BR122020005571B1 - aparelho e método para isolar uma primeira zona de uma segunda zona em um furo de poço subterrâneo - Google Patents

Abstract

Um aparelho para solar uma primeira zona de uma segunda zona em um furo de poço subterrâneo. O aparelho inclui um tubular externo e um tubular interno disposto dentro do tubular externo formando um trajeto de fluxo anular entre os mesmos que fica em comunicação fluídica com a primeira zona. O tubular interno define um trajeto de fluxo central que fica em comunicação fluídica com a segunda zona. Uma luva tendo pelo menos uma vedação é posicionada no trajeto de fluxo anular e é axialmente móvel em relação aos tubulares interno e externo entre uma posição fechada, na qual a vedação se encaixa com o tubular interno, e uma posição aberta, na qual a vedação se encaixa com o tubular externo. Um mandril é disposto deslizavelmente dentro do tubular interno e é acoplado à luva. O mandril é operável para mover a luva entre a posição aberta e a posição fechada responsivo a mudanças na pressão no interior do trajeto de fluxo central.

Description

Campo técnico

[001] A invenção refere-se, em geral, a equipamento utilizado em conjunto com operações realizadas em poços subterrâneos e, em particular, a uma ferramenta de fechamento repetido para isolamento de várias zonas de produção, para isolar uma zona superior de uma zona inferior em um furo de poço subterrâneo e a um método para sua utilização.

Fundamentos da invenção

[002] Sem limitar o escopo da presente invenção, seus fundamentos serão descritos com referência à produção de múltiplas zonas subterrâneas portadoras de hidrocarbonetos em um poço, como um exemplo.

[003] É comum vermos poços de hidrocarboneto que atravessam mais de uma zona subterrânea separada portadora de hidrocarboneto. Nestes poços, as zonas subterrâneas separadas portadoras de hidrocarboneto podem apresentar características similares ou diferentes. Por exemplo, as zonas subterrâneas separadas portadoras de hidrocarboneto podem ter pressões de formação significativamente diferentes. Mesmo com regimes de pressões diferentes, pode ser desejável, entretanto, completar-se cada uma das múltiplas zonas antes da produção do poço. Nesses casos, pode se desejável isolar algumas destas zonas uma das outras após completação.

[004] Por exemplo, quando múltiplas zonas produtoras tendo pressões de formação significativamente diferentes são completadas em um único poço, hidrocarbonetos provenientes de uma zona de alta pressão podem migrar para uma zona de menor pressão durante produção. Foi verificado, porém, que esta migração de hidrocarbonetos de uma zona para outra pode diminuir a recuperação final do poço. Um meio de superar esta perda de fluido de uma zona de alta pressão para uma zona de pressão inferior durante produção e maximizar a recuperação final do poço é produzir, inicialmente, apenas a zina de alta pressão e retardar a produção da zona de pressão mais baixa. Uma vez que a pressão de formação da zona de alta pressão tenha diminuído até a da zona de pressão inferior, as duas zonas podem ser produzidas em conjunto sem qualquer perda de reservas. Verificou-se, porém, que de uma perspectiva econômica, o retardo de produção da zona de pressão inferior enquanto se produz apenas da zona de alta pressão pode ser indesejável.

[005] Desse modo, há a necessidade de um aparelho que proveja o isolamento de zonas separadas atravessadas por um furo de poço. Há também a necessidade de tal aparelho não precisar de produção retardada de uma zona de pressão inferior durante a produção de uma zona de alta pressão. Além disso, há a necessidade de tal aparelho não permitir perda de fluido de uma zona de alta pressão para uma zona de pressão inferior, caso ambas as zonas sejam produzidas no mesmo tempo.

Sumário da invenção

[006] A presente invenção aqui revelada compreende um aparelho e método que provêm o isolamento de zonas separadas atravessadas por um furo de poço. Adicionalmente, o aparelho e método da presente invenção não exigem produção retardada de uma zona de pressão inferior durante produção de uma zona de alta pressão. Além disso, o aparelho e método da presente invenção possibilitam produção simultânea de múltiplas zonas sem perda de fluido de uma zona de alta pressão para uma zona de pressão inferior.

