BR112020021044B1 - Conjunto de almofada, sistema de perfuração de orientação rotativa e método de perfuração de um furo de poço em uma formação - Google Patents
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Abstract
conjunto de almofada, sistema de perfuração de orientação rotativa e método de perfuração de um furo de poço em uma formação. os sistemas de perfuração de orientação rotativa estão sujeitos a ambientes adversos, incluindo alta temperatura e pressão. um anel de vedação metálico evita ou limita o desgaste erosivo, limitando a velocidade do fluido que atravessa do lado de alta pressão do anel de vedação metálico para o lado de baixa pressão do anel de vedação metálico a um valor que pode ser sustentado pelo material do anel de vedação metálico. um anel de vedação metálico é capaz de suportar o desgaste da lama de perfuração ou outros fluidos usados para operações de perfuração de fundo de poço. um anel de vedação metálico inclui uma configuração de acoplamento que cria uma vedação quando o anel de vedação metálico é contraído quando ou uma tensão é aplicada quando disposto ou posicionado no furo do pistão. o anel de vedação metálico mantém uma vedação adequada para proteger os componentes de um conjunto de almofada ao longo da vida ou duração especificada de uma operação de perfuração de fundo de poço.
Description
[001] Este pedido se refere geralmente a fornecer uma vedação para um pistão. Mais especificamente, o pedido se refere a um anel de vedação metálico para vedar um pistão de orientação rotativa de fundo de poço.
[002] Hidrocarbonetos, tal como óleo e gás, são comumente obtidos de formações subterrâneas que podem estar localizadas onshore ou offshore. O desenvolvimento de operações subterrâneas e dos processos envolvidos na remoção de hidrocarbonetos de uma formação subterrânea é complexo. Normalmente, as operações subterrâneas envolvem uma série de fases diferentes, como, por exemplo, a perfuração de um furo de poço em um local de poço desejado, cimentação do poço, tratamento do furo de poço para otimizar a produção de hidrocarbonetos e produção e processamento de hidrocarbonetos da formação subterrânea para uso a jusante.
[003] Uma operação de perfuração pode exigir o direcionamento de um conjunto de perfuração dentro de um poço que pode se estender por grandes distâncias verticalmente, horizontalmente ou uma combinação. Uma operação de perfuração envolve o controle de uma série de parâmetros, apenas um exemplo dos quais é o controle direcional. O controle preciso de um conjunto de perfuração aumenta a eficiência da operação, reduzindo custos e tempo associados à operação de perfuração. Uma ferramenta rotativa orientável é um tipo de ferramenta usada em operações de perfuração para fornecer controle direcional de uma operação de perfuração.
[004] Ferramentas de fundo de poço, como uma ferramenta de orientação rotativa, são normalmente expostas a condições operacionais extremas, como altas pressões e temperaturas, uma variedade de produtos químicos e fluidos abrasivos ou erosivos. As vedações usadas em tais ferramentas de fundo de poço devem suportar essas condições operacionais extremas para proteger os componentes da ferramenta. Geralmente, as vedações compreendem elastômero, o que pode ter falhas ou problemas de confiabilidade nas condições operacionais extremas que uma ferramenta de fundo de poço deve suportar.
[005] Algumas modalidades exemplificativas específicas da divulgação podem ser compreendidas por referência, em parte, à seguinte descrição e aos desenhos anexos.
[006] A FIG. 1 é um diagrama que mostra um ambiente de perfuração ilustrativo de acordo com um ou mais aspectos da presente divulgação.
[007] A FIG. 2 é um diagrama que mostra um sistema de perfuração de orientação rotativa ilustrativo de acordo com um ou mais aspectos da presente divulgação.
[008] A FIG. 3 é um diagrama que ilustra um conjunto de almofada de exemplo para um sistema de perfuração de orientação rotativa de acordo com um ou mais aspectos da presente divulgação.
[009] A FIG. 4 é um diagrama que ilustra porções de um conjunto de almofada de exemplo para um sistema de perfuração de orientação rotativa de acordo com um ou mais aspectos da presente divulgação.
[0010] A FIG. 5A é um diagrama que ilustra uma vista parcial de um anel de vedação metálico de acordo com um ou mais aspectos da presente divulgação.
[0011] A FIG. 5B é um diagrama que ilustra uma vista parcial de um anel de vedação metálico de acordo com um ou mais aspectos da presente divulgação.
[0012] A FIG. 5C é um diagrama que ilustra uma vista parcial de um anel de vedação metálico de acordo com um ou mais aspectos da presente divulgação.
[0013] A FIG. 5D é um diagrama que ilustra uma vista parcial de um anel de vedação metálico de acordo com um ou mais aspectos da presente divulgação.
[0014] A FIG. 5E é um diagrama que ilustra uma vista parcial de um anel de vedação metálico de acordo com um ou mais aspectos da presente divulgação.
[0015] Embora modalidades desta divulgação tenham sido representadas e descritas e sejam definidas em referência a modalidades exemplificativas da divulgação, tais referências não implicam em limitação na divulgação, e nenhuma tal limitação será inferida. A matéria divulgada é capaz de considerável modificação, alteração e equivalentes em forma e função, conforme ocorrerá para os versados na técnica pertinente e tendo o benefício desta divulgação. As modalidades representadas e descritas desta divulgação são apenas exemplos e não são exaustivas do escopo da divulgação.
[0016] A presente divulgação se refere geralmente a fornecer uma vedação para um anel de pistão e, mais especificamente, a um anel metálico para vedar um pistão de orientação rotativa de fundo de poço do sistema de perfuração de orientação rotativa. Uma técnica de perfuração direcional pode envolver o uso de um sistema de perfuração de orientação rotativa que controla uma orientação azimutal e/ou o grau de deflexão enquanto toda a coluna de perfuração gira continuamente. Sistemas de perfuração de orientação rotativa tipicamente envolvem o uso de um mecanismo de atuação que ajuda a broca de perfuração a desviar do caminho atual usando ou um mecanismo de “apontar a broca” ou “empurrar a broca”. Os sistemas de perfuração de orientação rotativa devem suportar condições operacionais extremas. Por exemplo, conforme o sistema de perfuração de orientação rotativa é direcionado ao fundo do poço, qualquer um ou mais componentes do sistema de perfuração de orientação rotativa são expostos ou submetidos a várias condições operacionais, incluindo, mas não se limitando a, qualquer combinação de alta temperatura, alta pressão, abrasivo, erosivo ou materiais corrosivos e composições químicas. Por exemplo, a vedação da pressão de lama que gera a força para direcionar um sistema de perfuração de orientação rotativa, onde a lama é abrasiva e a temperatura de fundo de poço é superior a 150° Celsius requer não apenas um tipo particular de vedação, mas também uma vedação que compreende certos materiais que pode suportar as condições operacionais extremas.
