BRPI0621896A2

BRPI0621896A2 - ferramenta de poço, dispositivo de vedação, e, método para vedar entre um conjunto de carcaça e um elemento de fechamento

Info

Publication number: BRPI0621896A2
Application number: BRPI0621896-2A
Authority: BR
Inventors: Alfred R Curington
Original assignee: Welldynamics Inc
Priority date: 2006-08-03
Filing date: 2006-08-03
Publication date: 2011-12-20
Also published as: US9033054B2; CA2659010C; EP2047166A4; WO2008016358A1; CA2659010A1; NO20090923L; EP2047166B1; US20090277642A1; EP2047166A1; AU2006346788B2; AU2006346788A1

Abstract

FERRAMENTA DE POçO, DISPOSITIVO DE VEDAçãO, E, MéTODO PARA VEDAR ENTRE UM CONJUNTO DE CARCAçA E UM ELEMENTO DE FECHAMENTO Uma vedação metal com metal para ferramentas furo abaixo. Um dispositivo de vedação inclui uma vedação metálica. Uma vedação não metálica pode ser utilizada para deslocar a vedação metálica em uma direção radial em resposta a um diferencial de pressão aplicado ao dispositivo de vedação. Uma ferramenta de poço inclui um conjunto de carcaça, um elemento de fechamento e o dispositivo de vedação. Ambas as vedações metálica e não metálica contatam um selecionado do conjunto de carcaça e elemento de fechamento quando o elemento de fechamento bloqueia escoamento através do conjunto de carcaça. Um método de vedar entre o conjunto de carcaça e um elemento de fechamento inclui a etapa de deslocar o elemento de fechamento para aliviar o diferencial de pressão, a vedação metálica continuando a vedar contra o diferencial de pressão até que a vedação não metálica não vede mais entre o conjunto de carcaça e o elemento de vedação.

Description

"FERRAMENTA DE POÇO, DISPOSITIVO DE VEDAÇÃO, E, MÉTODO PARA VEDAR ENTRE UM CONJUNTO DE CARCAÇA E UM ELEMENTO DE FECHAMENTO"

CAMPO TÉCNICO

A presente invenção é relativa, genericamente, a equipamento

utilizado e operações realizadas em conjunto com um poço subterrâneo e, em uma configuração aqui descrita fornece mais particularmente uma vedação metálica para ferramentas furo abaixo.

FUNDAMENTO

Vedações metálicas são algumas vezes utilizadas para vedar entre estruturas em ferramentas de poço e em equipamento utilizado em outros ambientes. Contudo, diversos problemas são freqüentemente encontrados quando as vedações metálicas são utilizadas. Por exemplo, vedações metálicas requerem superfícies muito lisas e limpas para vedar contra, e a maior parte dos metais podem apenas ser deformados elasticamente em uma extensão limitada (que com isto limita a força de deslocamento disponível quanto a deformar elasticamente uma vedação metálica), etc.

Vedações elastoméricas e outros tipos de vedações não metálicas podem fornecer a capacidade de vedar contra superfícies irregulares e não limpas, e podem proporcionar força de deslocamento resiliente o suficiente para forçar as vedações contra as superfícies. Contudo, vedações não metálicas tendem a degradar rapidamente quando utilizadas em configurações dinâmicas, isto é, onde a vedação deve contatar uma superfície móvel ao mesmo tempo em que veda contra um diferencial de pressão, ou onde a vedação perde contato com a superfície enquanto o diferencial de pressão ainda existe através da vedação.

Portanto, pode ser visto que melhoramentos são necessários na técnica de dispositivos de vedação. SUMÁRIO

Ao realizar os princípios da presente invenção, um dispositivo de vedação é fornecido, o qual soluciona no mínimo um problema na técnica. E descrito abaixo um exemplo no qual o dispositivo de vedação inclui ao mesmo tempo uma vedação metálica e uma vedação elastomérica. Um outro exemplo está descrito abaixo, no qual vedações elastoméricas são utilizadas para energizar vedações metálicas em resposta a diferenciais de pressão em diferentes direções.

Em um aspecto da invenção um dispositivo de vedação é fornecido. O dispositivo de vedação inclui, no mínimo, uma vedação metálica. Uma vedação não metálica pode ser utilizada para deslocar a vedação metálica em uma direção radial em resposta a um diferencial de pressão aplicado ao dispositivo de vedação.

