BR112020012243A2 - intensificador de elemento de obturação com mecanismo de catraca - Google Patents

Abstract

Um obturador para vedar em um elemento tubular inclui um mandril sobre o qual um elemento de obturação é disposto entre pistões intensificadores. Cada pistão define uma câmara vedada com áreas alojadas do mandril. Uma força de assentamento comprime elemento de obturação entre o pistão intensificador, o qual cisalha livre. Mecanismos de catracas incluindo luvas de catracas e anéis de travamento de corpos dispostos entre os pistões e as áreas alojadas permitem inicialmente que os pistões desloquem em uma direção para longe do elemento de obturação, o que expande a respectiva câmara vedada. Em seguida, em resposta a um diferencial de pressão através da respectiva câmara vedada, cada um dos mecanismos de catracas permite impulsionamento do respectivo pistão na direção do elemento de obturação enquanto que impedindo retração de respectivo pistão na direção oposta.

Description

INTENSIFICADOR DE ELEMENTO DE OBTURAÇÃO COM MECANISMO DE CATRACA CAMPO DA REVELAÇÃO

[001] A matéria em questão da presente revelação de uma maneira geral diz respeito às operações de completação em um furo de poço. Mais particularmente, a matéria em questão diz respeito a um obturador para vedar uma área anular entre dois elementos tubulares dentro de um furo de poço. Ainda mais particularmente, a matéria em questão diz respeito a um obturador tendo um elemento de obturação impulsionado e retido bidirecionalmente.

ANTECEDENTES DA REVELAÇÃO

[002] Durante o processo de completação de furo de poço, um obturador é instalado dentro do furo de poço para vedar uma área anular. Obturadores conhecidos empregam uma força mecânica ou hidráulica a fim de expandir um elemento de obturação para fora do corpo do obturador e para o espaço anular definido entre o obturador e o revestimento circundante. Além disso, um cone pode ser impelido atrás de uma cunha afunilada para forçar a cunha para dentro do revestimento circundante para impedir movimento de obturador. Inúmeros arranjos têm sido derivados a fim de alcançar estes resultados.

[003] Uma desvantagem com sistemas de obturadores conhecidos é o potencial para se tornarem não assentados. Neste aspecto, pressões de furo de poço existindo dentro do espaço anular entre um elemento tubular interno e o revestimento externo agem contra os mecanismos de fixação do obturador, criando o potencial para tornar não assentado pelo menos parcialmente o elemento de obturação.

[004] De uma maneira geral, a cunha usada para impedir movimento de obturador captura uma pressão interna no elemento de obturação proveniente da força inicial usada para expandir o elemento de obturação. Durante operações de poço, uma pressão diferencial aplicada através do elemento de obturação pode oscilar por causa de mudanças em pressão da formação ou pressões de operação no furo de poço. Quando a pressão diferencial se aproxima ou excede a pressão interna inicial do elemento de obturação, o elemento de obturação pode ser comprimido adicionalmente pela pressão diferencial, fazendo desse modo com que ele se projete para dentro de vazios e folgas menores ou exceda a resistência à compressão do elemento de obturação. Em seguida, quando a pressão é diminuída, o elemento de obturação começa a relaxar. Entretanto, a pressão interna do elemento de obturação pode cair para abaixo do nível inicial por causa da transferência de volume e/ou da configuração de compressão do elemento de obturação durante extrusão. A redução em pressão interna diminui a capacidade do elemento de obturação para manter uma vedação com o furo de poço quando uma pressão diferencial subsequente é aplicada ou quando a direção de pressão é mudada, isto é, poço acima para subsuperfície.

[005] Por causa destas questões, obturadores têm sido projetados que são capazes de vedar contra um cilindro hidráulico, tal como um mecanismo de intensificação, o qual pode então capturar uma força de intensificação no elemento de obturação do obturador. Um obturador como este com um mecanismo de intensificação é revelado na US 8.881.836, a qual está incorporada a este documento pela referência.

[006] A matéria em questão da presente revelação diz respeito a superar, ou pelo menos reduzir, os efeitos de um ou mais dos problemas expostos anteriormente.

SUMÁRIO DA REVELAÇÃO

[007] De acordo com a presente revelação, um obturador para assentamento em um elemento tubular com uma força de assentamento compreende um mandril, um primeiro pistão, um elemento de obturação e um primeiro mecanismo de catraca. O mandril define uma primeira área alojada, e o primeiro pistão disposto de modo móvel sobre o mandril tem primeira extremidade definindo uma primeira câmara de pressão vedada com a primeira área alojada do mandril. O elemento de obturação é disposto de modo móvel sobre o mandril e é compressível em um primeiro lado contra uma segunda extremidade do primeiro pistão em resposta à força de assentamento para vedar contra o elemento tubular. O primeiro mecanismo de catraca é disposto entre o primeiro pistão e a primeira área alojada. O primeiro mecanismo de catraca em uma condição inicial permite movimento do primeiro pistão em uma primeira direção para longe do elemento de obturação expandindo a primeira câmara de pressão vedada, enquanto que o primeiro mecanismo de catraca em uma condição subsequente permite impulsionamento do primeiro pistão em uma segunda direção oposta para o elemento de obturação em resposta a um primeiro diferencial de pressão através da primeira câmara de pressão vedada e impede retração de primeiro pistão na primeira direção.

[008] A segunda extremidade do pistão pode compreender um anel de calibração disposto adjacente ao elemento de obturação. O pistão pode compreender uma luva interna disposta de modo móvel sobre o mandril. Por sua vez, o mandril pode compreender uma luva externa fixada ao mandril e disposta junto à luva interna para definir a primeira área alojada. As luvas interna e externa podem ter vedações encaixando umas às outras e vedando a câmara de pressão vedada entre elas.

[009] Em uma configuração, o primeiro mecanismo de catraca compreende uma luva intermediária disposta entre o pistão e a primeira área alojada e tendo uma primeira superfície de catraca. O pistão tem uma superfície de catraca externa configurada para deslizar para além da primeira superfície de catraca com movimento do pistão na primeira direção e configurada para agarrar na primeira superfície de catraca com movimento do pistão na segunda direção.

[010] Nesta configuração, a luva intermediária pode compreender uma segunda superfície de catraca, e o mecanismo de catraca pode compreender um anel de travamento de corpo disposto entre a luva intermediária e a primeira área alojada. O anel de travamento de corpo pode ter uma superfície de catraca interna configurada para agarrar na segunda superfície de catraca com movimento da luva intermediária na primeira direção e configurada para deslizar para além da segunda superfície de catraca com movimento da luva intermediária na segunda direção.

[011] Nesta configuração, o anel de travamento de corpo pode compreender uma superfície com cunhas ou escarpada disposta no lado superior do mesmo e encaixada com uma superfície com cunhas ou escarpada complementar disposta em um lado inferior do mandril na primeira área alojada. As superfícies complementares impelidas na primeira direção causando contração radial do anel de travamento de corpo e impelidas na segunda direção permitindo expansão radial do anel de travamento de corpo.