[0017] Um anel de vedação metálico pode proteger os componentes operacionais do sistema de perfuração de orientação rotativa, evitando ou limitando o desgaste erosivo, limitando a velocidade do fluido que atravessa do lado de alta pressão para o lado de baixa pressão de um anel de vedação para um valor que pode ser sustentado para o material da vedação. Por exemplo, a lama de perfuração tem características que tornam a vedação do sistema de perfuração de orientação rotativa um desafio, pois a lama não tem propriedades de lubrificação ideais e contém sólidos de areia abrasiva que causam desgaste por abrasão e erosão. Quando o sistema de perfuração de orientação rotativa é alimentado por lama de perfuração, a vedação está operando dentro dessa lama de perfuração tanto nos lados de alta quanto de baixa pressão da vedação. Assim, um desafio principal em aplicações de sistema de perfuração de orientação rotativa é desenvolver um anel de vedação e contracorpo de acoplamento que pode resistir à abrasão e desgaste por erosão, mas ainda pode manter uma vedação adequada ao longo da vida ou uma duração especificada de uma operação de perfuração de fundo de poço. Esse anel de vedação deve abordar ou lidar adequadamente com vários modos de desgaste. Por exemplo, um modo de desgaste refere- se ao contato corpo a corpo ou à abrasão de dois corpos onde o anel de vedação encosta ou entra em contato com as superfícies do furo do pistão. Este tipo de desgaste inclui desgaste abrasivo, desgaste por atrito e desgaste adesivo. Esse desgaste pode ser reduzido usando materiais duros, materiais diferentes e reduzindo o atrito. O anel de vedação também pode ser submetido a um ou mais outros modos de desgaste, incluindo, mas não se limitando a, abrasão de três corpos que ocorre entre as partículas de areia e o anel de vedação e furo do pistão, desgaste de adesão entre o anel de vedação e furo do pistão e superfície fadiga do anel e do furo causada por alta tensão de contato. Um anel de vedação metálico pode ser usado para fornecer tal anel de vedação para um sistema de perfuração de orientação rotativa, por exemplo, uma vez que o anel de vedação metálico pode suportar as condições operacionais extremas durante a vida da operação de perfuração de fundo de poço.
[0018] A presente divulgação também contempla que um anel metálico pode ser usado como uma vedação em outras aplicações que não sistemas de perfuração de orientação rotativa. Por exemplo, um anel de vedação metálico conforme discutido neste documento pode ser usado como uma vedação em projetos de motores automotivos. Um motor automotivo tem uma vedação que veda um gás e é lubrificado com óleo. Para o motor automotivo, o gás está presente no lado de alta pressão e um óleo lubrificante está presente no lado de baixa pressão. O anel de vedação metálico discutido neste documento fornece uma vedação que protege o conjunto de pistão do motor automotivo. Ao contrário da aplicação automotiva, uma aplicação de fundo de poço que utiliza um sistema de perfuração de orientação rotativa enfrenta desafios adicionais, incluindo lubrificação inferior e exposição a fluidos que são erosivos, abrasivos ou ambos.
[0019] As modalidades ilustrativas da presente divulgação são descritas em detalhes no presente documento. No interesse da clareza, nem todas as características de uma implementação real podem ser descritas neste relatório descritivo. Será obviamente compreendido que no desenvolvimento de qualquer tal modalidade real, inúmeras decisões específicas de implementações são tomadas para alcançar os objetivos de implementação específica, que variarão de uma implementação para outra. Mais ainda, será compreendido que esse esforço de desenvolvimento poderia ser complexo e demorado, mas seria, contudo, um empreendimento de rotina para os versados na técnica tendo o benefício da presente divulgação.
[0020] As modalidades ilustrativas da presente divulgação são descritas em detalhes no presente documento. No interesse da clareza, nem todas as características de uma implementação real podem ser descritas neste relatório descritivo. Será obviamente compreendido que no desenvolvimento de qualquer tal modalidade real, inúmeras decisões específicas de implementações são tomadas para alcançar os objetivos de implementação específica, que variarão de uma implementação para outra. Mais ainda, será compreendido que esse esforço de desenvolvimento poderia ser complexo e demorado, mas seria, contudo, um empreendimento de rotina para os versados na técnica tendo o benefício da presente divulgação.
[0021] A FIG. 1 é um diagrama de um sistema de poço ilustrativo 10 de acordo com um ou mais aspectos da presente divulgação. Em uma ou mais modalidades, o sistema de poço 10 pode ser um ambiente de recuperação, exploração, produção ou serviços de hidrocarbonetos. O sistema de poço 10 pode compreender uma sonda de perfuração (ou torre) 22 na superfície 16 usada para estender uma coluna de tubulação 30 para dentro e através de uma ou mais porções de uma formação de terra subterrânea 14. Embora a FIG. 1 ilustre um sistema de poço onshore 10, a presente divulgação contempla que qualquer uma ou modalidades podem ser implementadas offshore para uma operação de perfuração submarina.
[0022] A coluna de tubulação 30 pode estar disposta, posicionada ou abaixada no furo de poço 12. A coluna de tubulação 30 pode transportar uma broca de perfuração 102 a uma extremidade distal que pode ser girada para perfurar através da formação 14. Um fluido de perfuração 32 pode ser injetado, bombeado ou de outra forma disposto dentro do furo de poço 12 para facilitar a perfuração do furo de poço 12. O fluido de perfuração 32 pode ser qualquer tipo de fluido de fundo de poço usado na perfuração, por exemplo, um fluido à base de lama. A formação 14 pode ser uma formação subterrânea ou uma formação submarina. Uma composição de fundo de poço (BHA) 101 interconectada na coluna de tubulação 30 próxima à broca de perfuração 102 pode compreender um ou mais componentes e conjuntos (não expressamente ilustrados na FIG. 1), tal como, mas não limitados a, equipamento de perfilagem durante a perfuração (LWD), equipamento de medição durante a perfuração (MWD), um sub ou alojamento dobrado, um motor de lama, um escareador de broca próximo, estabilizadores, conjuntos de orientação, e outros instrumentos, ferramentas e conjuntos de fundo de poço. A BHA 101 também pode compreender um sistema de perfuração rotativo orientável 100 que está acoplado à broca 102 e fornece direcionamento à broca 102, telemetria de pulso de lama 80 para suportar atividades MWD / LWD, acionamento do estabilizador através do controle de fluxo de fluido e uma ferramenta de orientação rotativa usada para direcionar a perfuração do furo de poço 12 da broca de perfuração 102. Em uma ou mais modalidades, o furo de poço 12 pode ser substancialmente vertical, substancialmente horizontal ou com qualquer desvio. A orientação da broca de perfuração 102 pode ser usada para facilitar um desvio 44 e / ou a orientação pode ser usada para manter uma seção em um furo de poço 12 sem desvios, uma vez que o controle de orientação também pode ser necessário para evitar desvios no furo de poço 12. O sistema de perfuração de orientação rotativa 100 também pode compreender um conjunto de almofada 142 disposto ou posicionado no ou em torno do eixo de acionamento 170 ou de outra forma acoplado ao eixo de acionamento 170 acima da broca de perfuração 220, de acordo com um ou mais aspectos da presente divulgação.
