BR112022024959B1 - Sistema de implantação e isolamento e método de manutenção e isolamento de um poço em uma única viagem - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE IMPLANTAÇÃO E ISOLAMENTO E MÉTODO DE MANUTENÇÃO E ISOLAMENTO DE UM POÇO EM UMA ÚNICA VIAGEM. Um sistema de implantação e isolamento de fundo de poço pode ser usado para implantar uma coluna de completação, reparar o poço e isolar a coluna de completação inferior, opcionalmente em uma única viagem. A coluna de completação inferior pode ser passada para o poço com uma válvula em uma condição aberta, tal como uma válvula de esfera apoiada aberta por um mandril. O mandril pode ser operável tanto para desconectar a coluna de trabalho da coluna de completação inferior quanto fechar a válvula mediante desconexão, tal como removendo o mandril da esfera. A válvula pode ser reaberta remotamente com superfície de forma de pressão de fluido.

Description

Fundamentos

[0001] Os poços são frequentemente construídos para a recuperação potencial de hidrocarbonetos, como petróleo e gás. Construir um poço produtivo com potencial de recuperação econômica é desafiador, demorado e caro. Tipicamente, um poço pode ser perfurado com uma broca de perfuração na extremidade inferior de uma coluna de tubo de perfuração tubular que é progressivamente montada para atingir a profundidade de poço desejada, que pode ter milhares de pés de profundidade e seguir um plano de poço complexo. Após a perfuração, uma coluna de revestimento tubular de diâmetro relativamente grande pode ser abaixada para o furo de poço e fixada circulando cimento no fundo de poço e através de um anular entre o revestimento e a formação. Esta coluna de revestimento reforça o furo de poço e pode ser perfurada em profundidades e intervalos selecionados para extrair fluidos de hidrocarbonetos de uma zona(s) de produção da formação. O poço pode ser estimulado por vedação e distribuição de fluido para zonas de produção selecionadas. Em seguida, uma coluna de tubulação de produção pode ser executada no poço para a zona de produção, protegendo o revestimento e fornecendo um caminho de fluxo para uma cabeça de poço através da qual o óleo e o gás podem ser produzidos.

[0002] Embora resumidos sucintamente, cada um desses estágios de construção de poços pode ser muito complexo, caro e envolver muito esforço e energia, sem garantia de recuperação econômica de hidrocarbonetos. Grande parte do custo de perfuração e manutenção de um poço está relacionada à quantidade de tempo e equipamentos envolvidos. Cada viagem para implantar ou recuperar equipamento do furo de poço, ou para reparar, substituir ou reparar equipamento de fundo de poço, pode aumentar significativamente o custo total. Além disso, cada vez que o equipamento de fundo de poço é colocado em serviço no furo de poço ou recuperado do furo de poço, há potencial para o furo de poço e/ou o equipamento ser danificado, com os custos para reparar tais danos aumentando devido ao tempo de inatividade do furo de poço. Assim, um dos inúmeros aspectos da inovação contínua no campo é direcionado para minimizar as manobras, minimizar o tempo de inatividade entre as manobras e maximizar a produtividade do poço.

Breve Descrição dos Desenhos

[0003] FIG. 1 é uma vista em elevação de um sistema de poço de exemplo no qual um sistema de implantação e isolamento pode ser implementado.

[0004] FIG. 2 é uma vista lateral de um sistema para implantar uma coluna de completação inferior, fazer manutenção do poço e, então, isolar fluidicamente a coluna de completação inferior.

[0005] FIG. 3A é uma vista ampliada detalhada do conector da FIG. 2.

[0006] FIG. 3B é uma vista detalhada do conector tomada na seção "3B" da FIG. 3A ilustrando características de exemplo do mecanismo de conexão liberável.

[0007] FIG. 4 é uma vista detalhada de uma modalidade da seção de válvula de esfera enquanto conectada no fundo de poço do conector.

[0008] FIG. 5 é uma vista detalhada da seção de válvula de esfera da FIG. 4, após o mandril ter sido usado para fechar a válvula de esfera, separar da luva e desconectar a coluna de trabalho juntamente com o mandril.

[0009] FIG. 6 é uma vista em perspectiva de uma modalidade de exemplo da válvula de esfera na posição aberta correspondente à FIG. 4.

[0010] FIG. 7 é uma vista em perspectiva da válvula de esfera movida para a posição fechada correspondente à FIG. 5.

[0011] FIG. 8 é uma vista lateral da seção de válvula de esfera após o mandril ter sido removido e a luva deslocada para fechar a válvula de esfera.

[0012] FIG. 9 é uma vista lateral da seção de válvula de esfera após o disco de estouro ter sido rompido para reabrir remotamente a válvula.

[0013] FIG. 10 é um diagrama esquemático de outro exemplo de um mecanismo de reabertura remota usando uma luva desviada por mola.

Descrição Detalhada

[0014] A presente divulgação fornece sistemas e métodos para implantar uma coluna de completação inferior, fazer manutenção do poço com um fluido de tratamento abaixo da coluna de trabalho na coluna de completação e, em seguida, fechar tuna válvula para isolar fluidicamente a coluna de completação inferior ao recuperar a coluna de trabalho. Esta sequência pode agora ser realizada em uma única manobra, sem a necessidade de uma outra manobra com esta ou outra coluna de trabalho para fechar ou reabrir a válvula. A válvula também pode incluir um recurso de reabertura remota para reabrir a válvula, também sem um desarme adicional, de modo a iniciar a produção após o assentamento de uma completação final. Um sistema de exemplo inclui um conector para conectar de forma liberável a coluna de trabalho com a coluna de completação inferior com um mandril. Uma válvula de esfera incluída com a coluna de completação inferior permanece aberta, embora distribuindo um fluido furo abaixo através da coluna de trabalho e do mandril para fazer manutenção do poço. O mandril é, então, manipulado tanto para fechar a válvula de esfera quanto para desconectar da coluna de completação inferior.

[0015] FIG. 1 é uma vista em elevação de um sistema de poço de exemplo 100 que estabelece o ambiente geral e o contexto no qual um sistema de implantação e isolamento da presente divulgação pode ser implementado. O sistema de poço 100 pode incluir uma sonda de petróleo e gás 102 disposta na superfície da terra 104 e um furo de poço 106 que se estende a partir da mesma e que penetra uma formação de terra subterrânea 108. A sonda 102 pode incluir uma grande estrutura de suporte, tal como uma torre 110, erguida sobre o furo de poço 106 em uma fundação ou plataforma de suporte, tal como um piso de sonda 112. Embora certas características de desenho da FIG. 1 representem uma sonda de petróleo e gás baseada em terra 102, será apreciado que as modalidades da presente divulgação são úteis com outros tipos de sondas, como plataformas offshore ou sondas flutuantes usadas para poços submarinos e em qualquer outra localização geográfica. Por exemplo, em um contexto submarino, a superfície da terra 104 pode ser o piso de um fundo do mar, e o piso da sonda 112 pode estar na plataforma offshore ou sonda flutuante sobre a água acima do fundo do mar. Uma cabeça de poço submarina pode ser instalada no fundo do mar e acessada através de um riser da plataforma ou embarcação.

[0016] A torre 110 ou outra estrutura de suporte pode ser usada para ajudar a suportar e manipular a posição axial de uma coluna de trabalho 114, de modo a elevá-la e abaixá-la dentro do furo de poço 106. A coluna de trabalho (referida na técnica como uma coluna de assentamento em certos contextos) é uma coluna tubular composta de tubo de perfuração, revestimento, tubulação de produção ou outros segmentos tubulares e tendo qualquer uma de uma variedade de ferramentas para realizar operações de furo de poço, como perfuração, completação, estimulação ou produção. A coluna de trabalho 114 pode servir a várias funções, tais como para baixar e recuperar ferramentas, para transportar fluidos e para suportar o transporte de comunicação e/ou energia durante operações de furo de poço. Quando uma operação de furo de poço deve ser realizada, a coluna de trabalho 114 pode ser progressivamente montada no local e abaixada no furo de poço 106, isto é , executada/desarmada no furo. Quando uma operação de furo de poço está completa, ou quando se toma necessário trocar ou substituir ferramentas ou componentes da coluna de trabalho 114, a coluna de trabalho 114 pode ser elevada ou totalmente removida do furo de poço 106, isto é, desarmada para fora do furo. Em um exemplo de uma operação de perfuração, uma coluna de perfuração pode ser usada para acionar a rotação de uma broca de perfuração, enquanto circula fluido de perfuração ("lama") e transmite sinais via pulso de lama ou telemetria com fio. Em um exemplo de uma operação de completação, a coluna de trabalho 114 pode ser usada para abaixar uma coluna de completação no furo de poço 106, incluindo intervalos de revestimento e cimentar o revestimento no lugar. Em um exemplo de uma operação de estimulação de formação, fluidos carregados com propante usados no fraturamento hidráulico (isto é, fracking) da formação ou outros fluidos de tratamento e/ou produtos químicos, tais como um tratamento de acidificação, podem ser circulados no fimdo do poço através de um elemento tubular, tal como através de uma coluna de tubulação de fraturamento hidráulico (isto é, coluna de tubulação de fraturamento) para estimular o fluxo de hidrocarbonetos da formação. Em um exemplo de uma operação de produção, a tubulação de produção pode ser abaixada no furo de poço 106 e acoplada à coluna de completação inferior acima de uma zona de produção, de modo que fluidos de formação, tais como petróleo e gás, possam ser produzidos para a superfície.

