BR112021010955A2 - Válvula de subsuperfície de equalização - Google Patents

Abstract

válvula de subsuperfície de equalização. uma válvula de segurança de subsuperfície para controlar o fluxo de fluido em um conduto de poço incorporando uma característica de equalização de pressão. a válvula de segurança inclui um membro de corpo com um furo longitudinal, um atuador de válvula com movimento axial dentro do furo longitudinal e uma válvula que restringe o fluxo através do furo longitudinal. uma passagem de fluxo de fluido de equalização fornece um caminho de fluido entre o furo longitudinal acima da válvula e o furo longitudinal abaixo da válvula. um dispositivo de equalização está localizado dentro da passagem de fluxo de fluido de equalização e configurado para resistir aos efeitos de areia e detritos em sua operação, o dispositivo de equalização regulando o fluxo através da passagem de fluxo de fluido de equalização e operado pelo atuador de válvula antes de abrir a válvula.

Description

“VÁLVULA DE SUBSUPERFÍCIE DE EQUALIZAÇÃO” Fundamentos

[0001] Poços produtores de hidrocarbonetos são frequentemente completados em formações de produção altamente pressurizadas. A porção do poço acima da formação produtiva é geralmente revestida com um ou mais revestimentos de aço. O anular entre o revestimento e o furo de poço é tipicamente preenchido com cimento para estabilizar o revestimento e evitar fluxos de fluido dentro do anular. O furo de poço pode então ser perfurado ainda mais para perfurar a formação produtiva. Um comprimento de tubo vazio pode ser executado para fornecer um segundo revestimento (muitas vezes referido como um liner) no furo de poço abaixo do revestimento existente para um local logo acima da formação produtiva. Pelo menos uma porção do anular entre o liner e o furo aberto abaixo do revestimento é normalmente preenchida com cimento para manter o liner no lugar e bloquear o fluxo anular de fluidos em torno do liner. Após a perfuração de um furo de poço, um conjunto de completação pode então ser executado abaixo do liner, normalmente com um packer para vedar com o liner, para a zona do furo aberto para fornecer um caminho de fluxo para fluidos produzidos a partir da formação de produção. Um conduto de fluxo para fluidos produzidos dentro da porção revestida do poço para a superfície é tipicamente uma coluna de tubulação de produção.

[0002] Válvulas de segurança de subsuperfície são comumente usadas em poços para evitar o fluxo descontrolado de fluido através do poço no caso de uma emergência, como para evitar uma erupção do poço. As válvulas de segurança convencionais normalmente usam um elemento de válvula, como uma lingueta, que é desviada por uma mola para uma posição normalmente fechada, mas pode ser retida em uma posição aberta por um tubo de fluxo posicionado dentro da válvula de segurança. Independentemente do tipo de elemento de válvula empregado, pode haver um problema com a abertura confiável de tal válvula quando existe um diferencial de pressão significativo entre a superfície inferior do elemento de válvula e a superfície superior.

[0003] Uma forma comum de atuador para uma válvula de retenção é uma luva que é conduzida para baixo por um ressalto de pistão através da imposição de uma pressão de fluido de controle fornecida a partir do topo da cabeça do poço. Se houver um diferencial de pressão significativo através da válvula de retenção em sua posição fechada, a quantidade de força exigida pela luva de atuação pode causar danos à luva, à válvula de retenção ou à montagem pivô da válvula de retenção.

[0004] Quando a lingueta está na posição fechada, a pressão do fluido de poço abaixo da lingueta agindo sobre uma área de superfície relativamente grande da lingueta torna a abertura da lingueta difícil. Esta dificuldade na abertura não pode ser facilmente superada simplesmente aumentando a força exercida contra a lingueta, porque a área da seção transversal relativamente pequena do pistão de abertura e do conjunto do cilindro exigiria uma pressão de fluido que pode estourar a linha de controle transportando fluido hidráulico da superfície da terra para o conjunto do pistão e cilindro. A presente divulgação fornece uma válvula de segurança de subsuperfície com um mecanismo de equalização para permitir que a pressão acima e abaixo da lingueta se equalize antes da abertura completa da lingueta. Breve Descrição dos Desenhos

[0005] A FIG. 1 é uma vista lateral elevada, parcialmente em seção transversal, mostrando uma válvula de segurança de subsuperfície da presente divulgação.

[0006] A FIG. 2 é uma vista lateral em seção transversal mostrando uma válvula de segurança de subsuperfície da presente divulgação, com os elementos de válvula sendo mostrados em sua posição fechada.

[0007] A FIG. 3 é uma vista semelhante à da FIG. 2, mas ilustrando a válvula de retenção em sua posição aberta.

[0008] A FIG. 4 é uma vista em corte da válvula de retenção empregada na FIG. 1, mostrando um elemento de equalização de pressão.

[0009] A FIG. 5 é uma vista lateral em seção transversal, mostrando um elemento de equalização de pressão sendo disposto em sua posição fechada de acordo com certas modalidades da presente divulgação.