Em um outro aspecto da invenção uma ferramenta de poço é fornecida, a qual inclui um conjunto de carcaça e um elemento de fechamento. Um dispositivo de vedação é utilizado para vedar entre o conjunto de carcaça e o elemento de fechamento. O dispositivo de vedação inclui, no mínimo, uma vedação metálica e, no mínimo, uma vedação não metálica. Ambas as vedações metálica e não metálica contatam um do conjunto de carcaça e elemento de fechamento quando o elemento de fechamento bloqueia escoamento através do conjunto de carcaça.

Um método de vedar entre um conjunto de carcaça e um elemento de fechamento é também fornecido pela invenção. O método inclui as etapas de fornecer um dispositivo de vedação que inclui, no mínimo, uma vedação metálica e no mínimo uma vedação não metálica; aplicar um diferencial de pressão através do dispositivo de vedação enquanto um dispositivo de vedação veda entre o conjunto de carcaça e o elemento de fechamento; e deslocar o elemento de fechamento para aliviar o diferencial de pressão. A vedação metálica continua a vedar contra o diferencial de pressão até que a vedação não metálica não vede mais entre o conjunto de carcaça e o elemento de vedação.

Estes e outros aspectos, vantagens, benefícios e objetivos da presente invenção se tornarão evidentes para alguém de talento ordinário na técnica quando da consideração cuidadosa da descrição detalhada de configurações representativas da invenção aqui abaixo, e dos desenhos que acompanham, nos quais elementos similares são indicados nas diversas figuras utilizando os mesmos numerais de referência.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A figura 1 é uma vista esquemática parcialmente em seção transversal de um sistema de poço que configura princípios da presente invenção;

A figura 2 é uma vista em seção transversal em escala ampliada de um mecanismo de fechamento de um dispositivo de controle de escoamento no sistema de poço;

A figura 3 é uma outra vista em seção transversal em escala ampliada de um dispositivo de vedação para utilização no mecanismo de fechamento;

A figura 4 é uma vista em seção transversal em escala ampliada de uma configuração alternativa do mecanismo de fechamento; e

A figura 5 é uma outra vista em seção transversal em escala ampliada de uma configuração alternativa do dispositivo de vedação para utilização no mecanismo de fechamento da figura 4.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Deve ser entendido que as diversas configurações da presente invenção aqui descritas podem ser utilizadas em diversas orientações tais como inclinada, invertida, horizontal, vertical etc., e em diversas configurações sem se afastar dos princípios da presente invenção. As configurações são descritas meramente como exemplos de aplicações úteis dos princípios da invenção, a qual não está limitada a quaisquer detalhes específicos destas configurações.

Na descrição a seguir de configurações representativas da invenção, termos de direção tais como "acima", "abaixo", "superior", "inferior", etc., são utilizados para conveniência na referência aos desenhos que acompanham. Em geral, "acima", "superior", "para cima", e termos similares se referem a uma direção no sentido da superfície da terra ao longo de um furo de poço, e "abaixo", "inferior", "para baixo" e termos similares, se referem a uma direção para longe da superfície da terra ao longo do furo de poço.

De maneira representativa, está ilustrado na figura 1 um sistema de poço 10 que configura princípios da presente invenção. No sistema de poço 10 uma coluna tubular 12 (tal como uma coluna de tubulação de produção), é posicionada em um furo de poço 14 revestido com revestimento 16. A coluna tubular 12 inclui ferramentas de poço 18, 20.

A ferramenta de poço 18 é um engaxetamento e a ferramenta de poço 20 é um dispositivo de controle de escoamento (tal como uma válvula ou estrangulamento). O engaxetamento fornece uma vedação anelar entre a coluna tubular 12 e o revestimento 16 e o dispositivo de controle de escoamento regula comunicação direta entre o interior da coluna tubular e um anel 22 formado entre a coluna tubular e o revestimento. O dispositivo de controle de escoamento inclui um mecanismo de fechamento 24 que é operado para regular escoamento.