[0017] O furo de poço 106 pode ser perfurado de acordo com um plano de furo de poço e ao longo de um caminho de furo de poço desejado para atingir uma formação alvo, para evitar características de formação não desejáveis, para minimizar a pegada do poço na superfície e para alcançar quaisquer outros objetivos para o poço. O furo de poço 106 se estende do calcanhar 103 na superfície, onde a perfuração começa, até o dedo do pé 125 e pode seguir qualquer caminho (o caminho do furo de poço) no meio. A porção inicial do furo de poço 106 é tipicamente verticalmente para baixo, uma vez que a coluna de perfuração seria geralmente suspensa verticalmente a partir da sonda 102. Posteriormente, o furo de poço 106 pode desviar em qualquer direção medida por azimute ou inclinação, o que pode resultar em seções que são verticais, horizontais, anguladas para cima ou para baixo e/ou curvas. O termo topo de poço geralmente se refere a uma direção ao longo do caminho do furo de poço em direção ao calcanhar 103 e o termo fundo de poço geralmente se refere a uma direção em direção ao dedo do pé 125, sem considerar se uma característica está verticalmente para cima ou verticalmente para baixo em relação a um ponto de referência. No exemplo da FIG. 1, o caminho do furo de poço inclui uma seção vertical inicial 105, seguida por uma seção curva 115 no fundo do poço da seção vertical 105 que faz a transição da seção vertical 105 para uma seção horizontal ou lateral 120 no fundo do poço da seção curva 115. Assim, a seção vertical 105 está no topo do poço da seção curva 115 e da seção lateral 120.

[0018] Em uma modalidade, o furo de poço 106 pode ser pelo menos parcialmente revestido com uma coluna de revestimento 116 ou pode, pelo contrário, permanecer pelo menos parcialmente não revestido. A coluna de revestimento 116 pode ser fixada dentro do furo de poço 106 usando, por exemplo, cimento 118. Em outras modalidades, a coluna de revestimento 116 pode ser apenas parcialmente cimentada dentro do furo de poço 106 ou, altemativamente, a coluna de revestimento 116 pode ser inteiramente não cimentada. A coluna de trabalho 114 pode ser acoplada a um conjunto de completação 119 que se estende para uma ramificação geralmente horizontal referida como uma seção lateral 120 do furo de poço 106. Como ilustrado, a seção lateral 120 pode ser uma seção não revestida ou "furo aberto" do furo de poço 106.

[0019] Existem razões específicas pelas quais a seção lateral 120 pode ser formada. Por exemplo, em uma aplicação multilateral, um furo de poço vertical pode primeiro ser perfurado atravessando múltiplas zonas produtivas em diferentes profundidades verticais e uma seção lateral pode ser perfurada para cada zona produtiva para maximizar a produção. Outro exemplo são as aplicações de drenagem por gravidade assistida por vapor (SAGD), nas quais duas seções laterais paralelas são perfuradas, uma abaixo da outra, e o vapor é injetado na lateral superior para estimular o fluxo de hidrocarbonetos, assistido por gravidade, na lateral abaixo dela. Nota-se que, embora a FIG. 1 represente porções horizontais e verticais do furo de poço 106, os princípios do aparelho, sistemas e métodos divulgados neste documento podem ser igualmente aplicáveis ou de outra forma adequados para uso em configurações de furo de poço totalmente horizontais ou verticais. Consequentemente, a natureza horizontal ou vertical do furo de poço 106 não deve ser interpretada como limitando a presente divulgação a qualquer configuração específica de furo de poço 106.

[0020] O conjunto de completação 119 pode ser disposto ou de outra forma assentado dentro da seção lateral 120 do furo de poço 106 usando um ou mais packers 122 ou outros dispositivos de isolamento de furo de poço conhecidos por aqueles versados na técnica. Os packers 122 podem ser configurados para vedar um anular 124 definido entre o conjunto de completação 119 e as paredes do furo de poço 106. Como resultado, a formação subterrânea 108 pode ser efetivamente dividida em pelo menos um intervalo que pode ser uma zona de pagamento 126. Zonas de pagamento adicionais (não mostradas) no fundo de poço do pelo menos um intervalo 126 também podem ser isoladas por packers e cada zona de pagamento pode ser estimulada e/ou produzida independentemente através de porções isoladas do espaço anular 124 definidas entre pares adjacentes de packers 122. Embora apenas um intervalo 126 seja mostrado na FIG. 1, aqueles versados na técnica reconhecerão prontamente que qualquer número de intervalos pode ser definido ou usado de outra forma no sistema de poço 100, sem se afastar do escopo da divulgação.

[0021] O conjunto de completação 119 pode incluir uma ou mais ferramentas de fundo de poço representadas esquematicamente em 128 como dispostas em, acopladas a, ou de outra forma formando uma parte integrante da coluna de trabalho 114. As ferramentas de fundo de poço 128 podem incluir, por exemplo, um dispositivo de controle de entrada (ICD) para controlar o fluxo de fluidos de formação para a coluna de completação inferior e no topo de poço através de uma válvula, uma coluna de fraturamento para fornecer um fluido de estimulação ao fundo do poço através da válvula para uma ou mais zonas de formação a serem estimuladas ou outras ferramentas para manutenção do furo de poço 106 ou da coluna de completação inferior.

[0022] Como ilustrado, pelo menos uma ferramenta de fundo de poço 128 pode ser disposta no conjunto de completação 119 em cada intervalo 126, mas aqueles versados na técnica apreciarão prontamente que mais de uma ferramenta de fundo de poço 128 pode ser disposta no mesmo, sem se afastar do escopo da divulgação. A(s) ferramenta(s) de fundo de poço 128 pode(m) incluir uma variedade de ferramentas, dispositivos ou máquinas conhecidas por aqueles versados na técnica usados na preparação, estimulação e produção da formação subterrânea 108.

[0023] Embora a ferramenta de fundo de poço 128 seja mostrada na FIG. 1 como sendo empregada em uma seção de furo aberto do fiiro de poço 106, os princípios da presente divulgação são igualmente aplicáveis a seções concluídas ou revestidas do furo de poço 106. Em tais modalidades, o furo de poço revestido 106 pode ser perfurado em locais predeterminados em cada intervalo 126 usando quaisquer métodos conhecidos (por exemplo, explosivos, hidrojateamento,etc.) na técnica. Tais perfurações servem para facilitar a condutividade do fluido entre o interior da coluna de trabalho 114 e o intervalo circundante 126 da formação 108.

[0024] A fim de atuar, acionar ou manipular a ferramenta de fundo de poço 128, um ou mais projéteis de furo de poço 134 podem ser introduzidos no furo de poço 106 e transportados para as ferramentas de fundo de poço 128 para engatar ou interagir com as mesmas. Os projéteis de furo de poço 134 podem incluir, mas não estão limitados a, esferas (por exemplo, esferas "fracionadas"), dardos, limpadores, tampões ou qualquer combinação dos mesmos. Os projéteis de furo de poço 134 podem ser transportados através da coluna de trabalho 114 e para o conjunto de completação 119 por qualquer técnica conhecida. Por exemplo, os projéteis de furo de poço 134 podem ser deixados cair através da coluna de trabalho 114 a partir da superfície 104, bombeados fluindo fluido através do interior da coluna de trabalho 114, autopropelidos, transportados por cabo de aço, cabo liso, tubulação espiralada, etc.