[0010] A FIG. 6 é uma vista lateral em seção transversal, mostrando um elemento de equalização de pressão sendo disposto em sua posição fechada de acordo com certas modalidades da presente divulgação.

[0011] A FIG. 7 é uma vista lateral em seção transversal, mostrando um elemento de equalização de pressão sendo disposto em sua posição fechada de acordo com certas modalidades da presente divulgação.

[0012] A FIG. 8 é uma vista lateral em seção transversal, mostrando um elemento de equalização de pressão sendo disposto em sua posição fechada de acordo com certas modalidades da presente divulgação.

[0013] A FIG. 9 é uma vista lateral em seção transversal, mostrando um elemento de equalização de pressão sendo disposto em sua posição fechada de acordo com certas modalidades da presente divulgação.

[0014] A FIG. 10 é uma vista lateral em seção transversal, mostrando um elemento de equalização de pressão sendo disposto em sua posição fechada de acordo com certas modalidades da presente divulgação.

[0015] A FIG. 11 é uma vista lateral em seção transversal, mostrando um elemento de equalização de pressão sendo disposto em sua posição fechada de acordo com certas modalidades da presente divulgação.

[0016] A FIG. 12 é uma vista em seção transversal, mostrando um elemento de equalização de pressão sendo disposto em sua posição fechada de acordo com certas modalidades da presente divulgação.

[0017] A FIG. 13A é uma vista em seção transversal, mostrando um elemento de equalização de pressão sendo disposto em sua posição fechada de acordo com certas modalidades da presente divulgação.

[0018] A FIG. 13B é uma vista em seção transversal, mostrando um elemento de equalização de pressão sendo disposto em sua posição aberta de acordo com certas modalidades da presente divulgação. Descrição detalhada

[0019] A seguinte descrição detalhada ilustra modalidades da presente divulgação. Estas modalidades são descritas em detalhes suficientes para permitir que versados na técnica pratiquem estas modalidades sem experimentação indevida. Deve-se entender, no entanto, que as modalidades e exemplos aqui descritos são dados apenas a título de ilustração e não como limitação. Podem ser feitas várias substituições, modificações, adições e rearranjos que permanecem aplicações potenciais das técnicas divulgadas. Desta forma, a descrição que se segue não deve ser considerada como limitante do escopo ou aplicação das reivindicações anexas. Em particular, um elemento associado a uma modalidade particular não deve ser limitado à associação com essa modalidade particular, mas deve ser assumido como sendo capaz de associação com qualquer modalidade aqui discutida.

[0020] Vários elementos das modalidades são descritos com referência às suas posições normais quando usados em um poço. Por exemplo, uma tela pode ser descrita como estando abaixo ou no fundo do poço de um cruzamento. Para poços verticais, a tela estará realmente localizada abaixo do cruzamento. Para poços horizontais, a tela será deslocada horizontalmente do cruzamento, mas estará mais longe da localização da superfície do poço conforme medida através do poço. No fundo do poço ou abaixo, conforme usado neste documento, refere-se a uma posição em um poço mais distante da localização da superfície no poço.

[0021] Com referência aos desenhos em detalhes, em que números semelhantes denotam elementos idênticos ao longo das várias vistas, é mostrado na FIG. 1 uma modalidade específica de uma válvula de segurança subterrânea 100 construída de acordo com a presente invenção. A válvula de segurança subterrânea 100 desta modalidade específica é composta por um corpo geralmente tubular 102 com um furo longitudinal 104. Cada extremidade do corpo 102 inclui conexões, como roscas 106, para interconexão com uma coluna de tubos (não mostrada) suspensa dentro de um furo de poço (não mostrado). Um membro de luva 108, geralmente referido como um tubo de fluxo, opcionalmente referido como um atuador de válvula, está disposto dentro do furo 104 e é adaptado para movimento axial dentro do furo 104. O tubo de fluxo 108 inclui uma mola 110 que atua sobre um ressalto 112 no tubo de fluxo 108 desviando o tubo de fluxo 108 para longe de um mecanismo de retenção 120. A presente divulgação não se destina a ser limitada a qualquer meio particular para desviar o tubo de fluxo 108 para longe do mecanismo de retenção 120. Um mecanismo de pistão 114 disposto dentro do membro de corpo e móvel em resposta à aplicação de fluido hidráulico pode mover o tubo de fluxo 108 dentro do furo longitudinal 104.

[0022] Com referência à FIG. 2-3, o mecanismo de retenção 120 geralmente compreende um disco ou membro de fechamento de válvula de retenção 122 com um braço 124 em uma borda periférica do mesmo que é conectado por uma dobradiça 126 a um alojamento anular 128 montado dentro do furo 104. A FIG. 2 é mostrada em uma posição fechada. O membro de fechamento de válvula 122 tem uma superfície superior 121 e uma superfície inferior 123. Quando fechada, a superfície superior 121 faz contato com uma sede 129 dentro do alojamento anular 128, a válvula de segurança subterrânea 100 está em uma posição fechada.