Neste ponto deveria ser reiterado que a invenção não está limitada a qualquer dos detalhes do sistema de poço 10 descrito aqui. Por exemplo, não é necessário que a invenção seja utilizada em um furo de poço, em uma ferramenta de poço, em um furo de poço revestido, em um dispositivo de controle de escoamento, em uma coluna tubular, etc. O mecanismo de fechamento 24 poderia, como um outro exemplo, ser utilizado em um dispositivo de ajustamento hidráulico do engaxetamento 18, ou poderia ser utilizado em um outro tipo de ferramenta de poço. Assim, deveria ser entendido claramente que o sistema de poço 10 é apenas um exemplo único de uma ampla variedade de utilizações para os princípios da invenção.

Fazendo referência adicionalmente agora à figura 2, uma vista em seção transversal em escala ampliada de uma porção da ferramenta de poço 20 está mostrada de maneira representativa. Nesta vista pode ser observado que o mecanismo de fechamento 24 inclui um elemento de fechamento tubular 26 que é deslocado em relação a um conjunto de carcaça 28, para com isto regular escoamento através de aberturas 30 no conjunto de carcaça.

Para bloquear escoamento de maneira completa através das aberturas 30, o elemento de fechamento 26 engata um dispositivo de vedação 34. O dispositivo de vedação 34 opera para fornecer uma vedação entre o elemento de fechamento 26 e o conjunto de carcaça 28, para com isto impedir escoamento através das aberturas 30.

Em um aspecto importante do dispositivo de vedação 34, ambas as vedações metálicas 32a, 32b e vedações não metálicas 36a, 36b são incluídas no dispositivo. Estas vedações 32a, 32b, 36a, 36b contatam e vedam contra o elemento de fechamento 26 quando o elemento de fechamento está na posição delineada na figura 2. Contudo, será apreciado que o dispositivo de vedação 34 poderia ser realizado e deslocar com o elemento de fechamento 26 de modo a que as vedações 32a, 32b, 36a, 36b poderiam contatar e vedar contra o conjunto de carcaça 28 quando o elemento de fechamento está na posição delineada na figura 2, se desejado.

Observar que uma vedação separada 38 está mostrada vedando entre o dispositivo de vedação 34 e o conjunto de carcaça 28. Contudo, será apreciado que esta vedação 38 poderia ser incorporada no dispositivo de vedação 34, se desejado. Por exemplo, as vedações não metálicas 36a, 36b poderiam se estender ainda mais radialmente para fora, para contato de vedação com o conjunto de carcaça 28 e/ou uma vedação poderia ser formada por meio de contato de metal com metal entre o conjunto de carcaça e um anel externo 40 do dispositivo 34.

Fazendo referência adicionalmente agora à figura 3, uma outra vista em seção transversal ampliada do dispositivo de vedação 34 está ilustrada de maneira representativa. Nesta vista pode ser visto de maneira mais clara que as vedações metálicas 32a, 32b incluem, cada uma, uma viga inclinada ou um braço 42a, 42b que se estende entre uma superfície de vedação 44a, 44b e o anel 40. Também pode ser visto que cada uma das vedações não metálicas 36a, 36b inclui uma porção genericamente conformada em cunha 46a, 46b posicionada entre o anel 40 e um respectivo dos braços 42a, 42b.

As vedações metálicas 32a, 32b são preferivelmente feitas de metais fortes duráveis e resilientes, tais como Inconel 718, aço cromo 13, etc. As vedações não metálicas 36a, 36b são preferivelmente feitas de materiais elastoméricos fortes e de temperatura elevada e resistentes a fluidos do poço, tais como NBR, HNBR, fluoro-elastômeros etc. Materiais não elastoméricos tais como PEEK, etc., podem ser utilizados adicionalmente ou alternativamente nas vedações não metálicas 36a, 36b. Deveria ser entendido claramente que quaisquer materiais metálicos podem ser utilizados para as vedações metálicas 32a, 32b e que quaisquer materiais não metálicos podem ser utilizadas para as vedações não metálicas 36a, 36 b,mantendo os princípios da invenção.

Observar que as vedações não metálicas 36a, 36b, não são necessariamente para o dispositivo de vedação 34 vedar entre o conjunto de carcaça 28 e o elemento de fechamento 26. O dispositivo de vedação 34 poderia ser fornecido sem as vedações não metálicas 36a, 36b, caso em que as vedações metálicas 32a, 32b deveriam ainda proporcionar engatamento de vedação com o elemento de fechamento 26. A utilização das vedações não metálicas 36a, 36b é preferida quando ou um engatamento de vedação estanque a bolha é requerido.