[0025] FIG. 2 é uma vista lateral de um sistema para implantar uma coluna de completação inferior 130, fazer manutenção do poço e, em seguida, isolar fluidicamente a coluna de completação inferior 130, opcionalmente em uma única manobra, de acordo com alguns aspectos desta divulgação. A coluna de completação inferior 130 pode ser implantada no furo de poço 106 na coluna de trabalho 114 da FIG. 1 e assentada em uma localização desejada dentro do furo de poço 106. A coluna de completação inferior 130 é mostrada orientada na FIG. 2 como se estivesse em uma seção de furo de poço vertical, tal como ao abaixar ou assentar a coluna de completação inferior 130 na seção vertical 105 do furo de poço 106 na FIG. 1. No entanto, a coluna de completação inferior 130 pode ser executada adicionalmente no fundo de poço e assentada na seção lateral 120 da FIG. 1.

[0026] Um conector é delineado no tipo de linha tracejada em 140. O conector 140 e sua operação são ainda discutidos abaixo em relação à FIG. 3A. Abaixo do conector 140 está uma seção de válvula de esfera delineada em tipo de linha tracejada em 180. A válvula de esfera 180 e sua operação são discutidas adicionalmente abaixo em relação às FIGS. 4-9. O conector 140 é usado para manobrar e implantar a coluna de completação inferior 130 no fundo de poço na coluna de trabalho 114 e subsequentemente desconectar da coluna de completação inferior 130. A seção de válvula de esfera 180 é fechada mediante desconexão da coluna de completação inferior 130, para isolar fluidicamente a coluna de completação inferior 130 do furo de poço 106 acima da coluna de completação inferior 130.

[0027] Mais particularmente, a seção de válvula de esfera 180 inclui uma válvula de esfera 184 e uma luva 170 acoplando uma extremidade inferior do mandril 142 à válvula de esfera 184. A válvula de esfera 184 pode ser alternadamente fechada e aberta em resposta à reciprocidade do mandril 142. Isto é, a válvula pode fechar em resposta a movimento do mandril em uma direção e, opcionalmente, pode reabrir em resposta a movimento do mandril em outra direção. Geralmente, a uma direção e a outra direção podem ser, mas não são obrigadas a ser, direções opostas. A uma direção e a outra direção podem ser, mas não são obrigadas a ser, direções lineares. Isto é, algum movimento axial, movimento rotational ou combinação dos mesmos pode ser usado para fechar a válvula de esfera e algum outro movimento axial, movimento rotational ou outra combinação dos mesmos pode ser usado para abrir a válvula de esfera. No entanto, neste exemplo particular, a válvula é fechada por movimento axial do mandril em uma direção e aberta por movimento axial do mandril em outra direção oposta. A válvula de esfera 184 pode inicialmente ser aberta enquanto a coluna de completação inferior 130 é passada no furo de poço 106 (isto é, como passada no furo). O mandril 142 pode ser manipulado, tal como axialmente nos exemplos divulgados ou rotativamente em exemplos alternativos de acordo com qualquer um de uma variedade de tipos de conexão discutidos abaixo, tanto para desconectar da coluna de completação inferior 130 quanto para fechar a válvula de esfera 184. Assim, o movimento do mandril em relação a outros componentes ou em relação à válvula de esfera 184 pode resultar em ambos desconexão da coluna de completação inferior 130 e fechar a válvula de esfera 184 e, desse modo, isolar o sistema de completação inferior 130. Isto permite uma implantação de manobra única e isolamento da coluna de completação inferior 130, isto é, sem ter que manobrar a coluna de trabalho 114 para fora do furo de poço 106 ou manobrar alguma outra ferramenta na tubulação de bobina ou cabo de aço para isolar a coluna de completação inferior 130.

[0028] FIG. 3A é uma vista ampliada detalhada do conector 140 da FIG. 2. O conector 140 é orientado noventa graus no sentido anti-horário na FIG. 3A em relação à sua orientação na FIG. 2, correspondendo à orientação do conector 140 quando posicionado em uma seção horizontal, lateral como descrito na FIG. 1. Para referência, uma pequena porção da coluna de trabalho 114 é mostrada se estendendo para a esquerda (topo de poço de) do conector 140 e da coluna de completação inferior 130 se estendendo para a direita (fundo de poço de) do conector 140. O conector 140 compreende um mecanismo de conexão liberável para suportar inicialmente o peso da coluna de completação inferior 130 na coluna de trabalho 114 ao manobrar e implantar a coluna de completação inferior 130 no furo e subsequentemente desconectar da coluna de completação inferior 130 para liberar a coluna de trabalho 114 e, em seguida, manobrar a coluna de trabalho 114 para fora do furo.

[0029] Qualquer tipo de conexão adequado pode ser usado para suportar a coluna de completação inferior 130 na coluna de trabalho 114 ao manobrar no fundo de poço e subsequentemente liberar da coluna de completação inferior 130, e os detalhes específicos que se seguem são fornecidos apenas a título de exemplo. O mecanismo de conexão liberável na FIG. 3A inclui uma porção de topo de poço 150 conectada de forma liberável com uma porção de fundo de poço 160. A porção de topo de poço 150 está no topo de poço da porção de fundo de poço 160, de modo que na separação, a porção de topo de poço 150 seria recuperada com o resto da coluna de trabalho 114 e a porção de fundo de poço 160 permaneceria no fundo de poço com a coluna de completação inferior 130. O mandril 142 do conector 140 tem uma passagem de fluxo (furo de mandril) 143 que, enquanto conectado, permite transportar fluidos ao fundo de poço através da coluna de trabalho para a coluna de completação inferior 130 e para transportar quaisquer fluidos ao topo de poço da coluna de completação inferior 130 para a superfície.

[0030] A porção de topo de poço 150 neste exemplo é um conector macho e a porção de fundo de poço 160 é um conector fêmea. Uma pinça 144 na porção de topo de poço 150 é disposta em tomo do mandril 142. A pinça 144 inclui uma estrutura de engate externa 152 para engatar de forma liberável com uma estrutura de engate interna correspondente 162 na porção de fundo de poço 160. Uma das estruturas de engate 152 e 162 pode incluir dentes e a outra das estruturas de engate 152 e 162 pode incluir dentes correspondentes ou uma superfície roscada. Neste exemplo, a estrutura de engate externa 152 compreende dentes formados em uma superfície externa em uma extremidade da pinça 144 e a estrutura de engate interna 162 compreende roscas formadas em uma superfície interna da porção de fundo de poço 160. A pinça 144 é radialmente flexível, embora certas características do conector 140 sejam projetadas para impedir que a pinça 144 flexione para dentro quando conectada para evitar a desconexão inadvertida.

[0031] Esta disposição de dentes cooperantes em um membro com dentes e/ou roscas no outro membro fornece opcionalmente um tipo de engate de trava de catraca ("trava de catraca"), pelo que, à medida que a porção de topo de poço 150 é gradualmente movida axialmente para a porção de fundo de poço 160 para atingir a posição mostrada na FIG. 3A, os dentes em um podem avançar um por um além das roscas ou dentes individuais no outro. Ao avançar para cada posição de dente sucessiva, a pinça 144 flexiona radialmente para dentro para que os dentes na estrutura de engate externa 152 avancem além das cristas dos respectivos dentes na estrutura de engate interna 162 e de volta para fora nas raízes (recessos entre os dentes) para que os dentes se engatem novamente de modo que a porção no topo de poço 150 permaneça conectada à porção no fundo do poço 160.

[0032] Qualquer uma de uma variedade de estruturas ou operações de liberação pode ser usada para separar a porção de topo de poço 150 da porção de fundo de poço 160, de modo a desconectar a coluna de trabalho 114 após assentar a coluna de completação inferior 130. Neste exemplo de conexão de trava de catraca, tal mecanismo de liberação pode ser usado para flexionar a pinça 144 radialmente para dentro para que as estruturas de engate 152 e 162 se desengatem umas das outras. A pinça 144 pode incluir uma pluralidade de dedos não mostrados para facilitar a flexão. Um ou mais recessos 146 podem ser formados entre a pinça 144 e o mandril 142, tal como tendo o recesso 146 formado numa superfície externa do mandril 142, para proporcionar folga para a pinça 144 desviar e dobrar radialmente para dentro. Quando a pinça 144 é flexionada para dentro o suficiente para que os dentes ou roscas na estrutura de engate externa 152 limpem os dentes ou roscas na estrutura de engate interna 162, a pinça 144 pode ser capaz de se mover axialmente em relação ao mandril 142. Isto pode permitir que a porção de topo de poço 150 seja separada da porção de fundo de poço 160, sujeita a outras características de retenção opcionais, tais como membros de cisalhamento.