[012] O pistão pode compreender uma conexão fixando temporariamente o pistão ao mandril, a conexão sendo quebrada em resposta a um nível da força de assentamento.

[013] O obturador pode compreender adicionalmente um corpo disposto de modo móvel sobre o mandril em um lado oposto do elemento de obturação e definindo uma segunda área alojada. Um segundo pistão disposto de modo móvel sobre o mandril pode ter uma terceira extremidade definindo uma segunda câmara de pressão vedada com a segunda área alojada do mandril. Um segundo mecanismo de catraca pode ser disposto entre o segundo pistão e a segunda área alojada. O segundo mecanismo de catraca em uma condição inicial pode permitir movimento do segundo pistão na primeira direção para longe do elemento de obturação expandindo a segunda câmara de pressão vedada, enquanto que o segundo mecanismo de catraca em uma condição subsequente permite impulsionamento do segundo pistão na segunda direção oposta para o elemento de obturação em resposta a um segundo diferencial de pressão através da segunda câmara de pressão vedada e impede retração do segundo pistão na segunda direção.

[014] O obturador pode compreender adicionalmente uma cunha disposta sobre o mandril adjacente ao corpo que é móvel para fora do mandril com a força de assentamento para encaixar com o elemento tubular.

[015] O obturador pode compreender adicionalmente: uma primeira vedação disposta sobre uma superfície externa do primeiro pistão e encaixando de modo vedado com uma superfície interna da primeira área alojada; e uma segunda vedação disposta sobre a superfície interna da primeira superfície alojada e encaixando de modo vedado com a superfície externa do primeiro pistão, as primeira e segunda vedações vedando a primeira câmara de pressão vedada. Adicionalmente, o obturador pode compreender adicionalmente uma terceira vedação disposta entre a segunda extremidade do primeiro pistão e o mandril.

[016] De acordo com a presente revelação, um obturador para vedar em um elemento tubular, o aparelho compreende um mandril, primeiro e segundo pistões, um elemento de obturação e primeiro e segundo mecanismos de catracas. O mandril define áreas alojadas, e cada um dos primeiro e segundo pistões dispostos de modo móvel sobre o mandril respectivamente entre as áreas alojadas tem uma primeira extremidade definindo uma câmara de pressão vedada com a respectiva área alojada do mandril. O elemento de obturação é disposto de modo móvel sobre o mandril entre segundas terminações dos primeiro e segundo pistões. O elemento de obturação é compressível em lados opostos contra as segundas extremidades dos primeiro e segundo pistões em resposta a uma força de assentamento para vedar contra o elemento tubular. Os primeiro e segundo mecanismos de catracas são dispostos respectivamente entre os primeiro e segundo pistões e as primeira e segunda áreas alojadas. Cada um dos primeiro e segundo mecanismos de catracas em uma condição inicial permite movimento do respectivo pistão em uma primeira direção para longe do elemento de obturação expandindo a respectiva câmara de pressão vedada, enquanto que cada um dos primeiro e segundo mecanismos de catracas em uma condição subsequente permite impulsionamento do respectivo pistão em uma segunda direção oposta para o elemento de obturação em resposta a um respectivo diferencial de pressão através da respectiva câmara de pressão vedada e impede retração de respectivo pistão na primeira direção.

[017] De acordo com a presente revelação, um aparelho compreende um mandril, um pistão, uma luva intermediária e um anel de travamento de corpo. O mandril define uma área alojada, e o pistão disposto de modo móvel sobre o mandril entre a área alojada tem uma primeira extremidade definindo uma câmara de pressão vedada com a área alojada do mandril. A luva intermediária é disposta entre o pistão e a área alojada e tem uma superfície de catraca interna e uma superfície de catraca externa. O pistão tem uma superfície de catraca externa configurada para deslizar para além da superfície de catraca interna com movimento do pistão na primeira direção e configurada para agarrar na superfície de catraca interna com movimento do pistão na segunda direção. Por sua vez, o anel de travamento de corpo é disposto entre a luva intermediária e a área alojada. O anel de travamento de corpo tem uma superfície de catraca interna configurada para agarrar na superfície de catraca externa com movimento da luva intermediária na primeira direção e configurada para deslizar para longe da superfície de catraca externa com movimento da luva intermediária na segunda direção.

[018] O anel de travamento de corpo pode compreender uma superfície com cunhas ou escarpada disposta em um lado superior do mesmo e encaixada com uma superfície com cunhas ou escarpada complementar disposta em um lado inferior do mandril na área alojada. As superfícies complementares impelidas na primeira direção causando contração radial do anel de travamento de corpo e impelidas na segunda direção permitindo expansão radial do anel de travamento de corpo.

[019] De acordo com a presente revelação, um método de vedação em um elemento tubular compreende: colocar um obturador dentro do elemento tubular com uma ferramenta de assentamento; aplicar uma força de assentamento com a ferramenta de assentamento entre um mandril e um elemento de obturação do obturador; vedar o elemento de obturação contra o elemento tubular em resposta à força de assentamento aplicada ao comprimir o elemento de obturação em uma primeira direção contra uma segunda extremidade de pelo menos um pistão disposto de modo móvel sobre o mandril; impelir a segunda extremidade do pelo menos um pistão em uma segunda direção para o elemento de obturação comprimido em resposta a um diferencial de pressão através de pelo menos uma câmara de pressão vedada definida entre uma primeira extremidade do pelo menos um pistão e pelo menos uma área alojada do mandril; e limitar movimento do pelo menos um pistão impelido na primeira direção para longe do elemento de obturação comprimido.

[020] Aplicar a força de assentamento entre o mandril e o elemento de obturação do obturador pode compreender aplicar movimento relativo entre o mandril e a segunda extremidade do pelo menos um pistão. Vedar o elemento de obturação contra o elemento tubular em resposta à força de assentamento aplicada pode compreender adicionalmente comprimir lados opostos do elemento de obturação com as segundas extremidades de pistões opostos do pelo menos um pistão. Adicionalmente, comprimir o elemento de obturação contra a segunda extremidade do pelo menos um pistão disposto de modo móvel sobre o mandril pode compreender fixar temporariamente o pelo menos um pistão no lugar em relação ao mandril.

[021] Impelir a segunda extremidade do pelo menos um pistão na segunda direção para o elemento de obturação comprimido em resposta ao diferencial de pressão através da pelo menos uma câmara de pressão vedada definida entre a primeira extremidade do pelo menos um pistão e a pelo menos uma área alojada do mandril pode compreender quebrar a fixação temporária do pelo menos um pistão no lugar em relação ao mandril e deslocar a segunda extremidade na segunda direção para o elemento de obturação comprimido com redução de volume da pelo menos uma câmara de pressão vedada.

[022] Limitar o movimento do pelo menos um pistão impelido na primeira direção para longe do elemento de obturação comprimido pode compreender: deslizar uma superfície de catraca externa do pelo menos um pistão contra uma superfície de catraca interna de uma luva intermediária com movimento inicial do pelo menos um pistão na primeira direção para longe do elemento de obturação; empurrar com ressalto o pelo menos um pistão na primeira direção contra a luva intermediária; e agarrar a superfície de catraca externa contra a superfície de catraca interna com movimento subsequente do pelo menos um pistão na segunda direção para o elemento de obturação.