Quando o elemento de fechamento 26 engata o dispositivo de vedação 34 como delineado na figura 2, as superfícies de vedação 44a, 44b contatam a superfície externa do elemento de fechamento e os braços 42a, 42b são defletidos radialmente alguma coisa para fora. Esta deflexão provoca deformação elástica nos braços 42a, 42b resultando em uma força de deslocamento ser aplicada pelos braços às superfícies de vedação 44a, 44b. Observar que as superfícies de vedação 44a, 44b têm pequenas cristas formadas sobre elas para concentrar esta função de deslocamento radial sobre uma área relativamente pequena, aumentando com isto a pressão de contato entre as superfícies de vedação e a superfície externa do elemento de fechamento 26. Deveria ser entendido, contudo, que a utilização de pequenas cristas não é requerida nas superfícies de vedação 44a, 44b.

As vedações não metálicas 36a, 36b são também comprimidas radialmente entre o anel 40 e a superfície externa do elemento de fechamento 26. Desta maneira, uma superfície de vedação 48a, 48b sobre cada vedação não metálica 36a, 36b é deslocada para contato de vedação com a superfície externa do elemento de fechamento 26.

Deflexão dos braços 42a, 42b como descrito acima irá comprimir a porção cunha 46a, 46b de cada vedação não metálica entre o anel 40 e o respectivo braço. Se as vedações não metálicas 36a, 36b são feitas de um material resiliente, esta compressão irá resultar em uma força de deslocamento radial ser aplicada a cada braço, com isto deslocando ainda mais as superfícies de vedação 44b para contato com a superfície externa do elemento de fechamento 26.

Quando um diferencial de pressão 50 é aplicado através do dispositivo de vedação 34 em uma direção para cima, como delineado na figura 3, a porção cunha 46b da vedação não metálica inferior 36b será ainda mais comprimida entre o anel 40 e o braço 42b da vedação metálica inferior 32b. Esta compressão da porção cunha inferior 46b irá resultar em uma força de deslocamento radial adicional ser aplicada ao braço, com isto deslocando ainda mais a superfície de vedação inferior 44b para contato com a superfície externa do elemento de fechamento 26.

Quando um diferencial de pressão 52 é aplicado através do dispositivo de vedação 34 em uma direção para baixo como delineado na figura 3, a porção cunha 46a da vedação não metálica superior 36a será ainda mais comprimida entre o anel 40 e o braço 42a da vedação metálica superior 32a. Esta compressão da porção cunha superior 46a irá resultar em uma força de deslocamento radial ser aplicada ao braço, com isto deslocando ainda mais a superfície de vedação superior 44a para contato com a superfície externa do elemento de fechamento 26.

Assim, será apreciado que cada uma das superfícies de vedação 44a, 44b é deslocada radialmente para contato de vedação de metal com metal com a superfície externa do elemento de fechamento 26 devido a: 1) deformação elástica do respectivo braço 42a, 42b; 2) compressão da respectiva porção cunha 46a, 46b entre o anel 40 e o respectivo braço, devido à deformação do braço, e 3) compressão da respectiva porção cunha 46a, 46b devido ao diferencial de pressão 50 ou 52. Isto resulta em vedação confiável de metal com metal entre as vedações metálicas 32a, 32b e a superfície externa do elemento de fechamento 26.

Se, contudo, as superfícies de vedação 44a, 44b ou a superfície externa do elemento de fechamento 26 se tornem danificadas de modo que vedação de metal com metal entre elas não possa ser alcançada, contato de vedação entre as vedações não metálicas 36a, 36b e o elemento de fechamento ainda pode ser possível.

Em um outro aspecto importante do dispositivo de vedação 34, observar que quando o elemento de fechamento 26 desloca para cima a partir de sua posição fechada delineada na figura 2, contato de vedação com o elemento de fechamento é progressivamente removido da vedação não metálica inferior 36b, então da vedação metálica inferior 32b, então da vedação metálica superior 32a, e então da vedação não metálica superior 36a. Isto significa que se a pressão diferencial 50 ou 52 é aplicada contra o dispositivo de vedação 34 quando o elemento de fechamento 26 desloca para cima, o diferencial de pressão através da vedação não metálica inferior 36b será aliviado, enquanto as outras vedações 22a, 32b, 36a mantém contato de vedação com o elemento de fechamento. Isto impede dano à vedação 36b a partir de escoamento excessivo quando o diferencial de pressão 50 ou 52 é aliviado.