[0033] Os membros de cisalhamento também podem ser implementados em várias funcionalidades deste sistema, tal como parte de um mecanismo de liberação para desconectar a porção de topo de poço 150 da porção de fundo de poço 160. Um membro de cisalhamento é um membro de sacrifício projetado para falhar acima de um nível limiar de força. Os membros de cisalhamento são tipicamente cisalhados em resposta a uma carga de tração aplicada, mas podem ser altemativamente configurados para falhar em resposta a um torque aplicado. A força de tração e/ou torque podem ser aplicados ao ou pelo mandril ou pela coluna de trabalho, por exemplo. Geralmente, os membros de cisalhamento são usados para evitar alguma função até que o membro de cisalhamento tenha falhado primeiro. No caso do conector 140, os membros de cisalhamento podem ser usados para permitir a operação do mecanismo de liberação, como também descrito abaixo.

[0034] A FIG. 3B é uma vista detalhada do conector 140 tomada na seção "3B" da FIG. 3A ilustrando características de exemplo do mecanismo de conexão liberável de acordo com uma ou mais modalidades. O conector 140 inclui um alojamento de anel 164 posicionado em tomo do mandril 142. Uma superfície em rampa 165 na extremidade do alojamento de anel 164 engata inicialmente uma superfície em rampa correspondente 145 em uma borda adjacente da pinça 144, para impelir ou reter a pinça 144 radialmente para fora, restringindo assim o movimento da pinça 144 radialmente para dentro. Um elemento de cisalhamento, tal como um anel de cisalhamento 166, é posicionado entre o mandril 142 e o alojamento de anel 164 e impede, até uma certa força limite, o movimento axial entre o mandril 142 e o alojamento de anel 164. Através de qualquer um de uma variedade de mecanismos, tais como atuadores mecânicos ou hidráulicos dentro da coluna de trabalho ou do próprio conector, o mandril 142 pode ser acionado para aplicar uma força axial ao alojamento de anel 164, em excesso de uma força axial de limiar, para cisalhar o anel de cisalhamento 166 e, assim, permitir que o alojamento de anel 164 se mova axialmente em relação ao mandril 142. Com o alojamento de anel 164 movido para baixo, a pinça 144 tem então folga para mover radialmente para dentro e desconectar a coluna de trabalho, através da porção de topo de poço 150 do conector 140 na FIG. 3A da coluna de completação inferior 130, através da porção furo abaixo 160 do conector 140.

[0035] Uma operação de "puxar para liberar" é uma maneira pela qual um conector pode ser configurado para desconectar, para liberar a coluna de trabalho 114 da coluna de completação inferior 130. A operação de liberação descrita na FIG. 3B é um exemplo de um mecanismo de tração para liberação em que uma carga de tração é aplicada para cisalhar um ou mais elementos de cisalhamento antes da coluna de trabalho 114 ser puxada para cima para desconectar completamente. No entanto, uma tração para liberar não está limitada à estrutura específica na FIG. 3B. Um exemplo alternativo é ter um ou mais elementos de cisalhamento (por exemplo, entre o mandril 142 e a porção de fundo de poço 160 do conector 140) configurados para suportar o peso da coluna de completação inferior 130 e liberar puxando para cima a coluna de trabalho 114 com algum nível limiar de força necessário para falhar o(s) elemento(s) de cisalhamento. Uma operação de puxar para liberar é desejável na medida em que pode ser realizada com um movimento relativamente simples por manipulação da coluna de trabalho, mandril ou outro membro axialmente móvel.

[0036] Uma operação alternativa "girar para liberar" também é habilitada pelo conector de exemplo nas FIGS. 3A e 3B. Uma operação de rotação para liberar geralmente envolve girar algum membro em relação ao outro, a fim de liberar a coluna de trabalho 114 da coluna de completação inferior 130. Especificamente nas FIG. 3A e 3B, a coluna de trabalho 114 pode ser girada para desenroscar os dentes na estrutura de engate externa 152 na pinça 144 das roscas na estrutura de engate interna 162 da porção de fundo de poço do conector 160. Esta rotação é para a esquerda, de modo a não quebrar as conexões da tubulação. A coluna inferior é ancorada por packers, de modo que os dentes de acoplamento e as roscas serão rosqueados. Uma operação de rotação para liberação é desejável, na medida em que também pode ser realizada com um movimento relativamente simples, por exemplo , por rotação da coluna de trabalho 114.

[0037] Um mecanismo de "liberação suave" é ainda outro tipo de operação de liberação habilitada pelo conector de exemplo nas FIGS. 3A e 3B. Referindo-se novamente à FIG. 3A, uma sede de esfera interna 148 é opcionalmente definida no furo de mandril 143 para capturar uma esfera de queda 149 (ver também FIG. 1) para bloquear o fluxo através do furo de mandril 143. Depois disso, a pressão pode ser aplicada a partir da superfície para liberar a porção de topo de poço 150 do conector 140 a partir da porção de fundo de poço 160. Neste exemplo, a pressão moverá um pistão 154 para a esquerda. Isto irá travar a pinça 144 no lugar e não permitirá mais que ela encoste no anel de cisalhamento 166. Em seguida, puxar a coluna de trabalho 114 da superfície permitirá que a pinça 144 desengate com relativamente pouca força. Nos exemplos ilustrados, todos os três desses métodos de liberação (puxar para liberar, girar para liberar e liberar suavemente) são redundantes entre si, no caso de um falhar.

[0038] Tendo discutido um conector relativamente complexo com mecanismos de liberação redundantes, deve ser apreciado que conectores alternativos incluindo projetos mais simples também estão dentro do presente escopo. Por exemplo, um tipo de conector alternativo e potencialmente mais simples pode usar um conjunto de vedação de furo polido (PSA) em combinação com um receptáculo de furo polido (PBR). Em comparação com o conector das FIGS. 3A e 3B, o PS A pode ter apenas uma pinça (além das vedações). O PSA pode se apoiar em algo sólido (não cisalhável) se implementado como uma rotação para liberar o mecanismo do tipo. Se implementado como um mecanismo de cisalhamento para liberar, o conector pode ter parafusos de cisalhamento ou outro membro de cisalhamento entre o mandril e o receptáculo.

[0039] Deve ser entendido, novamente, que os detalhes e a discussão do conector anterior são meramente um exemplo de uma conexão liberável que pode suportar o peso da coluna de completação inferior 130 quando desarmada no furo e que tem um mandril que é inicialmente acoplado a uma válvula e é removido da válvula mediante desconexão. Este conector pode compreender qualquer outro conector adequado que seja liberável, mas pode suportar o peso da coluna de completação inferior 130 quando manobrado para o furo e que tenha um mandril que possa ser usado tanto para fechar a válvula quanto desconectar da coluna de completação inferior 130.

[0040] Em qualquer uma das várias modalidades de acordo com esta divulgação, independentemente do conector específico ou mecanismo de liberação escolhido, um mandril incluído com o conector pode ser acoplado a uma válvula conectada abaixo do conector. Mediante liberação, o mandril é removido de pelo menos uma porção da seção de válvula juntamente com a coluna de trabalho e a porção do conector acima da válvula, deixando a válvula furo abaixo com a coluna de completação inferior e fechando a válvula. A válvula é, desse modo, usada para isolar fluidicamente a coluna de completação inferior do furo de poço acima da válvula após a coluna de trabalho ser recuperada. A válvula serve como um dispositivo de perda de fluido nesse aspecto, para evitar a perda de fluido no fundo do poço, o que pode evitar a necessidade de um material de controle de perda de fluido no fundo do poço, como mármores ou carbonato de cálcio (CaCO3), cujos materiais são geralmente compreendidos na técnica além dos ensinamentos específicos desta divulgação. Um aspecto adicional é que a válvula pode mais tarde ser reaberta da superfície, tal como por aplicação de pressão de fluido no fundo de poço sem a necessidade de intervenção através de tubulação helicoidal ou cabo de aço para reabrir a válvula. Em exemplos discutidos neste documento, a válvula é uma válvula de esfera. No entanto, qualquer tipo de válvula tendo um elemento de fechamento móvel que possa ser configurado para ser fechado pelo mandril em conjunto com desconexão de uma coluna de completação inferior de acordo com aspectos desta divulgação.