[023] Limitar o movimento do pelo menos um pistão impelido na primeira direção para longe do elemento de obturação comprimido pode compreender: deslizar uma superfície de catraca interna de um anel de travamento de corpo contra uma superfície de catraca externa da luva intermediária com movimento inicial da luva intermediária na segunda direção para o elemento de obturação; e agarrar a superfície de catraca interna contra a superfície de catraca externa com movimento subsequente da luva intermediária na primeira direção para longe do elemento de obturação.

[024] Deslizar a superfície de catraca interna contra a superfície de catraca externa da luva intermediária com o movimento inicial da luva intermediária na segunda direção para o elemento de obturação pode compreender permitir expansão radial do anel de travamento de corpo, impelido na segunda direção, com superfícies com cunhas complementares dispostas respectivamente no lado superior do anel de travamento de corpo e em um lado inferior da área alojada.

[025] Agarrar a superfície de catraca interna contra a superfície de catraca externa com o movimento da luva intermediária na primeira direção para longe do elemento de obturação pode compreender contrair radialmente o anel de travamento de corpo, impelido na primeira direção, com as superfícies com cunhas complementares. Comprimir o elemento de obturação contra a segunda extremidade do pelo menos um pistão disposto de modo móvel sobre o mandril pode compreender quebrar uma conexão fixando temporariamente o pelo menos um pistão ao mandril em resposta a um nível da força de assentamento. O método pode compreender adicionalmente encaixar uma cunha disposta no mandril contra o elemento tubular com a força de assentamento.

[026] O sumário exposto anteriormente não é proposto para resumir cada potencial modalidade ou cada aspecto da presente revelação.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS

[027] A figura 1 ilustra uma vista seccional transversal de um obturador de acordo com a presente revelação colocado dentro do revestimento.

[028] A figura 2 ilustra uma vista esquemática de dois obturadores isolando uma zona de interesse.

[029] A figura 3A ilustra uma vista seccional transversal de parte do obturador revelado em uma posição de descida.

[030] A figura 3B ilustra uma vista seccional transversal da parte do obturador revelado em uma posição de vedação.

[031] A figura 4 ilustra uma vista seccional transversal detalhada do mecanismo de catraca do intensificador.

[032] A figura 5 ilustra uma vista seccional transversal do intensificador antes de ser impulsionado.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA REVELAÇÃO

[033] Referindo-se à figura 1, um obturador 100 para assentamento em um furo de poço está ilustrado em seção transversal. O obturador 100 foi abaixado para dentro do furo de poço e posicionado dentro de uma coluna de revestimento ou de outro elemento tubular 10. Por exemplo, o obturador 100 pode ser abaixado para dentro do furo de poço com uma ferramenta de assentamento 50 em uma coluna de trabalho ou em outro componente de transporte, tal como cabo de aço ou coisa parecida. Uma vez que o obturador 100 esteja posicionado na profundidade, a ferramenta de assentamento 50 aciona o obturador 100 e assim uma vedação é criada no espaço anular 12 entre o obturador 100 e a coluna de revestimento circundante 10.

[034] O obturador 100 inclui um mandril 110 tendo um elemento de obturação 150 e pelo menos um intensificador 160a-b disposto no mesmo. Tal como mostrado, o obturador 100 preferivelmente tem os intensificadores opostos 160a-b dispostos em ambos os lados do elemento de obturação 150.

[035] O mandril 110 se estende ao longo de um comprimento do obturador 100 e define um corpo tubular com um furo 112 no mesmo para comunicação de fluido, o qual pode ser usado para transportar fluidos durante várias operações de furo de poço, tais como operações de completação e produção. Uma extremidade de poço acima do mandril 110 pode incluir conexões para conectar a um elemento tubular, uma ferramenta de assentamento 50, uma coluna de trabalho ou a coisa parecida, e uma extremidade de subsuperfície do mandril 110 pode ser conectada a uma ferramenta de subsuperfície (não mostrada), a um outro elemento tubular ou a coisa parecida.

[036] O elemento de obturação 150 disposto circunferencialmente em volta da superfície externa do mandril 110 pode ser comprimido para expandir para contato com o revestimento circundante 10 em resposta às forças compressivas axiais geradas em um e outro lado do elemento de obturação 150. Para aplicar as forças compressivas ao elemento de obturação 150, componentes no mandril 110 podem deslocar uns em relação aos outros, especialmente uns na direção dos outros, a fim de comprimir o elemento de obturação 150. Neste modo, o espaço anular 12 entre o obturador 100 e o revestimento 10 pode ser vedado de forma fluídica. Materiais exemplares para o elemento de obturação 150 incluem borracha ou outro material elastomérico.

[037] O obturador 100 pode incluir adicionalmente um mecanismo de ancoragem, tal como uma ou mais cunhas 120 situadas entre os cones de ativação 130a-b. Por exemplo, um par de cones 130a-b pode ser disposto sobre o mandril 110 nos lados das cunhas 120. Durante assentamento, o par de cones 130a-b pode ser deslocado um na direção do outro para impelir ou deslocar as cunhas 120 para encaixe com o revestimento 10 para ancorar o obturador 100.

[038] Para assentar o obturador 100 e o elemento de obturação 150 vedar junto ao revestimento 10, a ferramenta de assentamento 50 desce o obturador 100 para a posição dentro do revestimento 10. Após o obturador 100 ser posicionado na localização desejada, o obturador 100 é assentado ao aplicar uma força compressiva axial. De uma maneira geral, a ferramenta de assentamento 50 pode ser uma ferramenta de assentamento hidráulica, uma ferramenta de assentamento não explosiva, ou outro tipo de ferramenta de assentamento para aplicar uma força de assentamento na forma de movimento relativo entre o mandril 110 e os componentes do obturador 100 no mandril 110.

[039] Alguns obturadores existentes devem ser assentados com uma ferramenta de descida hidrostática, a qual converte a pressão de poço hidrostática em uma força axial. Em algumas aplicações, uso de uma ferramenta hidrostática pode não ser desejável ou possível. Embora uma ferramenta hidrostática como esta possa ser usada para assentar o obturador, um outro tipo de ferramenta de assentamento, tal como a ferramenta de assentamento não explosiva (NEST) Weatherford, pode ser usado para assentar o obturador 100 da presente revelação. A ferramenta de assentamento não explosiva 50 pode ser um dispositivo operado por bateria e baseado em timer que pode assentar o obturador 100 sem o uso de explosivos. Descida em cabo de aço ou em cabo elétrico, a ferramenta de assentamento não explosiva 50 pode ter várias configurações de timer que são estabelecidas dependendo da profundidade na qual o obturador 100 é para ser posicionado.

[040] A ferramenta de assentamento não explosiva 50 quando comparada a outras ferramentas de assentamento usadas na indústria no tempo de acionamento desloca em um ritmo muito lento, isto é, em frações de uma polegada (2,54 centímetros) por segundo, ao assentar um obturador. Uma ferramenta de assentamento hidrostática típica pode se deslocar em 7 polegadas (17,8 centímetros) em um segundo para assentar um obturador, o que é considerado como sendo um assentamento rápido. Assentar obturadores em um ritmo lento pode ser uma desvantagem para um obturador como este com um mecanismo de intensificação, tal como revelado na US

8.881.836, porque os intensificadores deslocarão por causa de pressão hidrostática no poço se não assentados em uma velocidade alta. Uma vez que os intensificadores estejam totalmente deslocados, nenhuma força axial estará disponível para energizar adicionalmente o elemento de obturação. Os intensificadores 160a-b do obturador revelado 100 não são afetados por pressões hidrostáticas durante descida e assentamento.

[041] Por exemplo, para aplicar a força de assentamento entre o mandril 110 e o elemento de obturação 150, a ferramenta de assentamento 50 pode posicionar de modo liberável o obturador 100 usando uma primeira parte 52 encaixada com um anel de empurrar ou ressalto móvel 114b sobre o mandril 110 do obturador e usando uma segunda parte 54 encaixada com o mandril 110. Enquanto o mandril 110 é puxado/retido pela segunda parte 54, o ressalto móvel 114b encaixado com a primeira parte 52 é deslocado sobre o mandril 110 na direção de um ressalto fixo 114a do mandril 110 e assim o obturador 150 e as cunhas 120 podem ser deslocados contra o revestimento 10.

[042] No assentamento, por exemplo, o ressalto móvel 114b e o ressalto fixo 114a são juntados e assim os cones 130a-b empurram as cunhas 120 para fora, e o elemento de obturação 150 é comprimido entre os intensificadores 160a- b. O elemento de obturação comprimido 150 expande para fora para vedar contra o revestimento 10 para vedar o espaço anular 12. Tal como será discutido com mais detalhes a seguir, enquanto o elemento de obturação 150 expande, os intensificadores 160a-b adicionalmente podem impelir na direção do elemento de obturação comprimido 150 em resposta a um diferencial de pressão através das câmaras de pressão vedadas 175 definidas dentro dos intensificadores 160a-b.

[043] Em vez de serem projetados exatamente para manusear oscilações em pressão anular, os intensificadores 160a-b do obturador 100 podem ser usados para aumentar a carga de vedação do elemento de obturação 150. Tipicamente, a carga de vedação inicial do elemento de obturação 150 é determinada por meio da força de assentamento da ferramenta de assentamento. Em algumas aplicações, tais como operações de furo pequeno, a carga de vedação aplicada por uma ferramenta de assentamento padrão pode ser menor que a ideal. Em tais situações, os intensificadores 160a-b vantajosamente podem funcionar para energizar adicionalmente o elemento de obturação 150 para uma carga de vedação maior, mantendo desse modo a vedação quando o obturador 150 é exposto a uma pressão maior que a pressão estabelecida.

[044] Dependendo da implementação, um ou mais obturadores 100 podem ser acoplados conjuntamente para uso ao isolar o espaço anular 12 dentro do revestimento 10. Em um arranjo, por exemplo, o obturador 100 é abaixado para dentro do furo de poço junto com várias outras ferramentas de completação. Por exemplo, um receptáculo de furo polido pode ser usado no topo de uma coluna de revestimento vedador. A extremidade superior do obturador 100 pode ser conectada de modo rosqueado à extremidade inferior de um receptáculo de furo polido como este, o que permite que outro componente seja introduzido de modo vedado na coluna de revestimento vedador uma vez que instalada no revestimento 10. Comumente, o receptáculo de furo polido é usado para mais tarde amarrar de volta à superfície com uma coluna de tubulação de produção. Deste modo, fluidos de produção podem ser produzidos através da coluna de revestimento vedador, e para cima para a superfície através da complementação de coluna de revestimento.

[045] Tal como mostrado em um outro arranjo da figura 2, os dois obturadores 100a-b podem ser usados para se estender nos lados de uma zona (Z) de interesse a ser isolada. Um elemento tubular 20, um revestimento vedador, uma ferramenta de subsuperfície ou outro componente pode ser disposto entre os dois obturadores 100a-b.

[046] Em operação, o obturador de subsuperfície 100a é abaixado primeiro para dentro do furo de poço e assentado em uma extremidade da zona Z a ser isolada. O obturador de poço acima 100b é então abaixado para dentro do furo de poço e conectado ao obturador de subsuperfície 100a. Se o componente intermediário for um elemento tubular 20, o elemento tubular 20 é conectado a uma parte inferior do obturador de poço acima 100b e conectado ao obturador de subsuperfície 100a usando técnicas conhecidas. O isolamento é formado após o obturador de poço acima 100b ser assentado. É considerado que outros métodos de posicionamento conhecidos por uma pessoa de conhecimento comum podem ser usados.

[047] Na montagem de isolamento tal como na figura 2, qualquer aumento na pressão dentro ou fora da zona isolada Z pode elevar a pressão em um ou outro lado dos elementos de vedação (150) a partir da direção da pressão aumentada. Estas oscilações de pressão podem ser naturais ou artificiais. Por exemplo, produtos químicos ou fluidos podem ser injetados seletivamente em uma ou mais zonas (Z) no furo de poço para tratamento das mesmas. Os produtos químicos ou fluidos podem ser um fluido de fraturamento, ácido, polímeros, espuma ou qualquer produto químico ou fluido adequado para ser injetado no furo de poço. Estas injeções podem causar um aumento temporário na pressão do furo de poço, o que pode agir sobre os elementos de vedação (150) dos obturadores 100a-b. O aumento de pressão faz com que os intensificadores (160a-b) dos obturadores de isolamento 100a-b elevem a pressão interna dos respectivos elementos de vedação 150. As pressões elevadas dos obturadores 100a-b são então mantidas mesmo após o aumento temporário de pressão diminuir, tal como durante um fluxo reverso dos fluidos injetados.

[048] Em um outro exemplo, os intensificadores (160a-b) do obturador 100 podem reagir de modo independente às mudanças de pressão. Por exemplo, referindo-se de novo à figura 2, a zona (Z) isolada pelos obturadores de isolamento 100a-b pode não estar produzindo quando as zonas acima e abaixo da zona isolada (Z) estão produzindo. Nesta situação, a pressão nas zonas de produção pode diminuir, enquanto que na zona isolada pode aumentar. Este aumento em pressão pode agir sobre os intensificadores (160a-b) dos obturadores 100a-b na zona isolada (Z). Se a pressão da zona ficar maior que a pressão da carga de vedação, os intensificadores (160a-b) podem reagir ao aumentar a carga de vedação, mantendo desse modo a vedação para isolar a zona (Z). Neste aspecto, os intensificadores (160a-b) fora da zona isolada (Z) não são afetados pela mudança de pressão na zona isolada (Z).

[049] Tendo um entendimento do obturador 100 e de modos de exemplo em que o obturador 100 pode ser usado, discussão agora vai para detalhes adicionais dos intensificadores 160a-b do obturador 100. As figuras 3A-3B ilustram parte do obturador revelado 100 com mais detalhes durante condições não assentada e assentada, respectivamente. Tal como mostrado aqui, o mandril 110 tem o elemento de obturação 150 com os intensificadores opostos 160a-b dispostos em ambos os lados.