Quando o elemento de fechamento 26 eventualmente desloca para cima suficientemente afastado tal que ele não mais está em contato de vedação com a vedação não metálica superior 36a, e o diferencial de pressão através desta vedação é assim aliviado, o elemento de fechamento estará ainda contido dentro de uma luva ajustada de maneira apertada 66 na qual as aberturas 30 são formadas, impedindo com isto dano à vedação a partir de escoamento excessivo.

Quando o elemento de fechamento 26 desloca para baixo a partir da sua posição aberta na qual escoamento é permitido através das aberturas 30, o diferencial de pressão 50 ou 52 pode ser aplicado quando o elemento de fechamento engata em vedação o dispositivo de vedação 34. O diferencial de pressão 50 ou 52 será primeiro aplicado à vedação não metálica superior 36a, enquanto o elemento de fechamento 26 permanece dentro da luva ajustada de maneira apertada 66 impedindo com isto dano à vedação a partir de escoamento excessivo. Em seguida, em sucessão, o elemento de fechamento 26 contata em vedação a vedação metálica superior 32a, a vedação metálica inferior 32b e a vedação não metálica inferior 36b. Pode ser agora apreciado de maneira completa que o dispositivo de vedação 34 proporciona benefícios significativos ao realizar a função de vedação no mecanismo de fechamento 24 da ferramenta de poço 20. Por exemplo, as vedações metálicas 32a, 32b fornecem vedação de metal com metal entre o elemento de fechamento 26 e o conjunto de carcaça 28, as vedações metálicas são deslocadas de maneira resiliente para contato de vedação em diversas maneiras, inclusive uma força de deslocamento aumentada quando a pressão diferencial através do dispositivo de vedação 34 aumenta, e as vedações não metálicas 36a, 36b fornecem capacidade de vedação adicional no caso em que vedação de metal com metal não possa ser conseguida. Diferenciais de pressão a partir de qualquer direção através do dispositivo de vedação 34 podem ser vedados contra sem dano às vedações 32a, 32b, 36a, 36b, se o elemento de fechamento 26 se desloca para fechar ou abrir enquanto o diferencial de pressão existe.

Fazendo referência adicionalmente agora à figura 4, uma configuração alternativa do mecanismo de fechamento 24 está mostrada de maneira representativa. Esta configuração alternativa do mecanismo de fechamento 24 inclui uma configuração alternativa do dispositivo de vedação 34 que está delineada em uma outra vista de seção transversal ampliada na figura 5.

O dispositivo de vedação 34 como mostrado na figura 5 é similar em alguns aspectos ao dispositivo de vedação da figura 3, em que ele inclui diversas vedações metálicas 54a, 54b com respectivas superfícies de vedação 56a e 56b e vigas inclinadas ou braços 58a, 58b que se estendem até as superfícies de vedação e um anel 60.

O dispositivo de vedação 34 da figura 5 também inclui diversas vedações não metálicas 62a, 62b posicionadas entre as vedações metálica 54a, 54b. Uma porção cunha 64a, 64b de cada vedação não metálica respectiva 62a, 62b é posicionada entre um respectivo dos braços 58a, 58b e o anel 60.

Uma diferença entre as vedações não metálicas 62a, 62b e as vedações não metálicas 36a, 36b descritas acima, é que as vedações 62a, 62b são formadas como um único elemento integrado ao invés de elementos separados. Aliás, as vedações não metálicas 62a, 62b poderiam ser formadas como uma única vedação, se desejado. Além disto, como discutido acima para as vedações não metálicas 36a, 36b, a utilização de vedações não metálicas 62a, 62b não é requerida no dispositivo de vedação 34 das figuras 4 e 5.