[0023] Quando uma força descendente, como mecânica ou hidráulica, é exercida no tubo de fluxo 108 que excede a força necessária para superar a mola 110 e abrir o mecanismo de retenção 120, o tubo de fluxo 108 se move para baixo para entrar em contato com e abrir o membro de fechamento de válvula de retenção 122 como mostrado na FIG. 3. No caso de a força aplicada ser diminuída, a mola 110 força o tubo de fluxo 108 para cima para longe da lingueta 120. A lingueta 120 é, então, girada pela dobradiça 126 e desviada para uma posição fechada pela ação de uma mola de dobradiça (não mostrada) para permitir que a lingueta 120 estabeleça uma vedação de fluido para evitar o fluxo de fluido para o tubo de fluxo 108, como mostrado na FIG. 2.

[0024] Quando a lingueta 120 foi fechada, a pressão de fluidos dentro do furo 104 a montante (isto é, abaixo) da lingueta fechada 120 aumenta e a pressão dos fluidos do furo de poço a jusante (ou seja, acima) da lingueta fechada 120 diminui conforme os fluidos restantes do furo de poço acima da lingueta 120 são recuperados para a superfície da terra através da coluna de tubos. Isso cria um grande diferencial de pressão através da lingueta 120 de modo que a reabertura da lingueta 120 se torne difícil. Esta dificuldade em abrir a lingueta 120 não pode ser facilmente superada simplesmente aumentando a força exercida contra a superfície inferior da lingueta 120.

[0025] Com referência à FIG. 4, o mecanismo de retenção 120 compreende um disco ou membro de fechamento de válvula de retenção 122 com um braço 124 em uma borda periférica do mesmo que é conectado por uma dobradiça 126 a um alojamento anular 128 montado dentro do furo 104. Um dispositivo de equalização 130 é mostrado que permite que a pressão de fluidos dentro do furo 104 a jusante (isto é, acima) da lingueta fechada 120 seja aumentada pelo fluxo de fluidos a montante (isto é, abaixo) da lingueta fechada

120.

[0026] A FIG. 5 ilustra uma modalidade de um dispositivo de equalização 130 que inclui uma esfera 132 que veda contra um ressalto 134 e é mantida em uma posição normalmente fechada por meio de um mecanismo de mola 136. Uma porção da esfera 132 se estende para o interior do furo 104 quando em uma posição fechada. Quando um tubo de fluxo (não mostrado) está presente no furo 104 adjacente à esfera 132, o tubo de fluxo contata a esfera 132 fazendo-o mover e comprimir o mecanismo de mola 136 e permitindo o fluxo de fluido em torno da esfera 132 e no furo 104. Em uma modalidade, a esfera tem um diâmetro de três oitavos (3/8) de uma polegada. Uma falha potencial com esta modalidade pode ocorrer quando a área de vedação entre a esfera 132 e o ressalto 134 é obscurecida com detritos. Uma única partícula de areia pode ficar presa entre a esfera 132 e o ressalto 134, o que pode impedir que o dispositivo de equalização 130 funcione corretamente.

[0027] A FIG. 6 ilustra uma modalidade de um dispositivo de equalização 140 que inclui um êmbolo 142 que é móvel dentro de um furo 144 e pode ser mantido em uma posição normalmente fechada por meio de um mecanismo de mola 146. Uma porção do êmbolo 142 se estende para o interior do furo 104 quando em uma posição fechada. Quando em uma posição fechada, uma borda 148 se estendendo radialmente do êmbolo 142 está em contato com uma saliência 150 do furo 144 formando uma vedação estanque a fluido. Quando um tubo de fluxo (não mostrado) está presente no furo 104 adjacente ao êmbolo 142, o tubo de fluxo entra em contato com o êmbolo 142 fazendo-o mover e comprimir o mecanismo de mola 146 e permitindo o fluxo de fluido em torno do êmbolo 142 e para dentro do furo 104. O fluxo de fluido passa entre a borda 148 e a saliência 150 e pode entrar no êmbolo 142 através das portas 152 no lado do êmbolo 142 e passar para uma cavidade interna 154 do êmbolo 142 e entrar no furo 104. Os respectivos ângulos da borda 148 e da saliência 150 não são os mesmos, reduzindo a área de contato entre eles e fornecendo mais de uma área de contato de linha fina, reduzindo assim a chance de detritos. O fluxo através do oco interno 154 do êmbolo 142 também reduz a chance de acúmulo de detritos.