[007] Em um aspecto, a presente invenção é dirigida a um aparelho para isolar uma primeira zona de uma segunda zona em um furo de poço subterrâneo. O aparelho inclui um tubular externo e um tubular interno disposto dentro do tubular externo, formando um trajeto de fluxo substancialmente anular entre os mesmos que fica em comunicação fluídica com Apia zona. O tubular interno define um trajeto de fluxo central que fica em comunicação fluídica com a segunda zona. Uma luva tendo pelo menos uma vedação disposta sobre uma sua superfície interna é posicionada no trajeto de fluxo anular para controlar fluxo de fluido através do mesmo. A luva é axialmente móvel em relação ao tubular externo e ao tubular interno, entre uma posição fechada, na qual a vedação se encaixa com uma superfície externa do tubular interno, e uma posição aberta, na qual a vedação se encaixa com uma superfície externa do tubular externo. Um mandril é deslizavelmente disposto dentro do tubular interno e acoplado à luva. O mandril é operável para mover a luva entre a posição aberta e a posição fechada, responsivo a mudanças na pressão dentro do trajeto de fluxo central.

[008] Em um modo de realização, um conjunto de colar é acoplado à luva para impedir, seletivamente, a movimentação da luva em relação ao tubular externo quando a luva estiver na posição aberta e quando a luva estiver na posição fechada. Em outro modo de realização, a luva tem uma pluralidade de vedações disposta sobre a sua superfície interna, de modo que as vedações se encaixem com a superfície externa do tubular interno na posição fechada e a superfície externa do tubular externo na posição aberta. Em alguns modos de realização, o tubular externo inclui uma extensão que forma uma bolsa substancialmente anular, de modo que pelo menos uma vedação se encaixe com a superfície externa da extensão na posição aberta.

[009] Em certos modos de realização, o mandril forma pelo menos uma porção do tubular interno. Em um modo de realização, o mandril e o tubular interno definem uma câmara de atuação operável para receber pressão do interior do trajeto de fluxo central para forçar o mandril em uma primeira direção em relação ao tubular interno e mover a luva da posição fechada para a posição aberta.

[0010] Em alguns modos de realização, um conjunto de travamento é posicionado entre o mandril e o tubular interno, o qual impede seletivamente a movimentação do mandril na segunda direção em relação ao tubular interno quando a luva estiver na posição aberta. Nestes modos de realização, o conjunto de travamento pode incluir um suporte de lingueta operado por mola e pelo menos uma lingueta para que o suporte de lingueta impulsione a lingueta radialmente para fora para criar interferência com o tubular interno. Além disso, nestes modos de realização, o mandril pode incluir pelo menos uma porta de fechamento repetido operável para receber pressão do interior do trajeto de fluxo central, quando a luva estiver na posição aberta, para liberar o conjunto de travamento e forçar o mandril na segunda direção em relação ao tubular interno, movendo, desse modo, a luva da posição aberta para a posição fechada.

[0011] Em outro aspecto, a presente invenção é dirigida a um aparelho para isolar uma primeira zona de uma segunda zona em um furo de poço subterrâneo. O aparelho inclui um tubular externo e um tubular interno disposto dentro do tubular externo, formando um trajeto de fluxo substancialmente anular entre os mesmos que fica em comunicação fluídica com a primeira zona. O tubular interno define um trajeto de fluxo central em seu interior que fica em comunicação fluídica com a segunda zona. O tubular externo inclui uma extensão que forma uma bolsa substancialmente anular. Uma luva tendo pelo menos uma vedação disposta sobre uma sua superfície interna é posicionada no trajeto de fluxo anular para controlar o fluxo de fluido através do mesmo. A luva é axialmente móvel em relação ao tubular externo e ao tubular interno, entre uma posição fechada na qual a vedação se encaixa com uma superfície externa do tubular interno e uma posição aberta na qual a vedação se encaixa com uma superfície externa da do tubular externo. Um mandril é deslizavelmente disposto dentro do tubular interno e acoplado à luva. O mandril é operável para mover a luva entre a posição aberta e a posição fechada, responsivo a mudanças na pressão dentro do trajeto de fluxo central. O mandril e o tubular interno definem uma câmara de atuação operável para receber pressão do interior do trajeto de fluxo central para forçar o mandril em uma primeira direção em relação ao tubular interno e mover a luva da posição fechada para a posição aberta. O mandril inclui pelo menos uma porta de tornar a fechar operável para receber a pressão do interior do trajeto de fluxo central quando a luva estiver na posição aberta para forçar mandril em uma segunda direção em relação ao tubular interno e mover a luva da posição aberta para a posição fechada.