Como com a configuração das figuras 2 e 3, as superfícies de vedação 56a, 56b das vedações metálicas 54a, 54b são deslocadas radialmente para contato de vedação com a superfície externa do elemento de fechamento 26 devido à deformação elástica nos braços 58a, 58b e compressão resultante das porções cunha 64a, 64b das vedações não metálicas 62a, 62b entre os braços e o anel 60. Contudo, outras forças de deslocamento aplicadas aos braços 58a, 58b devido à deflexão diferencial através do dispositivo de vedação 34, ocorre de maneira algo diferente na configuração alternativa das figuras 4 e 5.

Quando o elemento de fechamento 26 está em sua posição fechada, como delineado na figura 4, o diferencial de pressão 50 irá fazer com que a porção cunha 64a da vedação não metálica 62a comprima ainda mais entre o braço 58a e o anel 60, aplicando com isto uma força de deslocamento ao braço e deslocando ainda mais a superfície de vedação 59a contra a superfície externa do elemento de fechamento. Quando o diferencial de pressão 52 é aplicado através do dispositivo de vedação 34, a porção cunha 64b da vedação não metálica 62b será ainda mais comprimida entre o braço 58b e o anel 60, aplicando com isto uma força de deslocamento ao braço e deslocando ainda mais a superfície de vedação 56b contra a superfície externa do elemento de fechamento.

Quando o elemento de fechamento 26 desloca para cima a partir da sua posição fechada delineada na figura 4, contato de vedação com o elemento de fechamento é progressivamente removido da vedação metálica inferior 54b, então da vedação não metálica inferior 52b e então da vedação não metálica superior 62a e então da vedação metálica superior 54a. Isto significa que se a pressão diferencial 50 ou 52 é aplicada contra o dispositivo de vedação 34 quando o elemento de fechamento 26 desloca para cima, o diferencial de pressão através das vedações não metálicas 62a, 62b será aliviado (depois que o diferencial de pressão é aliviado através da vedação metálica inferior 54b) enquanto a vedação metálica superior 54a mantém contato de vedação com o elemento de fechamento. Isto impede dano às vedações 62a, 62b a partir de escoamento excessivo quando o diferencial de pressão 50 ou 52 é aliviado.

Quando o elemento de fechamento 26 eventualmente desloca para cima suficientemente afastado, de tal modo que ele não esteja mais em contato de vedação com a vedação metálica superior 54a, e o diferencial de pressão através desta vedação é assim aliviado, o elemento de fechamento estará ainda contido dentro da luva ajustada de maneira apertada 66 impedindo com isto dano à vedação a partir de escoamento excessivo.

Quando o elemento de fechamento 26 desloca para baixo a partir da sua posição aberta na qual escoamento é permitido através das aberturas 30, o diferencial de pressão 50 ou 52 pode ser aplicado quando o elemento de fechamento engata em vedação o dispositivo de vedação 34. O diferencial de pressão 50 ou 52 será aplicado primeiro à vedação metálica superior 54a enquanto o elemento de fechamento 26 permanece dentro da luva ajustada de maneira apertada 66, impedindo com isto dano à vedação originado de escoamento excessivo. Em seguida, em sucessão, o elemento de fechamento 26 contata em vedação a vedação Não metálica superior 62A, a vedação Não metálica inferior 62b e a vedação metálica inferior 54b.

Será apreciado que o dispositivo de vedação 34 nas configurações das figuras 4 e 5 proporcionam benefícios similares àqueles da configuração nas figuras 2 e 3. Por exemplo, as vedações metálicas 54a, 54b proporcionam vedação de metal contra metal entre o elemento de fechamento 26 e o conjunto de carcaça 28, as vedações metálicas são deslocadas de maneira resiliente para contato de vedação em diversas maneiras (inclusive uma força de deslocamento aumentada quando a pressão diferencial através do dispositivo de vedação 34 aumenta) e as vedações não metálicas 62a, 62b fornecem capacidade de vedação adicional no caso em que vedação de metal contra metal não pode ser conseguida. Diferenciais de pressão de qualquer direção através do dispositivo de vedação 34 podem ser vedados sem dano para as vedações 54a, 54b, 62a, 62b se o elemento de fechamento 26 desloca para posições fechada ou aberta enquanto existe o diferencial de pressão.