[0028] A FIG. 7 ilustra uma modalidade de um dispositivo de equalização 160 que inclui um êmbolo 162 que é móvel dentro de um furo 164 e pode ser mantido em uma posição normalmente fechada por meio de um mecanismo de mola 166. Uma porção do êmbolo

162 se estende para o interior do furo 104 quando em uma posição fechada. O êmbolo 162 usa um ângulo acentuado o suficiente para ter uma vantagem mecânica para esmagar areia e raso o suficiente para não grudar. Este projeto não tem ressalto para a areia se acumular. Quando em uma posição fechada, múltiplos anéis de contato 168 se estendendo radialmente a partir do êmbolo 162 estão em contato com o lado cônico 169 do furo 164 formando uma vedação estanque a fluido. Quando um tubo de fluxo (não mostrado) está presente no furo 104 adjacente ao êmbolo 162, o tubo de fluxo entra em contato com o êmbolo 162 fazendo-o mover e comprimir o mecanismo de mola 166 e permitindo o fluxo de fluido em torno do êmbolo 162 e para dentro do furo 104. O fluxo de fluido passa entre os anéis de contato 168 e o lado cônico 169 do furo 164. Na modalidade mostrada, existem seis anéis de contato 168 que têm pontos de contato estreitos, a soma dos quais permite suporte suficiente para suportar a pressão diferencial quando fechado, ao mesmo tempo que fornece uma área de contato menor que impõe força suficiente para permitir o esmagamento de qualquer areia embutida.

[0029] A FIG. 8 ilustra uma modalidade de um dispositivo de equalização 170 que inclui um êmbolo 172 que é móvel dentro de um grande furo 174 e pequeno furo 175 de uma base 171 e pode ser mantido em uma posição normalmente fechada por meio de um mecanismo de mola 176. Uma porção do êmbolo 172 se estende para o interior do furo 104 quando em uma posição fechada. Quando em uma posição fechada, uma saliência 182 no êmbolo 172 localizado acima de uma ranhura 184 forma uma vedação primária com uma pequena parede de furo 183 da base 171. Além disso, quando em uma posição fechada, uma borda 178 se estendendo radialmente do êmbolo 172 está em contato com uma saliência 180 do furo 174, formando assim uma vedação secundária. Em uma modalidade, a borda 178 faz contato com a saliência 180 antes que a saliência 182 no êmbolo 172 forme a vedação primária com a parede do pequeno furo 183 da base 171 pelo ajuste estreito do êmbolo 172 dentro do pequeno furo 175 da base 171. Em uma modalidade, a borda 178 é capaz de flexionar para garantir que uma vedação primária seja feita de saliência 182 contra a parede do pequeno furo 183. Quando em uma posição fechada, a ranhura 184 está abaixo da saliência 180 e as pressões acima e abaixo do êmbolo 172 podem ser não equalizadas.

[0030] Quando um tubo de fluxo (não mostrado) está presente no furo 104 adjacente ao êmbolo 172, o tubo de fluxo entra em contato com o êmbolo 172 fazendo-o mover e comprimir o mecanismo de mola 176 e permitindo que o fluido flua sob a borda 178, na ranhura 184, através de uma ou mais passagens 186 e para o furo 104. Em uma modalidade, existem três ranhuras 184 e três passagens 186.

[0031] A FIG. 9 ilustra uma modalidade de um dispositivo de equalização 190 que inclui um material de base 191 e uma esfera 192 que veda contra um ressalto 194 na base 191 e é mantida em uma posição normalmente fechada por meio de um mecanismo de mola 196. Há uma vedação secundária elastomérica 198 que veda ainda mais contra a esfera 192 quando em uma posição fechada. Uma porção da esfera 192 se estende para o interior do furo 104 quando em uma posição fechada. Quando um tubo de fluxo (não mostrado) está presente no furo 104 adjacente à esfera 192, o tubo de fluxo contata a esfera 192 fazendo-o mover e comprimir o mecanismo de mola 196 e permitindo o fluxo de fluido em torno da esfera 192 e no furo 104. Em uma modalidade, a vedação secundária elastomérica 198 pode ser plástico, borracha ou outro material elastomérico, como Teflon®. Em uma modalidade, a esfera tem um diâmetro de três oitavos (3/8) de uma polegada. Em uma modalidade, a vedação secundária elastomérica 198 é de forma cilíndrica para fornecer rigidez à vedação durante a equalização e para manter a orientação adequada na esfera. A folga adequada no OD da vedação secundária 198 permite a expansão térmica em valores de temperatura mais altos. Em uma modalidade, a vedação secundária elastomérica 198 é flexível o suficiente para que areia ou detritos possam ser esmagados na vedação secundária 198.