[0041] FIG. 4 é uma vista detalhada de uma modalidade da seção de válvula de esfera 180 quando conectada no fundo de poço do conector 140 das FIGS. 2 e 3. Para facilitar a ilustração, a seção de válvula de esfera 180 é orientada noventa graus no sentido anti- horário na FIG. 4 em relação à sua orientação na FIG. 2, correspondendo à orientação da válvula de esfera 180 quando posicionada em uma seção horizontal lateral como descrito na FIG. 1. A válvula de esfera 184 inclui um furo de válvula 182 em comunicação de fluido com o furo de mandril 143 quando a válvula de esfera 184 está aberta, isto é, com uma esfera 183 da valvula de esfera 184 em uma posição aberta. O furo de válvula 182 define um eixo de furo. Na FIG. 4, a esfera 183 está no que pode ser descrito como uma posição totalmente aberta, em que o eixo do fiiro da esfera 183 está geralmente alinhado com um eixo da luva 170 e do mandril 142. A esfera 183 é um exemplo de um elemento de fechamento de válvula que é rotativo ou articulável entre uma posição totalmente aberta, como mostrado na FIG. 4, ou uma posição aberta intermediária em que a esfera 183 é parcialmente girada, em ambos os casos permitindo pelo menos algum fluxo de fluido através do furo de válvula 182 e uma posição fechada (p°r exemplo, FIG. 5) que fecha fluxo através do furo de válvula 182. Como discutido adicionalmente abaixo, a válvula de esfera 184 é capaz de ser fechada e opcionalmente reaberta por reciprocidade axial do mandril 142 para deslocar axialmente uma luva 170.

[0042] O mandril 142 e a luva 170 podem ser conectados mecanicamente inicialmente, tal como usando parafusos de cisalhamento, uma pinça ou outra conexão separável geralmente indicada em 185. A pinça, os parafusos de cisalhamento ou outra conexão separável 185 são suficientes para permitir que o mandril 142 desloque a luva 170 para abrir ou fechar alternadamente a válvula de esfera 184. A referida luva 170 neste exemplo fecharia a esfera 183 quando puxada para cima pelo mandril 142 e, opcionalmente, reabriria a esfera quando empurrada para baixo pelo mandril 142. Assim, o mandril 142 pode ser manipulado dentro de uma certa quantidade de força para deslocar a luva 170 e fechar a válvula de esfera 184 através da luva 170 com a conexão separável 185 permanecendo intacta. Então, quando desejado, o mandril pode ser manipulado com uma quantidade adicional de força e/ou deslocamento, axialmente ou opcionalmente rotacionalmente, para se separar da luva 170 na conexão separável 185 e também para desconectar da coluna de completação inferior 130.

[0043] Um disco de ruptura 230 também é mostrado na FIG. 4 para uso em um mecanismo de reabertura remota discutido mais abaixo. O disco de ruptura 230 pode ser coberto e isolado fluidicamente da pressão da tubulação quando passado para o poço e antes de recuperar a coluna de trabalho e o mandril 142. Isso ajuda a proteger contra possível ativação prematura do disco de estouro ao realizar uma operação de serviço, tal como fraturamento, de modo que a pressão de fratura não atinja o disco de estouro 230 até que o mandril 142 seja removido. Neste exemplo, uma extensão de mandril 171 é mostrada no tipo de linha tracejada na FIG. 4, se estendendo parcialmente para a luva 170 para cobrir um disco de estouro 230. A extensão de mandril 171 pode ser formada unitariamente com o mandril 142 ou uma extensão tubular separada fixada em uma extremidade ao mandril 142. Um elemento de vedação 173, tal como um anel de vedação entre a extensão de mandril 171 e a luva 170 para isolar o disco de estouro 230 da pressão do fracking ou outra operação de serviço.

[0044] A válvula de esfera 184 pode ser passada para o furo de poço na posição aberta e permanecer aberta para distribuir fluido durante um tratamento de serviço. Altemativamente, a válvula de esfera 184 pode ser passada para o furo de poço na posição fechada e aberta por manipulação do mandril 142 e luva acoplada 170 antes do tratamento de serviço. A retenção da válvula de esfera 184 aberta enquanto a coluna de trabalho está conectada permite que fluidos tais como tratamentos de estimulação sejam fornecidos ao fundo do poço através da coluna de trabalho para a coluna de completação inferior e fluidos de formação sejam produzidos a partir da coluna de completação inferior e para cima através da coluna de trabalho para a superfície. Por exemplo, a operação de serviço pode incluir fraturamento hidráulico, no qual um fluido carregado por propante é distribuído furo abaixo através da válvula de esfera aberta 184 como na FIG. 4.

[0045] Após fracking ou outra operação de serviço ser concluída, a coluna de trabalho pode ser desconectada da coluna de completação inferior e recuperada. Antes de recuperar a coluna de trabalho, a válvula de esfera é primeiro fechada. A desconexão e o fechamento da válvula de esfera podem ser realizados por manipulação do mandril. A válvula de esfera é preferencialmente fechada quando desconectando da coluna de completação inferior 130, isto é, após a operação de serviço ser concluída, mas antes ou simultaneamente com a desconexão. O mandril 142 pode inicialmente ser puxado para cima para fechar a válvula de esfera 184 para evitar perda de fluido para a formação. Então, o mandril pode ser movido adicionalmente e/ou com maior força para quebrar a conexão entre o mandril 142 e a luva de esfera 170 na conexão separável 185, tal como pelos parafusos de cisalhamento cisalhando ou a pinça encaixando. A coluna de trabalho e a coluna de completação inferior são, então, separadas seja por uma tração reta para liberar, girar para liberar ou soltar uma esfera e pressão (suave) para liberar, conforme descrito acima. Quando o conector 140 é desconectado e o mandril 142 é removido, a válvula de esfera 184 permanece fechada, tal como ilustrado na FIG. 5, para isolar o furo de poço abaixo da válvula de esfera 184 do resto do furo de poço acima dele.

[0046] A FIG. 5 é uma vista detalhada da seção de válvula de esfera 180 da FIG. 4, após o mandril (FIG. 4) ter sido movido axialmente para deslocar a luva 170 para a esquerda (furo acima) para fechar a válvula de esfera 184 e, em seguida, adicionalmente para separar o mandril da luva 170, desconectar a coluna de trabalho e remover o mandril junto com ela. Nesta modalidade, a luva 170 é acoplada ao mecanismo da válvula de esfera 184 através de um ou mais braços atuadores 172, como discutido adicionalmente abaixo nas FIGS. 6 e 7. Com a luva 170 deslocada para a esquerda, o braço atuador 172 se moveu correspondentemente para a esquerda/furo acima para fechar a válvula de esfera 184, como pode ser visto a partir da posição girada da esfera 183 da válvula de esfera 184. A válvula de esfera fechada 184 agora isola fluidicamente um interior da coluna de completação inferior 130 do furo de poço 106 acima da coluna de completação inferior 130. A válvula de esfera 184 geralmente opera como uma válvula de duas vias que, quando aberta, permite fluxo em qualquer direção (seja furo abaixo ou furo acima) e, quando fechada, bloqueia fluxo em ambas as direções (furo acima e furo abaixo). Assim, a válvula de esfera fechada 184 pode bloquear o fluxo de fluido acima da válvula de esfera fechada 184 de fluir furo abaixo através da válvula de esfera 184 e pode bloquear o fluxo de fluido de formação furo acima através da válvula de esfera 184.

[0047] A FIG. 6 é uma vista em perspectiva de uma modalidade de exemplo da válvula de esfera 184 na posição aberta correspondente à FIG. 4. A esfera 183 é articulável em tomo de um suporte de articulação 174. O braço atuador 172 tem uma fenda 176 na qual uma porção do suporte de articulação 174 desliza para limitar deslocamento do braço atuador 172 (e a luva) em relação à esfera 183. Por exemplo, os pontos extremos da fenda 176 podem corresponder às posições fechada e totalmente aberta da esfera 183. Para girar a esfera entre posições aberta e fechada, o braço atuador 172 pode engatar uma periferia da esfera 183, tal como com um ou mais elementos de engate cooperantes 175, 177 no braço atuador 172 e na esfera 183, respectivamente. O braço atuador 172 pode ser acionado para a esquerda para engatar a esfera 183 e abrir a válvula de esfera 184 e para a direita para fechar a valvula de esfera 184.