Dispositivos de vedação construídos de acordo com os princípios da invenção deveriam ser capazes de vedar contra pressão diferencial de 15.000 psi a 325-400 ° Fahrenheit (1054,6 kg/cm2 a 162,8- 204,4°C) em uma condição estática (nenhum movimento do elemento de fechamento em relação ao conjunto de carcaça) é deveriam ser capazes de vedar de maneira confiável contra 1500-5000 psi (105,46-351,54 kg/cm )durante a abertura e fechamento do elemento de fechamento.

Naturalmente, uma pessoa versada na técnica poderia quando de uma consideração cuidadosa da descrição acima das modalidades representativas da invenção, apreciar facilmente que diversas modificações, adições, substituições, cancelamentos e outras mudanças, podem ser feitas às configurações específicas, e que tais mudanças são consideradas pelos princípios da presente invenção. Conseqüentemente, a descrição detalhada que precede deve ser claramente entendida como sendo fornecida à guisa de ilustração e exemplo somente, o espírito e escopo da presente invenção estando limitado apenas pelas reivindicações anexas e seus equivalentes.

Claims

1. Ferramenta de poço, caracterizada pelo fato de compreender um conjunto de carcaça; um elemento de fechamento; e um dispositivo de vedação para vedar entre o conjunto de carcaça e o elemento de fechamento, o dispositivo de vedação incluindo, no mínimo, uma vedação metálica, a vedação metálica contatando um selecionado do conjunto de carcaça e elemento de fechamento quando o elemento de fechamento bloqueia escoamento através do conjunto de carcaça.

2. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o dispositivo de vedação ainda incluir, no mínimo, uma vedação não metálica, e no qual a vedação não metálica desloca a vedação metálica contra um selecionado do conjunto de carcaça e elemento de fechamento em resposta a um primeiro diferencial de pressão através do dispositivo de vedação.

3. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de a vedação não metálica deslocar a vedação metálica contra um selecionado do conjunto de carcaça e elemento de fechamento em resposta a um segundo diferencial de pressão através do dispositivo de vedação, os primeiro e segundo diferenciais de pressão sendo direcionados de maneira oposta um em relação ao outro.

4. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a vedação metálica incluir um braço que deforma elasticamente, pelo que, desloca a vedação metálica contra um selecionado do conjunto de carcaça e o elemento de fechamento quando o elemento de fechamento bloqueia escoamento através do conjunto de carcaça.

5. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o dispositivo de vedação incluir primeira e segunda vedações metálicas e no mínimo uma primeira vedação não metálica.

6. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de a primeira vedação não metálica ser posicionada entre a primeira e a segunda vedações metálicas.

7. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o dispositivo de vedação incluir primeira e segunda vedações metálicas e primeira e segunda vedações não metálicas.

8. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de as primeira e segunda vedações metálicas serem posicionadas entre as primeira e segunda vedações não metálicas.

9. Dispositivo de vedação, caracterizado pelo fato de compreender: no mínimo uma vedação metálica; e no mínimo uma vedação não metálica, uma primeira vedação não metálica sendo operacional para desviar uma primeira vedação metálica em uma direção radial em resposta a um primeiro diferencial de pressão aplicado ao dispositivo de vedação em uma primeira direção.

10. Dispositivo de vedação de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de a primeira vedação não metálica ser operacional para deslocar uma segunda vedação metálica na direção radial em resposta a um segundo diferencial de pressão aplicado ao dispositivo de vedação em uma segunda direção oposta à primeira direção.

11. Dispositivo de vedação de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de uma segunda vedação não metálica ser operacional para deslocar uma segunda vedação metálica na direção radial em resposta a um segundo diferencial de pressão aplicado ao dispositivo de vedação em uma segunda direção oposta à primeira direção.

12. Dispositivo de vedação de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de a primeira vedação não metálica ser posicionada entre as primeira e segunda vedações metálicas.

13. Dispositivo de vedação de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de as primeira e segunda vedações metálicas serem posicionadas entre a primeira vedação não metálica e uma segunda vedação não metálica.

14. Dispositivo de vedação de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de a vedação metálica incluir um braço que deforma elasticamente para deslocar a vedação metálica na direção radial.