[0032] A FIG. 10 ilustra uma modalidade de um dispositivo de equalização 200 que inclui a base 201 e um gatilho 202 que é móvel dentro de um furo 204 dentro da base 201 e pode ser mantido em uma posição normalmente fechada por meio de um mecanismo de mola de lâmina 206. Uma porção do cabeçote móvel 202 se estende para o interior do furo 104 quando em uma posição fechada. Quando em uma posição fechada, uma extensão 208 se estendendo radialmente do cabeçote móvel 202 está em contato com uma borda 210 da base 201 formando uma vedação estanque a fluidos. Quando um tubo de fluxo (não mostrado) está presente no furo 104 adjacente ao cabeçote móvel 202, o tubo de fluxo entra em contato com o cabeçote móvel 202 fazendo-o mover e levantar o mecanismo de mola de lâmina 206 e permitindo o fluxo de fluido através do cabeçote móvel 202 e para dentro do furo 104. O mecanismo de mola de lâmina 206 pode incluir uma abertura de desvio 216 que é aberta quando o mecanismo de mola de lâmina 206 é levantado. A abertura de desvio 216 pode fornecer o fluxo de fluido para a operação do dispositivo de equalização 200. Opcionalmente, um filtro 218 pode ser empregado para proteger o cabeçote móvel de equalização 202 de areia e detritos. O fluxo de fluido passa através do filtro 218, através da abertura de desvio 216, entre a extensão 208 e a sede 210 e pode entrar no cabeçote móvel 202 através das portas 212 no lado do cabeçote móvel 202 e passar para um oco interno 214 do cabeçote móvel 202 e entrar no furo 104. Os respectivos ângulos da extensão 208 e da borda 210 não são os mesmos, reduzindo a área de contato entre eles e fornecendo mais de uma área de contato de linha fina, reduzindo assim a chance de detritos. O fluxo através das portas 212 e do oco interno 214 do cabeçote móvel 202 também reduz a chance de acúmulo de detritos.

[0033] A FIG. 11 ilustra uma modalidade de um dispositivo de equalização 220 que inclui um material de base 221 e uma esfera 222 que veda contra um ressalto 224 na base 221 e é mantida em uma posição normalmente fechada por meio de um mecanismo de mola 226. Há uma anel de vedação secundária elastomérica 228 que veda ainda mais contra a esfera 222 quando em uma posição fechada. Uma porção da esfera 222 se estende para o furo 104 quando em uma posição fechada. Quando um tubo de fluxo (não mostrado) está presente no furo 104 adjacente à esfera 222, o tubo de fluxo contata a esfera 222 fazendo-o mover e comprimir o mecanismo de mola 226 e permitindo o fluxo de fluido em torno da esfera 222 e no furo 104. Em uma modalidade, o anel de vedação secundária elastomérica 228 pode ser plástico, borracha ou outro material elastomérico, como Teflon®. Em uma modalidade, a esfera tem um diâmetro de três oitavos (3/8) de uma polegada. Em uma modalidade, o anel de vedação secundária elastomérica 228 é de forma cilíndrica para fornecer rigidez à vedação durante a equalização e para manter a orientação adequada na esfera. A folga adequada no OD do anel de vedação secundária 228 permite a expansão térmica em valores de temperatura mais altos. Em uma modalidade, o anel de vedação secundária elastomérica 228 é flexível o suficiente para que areia ou detritos possam ser esmagados no anel de vedação secundária 228.

[0034] Com referência à FIG. 12A, o mecanismo de retenção 240 compreende um disco ou membro de fechamento de válvula de retenção 242 com um braço 244 em uma borda periférica do mesmo que é conectado por uma dobradiça 246 a um alojamento anular 248 montado dentro do furo 104. Um dispositivo de equalização 250 é mostrado que permite que a pressão de fluidos dentro do furo 104 a jusante (isto é, acima) da lingueta fechada 240 seja aumentada pelo fluxo de fluidos a montante (isto é, abaixo) da lingueta fechada

240. A FIG. 12 B ilustra uma modalidade de um dispositivo de equalização 250 que inclui uma base 251 e uma esfera 252 que veda contra um ressalto 254 na base 251 e é mantida em uma posição normalmente fechada por meio de um mecanismo de mola em forma de C

256. Uma porção da esfera 252 se estende para o furo 104 quando em uma posição fechada. Quando um tubo de fluxo 108 está presente no furo 104 adjacente à esfera 252, o tubo de fluxo entra em contato com a esfera 252 fazendo-o se mover e levantar o mecanismo de mola 256 e permitindo o fluxo de fluido em torno da esfera 252 e no furo

104. O mecanismo de mola em forma de C 256 pode incluir uma fenda 258 projetada para alinhar a esfera 252 no ressalto 254. A modalidade pode incluir um filtro para proteger a esfera de equalização 252 de areia e detritos. Em uma modalidade, a esfera tem um diâmetro de três oitavos (3/8) de uma polegada.

[0035] A FIG. 13A ilustra uma modalidade de um dispositivo de equalização 260 que inclui uma base 261 e uma ou mais esferas 262 que vedam contra um ressalto 264 na base 261 e é mantida em uma posição normalmente fechada por meio de um mecanismo de mola em forma de ômega 266. Uma porção das esferas 262 se estende para o interior do furo 104 quando em uma posição fechada, como mostrado na FIG 13A. Quando um tubo de fluxo 108 está presente no furo 104 adjacente às esferas 262, como mostrado na FIG 13B, o tubo de fluxo entra em contato com as esferas 262 fazendo-as se moverem e levantarem o mecanismo de mola 266 e permitindo o fluxo de fluido em torno das esferas 262 e para dentro do furo 104 A modalidade pode incluir um filtro para proteger as esferas de equalização 262 de areia e detritos.