[0048] A FIG. 7 é uma vista em perspectiva da válvula de esfera 184 da FIG. 6 movida para a posição fechada correspondente à FIG. 5. O(s) braço(s) atuador(es) 172 agora é(são) movido(s) totalmente para a esquerda dentro da restrição da fenda 176. O eixo do furo da esfera 182 é também agora geralmente perpendicular a um eixo da luva e do mandril (não mostrado) para fechar fluxo através da válvula 184. Assim, as FIGS. 4 e 5 fornecem um exemplo de como a alternância axial do mandril e o deslocamento correspondente da luva podem ser usados para abrir e fechar alternadamente a válvula de esfera 184. Deve ser entendido, no entanto, que qualquer uma de uma variedade de outras configurações mecânicas está dentro do escopo desta divulgação, em que o mandril pode ser manipulado por algum movimento axial, movimento rotacional ou combinação dos mesmos, para controlar a válvula de esfera 184.

[0049] As FIGS. 8 e 9 ilustram uma modalidade de exemplo de um mecanismo de reabertura remota para reabrir remotamente a válvula de esfera em algum tempo posterior após a coluna de trabalho ter sido recuperada para a superfície, tal como após uma completação final ser assentada. O mecanismo de reabertura remota é remoto em que ele permite que a válvula de esfera 184 seja reaberta após a coluna de trabalho ter sido recuperada e sem necessariamente manobrar outra ferramenta, tal como um cabo de aço ou tubulação espiralada furo abaixo. Geralmente, um mecanismo de reabertura remota inclui um elemento sensível à pressão responsivo à aplicação de uma pressão de fluido de limiar para impelir a válvula de esfera de volta para uma posição aberta após a coluna de trabalho ter sido recuperada. Uma variedade de configurações é possível, entre as quais as FIGS. 8 e 9 são um exemplo.

[0050] A FIG. 8 é uma vista lateral da seção de válvula de esfera 180 após o mandril ter sido removido e a luva deslocada para cima para fechar a válvula de esfera 184. O disco de estouro 230 também pode agora ser exposto à pressão interna, com a extensão de mandril 171 da FIG. 4 tendo sido removida. O mecanismo de reabertura remota neste exemplo inclui duas câmaras vedadas 220, 222 em tomo da luva 170 que permitem que a luva 170 seja operada como um pistão responsivo a qualquer pressão diferencial entre essas duas câmaras 220, 222. As câmaras podem ser configuradas de uma variedade de maneiras dentro do escopo desta divulgação. No exemplo ilustrado, uma primeira vedação 224 travada na luva 170 veda entre o diâmetro externo (OD) da luva 170 e um diâmetro interno (ID) de um alojamento 178 da seção de válvula de esfera 180, criando uma espécie de partição entre as duas câmaras 220, 222. Uma segunda vedação 226 é travada no alojamento 178 acima da primeira vedação 224 e uma terceira vedação 228 é travada no alojamento 178 abaixo da primeira vedação 224. Assim, a primeira câmara 220 é definida entre a luva 170 e o alojamento 178 e entre a primeira e a segunda vedações 224, 226 e a segunda câmara 222 é definida entre a luva 170 e o alojamento 178 e entre a primeira e a terceira vedações 224, 228. As duas câmaras 220, 222 são, cada uma, passadas em pressão igual, por exemplo, ambas à pressão atmosférica, de modo que inicialmente não haja pressão diferencial entre as câmaras 220, 222. O elemento sensível à pressão nesta modalidade inclui um disco de estouro 230 na luva 170 configurado para estourar em resposta a uma pressão de limiar. Em particular, o disco de estouro 230 pode compreender uma membrana cobrindo uma abertura para a primeira câmara 220. Quando a válvula de esfera 184 precisa ser reaberta, a pressão de fluido pode ser aplicada, tal como fornecendo fluido pressurizado furo abaixo a partir da superfície (ou a partir de qualquer outra fonte de pressão disponível) para estourar a membrana do disco de estouro 230.

[0051] A FIG. 9 é uma vista lateral da seção de válvula de esfera 180 após o disco de estouro 230 ter sido estourado para reabrir remotamente a válvula 184. O estouro do disco de estouro 230 permite que a pressão entre nessa primeira câmara 220, enquanto a outra câmara 222 permanece na sua pressão original, por exemplo, pressão atmosférica. Isto cria uma pressão diferencial entre a primeira câmara 220 e a segunda câmara 222 que impele a luva 170 para baixo, reabrindo a válvula de esfera 184.

[0052] Deve ser entendido que as FIGS. 8-9 ilustram apenas uma configuração de exemplo de tal mecanismo de reabertura remota. Qualquer outro mecanismo de liberação responsivo a fluido para reabrir remotamente uma válvula é considerado dentro do escopo deste aspecto da divulgação. Esse pode ser combinado com qualquer número de outras características divulgadas incluindo, mas não se limitando a, uma válvula de esfera que pode ser reaberta por aplicação remota de pressão de fluido e/ou uma luva que é deslocável por aplicação remota de pressão de fluido para reabrir uma válvula de esfera, seja usando um disco de estouro ou qualquer outro atuador mecânico responsive à pressão de fluido.

[0053] A FIG. 10 é um diagrama esquemático de outro exemplo não limitativo de um mecanismo de reabertura remota, em que uma mola 240 pode ser incluída para desviar a luva 170 em uma direção (por exemplo, furo abaixo e para a direita) que abriria a válvula de esfera 184. Para atingir a posição na FIG. 10, o mandril 142 pode impelir a luva 170 para a esquerda, contra a ação de desvio da mola 240, para fechar inicialmente a válvula de esfera 284 ao desconectar a coluna de trabalho. A desconexão da coluna de trabalho pode tipicamente ocorrer após completação de uma operação de serviço envolvendo distribuição de fluido furo abaixo. Assim, ao desconectar da coluna de trabalho, o fechamento da válvula de esfera pode ocorrer após a operação de serviço, mas antes ou simultaneamente com a etapa de desconectar a coluna de trabalho. Um prendedor 242 pode ser fornecido para prender a luva 170 depois de ser movida pelo mandril para a esquerda para fechar a válvula de esfera 184. O prendedor 242 pode incluir qualquer elemento, por exemplo, elementos de cisalhamento, pinos carregados por mola, etc., que possa reter temporariamente a luva 170 contra a ação de desvio da mola 240 e manter a válvula de esfera 184 na posição fechada até que seja desejado reabrir remotamente a válvula 184. O elemento sensível à pressão neste exemplo pode incluir os elementos da luva 170 e/ou válvula 184 que superarão o prendedor 242 para liberar a luva 170 em resposta a uma pressão de fluido de limiar. Quando for desejado reabrir a válvula de esfera 184, pressão de fluido pode ser fornecida furo abaixo em ou acima da pressão de limiar até que o prendedor 242 seja superado, por exemplo, até que os elementos de cisalhamento falhem, desse modo liberando a luva 170. A luva 170 é, então, deslocada de volta em direção à direita (que pode ser referida como a posição aberta da luva) pela mola 240 para reabrir a válvula de esfera 184.

[0054] Tendo estabelecido as várias características de exemplo do sistema divulgado incluindo o conector e a válvula e como eles cooperam, pode ser visto que os princípios desta divulgação agora tomam possível que um sistema de completação inferior seja implantado e isolado em uma única manobra. Em particular, a coluna de completação inferior pode ser implantada em uma coluna de trabalho, assentada no fundo do poço, opcionalmente com a valvula já em uma posição aberta, de modo que as operações de serviço possam ser realizadas pela coluna de trabalho. As operações de serviço podem envolver a distribuição de fluidos para ou a partir da coluna de completação inferior. Então, na mesma manobra, o fechamento da válvula pode ocorrer quando (isto é, antes ou simultaneamente com) desconectar a coluna de trabalho para isolar o furo de poço abaixo da válvula. Isso permite que uma variedade de operações de furo de poço seja realizada em uma única manobra e garanta que a válvula esteja fechada ao recuperar a coluna de trabalho.

[0055] Em vários serviços de furo de poço, a manobra da coluna de trabalho no fundo do poço para assentar a coluna de completação inferior com a válvula inicialmente aberta facilita a distribuição de fluidos durante a execução do serviço. Em um exemplo de aplicação, a coluna de completação inferior compreende ferramentas para estimular a formação através da distribuição de fluidos de estimulação, tais como um fluido de fraturamento carregado com propante ou um tratamento de acidificação no fundo do poço. No exemplo de uma válvula de esfera, a esfera pode ser passada para baixo na posição aberta ou subsequentemente aberta pelo mandril após manobra furo abaixo. A coluna de trabalho pode ser usada, entre outras coisas, para distribuir os fluidos de estimulação através da válvula aberta e executar outras funções usadas durante fraturamento e outros serviços de estimulação. Em outro exemplo de aplicação, a coluna de completação inferior compreende um ICD usado para ajudar a produzir preferencialmente certos fluidos como óleo sobre outros fluidos como água aprisionada para fora da formação. A coluna de trabalho pode ser usada, entre outras coisas, para aplicar pressão de fluido para baixo através da válvula de esfera aberta para ativar certas ferramentas ou processos, como definir um packer.