[0023] Na localização de superfície 16, a sonda de perfuração 22 pode facilitar a perfuração do furo de poço 12. A broca de perfuração 22 pode incluir uma mesa rotativa 26 que gira a coluna de tubulação 30 e a broca de perfuração 102 juntas em torno do eixo longitudinal X1. A mesa rotativa 26 pode ser acionada seletivamente por um motor 27 e travada seletivamente para proibir a rotação da coluna de tubulação 30. Um dispositivo de içamento 28 e uma junta articulada 34 podem ser usados para manipular a coluna de tubulação 30 para dentro e fora do furo de poço 12. Para girar a broca de perfuração 102 com a coluna de tubulação 30, a mesa rotativa 26 pode girar a coluna de tubulação 30, e um fluido de perfuração 36, como lama, pode ser circulado furo abaixo pela bomba de lama 23. O fluido de perfuração 36 está ilustrado como fluido de perfuração de fundo de poço 32 na FIG. 1. Em uma ou mais modalidades, o sistema de perfuração de orientação rotativa 100 compreende um conjunto de almofada 142 que pode ser expandido ou estendido para entrar em contato com uma parede do furo de poço 12 de modo que o conjunto de perfuração de orientação rotativa 100 seja direcionado em uma orientação desejada. Por exemplo, uma força é aplicada usando pressão de lama de perfuração e fluido criando uma vedação entre um lado de alta pressão, diâmetro interno de um furo do conjunto de almofada 142, onde a lama de perfuração está entrando e o diâmetro externo do furo da almofada conjunto 142 que tem uma pressão mais baixa. A lama de perfuração ou lama pode ser uma lama de salmoura de cloreto de cálcio, por exemplo, que pode ser bombeada através da coluna de tubulação 30 e passada através do sistema de perfuração de orientação rotativa 100. Em uma ou mais modalidades, o sistema de perfuração de orientação rotativa 100 pode incluir um empurrador de almofada e uma válvula rotativa que aplica pressão seletivamente a pelo menos um caminho de fluxo de saída para acionar hidraulicamente o empurrador de almofada. Além disso, a lama pode ser bombeada através de um motor de lama (não expressamente ilustrado na FIG. 1) na BHA 101 para girar a broca de perfuração 102 sem ter que girar a coluna de tubulação 30 através da mesa rotativa 26.
[0024] A FIG. 2 é um diagrama que ilustra um sistema de perfuração de orientação rotativa 100, de acordo com um ou mais aspectos da presente divulgação. O sistema de perfuração de orientação rotativa 100 pode compreender um tubo interno 110, um tubo externo 120, uma coluna de trabalho 130, um motor elétrico 135, enrolamentos do estator 140, um alojamento do motor 160, um eixo de acionamento 170, ímãs de eixo de acionamento 180, um motor elétrico controlador 190, um alojamento de controlador de motor elétrico 200, um desviador de fluxo 210, uma broca de perfuração 220 e um restritor de fluxo de alta pressão 230. Em certas modalidades, a energia, preferencialmente a energia de corrente contínua, pode ser transmitida entre o tubo interno 110 e o tubo externo 120 da superfície ao longo do comprimento da coluna de trabalho 130. Em certas modalidades, o tubo interno 110 pode ser considerado o condutor térmico de energia e o tubo externo 120 pode ser considerado o solo. Isso pode ser importante do ponto de vista de segurança para manter o tubo externo 120 como o solo, uma vez que pode ser conectado condutivamente à plataforma de perfuração e pode ser difícil mantê-lo isolado em um ambiente de perfuração.
[0025] O tubo interno 110 e o tubo externo 120 podem ser excêntricos ou concêntricos. Em certas modalidades, a superfície externa do tubo interno 110 pode ser revestida com um material isolante para evitar curto-circuito do tubo interno 110 através da lama ou outros pontos de contato com o tubo externo 120. Em uma ou mais modalidades, a superfície interna do tubo externo 120 pode ser revestida com um material isolante. Exemplos de materiais isolantes incluem materiais dielétricos. Exemplos adequados de materiais dielétricos incluem poli-imida, um fluoropolímero endurecido de alta resistência GORE™, náilon, TEFLON™ e revestimentos cerâmicos. Em certas modalidades, apenas em áreas vedadas e protegidas do fluido de perfuração está o metal sem revestimento do tubo interno 110 exposto para fazer conexões elétricas ao longo do comprimento da coluna de trabalho 130 para a próxima junta do tubo interno. Tais áreas podem ser preenchidas com ar ou um fluido não eletricamente condutor como óleo ou um fluido condutor, como fluidos de perfuração à base de água, desde que não haja um caminho para a corrente elétrica fluir do tubo interno para o tubo externo em uma forma de curto-circuito.
[0026] Em uma ou mais modalidades, os enrolamentos do estator 140 podem ser montados em forma de cunha de torta dentro de um transportador de casca. Em uma ou mais modalidades, o transportador de casca pode ser fixado dentro do alojamento do motor 160 para evitar que o transportador gire em relação à coluna de trabalho 130. O eixo de acionamento 170 está acoplado à coluna de trabalho 130 e a broca de perfuração 220 está acoplada ao eixo de acionamento 170.
[0027] Em uma ou mais modalidades, os ímãs do eixo de acionamento 180 podem compreender ímãs permanentes fixos montados no eixo de acionamento 170 de modo a encorajar o torque reativo dos vários polos magnéticos criados pelos enrolamentos do estator 140. Em certas modalidades, o motor elétrico 135 pode compreender um motor de seis polos. Existem várias variações no número de polos e na decisão de acoplar os ímãs ao eixo de acionamento versus o alojamento, bem como outras formas de motores elétricos, como motores de transmissão direta com um arranjo de enrolamento de transmissão de comutador mecânico e motores de indução tipo gaiola de esquilo que não use ímãs permanentes. Os motores monofásicos são possíveis com a ajuda de capacitores para criar uma pseudo segunda fase.
[0028] Em certas modalidades, o controlador de motor elétrico 190 pode estar posicionado acima dos enrolamentos do estator 140 para controlar vários aspectos do motor elétrico 135. O controlador de motor elétrico 190 pode comunicar em ambas as direções com a superfície através do caminho de dois condutores formado pelo tubo interno 110 e o tubo externo 120 e através de uma alimentação através de fio ou fios que alimentam através do conjunto de motor elétrico para pelo menos um módulo posicionado abaixo do motor. O pelo menos um módulo pode ser uma ferramenta de fundo de poço, tal como um sistema de orientação LWD, um sistema de orientação MWD, uma ferramenta de orientação rotativa, um motor hidráulico, um escareador inferior, um sub de telemetria ou uma broca de perfuração.
[0029] Em certas modalidades, o controlador de motor elétrico 190 pode ser alojado dentro de uma cavidade controlada por pressão para proteger os eletrônicos. Os componentes eletrônicos do controlador de motor elétrico 190 podem ser revestidos com um revestimento de cerâmica para permitir que a cavidade seja preenchida com óleo e a pressão equilibrada com o anular permitindo uma parede mais fina para alojar os componentes eletrônicos. As vantagens de preencher a cavidade com óleo e balancear a pressão com o espaço anular são que a espessura da parede da cavidade eletrônica deve ser mantida em uma espessura muito menor, uma vez que não tem que reter toda a pressão da coluna de fluido, deixando mais espaço disponível para os componentes eletrônicos e proporcionando uma melhor condução térmica do calor gerado pelos componentes eletrônicos para mantê-lo dentro dos limites operacionais.