[0036] Os vários dispositivos de equalização da presente divulgação fornecem um aparelho para equalizar as pressões através do mecanismo de válvula usado na válvula de segurança de subsuperfície.

[0037] Uma modalidade da divulgação é uma válvula subsuperficial de equalização para controlar o fluxo de fluido em um conduto de poço, que inclui um membro de corpo tendo um furo longitudinal que se estende através dele, um atuador de válvula disposto para movimento axial dentro do furo longitudinal e um membro de válvula montado dentro do membro de corpo para controlar o fluxo de fluido através do furo longitudinal, o membro de válvula tendo uma superfície superior, uma superfície inferior e um furo através dela. Existe uma abertura geralmente radialmente disposta no membro de corpo, proporcionando uma passagem de fluxo de fluido de equalização entre o furo longitudinal acima do membro de válvula e o furo longitudinal abaixo do membro de válvula. Um dispositivo de equalização está localizado pelo menos parcialmente dentro da passagem de fluxo de fluido de equalização e configurado para resistir aos efeitos de areia e detritos em sua operação, o dispositivo de equalização desviado para uma posição fechada. Quando o atuador de válvula está em uma primeira posição, o membro de válvula está em uma posição fechada e o dispositivo de equalização restringe o fluxo de fluido através da passagem de fluxo de fluido de equalização. Quando o atuador de válvula está em uma segunda posição, o membro de válvula permanece em uma posição fechada e o dispositivo de equalização é pelo menos parcialmente aberto permitindo o fluxo de fluido através da passagem de fluxo de fluido de equalização. Quando o atuador de válvula está em uma terceira posição, uma porção do atuador de válvula é posicionada dentro do furo do membro de válvula, o membro de válvula está em uma posição aberta permitindo o fluxo de fluido através do furo longitudinal.

[0038] Em uma modalidade, o dispositivo de equalização inclui um filtro para resistir aos efeitos de areia e detritos em sua operação. O dispositivo de equalização pode incluir ainda um membro de fechamento que, quando em uma posição fechada, está em contato com uma sede do dispositivo de equalização, restringindo o fluxo de fluido através da passagem de fluxo de fluido de equalização. A sede do dispositivo de equalização pode ser uma parte do membro do corpo ou pode ser uma vedação de inserção localizada no membro do corpo. Uma porção do membro de fechamento pode se estender dentro do furo longitudinal do membro de corpo quando o membro de fechamento está na posição fechada, que pode ser movida quando em contato com um atuador de válvula. O membro de fechamento pode ser inclinado para a posição fechada, como com o uso de um mecanismo de mola.

[0039] Em uma modalidade, quando o atuador de válvula está na segunda posição, o atuador de válvula está em contato com o membro de fechamento e exerce força suficiente para superar uma polarização de posição fechada e colocar o membro de fechamento em uma posição aberta, permitindo o fluxo de fluido através da equalização passagem de fluxo de fluido.

[0040] Em uma modalidade, a sede do dispositivo de equalização pode incluir uma vedação secundária elastomérica. A vedação secundária elastomérica pode ter forma cilíndrica para fornecer rigidez à vedação durante a equalização e para manter a orientação adequada do membro de fechamento. A vedação secundária elastomérica pode ser suficientemente flexível para permitir que areia ou detritos sejam esmagados na vedação secundária e permitir que o membro de fechamento feche.

[0041] Em uma modalidade, o membro de fechamento pode incluir um elemento de êmbolo móvel dentro de uma porção da passagem de fluxo de fluido de equalização. O êmbolo pode ter uma projeção radial que assenta em contato com uma saliência do membro do corpo formada a partir de uma redução no diâmetro da passagem de fluxo de fluido de equalização.

[0042] Em uma modalidade opcional, a projeção radial do membro de fechamento tem uma superfície de contato e a saliência do membro de corpo tem uma superfície de contato, a superfície de contato de projeção radial do membro de fechamento assenta com a superfície de contato da saliência do membro de corpo restringindo o fluxo de fluido entre eles quando o membro de fechamento está no posição fechada. Isto forma uma linha radial de contato em um local onde o fluido que flui através da passagem de fluxo de fluido de equalização começa a passar através da superfície de contato de projeção radial do membro de fechamento.

[0043] Em uma modalidade, o membro de fechamento pode incluir opcionalmente uma ou mais portas no lado do membro de fechamento sob a projeção radial do membro de fechamento que forma um caminho de fluido para uma passagem interna dentro do membro de fechamento. As portas do membro de fechamento e a passagem interna podem formar uma porção da passagem de fluxo de fluido de equalização quando o membro de fechamento está em uma posição aberta. Em uma modalidade, a porta do membro de fechamento forma uma vedação com uma borda do membro de corpo. Quando o membro de fechamento está na posição fechada, a porta do membro de fechamento pode formar uma vedação primária com a borda do membro de corpo e a projeção radial do membro de fechamento é flexível e forma uma vedação secundária com a borda do membro de corpo.