[050] O primeiro intensificador (de subsuperfície) 160a é disposto adjacente ao ressalto fixo 114a no mandril 110. O elemento de obturação 150 fica situado entre o intensificador de subsuperfície 160a e o segundo intensificador (de poço acima) 160b, o qual é disposto adjacente a um ressalto móvel 114b (anel de empurrar, ou outro componente tal como o cone 130a) disposto sobre o mandril 110. Para assentamento, o mandril 110 é retido/puxado enquanto o ressalto móvel 114b é deslocado ao longo do mandril 110 na direção do ressalto fixo 114a de tal maneira que o elemento de obturação 150 pode ser comprimido contra o revestimento 10. Embora não mostrado nesta modalidade, o obturador 100 pode ter cunhas e cones dispostos sobre o mandril 110 além do ressalto móvel 114a.

[051] Ambos de os intensificadores 160a-b têm um pistão 170 disposto de modo móvel sobre o mandril 110. O pistão 170 é uma luva interna tendo uma extremidade distal com um anel de calibração 173 que encaixa contra um dos lados opostos do elemento de obturação 150. Uma vedação pode ser disposta entre o anel de calibração 173 do pistão 170 e o mandril 110 para impedir vazamento de fluido no espaço entre o pistão 170 e o mandril 110.

[052] As extremidades proximais dos pistões são dispostas nas áreas alojadas 185 do obturador 110. As áreas alojadas 185 são formadas pelas luvas de alojamento externas 180 fixadas sobre o mandril 110 respectivamente aos ressaltos 114a-b (tal como mostrado, ambas destas luvas de alojamento 180 podem ser formadas de várias luvas interligadas se estendendo do respectivo ressalto 114a-b). As respectivas vedações 172, 182 nos pistões 170 e as luvas de alojamento 180 definem as câmaras de pressão vedadas

175. A pressão nestas câmaras 175 preferivelmente é menor que a pressão esperada no furo de poço, e mais preferivelmente é aproximadamente a atmosférica. Dependendo da implementação, outras pressões configuradas podem ser usadas.

[053] Durante descida, tal como mostrado na figura 3A, ambos os pistões 170 estão retraídos para longe do elemento de obturação 150, sendo retidos temporariamente nos ressaltos 114a-b com componentes capazes de cisalhar 116, tais como parafusos de cisalhamento. A classificação de cisalhamento destes parafusos de cisalhamento 116 é selecionada de tal maneira que os parafusos 116 não cisalham durante descida, mas sua classificação é menor que a de uma força de assentamento para o obturador 100. Neste aspecto, os parafusos de cisalhamento 116 podem servir para impedir movimento prematuro ou acidental do pistão 170.

[054] Tal como mostrado na figura 3B, a ferramenta de assentamento (não mostrada) aplica uma força de assentamento e assim o ressalto móvel 114b e o mandril 110 são deslocados um em relação ao outro. O ressalto móvel 114b desloca o intensificador superior 160b na direção do elemento de obturação 150, o qual é disposto de modo móvel sobre o mandril 110. O anel de calibração 173 do intensificador superior pressiona contra o elemento de obturação 150, o qual é comprimido contra o anel de calibração 173 do intensificador inferior em resposta à força de assentamento. O elemento de obturação comprimido 150 então expande para fora na direção do revestimento 10.

[055] Tal como pode ser visto, a força de assentamento comprime o elemento de obturação 150 entre os anéis de calibração 173 dos pistões 170 dos intensificadores 160a-b. O ressalto móvel 114b e o intensificador superior 160b (com o seu anel de calibração superior 173 e o pistão 170) são livres para deslocar para contato com um lado do elemento de obturação 150 e livres para deslocar para mais perto do intensificador inferior 160a e do ressalto fixo 114a. Neste modo, o elemento de obturação 150 é comprimido e deformado para encaixe de vedação com o revestimento 10.

[056] Durante esta vedação inicial do elemento de obturação 150, os parafusos de cisalhamento 116 eventualmente são quebrados. Neste ponto, os pistões 170 podem deslocar adicionalmente nas áreas alojadas 185 ao deslizar nos mecanismos de catracas 200 encaixados entre os pistões 170 e as áreas alojadas 185. Este deslocamento para fora dos pistões 170 é possível porque componentes dos mecanismos de catracas 200 (a luva de catraca interna 210 e o anel de travamento de intensificador 220) podem deslocar dentro dos alojamentos de intensificadores 180. O deslocamento dos pistões 170 expande as câmaras de pressão vedadas 175. Durante vedação os pistões 170 podem ser deslocados em qualquer taxa lenta ou rápida. Eventualmente, os pistões 170 param e não deslocam adicionalmente, e o elemento de obturação 150 é expandido com a força de assentamento aplicada.

[057] Tal como discutido a seguir, os pistões 170 liberados podem permitir impulsionamento adicional do elemento de obturação 150. Resumidamente, com os pistões 170 deslocados de volta, movimento dos pistões 170 na direção do elemento de obturação 150 agora pode ocorrer porque os pistões 170 carregarão a luva de catraca interna 210 do mecanismo de catraca 200 e assim os dois deslocam como um por causa de roscas internas de travamento entre eles.

[058] Durante impulsionamento, a câmara vedada 175 colapsa já que o pistão 170 pode deslocar na direção oposta em resposta à pressão hidrostática colapsando a câmara 175. Neste ponto, o mecanismo de catraca 200 trava ou impede o movimento do pistão 170 na direção do elemento de obturação

150. De uma maneira geral, dentes de catraca no mecanismo de travamento 200 anteriormente permitiam que os pistões 170 deslocassem adicionalmente para fora a partir do elemento de obturação 150 com a ruptura dos parafusos de cisalhamento 116. Também, os dentes de catraca no mecanismo de travamento 200 permitem que os pistões 170 impulsionados por pressão diferencial em um modo descrito a seguir desloquem na direção do elemento de obturação 150 e também bloqueiem a força compressiva adicional no lugar contra o elemento de obturação 150.

[059] Detalhes do mecanismo de catraca 200 estão mostrados nas figuras 4 e 5. Em particular, a figura 4 ilustra uma vista seccional transversal detalhada do mecanismo de catraca do intensificador 200, e a figura 5 ilustra uma vista seccional transversal do intensificador 160a antes de ser impulsionado.

[060] Tal como mostrado mais claramente na figura 4, o mecanismo de catraca 200 inclui uma luva de catraca intermediária 210 e um anel de travamento de corpo 220 dispostos na área alojada 185 entre o pistão 170 e a luva de alojamento 180. O pistão 170 tem uma superfície de catraca externa 174 na forma de dentes ou coisa parecida, e a luva de catraca 210 tem uma primeira superfície de catraca (interna) 214 na forma de dentes ou coisa parecida. Também, a luva de catraca 210 tem uma segunda superfície de catraca (externa) 216 e o anel de travamento de corpo 220 tem uma superfície de catraca interna 226, ambas as quais podem ser na forma de dentes ou coisa parecida. De uma maneira geral, os dentes de catraca 226 no anel de travamento de corpo 220 cooperam com os dentes 216 na luva de catraca 210, e os dentes 214 na luva de catraca 210 cooperam com os dentes 174 no pistão 170 para impedir/permitir movimento do pistão 170.