15. Método para vedar entre um conjunto de carcaça e um elemento de fechamento, o método caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: fornecer um dispositivo de vedação que inclui, no mínimo, uma vedação metálica e no mínimo uma vedação não metálica; aplicar um primeiro diferencial de pressão em uma primeira direção através do dispositivo de vedação enquanto o dispositivo de vedação veda entre o conjunto de carcaça e o elemento de fechamento; e deslocar o elemento de fechamento para aliviar o primeiro diferencial de pressão, a vedação metálica continuando a vedar contra o primeiro diferencial de pressão até que a vedação não metálica não vede mais entre o conjunto de carcaça e o elemento de fechamento.

16. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de a etapa de aplicar ainda compreender uma primeira vedação não metálica que desloca uma primeira vedação metálica em uma direção radial para vedar contra um selecionado do conjunto de carcaça e o elemento de fechamento.

17. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa de aplicar um segundo diferencial de pressão através do dispositivo de vedação em uma segunda direção oposta à primeira direção enquanto o dispositivo de vedação veda entre o conjunto de carcaça e o elemento de fechamento.

18. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de a segunda etapa de aplicar diferencial de pressão ainda compreender a primeira vedação não metálica que desloca uma segunda vedação metálica na direção radial para vedar contra um selecionado do conjunto de carcaça e o elemento de fechamento.

19. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de a segunda etapa de aplicar diferencial de pressão ainda compreender uma segunda vedação não metálica que desloca uma segunda vedação metálica na direção radial para vedar contra um selecionado do conjunto de carcaça e o elemento de fechamento.

20. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de a etapa de deslocar ainda compreender o primeiro diferencial de pressão que é aliviado através de uma primeira vedação não metálica, então uma primeira vedação metálica, então uma segunda vedação metálica e então uma segunda vedação não metálica.

21. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de a etapa de deslocar ainda compreender o primeiro diferencial de pressão que é aliviado através de uma primeira vedação metálica, então uma vedação não metálica e então uma segunda vedação metálica.

22. Método de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa de vedar entre o dispositivo de fechamento e o conjunto de carcaça deformando elasticamente um braço da vedação metálica, deslocando com isto a vedação metálica contra um selecionado do dispositivo de fechamento e o conjunto de carcaça.

23. Método de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de a etapa de aplicar ainda compreender a vedação não metálica que aplica uma força ao braço em resposta ao primeiro diferencial de pressão, pelo que, ainda deslocando a vedação metálica contra um selecionado do dispositivo de fechamento e o conjunto de carcaça.

24. Ferramenta de poço, caracterizada pelo fato de compreender: um conjunto de carcaça; um elemento de fechamento; e um dispositivo de vedação para vedar entre o conjunto de carcaça e o elemento de fechamento, o dispositivo de vedação incluindo, no mínimo, uma vedação metálica e, no mínimo, uma vedação não metálica, ambas as vedações metálica e não metálica contatando um selecionado do conjunto de carcaça e elemento de fechamento quando o elemento de fechamento bloqueia escoamento através do conjunto de carcaça.

25. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 24, caracterizada pelo fato de a vedação não metálica deslocar a vedação metálica contra um selecionado do conjunto de carcaça e elemento de fechamento em resposta a um primeiro diferencial de pressão através do dispositivo de vedação.

26. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 25, caracterizada pelo fato de a vedação não metálica deslocar a vedação metálica contra um selecionado do conjunto de carcaça e elemento de fechamento em resposta a um segundo diferencial de pressão através do dispositivo de vedação, os primeiro e segundo diferenciais de pressão sendo direcionados de maneira oposta um em relação ao outro.

27. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 24, caracterizada pelo fato de a vedação metálica incluir um braço que deforma elasticamente deslocando com isto a vedação metálica contra o selecionado do conjunto de carcaça e o elemento de fechamento, quando o elemento de fechamento bloqueia escoamento através do conjunto de carcaça.

28. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 24, caracterizada pelo fato de o dispositivo de vedação incluir primeira e segunda vedações metálicas e no mínimo uma primeira vedação não metálica.

29. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 28, caracterizada pelo fato de a primeira vedação não metálica ser posicionada entre as primeira e segunda vedações metálicas.

30. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 24, caracterizada pelo fato de o dispositivo de vedação incluir primeira e segunda vedações metálicas e primeira e segunda vedações não metálicas.

31. Ferramenta de poço de acordo com a reivindicação 30, caracterizada pelo fato de as primeira e segunda vedações metálicas serem posicionadas entre as primeira e segunda vedações não metálicas.