[0044] Em uma modalidade, o membro de fechamento inclui um êmbolo móvel dentro de uma porção da passagem de fluxo de fluido de equalização, o êmbolo tendo uma pluralidade de projeções radiais que assentam em contato com uma saliência do membro de corpo formada a partir de uma redução no diâmetro da passagem de fluxo de fluido de equalização. A pluralidade de projeções radiais pode formar múltiplos contatos de linha radial entre as projeções radiais e a saliência do membro de corpo. Estes múltiplos contatos de linha radial podem exercer pressão para esmagar areia ou detritos localizados entre a pluralidade de projeções radiais e a saliência do membro de corpo.

[0045] Uma modalidade da divulgação é uma válvula subsuperficial de equalização para controlar o fluxo de fluido em um conduto de poço, que inclui um membro de corpo tendo um furo longitudinal que se estende através dele, um atuador de válvula disposto para movimento axial dentro do furo longitudinal e um membro de válvula montado dentro do membro de corpo para controlar o fluxo de fluido através do furo longitudinal, o membro de válvula tendo uma superfície superior, uma superfície inferior e um furo que se estende através dela. Uma abertura geralmente radialmente disposta no membro de corpo provê uma passagem de fluxo de fluido de equalização entre o furo longitudinal acima do membro de válvula e o furo longitudinal abaixo do membro de válvula. Um dispositivo de equalização está localizado pelo menos parcialmente dentro da passagem de fluxo de fluido de equalização e configurado para resistir aos efeitos de areia e detritos em sua operação, o dispositivo de equalização desviado para uma posição fechada. Quando o atuador de válvula está em uma primeira posição, o membro de válvula está em uma posição fechada e o dispositivo de equalização restringe o fluxo de fluido através da passagem de fluxo de fluido de equalização. Quando o atuador de válvula está em uma segunda posição, o membro de válvula permanece em uma posição fechada e o dispositivo de equalização é pelo menos parcialmente aberto permitindo o fluxo de fluido através da passagem de fluxo de fluido de equalização. Quando o atuador de válvula está em uma terceira posição, uma porção do atuador de válvula é posicionada dentro do furo do membro de válvula, o membro da válvula está em uma posição aberta permitindo o fluxo de fluido através do furo longitudinal. O dispositivo de equalização inclui um filtro para resistir aos efeitos de areia e detritos em sua operação. O dispositivo de equalização inclui ainda um membro de fechamento que, quando em uma posição fechada, está em contato com uma sede do dispositivo de equalização, restringindo o fluxo de fluido através da passagem de fluxo de fluido de equalização. Uma porção do membro de fechamento se estende dentro do furo longitudinal do membro de corpo quando o membro de fechamento está na posição fechada e é desviado para a posição fechada.

[0046] Deve ser entendido que as operações mostradas realizadas pelas modalidades aqui discutidas e não se destinam a ser limitantes. As modalidades aqui discutidas podem realizar operações alternativas diferentes das discutidas, mas alcançando resultados substancialmente semelhantes.

[0047] O texto anterior descreve uma ou mais modalidades específicas de uma divulgação mais ampla. A divulgação também é realizada em uma variedade de modalidades alternativas e, assim, não está limitada às aqui descritas. A descrição anterior de uma modalidade da divulgação foi apresentada para efeitos de ilustração e descrição. Ela não pretende ser exaustiva ou limitar a divulgação à forma precisa divulgada. Muitas modificações e variações são possíveis sob a luz dos preceitos anteriores. Pretende-se que o escopo da divulgação seja limitado não por esta descrição detalhada, mas ao invés disso pelas reivindicações anexas.

Claims (15)

REIVINDICAÇÕES

1. Válvula de subsuperfície de equalização, para controlar o fluxo de fluido em um conduto de poço, caracterizada pelo fato de compreender: - um membro de corpo tendo um furo longitudinal que se estende através do mesmo; - um atuador de válvula disposto para movimento axial dentro do furo longitudinal; - um membro de válvula montado dentro do membro de corpo para controlar o fluxo de fluido através do furo longitudinal, o membro de válvula tendo uma superfície superior, uma superfície inferior e um furo através das mesmas; - uma abertura geralmente radialmente disposta no membro de corpo, proporcionando uma passagem de fluxo de fluido de equalização entre o furo longitudinal acima do membro de válvula e o furo longitudinal abaixo do membro de válvula; - um dispositivo de equalização localizado pelo menos parcialmente dentro da passagem de fluxo de fluido de equalização e configurado para resistir aos efeitos de areia e detritos em sua operação, o dispositivo de equalização desviado para uma posição fechada; em que quando o atuador de válvula está em uma primeira posição, o membro de válvula está em uma posição fechada e o dispositivo de equalização restringe o fluxo de fluido através da passagem de fluxo de fluido de equalização; em que quando o atuador de válvula está em uma segunda posição, o membro de válvula permanece em uma posição fechada e o dispositivo de equalização é pelo menos parcialmente aberto permitindo o fluxo de fluido através da passagem de fluxo de fluido de equalização; em que quando o atuador de válvula está em uma terceira posição, uma porção do atuador de válvula é posicionada dentro do furo do membro de válvula, o membro da válvula está em uma posição aberta permitindo o fluxo de fluido através do furo longitudinal.

