERAÇÃO DE LINHA DE BALANCEAMENTO REDUNDANTE" REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS DE DEPÓSITO CORRELATOS

[0001] Este pedido reivindica o benefício do pedido US nº 15/874558, depositado em 18 de janeiro de 2018, que está incorporado na presente invenção a título de referência em sua totalidade.

ANTECEDENTES

[0002] A atuação hidráulica de ferramentas é um recurso importante em sistemas mecânicos. Isto é particularmente verdadeiro em indústrias onde as atuações precisam ocorrer em distância que variam de muitas centenas a milhares de pés de um operador, como nas indústrias de exploração e recuperação de recursos. Muitas vezes, um circuito hidráulico simples será suficiente, mas há momentos em muitas indústrias onde sistemas redundantes são não só preferenciais, mas podem também ser uma exigência legal. Considerações sobre como atuar ferramentas de modo eficiente e ao mesmo tempo manter a redundância podem ser complicadas. Adicione-se a isso a exigência em alguns casos, como válvulas de segurança de subsuperfície, de ser à prova de falhas, e as complicações se multiplicam.

[0003] Embora existam sistemas atuais que fornecem redundância e operação à prova de falhas, cada um tem suas desvantagens em termos de custo ou complexidade. Em alguns casos, há uma dependência em componentes ou subsistemas que aumentam o custo ou em regimes de manutenção que, de fato, impõem uma vida útil de funcionamento mais curta do sistema como um todo. A indústria receberia bem sistemas alternativos que reduzissem essas desvantagens.

SUMÁRIO

[0004] Um sistema de operação de linha de balanceamento redundante que inclui uma primeira e uma segunda linhas de controle, uma primeira e uma segunda linhas de balanceamento, um primeiro compensador tendo uma câmara de linha de controle de primeiro compensador, uma câmara de linha de balanceamento de de primeiro compensador, a câmara de linha de controle de primeiro compensador sendo conectada à primeira linha de controle, a câmara de linha de balanceamento de primeiro compensador sendo conectada à segunda linha de balanceamento e a câmara de queda de pressão condicional de primeiro compensador sendo conectada à segunda linha de controle, um segundo compensador tendo uma câmara de linha de controle de segundo compensador, uma câmara de linha de balanceamento de segundo compensador e uma câmara de queda de pressão condicional de segundo compensador, a câmara de linha de controle de segundo compensador sendo conectada à segunda linha de controle, a câmara de linha de balanceamento de segundo compensador sendo conectada à primeira linha de balanceamento e a câmara de queda de pressão condicional de segundo compensador sendo conectada à primeira linha de controle, um primeiro atuador tendo em seu interior um pistão de primeiro atuador definindo uma câmara de linha de controle de primeiro atuador conectada à primeira linha de controle e uma câmara de linha de balanceamento de primeiro atuador conectada à primeira linha de balanceamento e um segundo atuador tendo em seu interior um pistão de segundo atuador definindo uma câmara de linha de controle de segundo atuador conectada à segunda linha de controle e uma câmara de linha de balanceamento de segundo atuador conectada à segunda linha de balanceamento.

[0005] Uma válvula de segurança de subsuperfície adequada para um poço de hidrocarbonetos e tendo uma chapeleta, uma mola de potência e um tubo de fluxo, a válvula inclui um sistema de operação de linha de balanceamento redundante que inclui uma primeira e uma segunda linhas de controle, uma primeira e uma segunda linhas de balanceamento, um primeiro compensador tendo uma câmara de linha de controle de primeiro compensador, uma câmara de linha de balanceamento de primeiro compensador e uma câmara de queda de pressão condicional de primeiro compensador, a câmara de linha de controle de primeiro compensador sendo conectada à primeira linha de controle, a câmara de linha de balanceamento de nrimaira enmnrnAaANcadar candn cennectada à caauinda linha dae halanceamenta eq a câmara de queda de pressão condicional de primeiro compensador sendo conectada à segunda linha de controle, um segundo compensador tendo uma câmara de linha de controle de segundo compensador, uma câmara de linha de balanceamento de segundo compensador e uma câmara de queda de pressão condicional de segundo compensador, a câmara de linha de controle de segundo compensador sendo conectada à segunda linha de controle, a câmara de linha de balanceamento de segundo compensador sendo conectada à primeira linha de balanceamento e a câmara de queda de pressão condicional de segundo compensador sendo conectada à primeira linha de controle, um primeiro atuador tendo em seu interior um pistão de primeiro atuador definindo uma câmara de linha de controle de primeiro atuador conectada à primeira linha de controle e uma câmara de linha de balanceamento de primeiro atuador conectada à primeira linha de balanceamento; e um segundo atuador tendo em seu interior um pistão de segundo atuador definindo uma câmara de linha de controle de segundo atuador conectada à segunda linha de controle e uma câmara de linha de balanceamento de segundo atuador conectada à segunda linha de balanceamento.