[0030] Em uma ou mais modalidades, os enrolamentos do estator 140 podem ser encapsulados em um encapsulamento de cerâmica, borracha ou epóxi. Isso permite a proteção adicional de curto-circuito da região encapsulada que normalmente seria relegada ao revestimento típico de pico encontrado no fio magnético, que pode então ser exposto à lama, parte da lama que circula através desta região para fornecer resfriamento para os enrolamentos e componentes eletrônicos de energia, bem como lubrificar os rolamentos de lama e rolamentos radiais ao longo do eixo de acionamento 170.
[0031] Durante a operação do sistema de perfuração de orientação rotativa elétrico pipe-in- pipe 100, a lama pode fluir para baixo nos espaços anulares formados pelo tubo interno 110 e pelo tubo externo 120. Lama e aparas podem ser retornadas à superfície dentro do tubo interno 110. No entanto, perto do topo do motor elétrico 135, este regime de fluxo pode mudar ligeiramente. Desviadores de fluxo 210, que são eletricamente isolados do tubo de perfuração externo e, preferencialmente, feitos de cerâmica ou metálico com um revestimento isolante dielétrico na superfície externa, permitem que a lama e as aparas do espaço anular formadas pelo tubo interno 110 e o tubo externo 120 entrem no tubo interno enquanto passa lama fluindo para baixo através de fendas em forma de rim no desviador de fluxo 210. Abaixo deste ponto, a lama que flui para baixo pode ser desviada para um furo central, onde ela passa através da conexão elétrica do tubo interno 110 para o motor elétrico 135 para o alojamento do motor 160. Neste ponto, a lama que flui para baixo pode tomar dois caminhos separados. O primeiro caminho é para baixo do furo central do eixo de acionamento 170 e para baixo para a broca de perfuração 220 na parte inferior da coluna de trabalho 130, onde ela sai da broca de perfuração 220 e começa seu caminho de volta ao furo para as portas de entrada do desviador de fluxo. O outro caminho é através de um restritor de fluxo de alta pressão 230 na parte superior do eixo de acionamento 170, em seguida, através do espaço entre a parte externa do rotor e a parte interna do alojamento do motor e para fora através do conjunto de rolamento radial inferior logo acima da conexão da broca do eixo na parte inferior do alojamento do motor. O restritor de fluxo de alta pressão 230 pode ser projetado para vazar certa quantidade de fluido de perfuração, por exemplo, fluido de perfuração de fundo de poço 32 da FIG. 1, para fluir através do alojamento do motor 160 para resfriar os enrolamentos do estator 140 e para lubrificar os rolamentos radiais e axiais do motor elétrico 135. O restritor de fluxo de alta pressão 230 também pode funcionar como um rolamento radial 240. Em outras modalidades, um rolamento radial separado 240 pode existir. Os rolamentos radiais 240 podem compreender rolamentos marítimos de borracha, rolamentos PDC ou vários revestimentos endurecidos como carboneto de tungstênio fundido.
[0032] O sistema de perfuração de orientação rotativa 100 pode compreender um conjunto de almofada 142. O conjunto de almofada 142 pode ser estendido ou de outra forma encostar ou entrar em contato com o furo de poço 12 para direcionar ou guiar o sistema de perfuração de orientação rotativa 100 em uma orientação desejada, exigida ou especificada. O conjunto de almofada 142 compreende um ou mais anéis de vedação metálicos 228 que fornecem uma vedação entre os lados de alta pressão e baixa pressão do conjunto de perfuração de orientação rotativa 100 de modo que uma força de orientação pode ser gerada a partir do fluxo de uma lama de perfuração ou outros fluidos que são circulados furo abaixo. Por exemplo, os anéis de vedação metálicos 228 criam uma vedação entre um lado de alta pressão, o diâmetro interno do conjunto de almofada 142 onde a lama está entrando, do lado de baixa pressão, o diâmetro externo do conjunto de almofada 142. O anel de vedação metálico 228 pode compreender principal ou substancialmente um material metálico. O anel de vedação metálico 228 pode ser um anel de pistão de compressão. Uma vez que a lama de perfuração e outros fluidos de fundo de poço são tipicamente abrasivos como recipientes de partículas finas de fragmentos e aparas, por exemplo, os anéis metálicos são resistentes à abrasão e ao desgaste para criar a vedação necessária.
[0033] A FIG. 3 é um diagrama que ilustra um conjunto de almofada de exemplo 300, por exemplo, conjunto de almofada 142 da FIG. 1 e FIG. 2, para um sistema de perfuração de orientação rotativa, por exemplo, sistema de perfuração de orientação rotativa 100 da FIG. 1 e FIG. 2, de acordo com um ou mais aspectos da presente divulgação. O conjunto de almofada 300 pode compreender um alojamento externo 322, uma almofada 302, um furo de pistão 308, uma dobradiça 314, um pistão 316 e um ou mais anéis de vedação metálicos 304. Em uma ou mais modalidades, um ou mais anéis de vedação metálicos 304 compreendem um primeiro anel de vedação metálico e um segundo anel de vedação metálico que encostam um ao outro e estão circunferencialmente alinhados um com o outro. O pistão 316 está disposto ou posicionado com o furo do pistão 308 e entra em contato ou acopla a uma glândula de pistão 306. O furo do pistão 308 pode compreender um diâmetro interno 310 e um diâmetro externo 312. Os anéis de vedação metálicos 304 são semelhantes ou iguais ao anel de vedação metálico 228 da FIG. 2 e estão dispostos ou posicionados circunferencialmente dentro do furo do pistão 308 entre o pistão 316 e a glândula do pistão 306. Embora a FIG. 3 ilustre dois anéis de vedação metálicos 304, em uma ou mais modalidades, um único ou uma pluralidade de anéis de vedação metálicos 304 podem estar posicionados ou dispostos no furo do pistão 308. A dobradiça 314 permite que a almofada 302 do conjunto de almofada 300 encoste ou entre em contato com uma parede do furo de poço 12 para permitir o direcionamento do sistema de perfuração de orientação rotativa 100. A dobradiça 314 restringe a almofada 302, o pistão 316, a glândula do pistão 306 e as vedações 304 dentro do furo do pistão 308, onde o furo do pistão 308 tem um perfil de arco cujo centro está na mesma localização geométrica que o centro da dobradiça 314, alinhando assim cada uma dessas peças dentro do furo do pistão 308.