2. Válvula de subsuperfície de equalização, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o dispositivo de equalização compreender um filtro para resistir aos efeitos de areia e detritos em sua operação.

3. Válvula de subsuperfície de equalização, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de o dispositivo de equalização compreender ainda um membro de fechamento que, quando em uma posição fechada, está em contato com uma sede do dispositivo de equalização, restringindo o fluxo de fluido através da passagem de fluxo de fluido de equalização.

4. Válvula de subsuperfície de equalização, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizada pelo fato de a sede do dispositivo de equalização compreender uma porção do membro do corpo.

5. Válvula de subsuperfície de equalização, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizada pelo fato de uma porção do membro de fechamento se estender dentro do furo longitudinal do membro de corpo quando o membro de fechamento está na posição fechada.

6. Válvula de subsuperfície de equalização, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizada pelo fato de o membro de fechamento ser desviado para a posição fechada e/ou em que o membro de fechamento é desviado para a posição fechada com um mecanismo de mola.

7. Válvula de subsuperfície de equalização, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizada pelo fato de quando o atuador de válvula estar na segunda posição, o atuador de válvula está em contato e exerce força sobre o membro de fechamento suficiente para superar uma polarização de posição fechada e colocar o membro de fechamento em uma posição aberta, permitir o fluxo de fluido através da passagem de fluxo de fluido de equalização.

8. Válvula de subsuperfície de equalização, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizada pelo fato de a sede do dispositivo de equalização compreender ainda uma vedação secundária elastomérica.

9. Válvula de subsuperfície de equalização, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, caracterizada pelo fato de a vedação secundária elastomérica ser cilíndrica para fornecer rigidez à vedação durante a equalização e para manter a orientação adequada do membro de fechamento e/ou em que a vedação secundária elastomérica é suficientemente flexível para permitir a areia ou detritos a serem esmagados na vedação secundária e permitir que o membro de fechamento feche.

10 Válvula de subsuperfície de equalização, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 9, caracterizada pelo fato de o membro de fechamento compreender um êmbolo móvel dentro de uma porção da passagem de fluxo de fluido de equalização, o êmbolo tendo uma projeção radial que assenta em contato com uma saliência do membro de corpo formada a partir de uma redução no diâmetro da passagem de fluxo de fluido de equalização.

11. Válvula de subsuperfície de equalização, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 10, caracterizada pelo fato de a projeção radial do membro de fechamento ter uma superfície de contato e a saliência do membro de corpo tem uma superfície de contato, em que a superfície de contato de projeção radial do membro de fechamento assenta com a superfície de contato da saliência do membro de corpo restringindo o fluxo de fluido entre eles quando o membro de fechamento está na posição fechada, formando uma linha radial de contato em um local onde o fluido que flui através da passagem de fluxo de fluido de equalização começa a passar através da superfície de contato de projeção radial do membro de fechamento.

12 Válvula de subsuperfície de equalização, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 11, caracterizada pelo fato de o membro de fechamento compreender ainda uma ou mais portas no lado do membro de fechamento sob a projeção radial do membro de fechamento que forma um caminho de fluido para uma passagem interna dentro do membro de fechamento, as portas do membro de fechamento e passagem interna formando uma porção da passagem de fluxo de fluido de equalização quando o membro de fechamento está em uma posição aberta.

13. Válvula de subsuperfície de equalização, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 12, caracterizada pelo fato de a porta do membro de fechamento formar uma vedação com uma borda do membro de corpo e/ou em que quando o membro de fechamento está na posição fechada, a porta do membro de fechamento forma uma vedação primária com a borda do membro de corpo e a projeção radial do membro de fechamento é flexível e forma uma vedação secundária com a saliência do membro do corpo.

14. Válvula de subsuperfície de equalização, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 13, caracterizada pelo fato de o membro de fechamento compreender um êmbolo móvel dentro de uma porção da passagem de fluxo de fluido de equalização, o êmbolo tendo uma pluralidade de projeções radiais que assentam em contato com uma saliência do membro de corpo formada a partir de uma redução no diâmetro da passagem de fluxo de fluido de equalização.

15. Válvula de subsuperfície de equalização, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 14, caracterizada pelo fato de a pluralidade de projeções radiais formar múltiplos contatos de linha radial entre as projeções radiais e a saliência do membro de corpo e/ou em que os múltiplos contatos de linha radial exercem pressão para esmagar areia ou detritos localizados entre a pluralidade das projeções radiais e da saliência do membro do corpo.