[061] Em particular, as superfícies de catracas 174, 214 entre o pistão 170 e a luva de catraca 170 (i) podem deslizar uma para além da outra com movimento do pistão 170 em uma primeira direção D1 para longe do elemento de obturação 150 (quando os parafusos de cisalhamento 116 cisalham) e (ii) podem agarrar uma na outra com movimento inverso do pistão 170 em uma segunda direção D2 na direção do elemento de obturação 150 (quando a intensificação ocorre). Entretanto, as superfícies de catracas 216, 226 entre a luva de catraca 210 e o anel de travamento de corpo 220 (i) podem agarrar uma na outra com movimento da luva de catraca 210 na primeira direção D1 para longe do elemento de obturação 150 (quando os parafusos de cisalhamento 116 cisalham) e (ii) podem deslizar uma para além da outra com o movimento inverso da luva de catraca 210 na segunda direção D2 na direção do elemento de obturação 150 (quando a intensificação ocorre).

[062] Para permitir deslizamento e agarramento seletivo das superfícies, o anel de travamento de corpo 220 tendo a superfície de catraca interna 226 em uma face inferior do mesmo é capaz de se ajustar (expandir e contrair) entre a luva de alojamento 180 e a luva intermediária 210. Durante este movimento de expansão e contração, o anel de travamento de corpo 220 permite movimento da luva de catraca intermediária 210 na primeira direção D1 e resiste ao movimento da luva de catraca 210 na segunda direção D2. Deste modo, o mecanismo de catraca 200 permite que a luva de catraca interna 210 seja deslocada na primeira direção D1 por meio do anel de travamento de corpo 220. Quando deslocada uma segunda vez na direção contrária D2, a luva de catraca 210 pode deslocar de volta por meio do anel de travamento de corpo 220, o que pode então impedir o movimento da luva de catraca 210 e do pistão 170 agarrado.

[063] Em particular, o anel de travamento de corpo 220 inclui a rosca em forma de cunhas ou escarpada 288 disposta no lado superior do mesmo que é encaixada com a rosca em forma de cunhas ou escarpada complementar 188 disposta em um lado inferior da luva de alojamento 180. Tal como notado anteriormente, o pistão 170 tem a conexão ou parafuso de cisalhamento 116 fixando temporariamente o pistão 170 ao mandril 110. A conexão 116 é rompida em resposta à força de assentamento mecânico aplicada na primeira direção D1, o que permite ao pistão 170 deslocar adicionalmente na área alojada 185 tal como representado na figura 5.

[064] A superfície de catraca externa 174 do pistão deslocado desliza para além da primeira superfície de catraca 214 da luva de catraca 210, a segunda superfície de catraca 216 da luva de catraca 210 encaixa com a superfície de catraca interna 226 do anel de travamento de corpo 220, e as roscas em forma de cunhas complementares 188, 288 com o anel de travamento de corpo 220 impelido na primeira direção D1 induzem o anel de travamento de corpo 220 para contrair radialmente. A câmara de pressão vedada 175 expande com o deslocamento do pistão 170, e o pistão 170 eventualmente empurra contra a extremidade 215 da luva de catraca 210. O mecanismo de catraca 200 impede deslocamento adicional do pistão 170 na primeira direção D1.

[065] Ao mesmo tempo, a câmara de pressão 175 permanece vedada durante a operação do obturador 100 e expande com o movimento do pistão 170. Tal como notado anteriormente, por exemplo, a vedação 172 disposta sobre uma superfície externa do pistão 170 encaixa de modo vedado com uma superfície interna da luva de alojamento 180. A outra vedação 182 disposta sobre a superfície interna da luva de alojamento 180 encaixa de modo vedado com a superfície externa do pistão 170.

[066] Durante a vida do obturador 100, uma vez que assentado tal como na figura 5, oscilações de pressão no furo de poço podem servir para elevar a pressão no elemento de obturação 150. Em particular, o intensificador 160a é acoplado à extremidade inferior 114a do obturador 100 em um modo que permite que pressão de fluido entre no(s) caminho(s) de fluido FP entre o intensificador 160a e a extremidade inferior 114a do obturador 100. Por exemplo,

uma parte da luva de alojamento 180 pode sobrepor a extremidade inferior 114a do obturador 100, e o pistão 170 é posicionado na área alojada 185. Neste aspecto, pressão de fluido no espaço anular 12 pode ficar em comunicação por meio do(s) caminho(s) de fluido FP e exercer uma força na segunda direção D2 no pistão 170 (embora somente o intensificador inferior 160a esteja mostrado na figura 5, o intensificador superior 160b pode ser acoplado de modo similar ao ressalto móvel 114b e assim pressão de fluido no espaço anular 12 pode ser transmitida por meio de caminhos de fluido entre a luva de alojamento 180 e o ressalto móvel 114b e exercer uma força sobre o pistão 170 do intensificador superior).

[067] Um aumento na pressão de espaço anular no lado do elemento de obturação 150 é transmitido para o pistão 170 do intensificador inferior 160a por meio do(s) caminho(s) de fluido FP. A pressão de espaço anular exerce uma força sobre o pistão 170 na segunda direção D2, a qual supera a pressão interna do elemento de obturação 150. Como um resultado, o pistão 170 impele o anel de calibração 173 na direção do elemento de obturação 150 em resposta ao diferencial de pressão através das câmaras de pressão vedadas 175, e a pressão mais baixa da câmara 175 permite a ela diminuir em volume por causa de movimento do pistão 170 em relação à luva de alojamento 180.

[068] (Entretanto, movimento do pistão 170 do intensificador superior 160b pode ser impedido pelo mecanismo de travamento 200 e assim a pressão no elemento de obturação 150 é mantida. De modo similar, um aumento em pressão anular no outro lado do elemento de obturação 150 pode induzir o outro pistão 170 do intensificador superior 160 para aplicar uma força adicional sobre o elemento de obturação 150 no lado oposto).

[069] Força é criada pelo pistão 170 contra o lado do elemento de obturação 150 à medida que a pressão externa cresce, o que aumenta a pressão de vedação do elemento de obturação 150. A câmara de pistão 175 colapsa por causa da pressão externa circundando a câmara 175, e a força criada é aplicada pelo pistão 170 na direção D2 na direção do elemento de obturação 150. A luva de catraca interna 210 e o pistão 170 podem deslocar por meio do anel de travamento de intensificador 220 para capturar força para o elemento de obturação 150.

[070] Em particular, com o deslocamento do pistão 170 na segunda direção D2 durante este processo, a superfície de catraca externa 174 do pistão agarra na primeira superfície de catraca 214 da luva de catraca 210, enquanto que a segunda superfície de catraca 216 da luva de catraca 210 desliza para além da superfície de catraca interna 226 do anel de travamento de corpo 220. As roscas em forma de cunhas complementares 188, 288 com o anel de travamento de corpo 220 permitem ao anel de travamento de corpo 220 expandir radialmente. Como um resultado, a luva de catraca 210 é carregada na segunda direção D2 com o pistão 170, e a câmara de pressão vedada 175 diminui em volume com o deslocamento do pistão 170. Também, o mecanismo de catraca 200 impede retração do pistão 170 na primeira direção D1 (i) porque o pistão 170 é empurrado contra a extremidade 215 da luva de catraca 210 e (ii) porque qualquer movimento na direção contrária D2 (a) induziria a segunda superfície de catraca 216 da luva de catraca 210 para agarrar na superfície de catraca interna 226 do anel de travamento de corpo 220 e (b) induziria as roscas em forma de cunhas complementares 188, 288 com o anel de travamento de corpo 220 para contrair radialmente o anel de travamento de corpo

220.

[071] Tal como revelado neste documento, o mecanismo de catraca 200 é usado para fixar a força de vedação aplicada pelo movimento hidrostático do pistão 170. O mesmo mecanismo de catraca 200 pode ser usado para permitir movimento em uma direção para dispositivos a não ser um pistão em um obturador, tal como para uma manipulação de mandril em uma direção para abrir uma porta quando deslocado em uma segunda vez. O mecanismo de catraca 200 pode ser usado em qualquer aplicação quando movimento em uma direção não induz o mecanismo proposto para operar, mas induz quando deslocado em direção oposta.

[072] A descrição anterior de modalidades preferidas e de outras não é proposta para limitar ou restringir o escopo ou aplicabilidade dos conceitos inventivos concebidos pelos Requerentes. Será percebido com o benefício da presente revelação que recursos descritos anteriormente de acordo com qualquer modalidade ou aspecto da matéria em questão revelada podem ser utilizados, sozinhos ou em combinação, com qualquer outro recurso descrito em qualquer outra modalidade ou aspecto da matéria em questão revelada.

[073] Em troca para revelar os conceitos inventivos contidos neste documento, os Requerentes desejam todos os direitos de patente proporcionados pelas reivindicações anexas.

Portanto, é considerado que as reivindicações anexas incluem todas as modificações e alterações para a extensão total em que elas ocorram dentro do escopo das reivindicações a seguir ou das equivalências das mesmas.

Claims (25)

REIVINDICAÇÕES

1. Obturador para assentamento em um elemento tubular com uma força de assentamento, o obturador caracterizado pelo fato de que compreende: um mandril definindo uma primeira área alojada; um primeiro pistão disposto de modo móvel sobre o mandril, o primeiro pistão tendo primeira e segunda extremidades, a primeira extremidade definindo uma primeira câmara de pressão vedada com a primeira área alojada do mandril; um elemento de obturação disposto de modo móvel sobre o mandril e sendo compressível em um primeiro lado contra a segunda extremidade do primeiro pistão em resposta à força de assentamento para vedar contra o elemento tubular; e um primeiro mecanismo de catraca disposto entre o primeiro pistão e a primeira área alojada, o primeiro mecanismo de catraca em uma condição inicial permitindo movimento do primeiro pistão em uma primeira direção para longe do elemento de obturação expandindo a primeira câmara de pressão vedada, o primeiro mecanismo de catraca em uma condição subsequente permitindo impulsionamento do primeiro pistão em uma segunda direção oposta para o elemento de obturação em resposta a um primeiro diferencial de pressão através da primeira câmara de pressão vedada e impedindo retração de primeiro pistão na primeira direção.

2. Obturador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a segunda extremidade do pistão compreende um anel de calibração disposto adjacente ao elemento de obturação.

3. Obturador, de acordo com a reivindicação 1 ou 2,

caracterizado pelo fato de que o pistão compreende uma luva interna disposta de modo móvel sobre o mandril, e em que o mandril compreende uma luva externa fixada ao mandril e disposta em volta da luva interna para definir a primeira área alojada, as luvas interna e externa tendo vedações encaixando uma à outra e vedando a câmara de pressão vedada entre elas.

4. Obturador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o primeiro mecanismo de catraca compreende uma luva intermediária disposta entre o pistão e a primeira área alojada e tendo uma primeira superfície de catraca, o pistão tendo uma superfície de catraca externa configurada para deslizar para além da primeira superfície de catraca com movimento do pistão na primeira direção e configurada para agarrar na primeira superfície de catraca com movimento do pistão na segunda direção.

5. Obturador, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a luva intermediária compreende uma segunda superfície de catraca; e em que o mecanismo de catraca compreende um anel de travamento de corpo disposto entre a luva intermediária e a primeira área alojada, o anel de travamento de corpo tendo uma superfície de catraca interna configurada para agarrar na segunda superfície de catraca com movimento da luva intermediária na primeira direção e configurada para deslizar para além da segunda superfície de catraca com movimento da luva intermediária na segunda direção.

6. Obturador, de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que o anel de travamento de corpo compreende uma superfície com cunhas ou escarpada disposta no lado superior do mesmo e encaixada com uma superfície com cunhas ou escarpada complementar disposta em um lado inferior do mandril na primeira área alojada, as superfícies complementares impelidas na primeira direção causando contração radial do anel de travamento de corpo e impelidas na segunda direção permitindo expansão radial do anel de travamento de corpo.

7. Obturador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o pistão compreende uma conexão fixando temporariamente o pistão ao mandril, a conexão sendo rompida em resposta a um nível da força de assentamento.

8. Obturador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: um corpo disposto de modo móvel sobre o mandril em um lado oposto do elemento de obturação e definindo uma segunda área alojada; um segundo pistão disposto de modo móvel sobre o mandril, o segundo pistão tendo terceira e quarta extremidades, a terceira extremidade definindo uma segunda câmara de pressão vedada com a segunda área alojada do mandril; e um segundo mecanismo de catraca disposto entre o segundo pistão e a segunda área alojada, o segundo mecanismo de catraca em uma condição inicial permitindo movimento do segundo pistão na primeira direção para longe do elemento de obturação expandindo a segunda câmara de pressão vedada, o segundo mecanismo de catraca em uma condição subsequente permitindo impulsionamento do segundo pistão na segunda direção oposta para o elemento de obturação em resposta a um segundo diferencial de pressão através da segunda câmara de pressão vedada e impedindo retração do segundo pistão na segunda direção

9. Obturador, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma cunha disposta sobre o mandril adjacente ao corpo e sendo móvel para fora a partir do mandril com a força de assentamento para encaixar com o elemento tubular.

10. Obturador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que compreende: uma primeira vedação disposta sobre uma superfície externa do primeiro pistão e encaixando de modo vedado com uma superfície interna da primeira área alojada; e uma segunda vedação disposta sobre a superfície interna da primeira superfície alojada e encaixando de modo vedado com a superfície externa do primeiro pistão, as primeira e segunda vedações vedando a primeira câmara de pressão vedada.

11. Obturador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma terceira vedação disposta entre a segunda extremidade do primeiro pistão e o mandril.

12. Obturador para vedar em um elemento tubular, caracterizado pelo fato de que o aparelho compreende: um mandril definindo áreas alojadas; primeiro e segundo pistões dispostos de modo móvel sobre o mandril respectivamente entre as áreas alojadas,

cada um dos primeiro e segundo pistões tendo primeira e segunda extremidades, cada primeira extremidade definindo uma câmara de pressão vedada com a respectiva área alojada do mandril; um elemento de obturação disposto de modo móvel sobre o mandril entre as segundas extremidades dos primeiro e segundo pistões, o elemento de obturação sendo compressível em lados opostos contra as segundas extremidades dos primeiro e segundo pistões em resposta a uma força de assentamento para vedar contra o elemento tubular; e primeiro e segundo mecanismos de catracas dispostos respectivamente entre o primeiro e segundo pistão e as primeira e segunda áreas alojadas, cada um dos primeiro e segundo mecanismos de catracas em uma condição inicial permitindo movimento do respectivo pistão em uma primeira direção para longe do elemento de obturação expandindo a respectiva câmara de pressão vedada, cada um dos primeiro e segundo mecanismos de catracas em uma condição subsequente permitindo impulsionamento do respectivo pistão em uma segunda direção oposta para o elemento de obturação em resposta a um respectivo diferencial de pressão através da respectiva câmara de pressão vedada e impedindo retração de respectivo pistão na primeira direção.

13. Aparelho, caracterizado pelo fato de que compreende: um mandril definindo uma área alojada; um pistão disposto de modo móvel sobre o mandril entre a área alojada, o pistão tendo primeira e segunda extremidades, a primeira extremidade definindo uma câmara de pressão vedada com a área alojada do mandril;

uma luva intermediária disposta entre o pistão e a área alojada e tendo uma superfície de catraca interna e uma superfície de catraca externa, o pistão tendo uma superfície de catraca externa configurada para deslizar para além da superfície de catraca interna com movimento do pistão na primeira direção e configurada para agarrar na superfície de catraca interna com movimento do pistão na segunda direção; e um anel de travamento de corpo disposto entre a luva intermediária e a área alojada, o anel de travamento de corpo tendo uma superfície de catraca interna configurada para agarrar na superfície de catraca externa com movimento da luva intermediária na primeira direção e configurada para deslizar para longe da superfície de catraca externa com movimento da luva intermediária na segunda direção.

14. Aparelho, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o anel de travamento de corpo compreende uma superfície com cunhas ou escarpada disposta em um lado superior do mesmo e encaixada com uma superfície com cunhas ou escarpada complementar disposta em um lado inferior do mandril na área alojada, as superfícies complementares impelidas na primeira direção causando contração radial do anel de travamento de corpo e impelidas na segunda direção permitindo expansão radial do anel de travamento de corpo.

15. Método de vedação em um elemento tubular, o método caracterizado pelo fato de que compreende: colocar um obturador dentro do elemento tubular com uma ferramenta de assentamento; aplicar uma força de assentamento com a ferramenta de assentamento entre um mandril e um elemento de obturação do obturador; vedar o elemento de obturação contra o elemento tubular em resposta à força de assentamento aplicada ao comprimir o elemento de obturação em uma primeira direção contra uma segunda extremidade de pelo menos um pistão disposto de modo móvel sobre o mandril; impelir a segunda extremidade do pelo menos um pistão em uma segunda direção para o elemento de obturação comprimido em resposta a um diferencial de pressão através de pelo menos uma câmara de pressão vedada definida entre uma primeira extremidade do pelo menos um pistão e pelo menos uma área alojada do mandril; e limitar movimento do pelo menos um pistão impelido na primeira direção para longe do elemento de obturação comprimido.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que aplicar a força de assentamento entre o mandril e o elemento de obturação do obturador compreende aplicar movimento relativo entre o mandril e a segunda extremidade do pelo menos um pistão.

17. Método, de acordo com a reivindicação 15 ou 16, caracterizado pelo fato de que vedar o elemento de obturação contra o elemento tubular em resposta à força de assentamento aplicada compreende adicionalmente comprimir lados opostos do elemento de obturação com as segundas extremidades de pistões opostos do pelo menos um pistão.

18. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 17, caracterizado pelo fato de que comprimir o elemento de obturação contra a segunda extremidade do pelo menos um pistão disposto de modo móvel sobre o mandril compreende fixar temporariamente o pelo menos um pistão no lugar em relação ao mandril.

19. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que impelir a segunda extremidade do pelo menos um pistão na segunda direção para o elemento de obturação comprimido em resposta ao diferencial de pressão através da pelo menos uma câmara de pressão vedada definida entre a primeira extremidade do pelo menos um pistão e a pelo menos uma área alojada do mandril compreende romper a fixação temporária do pelo menos um pistão no lugar em relação ao mandril e deslocar a segunda extremidade na segunda direção para o elemento de obturação comprimido com redução de volume da pelo menos uma câmara de pressão vedada.

20. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 19, caracterizado pelo fato de que limitar o movimento do pelo menos um pistão impelido na primeira direção para longe do elemento de obturação comprimido compreende: deslizar uma superfície de catraca externa do pelo menos um pistão contra uma superfície de catraca interna de uma luva intermediária com movimento inicial do pelo menos um pistão na primeira direção para longe do elemento de obturação; empurrar com ressalto o pelo menos um pistão na primeira direção contra a luva intermediária; e agarrar a superfície de catraca externa contra a superfície de catraca interna com movimento subsequente do pelo menos um pistão na segunda direção para o elemento de obturação.

21. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que limitar o movimento do pelo menos um pistão impelido na primeira direção para longe do elemento de obturação comprimido compreende: deslizar uma superfície de catraca interna de um anel de travamento de corpo contra uma superfície de catraca externa da luva intermediária com movimento inicial da luva intermediária na segunda direção para o elemento de obturação; e agarrar a superfície de catraca interna contra a superfície de catraca externa com movimento subsequente da luva intermediária na primeira direção para longe do elemento de obturação.

22. Método, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que deslizar a superfície de catraca interna contra a superfície de catraca externa da luva intermediária com o movimento inicial da luva intermediária na segunda direção para o elemento de obturação compreende permitir expansão radial do anel de travamento de corpo, impelido na segunda direção, com superfícies complementares dispostas respectivamente no lado superior do anel de travamento de corpo e em um lado inferior da área alojada.

23. Método, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que agarrar a superfície de catraca interna contra a superfície de catraca externa com o movimento da luva intermediária na primeira direção para longe do elemento de obturação compreende contrair radialmente o anel de travamento de corpo, impelido na primeira direção, com as superfícies de cunhas complementares.

24. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 23, caracterizado pelo fato de que comprimir o elemento de obturação contra a segunda extremidade do pelo menos um pistão disposto de modo móvel sobre o mandril compreende romper uma conexão fixando temporariamente o pelo menos um pistão ao mandril em resposta a um nível da força de assentamento.

25. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 24, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente encaixar uma cunha disposta sobre o mandril contra o elemento tubular com a força de assentamento.