[0034] A FIG. 4 é um diagrama que ilustra porções de um conjunto de almofada de exemplo, por exemplo, conjunto de almofada 300 da FIG. 3, para um sistema de perfuração de orientação rotativa, por exemplo, sistema de perfuração de orientação rotativa 100 da FIG. 1 e FIG. 2. Durante uma operação de perfuração, para criar uma vedação que limita o fluxo de fluido, como fluido de perfuração 32 da FIG. 1, de um lado de alta pressão do furo do pistão 308 para o lado de baixa pressão do furo do pistão 308, um ou mais anéis de vedação metálicos 304 fazem contato de superfície com o furo do pistão 308. Em uma ou mais modalidades, um ou mais anéis de vedação metálicos 304 também podem fazer contato de superfície com o pistão 316. A vedação é gerada ou criada por uma alta pressão agindo sobre uma superfície 408 do anel de vedação metálico 304 e a superfície de diâmetro interno 410 de um ou mais anéis de vedação metálicos 304. A pressão atuando na superfície 408 cria uma vedação entre a superfície 406 e o pistão 316 e a pressão atuando na superfície do diâmetro interno 410 cria uma vedação entre a superfície do diâmetro externo 412 de um ou mais anéis de vedação metálicos 304 e o furo do pistão 308. Em uma ou mais modalidades, um contato de metal com metal de um ou mais anéis de vedação metálicos 304 com o pistão 316 e o furo do pistão 308 cria uma vedação para gerar uma pressão diferencial para criar uma força de orientação. Por exemplo, um fluido (como um fluido de perfuração 32) pode fluir através do sistema de perfuração de orientação rotativa 100, conforme descrito anteriormente em relação à FIG. 2. Os um ou mais anéis de vedação metálicos formam uma vedação que evita ou limita o fluxo de fluido de um lado de alta pressão de um ou mais anéis de vedação metálicos 304 para um lado de baixa pressão de um ou mais anéis de vedação metálicos 304 e vedam fluxo de fluido axial 402 e fluxo de fluido radial 404 de um ou mais componentes do conjunto de almofada 300. Para um ou mais anéis de vedação metálicos 304 se expandirem de modo que um diâmetro externo 412 do anel de vedação metálico entre em contato, encoste ou de outra forma pressione contra um diâmetro interno 310 do furo do pistão 308, o anel de vedação metálico 304 pode compreender um entalhe, divisão ou lacuna conforme discutido a seguir em relação às FIGS. 5A a 5E. Com o entalhe no anel de vedação metálico 304, o diâmetro externo inicial 414 do anel de vedação metálico 304 pode ser feito maior do que o furo do pistão 308. Um pequeno entalhe é permissível se a velocidade do fluido for mantida abaixo de um limite especificado ou predeterminado do material de um ou mais anéis de vedação metálicos 304. A velocidade pode ser mantida suficientemente baixa, limitando o diferencial de pressão através de um ou mais anéis de vedação metálicos 304. O entalhe pode ser eliminado ou substancialmente eliminado pelo contato metal com metal de um ou mais anéis de vedação metálicos 304 na orientação axial (402) e na orientação radial (404). A vedação de contato metal com metal de orientação axial pode ser criada por uma junta sobreposta em um anel de vedação metálico 304 ou escalonando um ou mais anéis de vedação metálicos 304 de modo que o entalhe de um ou mais anéis de vedação metálicos 304 não se sobreponha.
[0035] O entalhe, divisão ou lacuna em anéis de vedação metálicos 304 permite que o diâmetro externo 312 do anel de vedação metálico 304 se expanda ou contraia. Essa característica tem várias vantagens. Por exemplo, permitir que um anel de vedação metálico 304 se expanda permite que o anel de vedação metálico 304 vede mesmo se o diâmetro interno 310 do furo do pistão 308 for fabricado muito grande, por exemplo, na extremidade superior de uma tolerância de tamanho. Além disso, se o diâmetro interno 310 do furo do pistão 308 se desgasta com a abrasão e se torna maior e se o anel de vedação metálico 304 se desgasta com a abrasão e se torna menor, permitir que o anel de vedação metálico 304 se expanda ainda permite que o anel de vedação metálico 304 vede. Outra vantagem do entalhe, divisão ou lacuna no anel de vedação metálico 304 é que o entalhe, divisão ou lacuna permite que o anel de vedação metálico 304 se contraia. É provável que um anel de vedação metálico 304 emperre se o anel de vedação metálico 304 puder se contrair quando o fluido que contém partículas de areia se alojar entre o anel de vedação metálico 304 e o furo do pistão 308.
[0036] Em uma ou mais modalidades, a forma, formato ou geometria do anel de vedação metálico 304 pode ser circular ou redondo com um diâmetro externo e um diâmetro interno. Em uma ou mais modalidades, a superfície do anel de vedação metálico pode ser em forma de cilindro, o que permite o contato de linha com o furo do pistão 308, mesmo se o anel de vedação metálico 304 girar ou inclinar como ilustrado nas FIGS. 3 e 4. Uma superfície em forma de cilindro também é vantajosa para o furo do pistão curvo 308, visto que tal projeto evita o bloqueio por atrito do anel de vedação metálico 304. Outra vantagem do formato do cilindro é que pode ser propício para a criação de uma película de lubrificação hidrodinâmica entre o anel de vedação metálico 304 e o furo do pistão 308. Esta película lubrificante entre a vedação de metal e o furo do pistão 308 ajuda a reduzir o desgaste entre os componentes do conjunto de almofada 142. Quando o anel de vedação metálico 304 for instalado no furo do pistão 308, o anel de vedação metálico 304 se contrairá, criando assim tensão no anel de vedação metálico 304. Esta tensão cria um contato de metal inicial e vedação entre o anel de vedação metálico 304 e o furo do pistão 308. Em uma ou mais modalidades, a tensão também pode criar uma vedação entre o anel de vedação metálico 304 e o pistão 316.
[0037] As FIGS. 5A a 5E ilustram vários projetos de junta para um ou mais anéis de vedação metálicos que criam uma vedação tanto na orientação axial quanto radial. A FIG. 5A é um diagrama que ilustra uma vista parcial de um anel de vedação metálico 500A, de acordo com uma ou mais modalidades. O anel de vedação metálico 500A pode ser semelhante ou igual ao anel de vedação metálico 300 da FIG. 3. O anel de vedação metálico 500A forma uma vedação axial de metal com metal quando disposto ou posicionado em um furo de pistão, por exemplo, furo de pistão 308 da FIG. 3. O anel de vedação metálico 500A compreende uma junta sobreposta superior 510A em uma superfície 406 e uma junta sobreposta inferior 508A em uma superfície 408. A junta sobreposta inferior 508A se sobrepõe à junta sobreposta superior 510A de modo que um entalhe superior 506A e um entalhe inferior 504A no espaço ou área onde a junta sobreposta inferior 508A e a junta sobreposta superior 510A não se sobrepõem. Por exemplo, a junta sobreposta inferior 508A compreende uma borda 502A que encosta no entalhe inferior 504A, mas não encosta ou entra em contato com uma porção do anel de vedação metálico 500A. O anel de vedação metálico 500A é um anel de vedação metálico de corte escalonado e é usado onde dois anéis de vedação metálicos por ranhura não são práticos. O anel de vedação metálico de corte escalonado 500A é usado para evitar um caminho de fluxo direto entre o pistão 316 e o furo do pistão 308. Em uma ou mais modalidades, o anel de vedação metálico 500A não compreende sobrepor junta sobreposta inferior 508A e junta sobreposta superior 510A, mas em vez disso, os lados opostos do anel são superfícies planas ou cortadas que formam um corte de cisalhamento. Cada lado das superfícies planas ou cortadas encostaria rente um ao outro quando o anel de vedação metálico 500A é contraído ou a tensão é aplicada.