[0012] Em outro aspecto, a presente invenção é dirigida a um método para isolar uma primeira zona de uma segunda zona em um furo de poço subterrâneo. O método inclui dispor uma ferramenta de isolamento de múltiplas zonas dentro do furo de poço em uma posição fechada, a ferramenta incluindo um tubular interno definindo um trajeto de fluxo central e um tubular externo definindo um trajeto de fluxo anular com o tubular interno, o trajeto de fluxo anular em comunicação fluídica com a primeira zona, o trajeto de fluxo central em comunicação fluídica com a segunda zona; manter a ferramenta em uma posição fechada enquanto ratando da segunda zona pela equalização de pressão no trajeto de fluxo central e o trajeto de fluxo anular; acoplar operacionalmente uma coluna de tubulação ao tubular interno; variar a pressão no trajeto de fluxo central; forçar um mandril deslizavelmente disposto dentro do tubular interno em uma primeira direção; mover uma luva tendo pelo menos uma vedação disposta sobre uma sua superfície interna e acoplada ao mandril da posição fechada, na qual a vedação se encaixa com uma superfície externa do tubular interno para uma posição aberta na qual a vedação se encaixa com uma superfície externa do tubular externo; alinhar um defletor de fluido com pelo menos uma porta de fechamento repetido do mandril; variar a pressão no trajeto de fluxo central; forçar o mandril em uma segunda direção; e mover a luva da posição aberta para a posição fechada.

[0013] O método pode incluir ainda impedir seletivamente movimentação da luva quando esta estiver na posição aberta e quando a luva estiver na posição fechada com um conjunto de colar acoplado à luva, impedindo seletivamente a movimentação do mandril na segunda direção quando a luva estiver na posição aberta com um conjunto de travamento posicionado entre o mandril e o tubular interno, sustentando a lingueta radialmente para fora com um suporte de lingueta operado por mola para criar interferência com o tubular interno, liberando o conjunto de travamento e/ou pressurizando uma câmara de atuação disposta entre o mandril e o tubular interno.

Breve descrição dos desenhos

[0014] Para um melhor entendimento das feições e vantagens da presente invenção, será feita referência agora à descrição detalhada da invenção juntamente com as figuras anexas, nas quais nus correspondentes nas várias figuras se referem a partes correspondentes, e nas quais: a figura 1 é uma ilustração esquemática de um sistema de completação incluindo uma ferramenta de isolamento de múltiplas zonas da presente invenção; as figuras 2A-2D são vistas em seção transversal de sucessivas seções axiais de uma ferramenta de isolamento de múltiplas zonas da presente invenção na posição fechada; as figuras 3A-3D são vistas em seção transversal de sucessivas seções axiais de uma ferramenta de isolamento de múltiplas zonas da presente invenção na posição aberta; e as figuras 4A-4D são vistas em seção transversal de sucessivas seções axiais de uma ferramenta de isolamento de múltiplas zonas da presente invenção na posição aberta, com um defletor de fluido posicionado na mesma.

Descrição detalhada da invenção

[0015] Embora a construção e uso de vários modos de realização da presente invenção sejam explicadas detalhadamente abaixo, deve ser apreciado que a presente invenção provê muitos conceitos inventivos aplicáveis, que podem ser configurados em uma grande variedade de contextos específicos. Os modos de realização específicos aqui explicados são meramente ilustrativos de modos específicos de se fazer e usar a invenção, e não delimitam o escopo da presente invenção.