[0056] Depois de realizar os serviços de furo de poço, a válvula pode ser fechada automaticamente após a manipulação do mandril para remover a coluna de trabalho, para isolar a formação e evitar a migração indesejada de fluidos. Ter a válvula fechada após a remoção do mandril facilita o isolamento da formação para evitar migração indesejada de fluidos ao topo de poço e/ou fundo de poço através da válvula fechada. Uma válvula de duas vias pode impedir o fluxo de fluidos furo abaixo pela válvula e também impedir fluxo indesejado de fluidos furo acima, tal como fluidos de formação.

[0057] Os sistemas e métodos podem incluir qualquer uma das várias características dos sistemas e métodos aqui divulgados, incluindo uma ou mais das seguintes afirmações.

[0058] Declaração 1. Um sistema de implantação e isolamento, compreendendo um conector para conectar de forma liberável uma coluna de trabalho com uma coluna de completação inferior para implantar a coluna de completação inferior em um poço, o conector incluindo um mandril operável para desconectar seletivamente a coluna de trabalho da coluna de completação inferior; e uma válvula de esfera na coluna de completação inferior inicialmente acoplada ao mandril, de modo que o mandril seja ainda operável para fechar a válvula de esfera ao desconectar a coluna de trabalho da coluna de completação inferior.

[0059] Declaração 2. O sistema de implantação e isolamento da declaração 1, compreendendo ainda: uma luva que acopla a válvula de esfera ao mandril; uma conexão separável conectando inicialmente a luva a uma extremidade ao mandril; e em que o mandril é móvel para primeiro deslocar a luva para fechar a válvula de esfera e ainda para separar o mandril da luva na conexão separável.

[0060] Declaração 3. O sistema de implantação e isolamento, de acordo com a declaração 2, em que o mandril é móvel axialmente para deslocar a luva e/ou para separar o mandril da luva na conexão separável.

[0061] Declaração 4. O sistema de implantação e isolamento da declaração 2, em que a válvula é configurada para fechar alternadamente em resposta a movimento do mandril em uma direção e abrir em resposta a movimento do mandril em outra direção.

[0062] Declaração 5. O sistema de implantação e isolamento da declaração 2, compreendendo ainda: um braço atuador acoplado à luva à válvula de esfera, em que o atuador engata uma esfera da válvula de esfera para fechar a válvula de esfera.

[0063] Declaração 6. O sistema de implantação e isolamento da declaração 1, compreendendo ainda: um mecanismo de reabertura remota de válvula que inclui um elemento sensível à pressão responsivo à aplicação de uma pressão de fluido de limiar e que impele a válvula de esfera de volta para uma posição aberta após a coluna de trabalho ter sido recuperada.

[0064] Declaração 7. O sistema de implantação e isolamento da declaração 6, em que o mecanismo de reabertura remota da válvula inclui ainda: uma luva axialmente deslocável que acopla a válvula de esfera ao mandril; uma primeira e segunda câmaras de fluido em tomo da luva; e um disco de estouro na luva configurado para estourar em resposta à aplicação da pressão de fluido de limiar para aumentar pressão na primeira câmara.

[0065] Declaração 8. O sistema de implantação e isolamento da declaração 6, em que o mecanismo de reabertura remota de válvula inclui ainda: uma luva axialmente deslocável que acopla a válvula de esfera ao mandril; uma mola desviando a luva em uma direção que abriria a válvula de esfera; e um prendedor configurado para reter a luva uma vez que o mandril fechou a válvula de esfera, em que o prendedor libera a luva em resposta à aplicação da pressão de fluido de limiar.

[0066] Declaração 9. O sistema de implantação e isolamento, compreendendo: um conector para conectar de forma liberável uma coluna de trabalho com uma coluna de completação inferior para implantar a coluna de completação inferior em um poço, o conector incluindo um mandril operável para desconectar seletivamente a coluna de trabalho da coluna de completação inferior; uma válvula de esfera na coluna de completação inferior, a válvula de esfera operável para controlar fluxo para a coluna de completação inferior; e uma luva acoplando a válvula de esfera ao mandril, em que a luva é móvel pelo mandril para fechar a válvula de esfera ao desconectar a coluna de trabalho.

[0067] Declaração 10. O sistema de implantação e isolamento da declaração 9, compreendendo ainda: um mecanismo de reabertura remota de válvula que inclui uma primeira e segunda câmaras de fluido em tomo da luva e um disco de estouro na luva configurado para estourar em resposta à aplicação de uma pressão de fluido de limiar para aumentar pressão para a primeira câmara.

[0068] Declaração 11. O sistema de implantação e isolamento da declaração 9, compreendendo ainda: um mecanismo de reabertura remota de válvula incluindo uma mola desviando a luva para abrir a válvula de esfera e um prendedor configurado para reter a luva uma vez que o mandril tenha fechado a válvula de esfera, em que o prendedor libera a luva para reabrir a válvula de esfera em resposta à aplicação de uma pressão de fluido de limiar.

[0069] Declaração 12. Um método de manutenção e isolamento de um poço em uma única manobra, compreendendo: implantar uma coluna de completação inferior em um poço em uma coluna de trabalho, a coluna de completação inferior incluindo uma válvula de esfera para controlar fluxo para a coluna de completação inferior; com a válvula de esfera inicialmente aberta, fluir um fluido através de um mandril e da válvula de esfera; e operar o mandril para fechar a válvula de esfera e desconectar a coluna de trabalho da coluna de completação inferior com a válvula de esfera permanecendo no fundo do poço.

[0070] Declaração 13. O método da declaração 12, em que a operação do mandril para fechar a válvula de esfera compreende: mover o mandril para deslocar uma luva acoplando o mandril à válvula de esfera para fechar a válvula de esfera e ainda separar o mandril da luva.

[0071] Declaração 14. O método da declaração 12, compreendendo ainda:

[0072] reabrir remotamente a válvula de esfera aplicando pelo menos uma pressão de limiar a um elemento sensível à pressão para impelir a válvula de esfera de volta para uma posição aberta.

[0073] Declaração 15. O método da declaração 12, compreendendo ainda:

[0074] remotamente reabri a válvula de esfera aplicando pelo menos uma pressão de limiar a um disco de estouro em uma luva acoplada à válvula de esfera, para criar um diferencial de pressão que desloca a luva.

[0075] Declaração 16. O método da declaração 12, compreendendo ainda: desviar uma luva acoplada à válvula de esfera em uma direção que abriria a válvula de esfera; usar o mandril para deslocar a válvula de esfera em outra direção para fechar a válvula de esfera; reter a luva contra o desvio para manter a válvula de esfera fechada uma vez que o mandril tenha fechado a válvula de esfera; e aplicar pelo menos uma pressão de fluido de limiar para liberar a luva para reabrir remotamente a válvula de esfera.

[0076] Declaração 17. O método da declaração 12, em que a etapa de fluir um fluido compreende distribuir um fluido de estimulação furo abaixo através do mandril e da válvula de esfera aberta para a coluna de completação inferior para estimular uma zona de formação.

[0077] Declaração 18. O método da declaração 12, em que a coluna de completação inferior compreende um dispositivo de controle de influxo e a etapa de fluir um fluido compreende receber um fluido de formação separado através do dispositivo de controle de influxo.

[0078] Declaração 19. O método da declaração 12, compreendendo ainda: assentar uma completação final; e subsequentemente aplicar uma pressão de fluido furo abaixo para ativar um mecanismo de reabertura remota de válvula para reabrir a válvula de esfera.

[0079] Declaração 20. O método da declaração 12, em que o fechamento da válvula de esfera e a desconexão da coluna de trabalho da coluna de completação inferior são realizados em resposta a movimento axial do mandril.

[0080] Deve-se entender que, embora exemplos individuais possam ser discutidos neste documento, a presente divulgação cobre todas as combinações dos exemplos divulgados incluindo, sem limitação, as diferentes combinações de componentes, combinações de etapas de método e propriedades do sistema.

[0081] As composições e métodos estejam descritos em termos de “compreendendo”, “contendo” ou “incluindo” vários componentes ou etapas, as composições e métodos também podem “consistir essencialmente em” ou “consistir em” vários componentes e etapas. Além disso, os artigos indefinidos "um" ou "uma", como usados nas reivindicações, são definidos neste documento para significar um ou mais que um do elemento que eles introduzem.