[0006] Um sistema de poço de recuperação de recursos incluindo um sistema de operação de linha de balanceamento redundante que inclui uma primeira e uma segunda linhas de controle, uma primeira e uma segunda linhas de balanceamento, um primeiro compensador tendo uma câmara de linha de controle de primeiro compensador, uma câmara de linha de balanceamento de primeiro compensador e uma câmara de queda de pressão condicional de primeiro compensador, a câmara de linha de controle de primeiro compensador sendo conectada à primeira linha de controle, a câmara de linha de balanceamento de primeiro compensador sendo conectada à segunda linha de balanceamento e a câmara de queda de pressão condicional de primeiro compensador sendo conectada à segunda linha de controle, um segundo compensador tendo uma câmara de linha de controle de segundo compensador, uma câmara de linha de balanceamento de segundo compensador e 1ma câmara da amieda de nracssão ennAdicinhal de caainda canamMmBNÓPANSsanrtiNnr a câmara de linha de controle de segundo compensador sendo conectada à segunda linha de controle, a câmara de linha de balanceamento de segundo compensador sendo conectada à primeira linha de balanceamento e a câmara de queda de pressão condicional de segundo compensador sendo conectada à primeira linha de controle, um primeiro atuador tendo em seu interior um pistão de primeiro atuador definindo uma câmara de linha de controle de primeiro atuador conectada à primeira linha de controle e uma câmara de linha de balanceamento de primeiro atuador conectada à primeira linha de balanceamento e um segundo atuador tendo em seu interior um pistão de segundo atuador definindo uma câmara de linha de controle de segundo atuador conectada à segunda linha de controle e uma câmara de linha de balanceamento de segundo atuador conectada à segunda linha de balanceamento.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0007] As seguintes descrições não devem ser consideradas limitantes sob nenhum aspecto. Com referência aos desenhos anexos, elementos semelhantes são numerados de maneira semelhante:

[0008] a Figura 1 é uma vista esquemática de um sistema de operação de linha de balanceamento redundante em uma condição de operação normal;

[0009] a Figura 2 é a vista esquemática da Figura 1 ilustrando um modo de falha à prova de falhas.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0010] A presente invenção apresenta uma descrição detalhada de uma ou mais modalidades do aparelho e método aqui revelados por meio de exemplificação, mas sem qualquer limitação com referência às figuras.

[0011] Com referência à Figura 1, é mostrado um sistema de operação de linha de balanceamento (LB) redundante 10 em uma condição de operação normal. O sistema está, dessa forma, pronto para operar e está em uma condição sem um modo de falha. O sistema possibilita funcionalidade retida mesmo com vários dos modos de falha diferentes discutidos a seauir aque nodem estar em oneracão O sistema será à prova de falhas também no caso de um modo de falha estar além da capacidade de gerenciamento do sistema e ainda assim funcionar.

[0012] O sistema inclui duas (primeira e segunda) linhas de controle (LC) 12 e

14. Isto será reconhecido pelos versados na técnica como um número menor de linhas de controle do que seria necessário na técnica anterior para alcançar a funcionalidade obtida pelo sistema 10 e, portanto, este número de linhas de controle representa um primeiro benefício da invenção. Uma introdução sobre todos os componentes do sistema 10 antes da discussão de sua interação irá simplificar o caminho para a compreensão dos mesmos. A primeira e a segunda linhas de controle têm uma fonte 16 e 18, respectivamente, que podem ser independentes, embora deva ser entendido que a fonte pode ser também a mesma fonte, mas com um controlador para permitir que um operador aplique pressão em uma ou à outra linha de controle (mas não em ambas ao mesmo tempo). Cada linha de controle 12 e 14 inclui múltiplas conexões hidráulicas para a aplicação da pressão aplicada. O sistema 10 contém adicionalmente uma primeira e uma segunda linhas de balanceamento 20 e 22, cuja função se tornará evidente abaixo. Ainda assim, o sistema contém um primeiro e um segundo compensadores 24 e 26 e um primeiro e um segundo atuadores 28 e 30 discutidos mais abaixo também.