[0016] A presente invenção provê métodos e ferramentas aperfeiçoados para completar e produzir separadamente zonas de hidrocarboneto individuais em um único poço. Os métodos podem ser realizados tanto em poços perfurados verticais como horizontais. O termo “furo de poço vertical” é usado aqui com o significado da porção de um furo de poço em uma zona de produção, que é substancialmente vertical, inclinada, ou desviada. O termo “furo de poço horizontal” é usado aqui como significando a porção de um furo de poço em uma zona de produção, que é substancialmente horizontal. Uma vez que a presente invenção é aplicável em poços perfurados verticais, horizontais e inclinados, os termos “superior e inferior” e “topo e base” usados aqui são termos relativos e destinados a serem aplicados às respectivas posições dentro de um furo de poço em particular, enquanto o termo “níveis” se refere a respectivas posições espaçadas ao longo do furo de poço. O termo “zona” é usado aqui para referência a partes separadas do poço designadas para tratamento e/ou produção, e inclui toda uma formação de hidrocarboneto ou porções separadas da mesma formação. Como usado aqui, “em baixo”, “para baixo” ou "furo abaixo” se referem à direção do furo de poço ou ao longo do mesmo, a partir da cabeça de poço em direção à zona de produção, a despeito da orientação do furo de poço em direção à superfície ou em direção oposta à mesma. Consequentemente, a zona superior seria a primeira zona encontrada pelo furo de poço e a zona inferior seria localizada mais adiante ao longo do furo de poço. Tubulação, tubular, revestimento, camisa de tubulação e conduto são termos intercambiáveis usados aqui para referência a condutores de fluido emparedados.

[0017] Com referência inicialmente à figura 1, uma ferramenta de isolamento de múltiplas zonas da presente invenção é disposta dentro de um furo de poço revestido que está designado geralmente por 10. O furo de poço 10 está ilustrado intersectando duas zonas separadas portadoras de hidrocarboneto, a zona superior 12 e zona inferior 14. Para fins descritivos, apenas duas zonas estão mostradas, mas deve ser entendido que a presente invenção tem aplicação para isolar qualquer número de zonas dentro de um poço. Como mencionado, embora o furo de poço 10 esteja ilustrado como um poço revestido vertical com duas zonas de produção, a presente invenção é aplicável a poços perfurados horizontais e inclinados com mais de duas zonas de produção e em poços não revestidos.

[0018] Uma coluna de completação disposta dentro do furo de poço 10 inclui conjuntos de filtros de areia superior e inferior 16, 18 localizados próximos às zonas 12, 14, respectivamente. O furo de poço 10 inclui uma coluna de revestimento 20 que foi perfurada em locais 22, 24 para prover trajetos de fluxo de fluido no revestimento 20 das zonas 12, 14, respectivamente. A coluna de completação inclui tubulação de produção 26, obturadores 28, 30 e uma redução transversal 32 para possibilitar fluxo de fluido entre o interior da coluna de completação e o ânulo 34. A coluna de completação inclui ainda ferramenta de isolamento de múltiplas zonas 36 da presente invenção. Como explicado detalhadamente abaixo, a ferramenta 36 funciona para conectar o conjunto de filtro de areia inferior 18 e a tubulação de produção 26 via um primeiro trajeto de fluxo. A ferramenta 36 funciona ainda para isolar seletivamente e conectar o conjunto de filtro de areia superior 16 ao ânulo 34 via um segundo trajeto de fluxo. Desse modo, a ferramenta 36 isola seletivamente a zona 12 e zona 14 e permite que zonas 12, 14 sejam produzidas de modo independente.

[0019] Com referência em seguida às figuras 2A-2D, temos uma ilustração mais detalhada de um modo de realização de uma ferramenta de isolamento de múltiplas zonas da presente invenção, geralmente designada por 100. A ferramenta 100 inclui um conjunto de alojamento externo substancialmente tubular 102 que é formado de uma pluralidade de membros de alojamento que são segura e vedadamente acoplados um ao outro por rosqueamento, parafuso de ajuste ou outra técnica similar. No modo de realização ilustrado, o conjunto de alojamento 102 inclui um membro de alojamento superior 104, um primeiro membro de alojamento intermediário superior 106, um segundo membro de alojamento intermediário superior 108 tendo uma extremidade de alojamento 110, um acoplamento de alojamento 112, um membro de alojamento de luva 122. Deve ser entendido por alguém experiente na técnica que, muito embora um arranjo particular de membros de alojamento esteja descrito e ilustrado, outros arranjos de membros de alojamento são possíveis e são considerados como dentro do escopo da presente invenção.

[0020] Disposto dentro do conjunto de alojamento 102, há um conjunto tubular interno 124 formado por uma pluralidade de membro tubulares que saio segura a vedadamente acoplados um ao outro por rosqueamento, parafusos de ajuste ou técnica similar. NO módulo de realce de imagem, o conjunto tubular 124 inclui um membro tubular superior 126 tendo um receptáculo de cavidade polida 128, um primeiro membro tubular intermediário superior 130 tendo uma região radialmente expandida 132, um segundo membro tubular intermediário superior 134 tendo um ombro inferior 136, um primeiro membro tubular intermediário 138, um segundo membro tubular intermediário 140, um primeiro membro tubular intermediário inferior 142 tendo um perfil 144, um segundo membro tubular intermediário inferior 146 e um membro tubular inferior 148. Deve ser entendido por alguém experiente na técnica que, muito embora um arranjo particular de membros tubulares estela ilustrado e descrito, outros arranjos de membros tubulares são possíveis e considerados dentro do escopo da presente invenção.

[0021] Disposto deslizavelmente dentro do conjunto tubular 124, há um conjunto de mandril 150 formado de uma pluralidade de membros de mandril que são segura e vedadamente acoplados um ao outro por rosqueamento, parafuso de ajuste ou técnica similar. No módulo de realce de imagem, o conjunto de mandril 150 inclui um membro de mandril superior 152 incluindo um perfil 154 e uma pluralidade de portas de fechamento repetido 156, um membro de mandril intermediário 158 que suporta uma ou mais linguetas 160 e um membro de mandril inferior 162 incluindo uma pluralidade de portas de abertura 164. Deve ser entendido por alguém experiente na técnica que, muito embora um arranjo particular de membros de mandril seja ilustrado e descrito, outros arranjos de membros de mandril são possíveis e considerados como dentro do escopo da presente invenção.

[0022] Disposto entre o conjunto tubular 124 e o conjunto de mandril 150, há uma luva de suporte de lingueta 166 e uma mola 168. Juntos, a luva de suporte de lingueta 166, mola 168 e linguetas 160 podem ser referidos como um conjunto de travamento. Próximo a suas extremidades inferiores, o conjunto tubular 124 e o conjunto de mandril 150 definem uma câmara de atuação 170 que fica em comunicação fluídica com portas e abertura 164 do conjunto de mandril 150. Juntos, o conjunto tubular 124 e conjunto de mandril 150 definem um trajeto de fluxo central 172 que se estende entre as extremidades superior e inferior da ferramenta 100. Desse modo, pelo menos porções de conjunto de mandril 150 podem ser consideradas como parte do conjunto tubular 124 na seção entre o membro tubular 130 e o membro tubular 134. Como previamente descrito em relação à figura 1, o trajeto de fluxo central 172 fica em comunicação fluídica com o conjunto de filtro de areia inferior 18 e, por conseguinte, com a zona inferior 14.

[0023] Juntos, o conjunto de alojamento 102 e o conjunto tubular 124 definem um trajeto de fluxo substancialmente anular 174. Como previamente descrito com referência à figura 1, o trajeto de fluxo anular 174 fica em comunicação fluídica com o conjunto de filtro de areia superior 16 e, por conseguinte, com a zona superior 12. Disposta dentro do trajeto de fluxo anular 174, há uma luva 176 tendo uma pluralidade de vedações 178 disposta sobre a sua superfície interna. No módulo de realce de imagem, a luva 176 é acoplada por roscas a um conjunto de colar 180. Próximo à sua extremidade inferior, a luva 176 é acoplada seguramente ao conjunto de mandril 150 via um conector com roscas mantido em posição por um pino 182 que se estendem através de uma das tres seções radialmente expandidas de conjunto de mandril 150 (apenas uma sendo visível nas figuras). Cada uma das seções radialmente expandidas se estende, aproximadamente, trinta graus na direção circunferencial, de modo que o fluxo de fluido através do trajeto de fluxo anular 174 não seja impedido pelas seções radialmente expandidas. Disposta também dentro do trajeto de fluxo anular 174, há uma passagem de equalização ilustrada como linha de controle 184 que se estende entre o membro tubular 130 e o membro tubular 146.

[0024] A operação da ferramenta 100 será descrita agora com referência às figuras 2A-2D e 3A-3D. A ferramenta 100 é, inicialmente, passada para o furo de poço como parte da coluna de completação com conjunto de alojamento 102 formando, de preferência, uma porção da coluna tubular que se estende para a superfície. A coluna de completação está posicionada na localização desejada, como a ilustrada na figura 1. Inicialmente, a ferramenta 100 está na sua posição fechada, como ilustrado nas figuras 2A-2D, onde a luva 176 está na sua posição inferior com vedações 178 encaixadas em uma superfície de vedação externa de membro tubular 130, de modo que o fluxo de fluido através do trajeto de fluxo anular 174 seja impedido. Nesta configuração, tratamento ou outras operações que exijam fluxo de fluido e flutuações de pressão abaixo da ferramenta 100 são realizados através do trajeto de fluxo central 172. Muito embora flutuações de pressão estejam ocorrendo no trajeto de fluxo central 172 e em comunicação com a câmara de atuação 170 e, portanto, com uma área de pistão inferior de conjunto de mandril 150, a operação da ferramenta 100 é impedida. Especificamente, trajeto de fluxo anular 174 e trajeto de fluxo central 172 ficam em comunicação fluídica um com outro acima da ferramenta 100. Adicionalmente, a pressão no trajeto de fluxo anular 174 acima da luva 176 é comunicada a uma área de pistão superior de conjunto de mandril 150 via a linha de controle 184 que serve como passagem para equalizar pressão através do conjunto de mandril 150.

[0025] Após tratamento ou outras operações para a zona ou zonas inferiores terem sido completadas, as zonas inferiores podem ser desligadas e uma coluna de tubulação pode ser penetrada no receptáculo de cavidade polida 128 do conjunto tubular 124. Nesta configuração, o trajeto de fluxo anular 174 e o trajeto de fluxo central 172 não estarão mais em comunicação fluídica um com outro acima da ferramenta 100. Agora, maior pressão dentro do trajeto de fluxo central 172 é comunicada à câmara de atuação 170 via portas de abertura 164. Esta pressão atua sobre a área de pistão inferior de conjunto de mandril 150 e solicita o conjunto de mandril furo acima. O conjunto de mandril 150 é acoplado por roscas à luva 176 e a luva 176 é acoplada por roscas ao conjunto de colar 180. Como melhor observado na figura 2B, o conjunto de colar 180 impede seletivamente movimentação para cima de luva 176 e conjunto de mandril 150 até que a pressão exercida sobre a área de pistão inferior do conjunto de mandril 150 exceda um valor predeterminado suficiente para retrair radialmente para dentro os dedos do colar do conjunto de colar 180, para passagem através de um ombro faceado descendentemente 186 de conjunto de alojamento 102.

[0026] Quando o valor predeterminado é alcançado e os dedos de colar do conjunto de colar 180 são radialmente retraídos, a luva 176 e mandril 150 são movidos na direção ascendente para a posição ilustrada nas figuras 3A-3D. Como ilustrado, o conjunto de colar 180 torna se encaixar com o conjunto de alojamento 102 no recesso anular 188. A luva 176 é, em sua posição superior parcialmente disposta dentro da bolsa anular 116 do conjunto de alojamento 102 com vedações 178 se encaixando na superfície de vedação externa da extensão de alojamento 110. Nesta configuração, comunicação fluídica entre o trajeto de fluxo anular 174 e a zina superior é permitida, possibilitando, por exemplo, produção da zona superior para o trajeto de fluxo anular 174. Significativamente, nesta configuração, as vedações 178 estão protegidas de fluxo de fluido ou qualquer material abrasivo no mesmo, uma vez que as vedações 178 estão vedadamente encaixadas com a superfície de vedação externa de extensão de alojamento 110 e fora do trajeto de fluxo. Desse modo, as vedações 178 não são suscetíveis a danos durante produção da zona superior ou outras operações de fluxo de fluido através das mesmas. Além disso, nesta configuração, movimentação furo abaixo de conjunto de mandril 150 é impedida, uma vez que a mola 168 solicitou a luva de suporte de lingueta 166 para baixo das linguetas 160 que agora estão alinhadas com, e, interferem com o perfil 144 de membro tubular 142, como melhor observado na figura 4C.