[0038] A FIG. 5B é um diagrama que ilustra uma vista parcial de um anel de vedação metálico 500B, de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção. O anel de vedação metálico 500B pode ser semelhante ou igual ao anel de vedação metálico 300 da FIG. 3. O anel de vedação metálico 500B forma uma vedação axial e radial de metal com metal. O anel de vedação metálico 500B compreende uma junta de cunha/sobreposição de cunha superior 510B em uma superfície 406 e uma junta de cunha/sobreposição de cunha inferior 508B em uma superfície 408. A junta de cunha inferior 508B se sobrepõe à junta de cunha superior 510B de modo que um entalhe superior 506B e um entalhe inferior 504B no espaço ou área onde a junta de cunha inferior 508B e a junta de cunha superior 510B não se sobrepõem completamente. A junta de cunha inferior 508A compreende uma borda em esquadria ou chanfrada 502B. Em uma ou mais modalidades, a borda 502B encosta no entalhe inferior 504B, mas não encosta ou entra em contato com uma porção do anel de vedação metálico 500B. Em uma ou mais modalidades, uma porção da borda 502B pode entrar em contato ou encostar em uma porção do anel de vedação metálico 500B. O anel de vedação metálico 500B fornece controle de vazamento mais rígido do que outros anéis de vedação metálicos de anel único. Geralmente, este tipo de anel de vedação em meia- esquadria é usado em anéis de vedação de diâmetro maior ao usar um anel por ranhura.
[0039] A FIG. 5C é um diagrama que ilustra uma vista parcial de um anel de vedação metálico 500C, de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção. O anel de vedação metálico 500C pode ser semelhante ou igual ao anel de vedação metálico 300 da FIG. 3. O anel de vedação metálico 500C forma uma vedação axial e radial de metal com metal, por exemplo, um Permaseal™ da Grover Corporation. O anel de vedação metálico 500C compreende uma junta sobreposta de inserção interna 510C entre a superfície 406 e a superfície 408 e uma junta de cunha/sobreposição de inserção externa 508C. Uma borda externa 502C da junta sobreposta de inserção externa 508B pode encostar no entalhe inferior 504C, de modo que a junta sobreposta de inserção externa 510C encoste em um entalhe superior 506C. Em uma ou mais modalidades, qualquer uma ou mais da junta sobreposta de inserção externa 508B e junta sobreposta de inserção interna 508C encosta ou entra em contato uma porção do anel metálico 500C. A junta sobreposta de inserção interna 508C pode compreender uma borda chanfrada ou em esquadria 502C. A borda em esquadria ou chanfrada 502C pode expandir para o entalhe inferior 504C para entrar em contato com a junta sobreposta de inserção 510C ou o outro lado do anel de vedação metálico 500C quando o anel de vedação metálico 500C é contraído ou a tensão é aplicada ao anel de vedação metálico 500C.
[0040] A FIG. 5D é um diagrama que ilustra uma vista parcial de um anel de vedação metálico 500D, de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção. O anel de vedação metálico 500D pode ser semelhante ou igual ao anel de vedação metálico 300 da FIG. 3. O anel de vedação metálico 500D forma uma vedação axial e radial de metal com metal. O anel de vedação metálico 500D compreende uma junta interna 510D em uma superfície 406 e uma junta externa inferior 508D em uma superfície 408 em uma extremidade do anel de vedação metálico 500D e uma junta externa superior 514D que compreende um entalhe interno 512D. A junta externa inferior 508D se sobrepõe à junta externa superior 514D de modo que um entalhe superior 506D e um entalhe inferior 504D no espaço ou área onde a junta externa inferior 508D e a junta externa superior 514D não se sobrepõem completamente. A junta externa inferior 508D pode se sobrepor ou encostar em uma porção da junta interna 510D. A junta externa superior 514D pode encostar, entrar em contato ou sobrepor a junta externa inferior 508D para formar o entalhe inferior 504D e o entalhe superior 506D. A junta interna 510D pode se sobrepor, encostar ou entrar em contato com a junta externa superior 514D dentro do entalhe superior 506D. A junta externa inferior 508D compreende uma borda plana, em meia-esquadria ou chanfrada 502D. Em uma ou mais modalidades, a borda 502D encosta no entalhe inferior 504D, mas não encosta ou entra em contato com uma porção do anel de vedação metálico 500B. Em uma ou mais modalidades, uma porção da borda 502D pode entrar em contato ou encostar em uma porção do anel de vedação metálico 500D. Embora uma lacuna seja ilustrada na FIG. 5D com entalhe interno 512D, em uma ou mais modalidades, quando o anel de vedação metálico 500D está contraído ou a tensão é aplicada ao anel de vedação metálico 500D, a junta externa superior 514D e a junta interna 510D se sobrepõem de modo que o espaço ou área do entalhe interno 512D e o entalhe superior 506D seja encurtado ou eliminado para formar uma vedação.
[0041] A FIG. 5E é um diagrama que ilustra uma vista parcial de um anel de vedação metálico 500E, de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção. O anel de vedação metálico 500E pode ser semelhante ou igual ao anel de vedação metálico 300 da FIG. 3. O anel de vedação metálico 500E compreende um anel de vedação metálico superior externo 516E, um anel de vedação metálico inferior externo 518E e um anel de vedação metálico interno 520E para formar um anel triplo. O anel de vedação metálico interno 520E está disposto dentro ou é encerrado pelo anel de vedação metálico inferior externo 518E e o anel de vedação metálico superior externo 516E. Em uma ou mais modalidades, não existem lacunas no anel de vedação metálico 500E, pois cada lacuna em cada anel encosta ou entra em contato com uma porção de outro anel. O anel de vedação metálico 500E fornece vedação axial e radial. Qualquer um ou mais dentre o anel superior externo 516E, o anel inferior externo 518E e o anel interno 520 podem compreender qualquer um ou mais dos anéis de vedação metálicos ilustrados nas FIGS. 5A a 5D ou qualquer outro anel de vedação.