[0082] Todos os valores numéricos dentro da descrição detalhada e as reivindicações modificadas neste documento por "cerca de" ou "aproximadamente" em relação ao valor indicado se destinam a levar em consideração o erro experimental e as variações que seriam esperadas por um versado na técnica.

[0083] Por uma questão de concisão, apenas certas faixas são explicitamente divulgadas neste documento. Entretanto, as faixas de qualquer limite inferior poderão ser combinadas com qualquer limite superior para citar uma faixa não explicitamente citada, bem como as faixas de qualquer limite inferior poderão ser combinadas com qualquer outro limite inferior para citar uma faixa não explicitamente citada, da mesma maneira, as faixas de qualquer limite superior poderão ser combinadas com qualquer outro limite superior para citar uma faixa não explicitamente citada. Adicionalmente, sempre que uma faixa numérica com um limite inferior e um limite superior é divulgada, qualquer número e qualquer faixa incluídos caindo na faixa são especificamente divulgados. Em particular, toda faixa de valores (da forma, “de cerca de a a cerca de b”, ou, equivalentemente, “de aproximadamente a a b”, ou, equivalentemente, “de aproximadamente a-b”) descrita neste documento será entendida para apresentar cada número e faixa englobado na faixa mais ampla de valores, mesmo se não explicitamente citados. Assim, cada ponto ou valor individual pode servir como seu próprio limite inferior ou superior combinado com qualquer outro ponto ou valor individual ou qualquer outro limite inferior ou superior, para citar uma faixa não explicitamente citada.

[0084] Portanto, os presentes exemplos são bem adaptados para atingir os fins e vantagens mencionados, bem como aqueles que são inerentes aos mesmos. Os exemplos particulares revelados anteriormente são apenas ilustrativos e podem ser modificados e praticados de maneiras diferentes, mas equivalentes, evidentes para os versados na técnica, tendo o benefício dos ensinamentos do presente documento. Embora exemplos individuais sejam discutidos, a divulgação cobre todas as combinações de todos os exemplos. Além disso, nenhuma limitação é pretendida para os detalhes de construção ou projeto mostrados neste documento, a não ser como descrito nas reivindicações a seguir. Também, os termos nas reivindicações têm seu significado simples comum, a menos que explícita e claramente definido de outra forma pelo titular da patente. Portanto, é evidente que os exemplos ilustrativos particulares revelados anteriormente podem ser alterados ou modificados e todas essas variações são consideradas dentro do escopo e espírito desses exemplos. Se houver algum conflito nos usos de uma palavra ou um termo neste relatório descritivo e uma ou mais patente(s) ou outros documentos que possam estar incorporados neste documento por referência, as definições que forem consistentes com este relatório descritivo devem ser adotadas.

Claims (13)

1. Sistema de implantação e isolamento, caracterizado pelo fato de compreender:- um conector (140) para conectar de forma liberável uma coluna de trabalho (114) com uma coluna de completação inferior (130) para implantar a coluna de completação inferior (130) em um poço, o conector (140) incluindo um mandril (142) operável para desconectar seletivamente a coluna de trabalho (114) da coluna de completação inferior (130);- uma válvula de esfera (180, 184) na coluna de completação inferior (130) inicialmente acoplada ao mandril (142), de modo que o mandril (142) seja ainda operável para fechar a válvula de esfera (180, 184) ao desconectar a coluna de trabalho (114) da coluna de completação inferior (130); e- um mecanismo de reabertura remota de válvula que impele a válvula de esfera (180, 184) de volta para uma posição aberta após a coluna de trabalho (114) ter sido recuperada, incluindo- uma luva (170) axialmente deslocável que acopla a válvula de esfera (180, 184) ao mandril (142),- uma primeira e segunda câmara de fluido ao redor da luva (170), e- um elemento sensível à pressão que compreende um disco de estouro (230) na luva (170) configurado para estourar em resposta à aplicação de uma pressão de fluido de limiar para aumentar pressão na primeira câmara (220).

2. Sistema de implantação e isolamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda:- uma luva (170) que acopla a válvula de esfera (180,184) ao mandril (142);- uma conexão separável conectando inicialmente a luva (170) a uma extremidade ao mandril (142); eem que o mandril (142) é móvel para primeiro deslocar a luva (170) para fechar a válvula de esfera (180, 184) e ainda para separar o mandril (142) da luva (170) na conexão separável.

3. Sistema de implantação e isolamento, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o mandril (142) ser móvel axialmente para deslocar a luva (170) e/ou para separar o mandril (142) da luva (170) na conexão separável.

4. Sistema de implantação e isolamento, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de a válvula ser configurada para fechar alternadamente em resposta ao movimento do mandril (142) em uma direção e abrir em resposta ao movimento do mandril (142) em outra direção.

5. Sistema de implantação e isolamento, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de compreender ainda um braço atuador (172) acoplando a luva (170) à válvula de esfera (180, 184), em que o atuador engata uma esfera da válvula de esfera (180, 184) para fechar a válvula de esfera (180,184).

6. Sistema de implantação e isolamento, caracterizado pelo fato de compreender:- um conector (140) para conectar de forma liberável uma coluna de trabalho (114) com uma coluna de completação inferior (130) para implantar a coluna de completação inferior (130) em um poço, o conector (140) incluindo um mandril (142) operável para desconectar seletivamente a coluna de trabalho (114) da coluna de completação inferior (130);- uma válvula de esfera (180, 184) na coluna de completação inferior (130), a válvula de esfera (180, 184) operável para controlar o fluxo para a coluna de completação inferior (130);- uma luva (170) acoplando a válvula de esfera (180, 184) ao mandril (142), em que a luva (170) é móvel pelo mandril (142) para fechar a válvula de esfera (180, 184) ao desconectar a coluna de trabalho (114); e- um mecanismo de reabertura remota de válvula que inclui uma primeira e uma segunda câmara de fluido ao redor da luva (170), e um disco de estouro (230) na luva (170) configurado para estourar em resposta à aplicação de uma pressão de fluido de limiar para aumentar pressão na primeira câmara (220).

7. Método de manutenção e isolamento de um poço em uma única viagem, caracterizado pelo fato de compreender:- implantar uma coluna de completação inferior (130) em um poço em uma coluna de trabalho (114), a coluna de completação inferior (130) incluindo uma válvula de esfera (180, 184) para controlar fluxo para a coluna de completação inferior (130);- com a válvula de esfera (180, 184) inicialmente aberta, fluir um fluido através de um mandril (142) e da válvula de esfera (180, 184); e - operar o mandril (142) tanto para fechar a válvula de esfera (180, 184) quanto desconectar a coluna de trabalho (114) da coluna de completação inferior (130) com a válvula de esfera (180,184) permanecendo no fundo de poço; e- reabrir remotamente a válvula de esfera (180, 184) aplicando pelo menos uma pressão de limiar a um disco de estouro (230) em uma luva (170) acoplada à válvula de esfera (180, 184), para criar um diferencial de pressão que desloca a luva (170).

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de operar o mandril (142) para fechar a válvula de esfera (180, 184) compreender:- mover o mandril (142) para deslocar uma luva (170) acoplando o mandril (142) à válvula de esfera (180, 184) para fechar a válvula de esfera (180, 184) e ainda para separar o mandril (142) da luva (170).

9. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de compreender ainda reabrir remotamente a válvula de esfera (180, 184) aplicando pelo menos uma pressão de limiar a um elemento sensível à pressão para impelir a válvula de esfera (180, 184) de volta para uma posição aberta.

10. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de a etapa de fluir um fluido compreender distribuir um fluido de estimulação furo abaixo através do mandril (142) e da válvula de esfera (180, 184) aberta para a coluna de completação inferior (130) para estimular uma zona de formação.

11. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de a coluna de completação inferior (130) compreender um dispositivo de controle de influxo e a etapa de fluir um fluido compreender controlar o fluxo para a coluna de completação inferior (130) usando o dispositivo de controle de influxo.

12. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de compreender ainda:- assentar uma completação final; e- aplicar subsequentemente uma pressão de fluido furo abaixo para ativar um mecanismo de reabertura remota de válvula para reabrir a válvula de esfera (180,184).

13. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de o fechamento da válvula de esfera e a desconexão da coluna de trabalho (114) da coluna de completação inferior (130) serem realizados em resposta a movimento axial do mandril (142).