[0013] O primeiro e o segundo compensadores 24 e 26 possuem, cada um (e respectivamente), uma câmara de linha de controle 32, 34; uma câmara de linha de balanceamento 36, 38; e uma câmara de queda de pressão condicional 40, 42. Em uma modalidade, as câmaras identificadas são definidas por um pistão de compensador 44, 46 vedado de modo deslizante em um compartimento 48, 50 com vedações 52, 54; 56, 58; e 60, 62.

[0014] O primeiro e o segundo atuadores 28 e 30, em uma modalidade, compreendem um compartimento 64, 66; um pistão de atuador 68, 70 e vedações 72, 74; 76, 78; e 80, 82. As vedações, juntamente com o compartimento 64, 66 e o pistão de atuador 68, 70, definem uma câmara de linha de controle de atuador 84, 26 na 11ma câmara dae linha da halanceamentaoa de atirador 22 ON Oe nictãos de atuador incluem também um componente de interconexão mecânica 92, 94 que se destina a conectar o sistema a uma ferramenta. Deve-se considerar que muitas ferramentas hidraulicamente atuadas diferentes podem se beneficiar do uso do sistema de operação de linha de balanceamento redundante revelado na presente invenção. Em uma modalidade exemplificadora apenas, a ferramenta é uma válvula de segurança de subsuperfície que tem um tubo de fluxo 96, uma mola de potência 98 e uma chapeleta 100 e o componente 92, 94 irá se conectar ao tubo de fluxo 96 da mesma de maneiras conhecidas (e serem propendidos pela mola de potência 98 de maneiras conhecidas). A configuração do próprio atuador incluindo o componente 92, 94 será reconhecida pelos versados na técnica.

[0015] Após análise de nível mais alto da Figura 1, ficará evidente que o sistema espelha a si próprio internamente. Cada linha de controle 12 e 14 é hidraulicamente conectada a vários itens. Ou seja, a linha de controle 12 é conectada à câmara de linha de controle de primeiro compensador 32, à câmara de queda de pressão condicional de segundo compensador 42 e à câmara de linha de controle de atuador 84 enquanto a segunda linha de controle 14 é hidraulicamente conectada à câmara de linha de controle de segundo compensador 34, à câmara de queda de pressão condicional de primeiro compensador 40 e à câmara de linha de controle de atuador 86. O mesmo espelhamento é verdadeiro para as linhas de balanceamento 20 e 22. A primeira linha de balanceamento 20 é hidraulicamente conectada à câmara de linha de balanceamento de segundo compensador 38 e à câmara de linha de balanceamento de primeiro atuador 88 enquanto a segunda linha de balanceamento 22 é hidraulicamente conectada à câmara de linha de balanceamento de primeiro compensador 36 e à câmara de linha de balanceamento de segundo atuador 90.

[0016] Em funcionamento, deve-se considerar que a pressão na linha de controle 12 ou 14 (mas não em ambas ao mesmo tempo) em uma condição sem modo de falha irá resultar na atuação da ferramenta conectada. Focalizando na primeira linha de controle 12, por exemplo, a pressão na mesma vai aumentar a pressão na câmara de linha da enntraoila de enmPÀnraANsadnar 29 na râmara de cuieda de nrocsão enndicinnhal de segundo compensador 42 e na câmara de linha de controle de atuador 84. A câmara de queda de pressão condicional 42 não pode resultar em movimento devido a pressões balanceadas através do sistema e o movimento de pistão do primeiro compensador está sujeito à condição de o pistão 70 estar imóvel contra seu compartimento 66 e por isso não pode se mover. Portanto, o único potencial de movimento está no pistão de primeiro atuador, que irá atuar a ferramenta conectada ao mesmo (deste ponto em diante denominada "válvula" por simplicidade) e no movimento de pistão do segundo compensador para permitir que o fluido proveniente da linha de balanceamento 20 se desloque para permitir que o pistão 68 se mova. O espelhamento conforme exposto acima ocorre no caso de a linha de controle 14 estar pressionada em vez da linha de controle 12 e se o resultado for o mesmo. A válvula se abrirá. A mágica do sistema 10 se torna evidente durante os modos de falha.

[0017] Potenciais modos de falha para qualquer tipo de sistema hidráulico se centralizam em torno de vazamentos após vedações ou após componentes, que fazem com que o sistema não funcione conforme projetado. Com o sistema 10, esses modos de falha são tratados de modo exclusivo para manter a função para um número maior dos potenciais modos de falha e para ser inevitavelmente à prova de falhas se as falhas se estenderem além da capacidade de gerenciamento do sistema. Toda a ação adaptável do sistema é automática.

[0018] Os potenciais modos de falha incluem as linhas de controle 12 ou 14 experimentando — pressão aumentada ou diminuída indesejada; linhas de balanceamento 20 ou 22 experimentando pressão aumentada ou diminuída indesejada e comunicações hidráulicas indesejadas entre qualquer linha de controle e sua linha de balanceamento associada 12/20 e 14/22. Em quaisquer desses modos, o lado afetado será superado pela mola de potência e fechado por falha enquanto o lado espelhado permanecerá operacional e pode ser usado para abrir a válvula.

[0019] Por exemplo, se a pressão na linha de controle 12 aumentar além da tolerância de funcionamento (uma vez que uma condição de pressão aumentada em 1ma dantrea 2< linhas de enntrale 19 11 14 1a talarâneia de fiuineinhamenta é inarenta no sistema sendo usado para abrir a válvula), então a vedação 72 poderia falhar. Isso fará com que a pressão hidrostática equalize através do pistão 68 e a mola de potência fechará a válvula. Se houver perda de pressão na linha de controle 12, a válvula também se fechará automaticamente. O espelhamento é verdadeiro para a linha de controle 14. Alternativamente, se a linha de balanceamento 20 experimentar pressão aumentada, o que pode ocorrer, por exemplo, em uma ferramenta de poço de exploração devido a uma falha da vedação 80, possibilitando que a pressão na tubulação mais alta acesse a linha de balanceamento 20, a válvula se fechará automaticamente porque o diferencial de pressão através do pistão 68 irá impulsionar o pistão na direção de fechamento em vez de na direção de abertura, o que está de acordo com uma pressão maior na câmara 88 do que na câmara 84. No caso de perda de pressão em uma linha de balanceamento, o sistema 10 irá se corrigir e permanecer funcional conforme discutido em mais detalhes a seguir com referência à Figura 2.

[0020] A Figura 2 ilustra um caso de uma perda de pressão na linha de balanceamento 22. Será reconhecido que a pressão da linha de controle 14 é encontrada na câmara de queda de pressão condicional de compensador 40 (vide Figura 1) e é balanceada por pressão na câmara de balanceamento de compensador 36 (vide Figura 1). Quando a pressão é perdida na linha de balanceamento 22, no entanto, já não existe um balanceamento através da vedação 60, mas sim uma pressão mais alta proveniente da linha de controle 12. Isso fará com que o pistão de compensador 44 se mova em direção à câmara de balanceamento de compensador 36 até que a vedação 60 seja removida do compartimento 48 e realize a comunicação hidráulica da câmara de queda de pressão condicional de compensador 40 anterior com a câmara de linha de balanceamento de compensador 36 anterior, após o que a pressão na linha de controle 14 e na linha de balanceamento 22 estarão equalizadas. Neste ponto, o atuador 30 está inoperável visto que os valores de pressão na câmara 86 e na râmara ON cãn inmiaie A maAIla de nnotância 02 ditará a nacsirão de válvula nacta ponto e esta parte do sistema será fechada por falha. Essa sequência será espelhada para o outro lado do sistema 10 se a perda de pressão tiver ocorrido na linha de balanceamento 20.

[0021] Deve-se considerar que, embora a vedação 60 (ou a vedação 62) seja usada como forma exemplificadora para a comunicação da câmara 40 com a câmara 36 (ou da câmara 42 com a câmara 38), outros meios são contemplados também, como uma rota através do compartimento 48 que pode contornar a vedação uma vez que a vedação tenha se movido longe o suficiente no compartimento 48, etc. O ponto é simplesmente que a pressão da linha de controle e a pressão nessa linha de balanceamento da linha de controle precisam estar em comunicação e assim iguais para remover esse lado do sistema de funcionamento no caso de uma falha que exige tal resultado. Isto irá, conforme observado, deixar o outro lado do sistema 10 funcional.

[0022] Será reconhecido pelos versados na técnica de recuperação de recursos que quando o sistema 10 é usado para uma operação de fundo de poço, perdas ou ganhos de pressão podem vir de comunicações através de vedações com a tubulação ou o espaço anular de uma instalação de fundo de poço. Estes incluem: espaço anular para a linha de controle 12; espaço anular para a linha de balanceamento 20; tubulação para a linha de balanceamento 20; e espaço anular para a linha de controle 14; espaço anular para a linha de balanceamento 22; tubulação para a linha de balanceamento 22. Não há tubulação para modo de falha único de linha de controle, embora com múltiplos modos de falha seja possível a comunicação de tubulação com linhas de controle. Mesmo nestas condições, no entanto, o sistema conforme aqui ensinado é à prova de falhas. A necessidade de fornecer uma configuração à prova de falhas devido às eventualidades e potenciais de comunicações com a tubulação ou o espaço anular é conhecida pelos versados na técnica.

[0023] Serão apresentadas a seguir algumas modalidades referentes à ravalarãn ciunNracitada-

[0024] Modalidade 1: Um sistema de operação de linha de balanceamento redundante que inclui uma primeira e uma segunda linhas de controle, uma primeira e uma segunda linhas de balanceamento, um primeiro compensador tendo uma câmara de linha de controle de primeiro compensador, uma câmara de linha de balanceamento de primeiro compensador e uma câmara de queda de pressão condicional de primeiro compensador, a câmara de linha de controle de primeiro compensador sendo conectada à primeira linha de controle, a câmara de linha de balanceamento de primeiro compensador sendo conectada à segunda linha de balanceamento e a câmara de queda de pressão condicional de primeiro compensador sendo conectada à segunda linha de controle, um segundo compensador tendo uma câmara de linha de controle de segundo compensador, uma câmara de linha de balanceamento de segundo compensador e uma câmara de queda de pressão condicional de segundo compensador, a câmara de linha de controle de segundo compensador sendo conectada à segunda linha de controle, a câmara de linha de balanceamento de segundo compensador sendo conectada à primeira linha de balanceamento e a câmara de queda de pressão condicional de segundo compensador sendo conectada à primeira linha de controle, um primeiro atuador tendo em seu interior um pistão de primeiro atuador definindo uma câmara de linha de controle de primeiro atuador conectada à primeira linha de controle e uma câmara de linha de balanceamento de primeiro atuador conectada à primeira linha de balanceamento e um segundo atuador tendo em seu interior um pistão de segundo atuador definindo uma câmara de linha de controle de segundo atuador conectada à segunda linha de controle e uma câmara de linha de balanceamento de segundo atuador conectada à segunda linha de balanceamento.

[0025] Modalidade 2: O sistema de acordo com qualquer modalidade anterior, sendo que cada compensador inclui em seu interior um pistão de compensador tendo vedações de compensador no mesmo.

[0026] Modalidade 3: O sistema de acordo com qualquer modalidade anterior, condao cio as vadarãos de PrAMPancsadar cão naASIrNINNadas nara definir a câmara de linha de controle de compensador, a câmara de linha de balanceamento de compensador e as câmaras de queda de pressão condicional de compensador.

[0027] Modalidade 4: O sistema de acordo com qualquer modalidade anterior, sendo que os pistões de atuador incluem uma interconexão mecânica configurada para conectar mecanicamente os pistões de atuador a uma ferramenta a ser atuada.

[0028] Modalidade 5: O sistema de acordo com qualquer modalidade anterior, sendo que as câmaras de linha de balanceamento de um primeiro e um segundo compensadores são configuradas com ao menos uma porção tendo um diâmetro para se encaixar de modo vedante em pistões de compensador em seu interior.

[0029] Modalidade 6: O sistema de acordo com qualquer modalidade anterior, sendo que as câmaras de linha de balanceamento de um primeiro e um segundo compensadores incluem adicionalmente um recurso para comunicação das câmaras de linha de balanceamento de compensadores com as câmaras de queda de pressão condicional de compensador.

[0030] Modalidade 7: O sistema de acordo com qualquer modalidade anterior, sendo que o recurso é uma rota de fluido.

[0031] Modalidade 8: O sistema de acordo com qualquer modalidade anterior, sendo que o pistão de compensador inclui uma vedação entre a câmara de linha de balanceamento de compensador e a câmara de queda de pressão condicional de compensador e o recurso é um alargamento da câmara de linha de balanceamento de compensador dimensionalmente de modo que a vedação entre a câmara de linha de balanceamento de compensador e a câmara de queda de pressão condicional de compensador seja vencida.

[0032] Modalidade 9: O sistema de acordo com qualquer modalidade anterior, sendo que a vedação é movida para fora de um orifício de vedação do compensador.

[0033] Modalidade 10: Uma válvula de segurança de subsuperfície adequada para um poço de hidrocarbonetos e tendo uma chapeleta, uma mola de potência e um tubo de fluxo, a válvula inclui um sistema de operação de linha de balanceamento redundanta aa inclui uma nrimeira e 11Ima caqauinAa linhas de cenntrale 1ma nrimeira e uma segunda linhas de balanceamento, um primeiro compensador tendo uma câmara de linha de controle de primeiro compensador, uma câmara de linha de balanceamento de primeiro compensador e uma câmara de queda de pressão condicional de primeiro compensador, a câmara de linha de controle de primeiro compensador sendo conectada à primeira linha de controle, a câmara de linha de balanceamento de primeiro compensador sendo conectada à segunda linha de balanceamento e a câmara de queda de pressão condicional de primeiro compensador sendo conectada à segunda linha de controle, um segundo compensador tendo uma câmara de linha de controle de segundo compensador, uma câmara de linha de balanceamento de segundo compensador e uma câmara de queda de pressão condicional de segundo compensador, a câmara de linha de controle de segundo compensador sendo conectada à segunda linha de controle, a câmara de linha de balanceamento de segundo compensador sendo conectada à primeira linha de balanceamento e a câmara de queda de pressão condicional de segundo compensador sendo conectada à primeira linha de controle, um primeiro atuador tendo em seu interior um pistão de primeiro atuador definindo uma câmara de linha de controle de primeiro atuador conectada à primeira linha de controle e uma câmara de linha de balanceamento de primeiro atuador conectada à primeira linha de balanceamento; e um segundo atuador tendo em seu interior um pistão de segundo atuador definindo uma câmara de linha de controle de segundo atuador conectada à segunda linha de controle e uma câmara de linha de balanceamento de segundo atuador conectada à segunda linha de balanceamento.

[0034] Modalidade 11: Um sistema de poço de recuperação de recursos incluindo um sistema de operação de linha de balanceamento redundante que inclui uma primeira e uma segunda linhas de controle, uma primeira e uma segunda linhas de balanceamento, um primeiro compensador tendo uma câmara de linha de controle de primeiro compensador, uma câmara de linha de balanceamento de primeiro compensador e uma câmara de queda de pressão condicional de primeiro PaMNPnAaANcadaAr a câmara dae linha de cenntrola de nrimeirn enmhrANnNScatAr canda conectada à primeira linha de controle, a câmara de linha de balanceamento de primeiro compensador sendo conectada à segunda linha de balanceamento e a câmara de queda de pressão condicional de primeiro compensador sendo conectada à segunda linha de controle, um segundo compensador tendo uma câmara de linha de controle de segundo compensador, uma câmara de linha de balanceamento de segundo compensador e uma câmara de queda de pressão condicional de segundo compensador, a câmara de linha de controle de segundo compensador sendo conectada à segunda linha de controle, a câmara de linha de balanceamento de segundo compensador sendo conectada à primeira linha de balanceamento e a câmara de queda de pressão condicional de segundo compensador sendo conectada à primeira linha de controle, um primeiro atuador tendo em seu interior um pistão de primeiro atuador definindo uma câmara de linha de controle de primeiro atuador conectada à primeira linha de controle e uma câmara de linha de balanceamento de primeiro atuador conectada à primeira linha de balanceamento e um segundo atuador tendo em seu interior um pistão de segundo atuador definindo uma câmara de linha de controle de segundo atuador conectada à segunda linha de controle e uma câmara de linha de balanceamento de segundo atuador conectada à segunda linha de balanceamento.

[0035] Modalidade 12: O sistema de acordo com qualquer modalidade anterior compreende adicionalmente uma válvula de segurança de subsuperfície em contato atuável com o sistema de operação de linha de balanceamento redundante.

[0036] O uso dos termos "um", "uma", "o" e "a" e referências similares no contexto de descrever a invenção (especialmente no contexto das reivindicações a seguir) deve ser interpretado como abrangendo tanto o singular quanto o plural, exceto onde indicado em contrário na presente invenção ou claramente contradito pelo contexto. Adicionalmente, deve ser considerado que os termos "primeiro", "segundo" e similares na presente invenção não denotam qualquer ordem, quantidade ou importância, sendo, ao invés disso, usados para distinguir um elemento de outro. O modificador "cerca de" 1ceado em cennavão caAM 1ma amantidadae é inelitieivo da valor declarado e tam nº significado ditado pelo contexto (por exemplo, ele inclui o grau de erro associado à medição da quantidade específica).

[0037] Os ensinamentos da presente revelação podem ser usados em uma variedade de operações de poços. Essas operações podem envolver o uso de um ou mais agentes de tratamento para tratar uma formação, os fluidos residentes em uma formação, um poço e/ou equipamentos no poço, como uma tubulação de produção. Os agentes de tratamento podem estar sob a forma de líquidos, gases, sólidos, semissólidos e misturas dos mesmos. Os agentes de tratamento ilustrativos incluem, mas não se limitam a, fluidos de fraturamento, fluidos de estimulação, ácidos, vapor, água, salmoura, agentes anticorrosão, cimento, modificadores de permeabilidade, lamas de perfuração, emulsificantes, desemulsificantes, sinalizadores, melhoradores de fluxo, etc. As operações de poços ilustrativas incluem, mas não se limitam a, fraturamento hidráulico, estimulação, injeção de sinalizador, limpeza, acidificação, injeção de vapor, injeção de água, cimentação, etc.

[0038] Embora a invenção tenha sido descrita com referência a uma modalidade ou modalidades exemplificativas, será entendido pelos versados na técnica que várias alterações podem ser feitas e equivalentes podem ser substituídos por elementos dos mesmos sem que se afaste do escopo da invenção. Adicionalmente, muitas modificações podem ser feitas para adaptar uma situação ou um material específico aos ensinamentos da invenção sem que se afaste do escopo essencial da mesma. Portanto, pretende-se que a invenção não se limite à modalidade específica apresentada como o melhor modo contemplado para realizar a presente invenção, mas que a invenção inclua todas as modalidades que se enquadrem no escopo das reivindicações. Além disso, nos desenhos e na descrição, foram reveladas modalidades exemplificativas da invenção e, embora termos específicos possam ter sido empregados, eles são usados, a menos que seja afirmado de outra forma, em um sentido genérico e descritivo apenas e não para fins de limitação, portanto o escopo da invenção não é assim limitado.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema de operação de linha de balanceamento redundante (10) caracterizado por compreender: uma primeira e uma segunda linhas de controle (12, 14); uma primeira e uma segunda linhas de balanceamento (20, 22); um primeiro compensador (24) tendo uma câmara de linha de controle de primeiro compensador (32), uma câmara de linha de balanceamento de primeiro compensador (36) e uma câmara de queda de pressão condicional de primeiro compensador (40), a câmara de linha de controle de primeiro compensador (32) sendo conectada à primeira linha de controle (12), a câmara de linha de balanceamento de primeiro compensador (36) sendo conectada à segunda linha de balanceamento (22) e a câmara de queda de pressão condicional de primeiro compensador (40) sendo conectada à segunda linha de controle (14); um segundo compensador (26) tendo uma câmara de linha de controle de segundo compensador (34), uma câmara de linha de balanceamento de segundo compensador (38) e uma câmara de queda de pressão condicional de segundo compensador (42), a câmara de linha de controle de segundo compensador (34) sendo conectada à segunda linha de controle (14), a câmara de linha de balanceamento de segundo compensador (38) sendo conectada à primeira linha de balanceamento (20) e a câmara de queda de pressão condicional de segundo compensador (42) sendo conectada à primeira linha de controle (12); um primeiro atuador (28) tendo em seu interior um pistão de primeiro atuador (68) definindo uma câmara de linha de controle de primeiro atuador (84) conectada à primeira linha de controle (12) e uma câmara de linha de balanceamento de primeiro atuador (88) conectada à primeira linha de balanceamento (20); e um segundo atuador (30) tendo em seu interior um pistão de segundo atuador (70) definindo uma câmara de linha de controle de segundo atuador (86) conectada à segunda linha de controle (14) e uma câmara de linha de balanceamento da canundoe atirador (00 ennesctada à ceauinda linha de halanceamente (99)

2. Sistema (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por cada compensador (24, 26) incluir em seu interior um pistão de compensador (44, 46) tendo vedações de compensador (52, 54, 56, 58, 60, 62) no mesmo.

3. Sistema (10), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por as vedações de compensador (52, 54, 56, 58, 60, 62) serem posicionadas para definir a câmara de linha de controle de compensador (32, 34), a câmara de linha de balanceamento de compensador (36, 38) e as câmaras de queda de pressão condicional de compensador (40, 42).

4. Sistema (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os pistões de atuador (68, 70) incluírem uma interconexão mecânica (92, 94) configurada para conectar mecanicamente os pistões de atuador (68, 70) a uma ferramenta a ser atuada.

5. Sistema (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as câmaras de linha de balanceamento de um primeiro e um segundo compensadores (36, 38) serem configuradas com ao menos uma porção tendo um diâmetro para se encaixar de modo vedante em pistões de compensador (44, 46) em seu interior.

6. Sistema (10), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por as câmaras de linha de balanceamento de um primeiro e um segundo compensadores (36, 38) incluírem adicionalmente um recurso para comunicação das câmaras de linha de balanceamento de compensadores (36, 38) com as câmaras de queda de pressão condicional de compensador (40, 42).

7. Sistema (10), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o recurso ser uma rota de fluido.

8. Sistema (10), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o pistão de compensador (44, 46) incluir uma vedação (60, 62) entre a câmara de linha de balanceamento de compensador (36, 38) e a câmara de queda de pressão condicional de compensador (40, 42) e o recurso ser um alargamento da câmara de linha de balanceamento de compensador (36, 38) dimensionalmente de modo que a vedação (60, 62) entre a câmara de linha de balanceamento de compensador e a câmara de queda de pressão condicional de compensador seja vencida.

9. Sistema (10), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a vedação (60, 62) ser movida para fora de um orifício de vedação do compensador (24,26).

10. Válvula de segurança de subsuperfície adequada para um poço de hidrocarbonetos e tendo uma chapeleta (100), uma mola de potência (98) e um tubo de fluxo (96), sendo a válvula caracterizada por compreender: um sistema de operação de linha de balanceamento redundante (10) incluindo: uma primeira e uma segunda linhas de controle (12, 14); uma primeira e uma segunda linhas de balanceamento (20, 22); um primeiro compensador (24) tendo uma câmara de linha de controle de primeiro compensador (32), uma câmara de linha de balanceamento de primeiro compensador (36) e uma câmara de queda de pressão condicional de primeiro compensador (40), a câmara de linha de controle de primeiro compensador (32) sendo conectada à primeira linha de controle (12), a câmara de linha de balanceamento de primeiro compensador (36) sendo conectada à segunda linha de balanceamento (22) e a câmara de queda de pressão condicional de primeiro compensador (40) sendo conectada à segunda linha de controle (14); um segundo compensador (26) tendo uma câmara de linha de controle de segundo compensador (34), uma câmara de linha de balanceamento de segundo compensador (38) e uma câmara de queda de pressão condicional de segundo compensador (42), a câmara de linha de controle de segundo compensador (34) sendo conectada à segunda linha de controle (14), a câmara de linha de balanceamento de segundo compensador (38) sendo conectada à primeira linha de balanceamento (20) e a câmara de queda de pressão condicional de segundo compensador (42) sendo conectada à primeira linha de controle (12);

um primeiro atuador (28) tendo em seu interior um pistão de primeiro atuador (68) definindo uma câmara de linha de controle de primeiro atuador (84) conectada à primeira linha de controle (12) e uma câmara de linha de balanceamento de primeiro atuador (88) conectada à primeira linha de balanceamento (20); e um segundo atuador (30) tendo em seu interior um pistão de segundo atuador (70) definindo uma câmara de linha de controle de segundo atuador (86) conectada à segunda linha de controle (14) e uma câmara de linha de balanceamento de segundo atuador (90) conectada à segunda linha de balanceamento (22).

11. Sistema de poço de recuperação de recursos caracterizado por incluir: um sistema de operação de linha de balanceamento redundante (10) incluindo: uma primeira e uma segunda linhas de controle (12, 14); uma primeira e uma segunda linhas de balanceamento (20, 22); um primeiro compensador (24) tendo uma câmara de linha de controle de primeiro compensador (32), uma câmara de linha de balanceamento de primeiro compensador (36) e uma câmara de queda de pressão condicional de primeiro compensador (40), a câmara de linha de controle de primeiro compensador (32) sendo conectada à primeira linha de controle (12), a câmara de linha de balanceamento de primeiro compensador (36) sendo conectada à segunda linha de balanceamento (22) e a câmara de queda de pressão condicional de primeiro compensador (40) sendo conectada à segunda linha de controle (14); um segundo compensador (26) tendo uma câmara de linha de controle de segundo compensador (34), uma câmara de linha de balanceamento de segundo compensador (38) e uma câmara de queda de pressão condicional de segundo compensador (42), a câmara de linha de controle de segundo compensador (34) sendo conectada à segunda linha de controle (14), a câmara de linha de balanceamento de segundo compensador (38) sendo conectada à primeira linha de balanceamento (20) e a câmara de queda de pressão condicional da cantindae enrmrencadar (49% cando ennartada à nrimaira linha da enntrela (19%

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por compreender adicionalmente uma válvula de segurança de subsuperfície em contato atuável com o sistema de operação de linha de balanceamento redundante (10).