[0042] Em uma ou mais modalidades, um anel de vedação metálico, conforme discutido anteriormente, pode compreender um ou mais materiais, revestimentos ou ambos que abordam ou são capazes de suportar um ou mais modos de desgaste. Em uma ou mais modalidades, um anel de vedação metálico pode compreender um material de substrato que tem uma dureza de ou cerca de 60 HRC (Dureza Rockwell medida na escala C). Esse substrato duro evita a fadiga da superfície e fornece uma base rígida para revestimentos duros e finos. Tal substrato duro é particularmente útil para abrasão de três corpos, onde as partículas de areia podem transmitir uma alta tensão Hertziana aos materiais do substrato. Em uma ou mais modalidades, o anel de vedação metálico pode compreender um material de substrato cuja superfície é endurecida por processos de difusão, como nitração ou boração. Esse tipo de substrato duro evita a fadiga da superfície e fornece uma base rígida para revestimentos duros e finos. Em uma ou mais modalidades, o anel de vedação metálico pode compreender um revestimento de combustível de oxigênio de alta velocidade (HVOF) com partículas de carboneto de tungstênio (WC) que fornece uma superfície dura e resistente ao desgaste. Em uma ou mais modalidades, o anel de vedação metálico pode compreender um revestimento de deposição física de vapor (PVD) que fornece uma superfície dura e resistente ao desgaste. Em uma ou mais modalidades, um anel de vedação metálico pode compreender um revestimento de carbono tipo diamante que fornece uma superfície dura e resistente ao desgaste e, adicionalmente, tem um baixo coeficiente de atrito. Em uma ou mais modalidades, o anel de vedação metálico pode compreender um revestimento de deposição de vapor químico WC (CVD), por exemplo, na ordem de 50 mícrons de espessura. Quanto mais espesso for o revestimento WC CVD, maior será a vida útil do anel de vedação metálico. Em uma ou mais modalidades, o anel de vedação metálico pode compreender um revestimento CVD semelhante a um revestimento PVD, exceto que a espessura pode ser aumentada. Em uma ou mais modalidades, o anel de vedação metálico pode compreender um ou mais revestimentos de cromo. Em uma ou mais modalidades, o anel de vedação metálico pode compreender qualquer um ou mais revestimentos, um ou mais materiais ou qualquer combinação dos mesmos.
[0043] Os revestimentos duros no anel de vedação metálico também servem para permitir o esmagamento de partículas de areia que podem se alojar entre o anel de vedação metálico 304 e o furo do pistão 308. Se o revestimento for mais duro do que as partículas de areia e o substrato for rígido o suficiente, as partículas de areia podem ser esmagadas, o que evita o bloqueio do anel de vedação metálico 304.
[0044] Embora a perfuração de hidrocarbonetos seja discutida neste documento, várias modalidades da divulgação podem ser usadas em muitas outras aplicações. Por exemplo, uma ou mais modalidades podem ser usadas na perfuração de exploração mineral, investigação ambiental, extração de gás natural, instalação subterrânea, operações de mineração, poços de água, poços geotérmicos, motores automotivos ou qualquer outro ambiente onde uma vedação deve ser usada para proteger um ou mais componentes do ambiente.
[0045] Em uma ou mais modalidades, um conjunto de almofada compreende um pistão, em que o pistão está disposto em um furo do pistão e um anel de vedação metálico disposto circunferencialmente dentro do furo do pistão, em que o anel de vedação metálico cria uma vedação entre o anel de vedação metálico e o furo do pistão. Em uma ou mais modalidades, o anel de vedação metálico faz contato superficial com o furo do pistão para limitar o fluxo de um fluido de um lado de alta pressão do furo do pistão para um lado de baixa pressão do furo do pistão. Em uma ou mais modalidades, o anel de vedação metálico compreende um primeiro anel de vedação metálico alinhado circunferencialmente com um segundo anel de vedação metálico. Em uma ou mais modalidades, o anel de vedação metálico compreende um anel de vedação metálico interno, um anel de vedação metálico superior externo e um anel de vedação metálico inferior externo e em que o anel de vedação metálico interno está disposto dentro do anel de vedação metálico superior externo e um inferior externo anel de vedação metálico. Em uma ou mais modalidades, o anel de vedação metálico compreende uma superfície externa em forma de cilindro. Em uma ou mais modalidades, o anel de vedação metálico entra em contato metal com metal com o pistão e o furo do pistão. Em uma ou mais modalidades, o anel de vedação metálico compreende um entalhe que permite que o anel de vedação metálico se expanda e contraia.
[0046] Em uma ou mais modalidades, um sistema de perfuração de orientação rotativa compreende uma coluna de trabalho acoplada a um eixo de acionamento, uma broca de perfuração acoplada ao eixo de acionamento, um conjunto de almofada acoplado ao eixo de acionamento acima da broca de perfuração e um anel de vedação metálico disposto circunferencialmente dentro de um furo do conjunto de almofada, em que o anel de vedação metálico cria uma vedação entre o anel de vedação metálico e o furo do pistão. Em uma ou mais modalidades, o anel de vedação metálico faz contato superficial com o furo para limitar o fluxo de um fluido de um lado de alta pressão do furo para um lado de baixa pressão do furo. Em uma ou mais modalidades, o anel de vedação metálico compreende um primeiro anel de vedação metálico alinhado circunferencialmente com um segundo anel de vedação metálico. Em uma ou mais modalidades, o anel de vedação metálico compreende um anel de vedação metálico interno, um anel de vedação metálico superior externo e um anel de vedação metálico inferior externo e em que o anel de vedação metálico interno está disposto dentro do anel de vedação metálico superior externo e um inferior externo anel de vedação metálico. Em uma ou mais modalidades, o anel de vedação metálico compreende uma superfície externa em forma de cilindro. Em uma ou mais modalidades, o anel de vedação metálico entra em contato metal com metal com um pistão do conjunto de almofada e o furo. Em uma ou mais modalidades, o anel de vedação metálico compreende um entalhe que permite que o anel de vedação magnético se expanda e contraia.
[0047] Em uma ou mais modalidades, um método de perfuração de um furo de poço em uma formação compreende a disposição de um sistema de perfuração de orientação rotativa no furo de poço, em que uma broca de perfuração está acoplada ao sistema de perfuração de orientação rotativa, direcionando o sistema de perfuração de orientação rotativa, em que direcionar o sistema de perfuração de orientação rotativa sistema de perfuração orientável compreende o contato de uma parede do furo de poço com um conjunto de almofada, em que o conjunto de almofada compreende um anel de vedação metálico disposto em um furo de pistão do conjunto de almofada e limitando a velocidade de um fluido que atravessa a partir de um lado de alta pressão do metal anel de vedação a um lado de baixa pressão do anel de vedação metálico. Em uma ou mais modalidades, a limitação da velocidade do fluido compreende limitar a velocidade do fluido a um limite predeterminado. Em uma ou mais modalidades, o método compreende ainda colocar o furo do pistão em contato com o anel de vedação metálico para criar uma vedação e limitar, pela vedação, o fluxo de um fluido de uma orientação axial e uma orientação radial. Em uma ou mais modalidades, o método compreende ainda colocar pelo menos um de um pistão e um furo de pistão do conjunto de almofada em contato com o anel de vedação metálico para criar uma vedação. Em uma ou mais modalidades, o anel de vedação metálico compreende dois ou mais anéis de vedação metálicos sobrepostos, em que os anéis de vedação metálicos sobrepostos limitam o fluxo de um fluido. Em uma ou mais modalidades, o anel de vedação metálico compreende um primeiro anel de vedação metálico alinhado circunferencialmente com um segundo anel de vedação metálico.