[0027] Com referência adicionalmente às figuras 4A-4D, se for desejado retornar a ferramenta 100 da posição aberta para a posição fechada, um defletor de fluido 190 pode ser passado furo abaixo por uns condutos ilustrados como wireline 192 e posicionado dentro da ferramenta 100. O defletor de fluido 190 inclui um conjunto de travamento 194 operável para encaixar o perfil 154 de conjunto de mandril 150. Uma vez encaixado, uma porta de descarga 196 de defletor de fluido 190 fica em comunicação fluídica com portas de fechamento repetido 156 de conjunto de mandril 150. Nesta configuração, a pressão de fluido acima das vedações 198 de defletor de fluido 190 no trajeto de fluxo central 172 é encaminhada para a câmara 200, que está em comunicação fluídica com as portas de fechamento repetido 156 via porta de descarga 196. A pressão de fluido, então, atua sobre uma área de pistão inferior de luva de suporte de lingueta 166 que comprime a mola 168 e libera as linguetas 160, como melhor observado na figura 4C.

[0028] A pressão de fluido da câmara 200 atua, agora, sobre uma área de pistão superior de conjunto de mandril 150 e solicita o conjunto de mandril 150 furo abaixo. Como melhor observado na figura 4B, o conjunto de colar 180 impede seletivamente movimentação descendente da luva 176 e conjunto de mandril 150 até que a pressão exercida sobre a área de pistão superior de conjunto de mandril 150 exceda um valor predeterminado suficiente para retrair radialmente para dentro os dedos do colar do conjunto de colar 180, para passar através de um ombro faceando ascendentemente de recesso anular 188 do conjunto de alojamento 102. Quando o valor predeterminado é atingido e os dedos do colar do conjunto de colar 180 são radialmente retraídos, a luva 176 e o mandril 150 são movidos na direção furo abaixo para a posição ilustrada nas figuras 2A-2D. Como ilustrado, o conjunto de colar 180 agora reposicionado abaixo do ombro voltado para baixo 186 do conjunto de alojamento 102, impedindo seletivamente, desse modo, movimentação ascendente da luva 176 e conjunto de mandril 150. A luva 176 está agora reposicionada em sua posição inferior com vedações 178 encaixando uma superfície de vedação externa do membro tubular 130. Nesta configuração, o fluxo de fluido através do trajeto de fluxo anular 174 é impedido e a ferramenta 100 foi retornada para sua configuração fechada. Os processos de abertura e novo fechamento da ferramenta 100 podem ser repetidos conforme necessário para possibilitar produção independente e seletiva das zonas superior e inferior.

[0029] Embora esta invenção tenha sido descrita com referência a modo de realização ilustrativo, esta descrição não tem a intenção de ser considerada em um sentido limitativo. Várias modificações e combinações dos mandris, bem como, outros modos de realização da invenção serão aparentes a alguém experiente na técnica pela referência à descrição. Portanto, pretende-se que as reivindicações apensas abranjam todas essas modificações ou modos de realização.

Claims (10)

1. Aparelho para isolar uma primeira zona de uma segunda zona em um furo de poço subterrâneo, caracterizado pelo fato de que compreende: um tubular externo (102) e um tubular interno (124) disposto dentro do tubular externo (102) formando um trajeto de fluxo anular (174) entre os mesmos que fica em comunicação fluídica com a primeira zona (12), o tubular interno (124) definindo um trajeto de fluxo central (172) no mesmo que fica em comunicação fluídica com a segunda zona (14), o tubular externo (102) incluindo uma extensão que forma uma bolsa anular; uma luva (176) tendo pelo menos uma vedação (178) disposta sobre uma superfície interna, a luva (176) posicionada no trajeto de fluxo anular (174) para controlar fluxo de fluido através do mesmo, a luva (176) axialmente móvel em relação ao tubular externo (102) e ao tubular interno (124) entre uma posição fechada na qual a vedação (178) se encaixa com uma superfície externa do tubular interno (124) e uma posição aberta na qual a vedação (178) se encaixa com uma superfície externa da extensão do tubular externo (102); e um mandril (150) disposto deslizavelmente dentro do tubular interno (124) e acoplado à luva (176), o mandril (150) operável para mover a luva (176) entre a posição aberta e a posição fechada responsivo às mudanças na pressão dentro do trajeto de fluxo central (172), onde, o mandril (150) e o tubular interno (124) definem uma câmara de atuação (170) operável para receber pressão do interior do trajeto de fluxo central (172) para forçar o mandril (150) em uma primeira direção em relação ao tubular interno (124) e mover a luva (176) da posição fechada para a posição aberta; e onde o mandril (150) inclui pelo menos uma porta de fechamento repetido operável para receber pressão de dentro do trajeto de fluxo central (172) quando a luva (176) estiver na posição aberta para forçar o mandril (150) em uma segunda direção em relação ao tubular interno (124) e mover a luva (176) da posição aberta para a posição fechada.

2. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um conjunto de colar (180) acoplado à luva (176), o conjunto de colar (180) impedindo seletivamente a movimentação da luva (176) em relação ao tubular externo (102) quando a luva (176) estiver na posição aberta e quando a luva (176) estiver na posição fechada.

3. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um conjunto de travamento (160, 166, 168) posicionado entre o mandril (150) e o tubular interno (124), o conjunto de travamento (160, 166, 168) operável para impedir seletivamente a movimentação do mandril (150) na segunda direção em relação ao tubular interno (124) quando a luva (176) estiver na posição aberta.

4. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma passagem de equalização (184) disposta dentro do trajeto de fluxo anular (174) para impedir seletivamente a operação da luva (176) da posição fechada para a posição aberta.

5. Método para isolar uma primeira zona (12) de uma segunda zona (14) em um furo de poço subterrâneo, caracterizado pelo fato de que compreende: dispor uma ferramenta de isolamento de múltiplas zonas (10) dentro do furo de poço em uma posição fechada, a ferramenta incluindo um tubular interno (124) definindo um trajeto de fluxo central (172) e um tubular externo (102) definindo um trajeto de fluxo anular (174) com o tubular interno (124), o trajeto de fluxo anular (174) em comunicação fluídica com a primeira zona (12), o trajeto de fluxo central (172) em comunicação fluídica com a segunda zona (14); manter a ferramenta em uma posição fechada enquanto tratando da segunda zona (14) pela equalização de pressão no trajeto de fluxo central (172) e trajeto de fluxo anular (174); acoplar operacionalmente uma coluna de tubulação ao tubular interno (124); variar a pressão no trajeto de fluxo central (172); forçar um mandril (150) deslizavelmente disposto dentro do tubular interno (124) em uma primeira direção; mover uma luva (176) tendo pelo menos uma vedação (178) disposta sobre uma superfície interna da mesma e acoplada ao mandril (150) da posição fechada, na qual a vedação (178) se encaixa com uma superfície externa do tubular interno (124), para uma posição aberta na qual a vedação (178) se encaixa com uma superfície externa do tubular externo (102); alinhar um defletor de fluido com pelo menos uma porta de fechamento repetido do mandril (150); variar a pressão no trajeto de fluxo central (172); forçar o mandril (150) em uma segunda direção; e mover a luva (176) da posição aberta para a posição fechada.

6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende ainda impedir seletivamente a movimentação da luva (176) quando esta estiver na posição aberta e quando a luva (176) estiver na posição fechada com um conjunto de colar (180) acoplado à luva (176).

7. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende ainda impedir seletivamente a movimentação do mandril (150) na segunda direção quando a luva (176) estiver na posição aberta com um conjunto de travamento (160, 166, 168) posicionado entre o mandril (150) e o tubular interno (124).

8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que, impedir seletivamente a movimentação do mandril (150) na segunda direção quando a luva (176) estiver na posição aberta, compreende adicionalmente sustentar uma lingueta radialmente para fora com um suporte de lingueta operado por mola para criar interferência com o tubular interno (124).

9. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que, variar a pressão no trajeto de fluxo central (172) após alinhar o defletor de fluido com pelo menos uma porta de fechamento repetido do mandril (150), compreende adicionalmente liberar o conjunto de travamento (160, 166, 168).

10. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que, forçar o mandril (150) deslizavelmente disposto dentro do tubular interno (124) na primeira direção, compreende adicionalmente pressurizar uma câmara de atuação (170) disposta entre o mandril (150) e o tubular interno (124).

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