Claims (20)
1. Conjunto de almofada, caracterizado pelo fato de compreender: - um pistão (316), em que o pistão é disposto em um furo de pistão (308); e - um anel de vedação metálico (228, 304, 500B) disposto circunferencialmente dentro do furo do pistão (308), em que o anel de vedação metálico (228, 304, 500B) cria uma vedação entre o anel de vedação metálico (228, , 304, 500B) e o furo do pistão (308); sendo o anel de vedação metálico (228, 304, 500B) compreende um anel de vedação metálico interno, um anel de vedação metálico superior externo e um anel de vedação metálico inferior externo e em que o anel de vedação metálico interno está disposto dentro do anel de vedação metálico superior externo e do anel de vedação metálico inferior externo.
2. Conjunto de almofada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o anel de vedação metálico fazer contato de superfície com o furo do pistão (308) para limitar o fluxo de um fluido (404, 402) de um lado de alta pressão (230) do furo do pistão (308) para um lado de baixa pressão do furo do pistão (308).
3. Conjunto de almofada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o anel metálico de vedação (228, 304, 500B) entrar em contato metal com metal com o pistão e o furo do pistão (308).
4. Conjunto de almofada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o anel de vedação metálico (228, 304, 500B) compreender um entalhe que permite que o anel de vedação metálico se expanda e contraia.
5. Conjunto de almofada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o anel de vedação metálico (228, 304, 500B) compreender uma junta de sobreposição/cunha superior (510B) e uma junta de sobreposição inferior, sendo que a junta de sobreposição superior sobrepõe uma parte da junta de sobreposição/cunha inferior (508B).
6. Conjunto de almofada, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de o anel de vedação metálico (228, 304, 500B) compreender um entalhe superior (506B) e um entalhe inferior (504B) em um espaço, onde a junta de sobreposição inferior 508B) e a junta de sobreposição superior (510B) não se sobreponham.
7. Conjunto de almofada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o anel de vedação metálico superior externo ser circunferencialmente alinhado com o anel de vedação metálico inferior externo, sendo que o anel de vedação metálico superior externo ser disposto adjacente a e diretamente em contato com o anel de vedação metálico inferior externo.
8. Sistema de perfuração de orientação rotativa, caracterizado pelo fato de compreender: - uma coluna de trabalho (130) acoplada a um eixo de acionamento (170, 180); - uma broca de perfuração (102, 220) acoplada ao eixo de acionamento (170, 180); - um conjunto de almofada (142, 300) acoplado ao eixo de acionamento (170, 180) acima da broca de perfuração (102, 220); e - um anel de vedação metálico (228, 304, 500B) disposto circunferencialmente dentro do furo do conjunto de almofada (142, 300), em que o anel de vedação metálico (228, 304, 500B) cria uma vedação entre o anel de vedação metálico (228, 304, 500B) e o furo do pistão (308); sendo o anel de vedação metálico (228, 304, 500B) compreende um anel de vedação metálico interno, um anel de vedação metálico superior externo e um anel de vedação metálico inferior externo, e em que o anel de vedação metálico interno está disposto dentro do anel de vedação metálico superior externo e do anel de vedação metálico inferior externo.
9. Sistema de perfuração de orientação rotativa, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o anel de vedação metálico contatar a superfície (408) com o furo para limitar o fluxo de fluido (402, 404) de um lado de alta pressão (230) do furo para um lado de baixa pressão do furo.
10. Sistema de perfuração de orientação rotativa, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o anel metálico de vedação (228, 304, 500B) entrar em contato metal com metal com o pistão do conjunto de almofada (142, 300) e o furo do pistão (308).
11. Sistema de perfuração de orientação rotativa, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o anel de vedação metálica (228, 304, 500B) compreender um entalhe (504B, 506B) que permite que o anel de vedação metálica (228, 304, 500B) se expanda e contraia.
12. Sistema de perfuração de orientação rotativa, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o anel de vedação metálico (228, 304, 500B) compreender uma junta de sobreposição superior (510B) e uma junta de sobreposição inferior (508B), sendo que a junta de sobreposição superior sobrepõe uma parte da junta de sobreposição inferior.
13. Sistema de perfuração de orientação rotativa, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de o anel de vedação metálico (228, 304, 500B) compreender um entalhe superior (506D) e um entalhe inferior (5012D) em um espaço, onde a junta de sobreposição inferior e a junta de sobreposição superior não se sobreponham.
14. Sistema de perfuração de orientação rotativa, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o anel de vedação metálico superior externo ser circunferencialmente alinhado com o anel de vedação metálico inferior externo, sendo que o anel de vedação metálico superior externo ser disposto adjacente a e diretamente em contato com o anel de vedação metálico inferior externo.
15. Método de perfuração de um furo de poço em uma formação, caracterizado pelo fato de compreender: - dispor um sistema de perfuração de orientação rotativa (100) no furo de poço (12), em que uma broca de perfuração (102, 220) é acoplada ao sistema de perfuração de orientação rotativa (100); - direcionar o sistema de perfuração de orientação rotativa (100); em que a orientação do sistema de perfuração de orientação rotativa (100) compreende: - contatar uma parede do furo de poço com um conjunto de almofada (142, 300), sendo que o conjunto de almofada (142, 300) compreende um anel de vedação metálico (228, 304, 500B) disposto em um furo de pistão (308) do conjunto de almofada (142, 300), sendo o anel de vedação metálico (228, 304, 500B) compreende um anel de vedação metálico interno, um anel de vedação metálico superior externo e um anel de vedação metálico inferior externo, e em que o anel de vedação metálico interno está disposto dentro do anel de vedação metálico superior externo e do anel de vedação metálico inferior externo; e - limitar uma velocidade de um fluido que atravessa de um lado de alta pressão (230) do anel de vedação metálico (228, 304, 500B) para um lado de baixa pressão do anel de vedação metálico.
16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de limitar a velocidade do fluido compreender limitar a velocidade do fluido a um limite predeterminado.
17. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de compreender ainda: - contatar o furo do pistão (308) em contato com o anel de vedação metálico (228, 304, 500B) para criar uma vedação; e - limitar, pela vedação, o fluxo de um fluido de uma orientação axial (402) e uma orientação radial (404).
18. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de compreender ainda contar pelo menos um dentre um pistão e um furo do pistão (308) do conjunto de almofada (142, 300) com o anel de vedação metálico (228, 304, 500B) para criar uma vedação.
19. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de o anel de vedação metálico (228, 304, 500B) compreender dois ou mais anéis de vedação metálicos sobrepostos, em que os anéis de vedação metálicos (228, 300, 304, 500B) sobrepostos limitam o fluxo de um fluido.
20. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de o anel de vedação metálico (228, 304, 500B) compreender uma junta de sobreposição superior (514D) e uma junta de sobreposição inferior (508D), sendo que a junta de sobreposição superior sobrepõe uma parte da junta de sobreposição inferior; e um entalhe superior (506D) e um entalhe inferior (512D) em um espaço onde a junta de sobreposição inferior e a junta de sobreposição superior não se sobrepõem.
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| B350 | Update of information on the portal [chapter 15.35 patent gazette] | ||
| B06W | Patent application suspended after preliminary examination (for patents with searches from other patent authorities) chapter 6.23 patent gazette] | ||
| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 19/06/2018, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS |