BRPI0719020A2 - Aparelho e método de fundo de poço - Google Patents

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tubular
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Kim Nutley
Brian Nutley
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Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "APARELHO E MÉTODO DE FUNDO DE POÇO".
A presente invenção refere-se a um kit de peças e um método de formação do mesmo que, quando montado, forma um aparelho de fundo de poço configurado para ser disposto em um tubular em um ambiente de fundo de poço.
Um obturador de poço proporciona uma vedação em um anel formado entre uma superfície externa de um tubular e uma superfície interna de revestimento de poço ou um furo de poço. Formas conhecidas obturado- res são introduzidas no ambiente de fundo de poço no qual os mesmos de- vam ser usados em uma condição não expandida e expandida in situ para proporcionar a vedação desejada. Em uma forma, o obturador de poço se expande ao entrar em contato com um fluido de poço. Em outra forma, o obturador de poço compreende peças móveis que são acionadas in situ para formar uma vedação.
Foi observado que os obturadores tradicionais são insuficientes e a presente invenção foi projetada à Iuz dessa apreciação. Assim, de acor- do com um primeiro aspecto da invenção, é proporcionado um kit de peças que, quando montadas juntas, formam um aparelho do fundo de poço confi- gurado para ser disposto em um tubular em um ambiente de fundo de poço, o kit de peças compreendendo:
um membro dilatável que se expande ao contatar pelo menos um fluido predeterminado, o membro dilatável sendo dotado de um primeiro perfil de junção e um segundo perfil de junção em direção a uma segunda extremidade oposta; e
um conector sendo dotado de um perfil de junção configurado para se unir com cada do primeiro e segundo perfil de junção do membro dilatável de maneira que o conector possa ser conectado em quaisquer da primeira e segunda extremidades do membro dilatável.
Os obturadores de poço conhecidos e tais aparelhos similares, tal como, os centralizadores e âncoras, são normalmente proporcionados configurados prontamente para uso de acordo com a especificação. Tais obturadores de poço tipicamente compreendem muitos componentes secun- dários de forma complexa. Assim, a montagem de um obturador de poço para atender uma de uma quantidade de especificações pode precisar da manutenção de um grande estoque de componentes secundários configura- 5 dos de modo diferente e muito extensos e, portanto, de montagem dispendi- osa. A presente invenção se dirige a desses problemas pelo provimento de um kit de peças que pode ser montado no campo para atender uma especi- ficação particular. Por exemplo, uma série de kits de peças de acordo com a invenção pode ser conectada junta para proporcionar uma cadeia de mem- 10 bros dilatáveis onde for requerida cobertura de obturador longa de tubular.
Os obturadores de poço conhecidos e tais aparelhos similares são normalmente encomendados de um fornecedor com uma determinada antecedência da data em que o aparelho será usado. Assim, as decisões com relação às operações de fundo de poço, por exemplo, operações de 15 isolamento específicas, podem ser sujeitadas em âmbito menor ou maior ao desempenho do aparelho quando liberado. Isso se deve ao fato de que o aparelho conhecido pode ser raramente modificado no local. A presente in- venção pode se dirigir a tais problemas pelo provimento de um aperfeiçoa- mento na flexibilidade da abordagem. Por exemplo, a configuração de uma 20 cadeia de aparelho do fundo de poço formada de uma pluralidade de kits de peças de acordo com a invenção pode ser alterada no local e mais imedia- tamente antes do uso no ambiente de fundo de poço.
Especificamente, o primeiro e segundo perfis de junção podem ser substancialmente dotados do mesmo formato.
Alternativamente, ou, além disso, o membro dilatável pode se di-
latar ao entrar em contato com pelo menos um de: um fluindo compreenden- do uma solução aquosa; e um líquido ionizado, por exemplo, óleo.
Alternativamente, ou, além disso, o conector pode ser dotado de primeiro e segundo perfis de junção, cada um dos primeiro e segundo perfis de junção do conector estando configurado para se unir com cada dos primei- ro e segundo perfis de junção no membro dilatável. Assim, em uso, o primeiro perfil de junção do conector pode ser unido seja com o primeiro perfil de jun- ção ou o segundo perfil de junção no membro dilatável. Alternativamente, o segundo perfil de junção do conector pode ser unido com o primeiro perfil de junção ou o segundo perfil de junção do membro dilatável. Além disso, uma pluralidade de kits de peças de acordo com a presente invenção pode ser usada para conectar uma pluralidade de membros dilatáveis juntos, por exemplo, para proporcionar uma extensão maior do aparelho de fundo de po- ço.
Especificamente, o primeiro perfil de junção do conector pode ser disposto em direção à primeira extremidade do conector e o segundo perfil de junção pode ser disposto em direção à segunda extremidade oposta do conector.
Alternativamente, ou, além disso, o primeiro e segundo perfis de junção do conector podem ser substancialmente dotados do mesmo formato.
Alternativamente, ou, além disso, o primeiro e segundos perfis de junção do conector podem estar em linha um com o outro de maneira que, em uso, os membros dilatáveis conectados por meio do conector este- jam em linha um com o outro.
Alternativamente, primeiro e segundo perfis de junção podem ser orientados de maneira que, em uso, dois membros dilatáveis conectados por meio do conector estejam fora de linha um com o outro.
Especificamente, o primeiro e segundo perfis de junção podem ser orientados de maneira que, em uso, os dois membros dilatáveis conec- tados por meio do conector estejam dispostos em torno de noventa graus um no outro. Assim, tal conector define um canto angulado direito em uma cadeia compreendendo dois membros dilatáveis conectados por meio do conector.
Alternativamente, ou, além disso, um perfil de junção do conec- tor pode compreender uma pluralidade de arestas se estendendo afastadas de uma extremidade do conector.
Alternativamente, ou, além disso, um perfil de junção do mem- bro dilatável pode compreender uma pluralidade de arestas se estendendo afastadas de uma extremidade do membro dilatável. Especificamente, os perfis de junção do conector e o membro di- latável podem ser configurados para uma conexão de ajustagem precisa do conector e do membro dilatável um com o outro.
Alternativamente, ou, além disso, o conector e o membro dilatá- 5 vel podem ser conectados um com o outro por meio de um adesivo.
Alternativamente, ou, além disso, um perfil de junção do conec- tor pode compreender um perfil rosqueado.
Alternativamente, ou, além disso, um perfil de junção do mem- bro dilatável pode compreender um perfil rosqueado.
Alternativamente, ou, além disso, o membro dilatável pode defi-
nir uma cavidade de junção, o perfil de junção sendo definido em uma super- fície da cavidade de junção. Assim, o perfil de junção do conector pode ser recebido na cavidade de junção de maneira que os respectivos perfis de jun- ção do membro de extensão e o conector se unem.
Alternativamente, ou, além disso, o kit das peças pode ser con-
figurado de maneira que o perfil de junção de um do conector e do membro dilatável possa ao ser unido ser recebido em um perfil de junção do outro do conector e do membro dilatável.
Alternativamente, ou, além disso, o membro dilatável pode ser 20 de forma alongada.
Alternativamente, ou, além disso, o membro dilatável pode defi- nir um furo se estendendo de fora-a-fora. Assim, o membro dilatável pode ser ajustado ao redor de um tubular.
Especificamente, o membro dilatável pode ser dotado de uma 25 forma substancialmente cilíndrica.
Alternativamente, um perfil de seção transversal do membro di- latável pode variar ao longo do membro dilatável. Por exemplo, um diâmetro de uma superfície externa do membro dilatável pode se alterar ao longo do membro dilatável.
Alternativamente, ou, além disso, o membro dilatável pode ser
configurado de maneira que a superfície do membro dilatável defina pelo menos uma irregularidade. A pelo menos uma irregularidade pode aumentar uma área de superfície do membro dilatável que possa entrar em contato com o pelo menos um fluido predeterminado comparado com um membro dilatável definindo uma superfície regular. Assim, pode ser aumentado um índice de expansão do membro dilatável.
5 Especificamente, a pelo menos uma irregularidade pode com-
preender pelo menos um de: uma ranhura, uma aresta, um entalhe, uma protuberância, uma área desbastada e uma abertura para um furo, que se estende no membro dilatável.
Onde a pelo menos uma irregularidade é uma abertura para um furo, o furo pode conectar uma superfície do membro dilatável a outra super- fície do membro dilatável. Portanto, o pelo menos um furo predeterminado pode passar através do membro dilatável por meio do pelo menos um furo de uma superfície para a outra superfície.
Alternativamente, ou, além disso, a pelo menos uma irregulari- dade pode se estender substancialmente longitudinalmente ao longo do membro dilatável. Por exemplo, onde a irregularidade é um canal o canal pode se estender longitudinalmente ao longo do membro dilatável.
Alternativamente, ou, além disso, a pelo menos uma irregulari- dade pode se estender ao redor do membro dilatável. Por exemplo, onde a irregularidade é um canal e o membro dilatável é de uma forma substancial- mente cilíndrica, o canal pode se estender circularmente ao redor do mem- bro dilatável.
Alternativamente, ou, além disso, o membro dilatável pode com- preender uma camada disposta sobre pelo menos uma parte de uma super- 25 fície externa do membro dilatável, a camada estando configurada para con- trolar o acesso do pelo menos um fluido predeterminado para a superfície externa do membro dilatável. Assim, a camada pode controlar como o mem- bro dilatável se expande quando levado a contatar o pelo menos um fluido predeterminado.
Especificamente, a camada pode ser configurada para apresen-
tar uma barreira para o pelo menos um fluido predeterminado por um perío- do predeterminado de tempo. Assim, a camada pode funcionar como uma barreira temporária.
Alternativamente, ou, além disso, a camada pode ser configura- da para proporcionar que o pelo menos um fluido predeterminado passe a- través da camada em um índice predeterminado. Portanto, a camada pode 5 ser usada para reduzir um índice no qual o membro dilatável se expande quando na presença do pelo menos um fluido predeterminado do que seria o caso onde a camada estivesse presente.
Alternativamente, ou, além disso, o kit de peças pode compre- ender adicionalmente uma disposição de reforço configurada para ser dis- posta em uma superfície do membro dilatável a ser apresentada para o tubu- lar.
Alternativamente, ou, além disso, o membro dilatável pode com- preender uma disposição de reforço. Especificamente, a disposição de refor- ço pode estar embutida no membro dilatável. A disposição de reforço pode compreender pelo menos um de: um metal, um plástico, um composto e ma- teriais compostos individuais, tal como, fibra de carbono ou Kevlar®.
Alternativamente, ou, além disso, o membro dilatável pode ser de forma alongada.
Alternativamente, ou, além disso, o membro dilatável pode ser dotado de uma extensão entre em torno de 38,48 cm (1 pé) e em torno de
91,44 cm (3 pés).
Alternativamente, ou, além disso, o membro dilatável pode com- preender um copolímero etileno - propileno de ligação cruzada com pelo menos um de peróxido e enxofre. Assim, o membro dilatável pode se ex- pandir ao contatar um líquido ionizado, tal como, óleo.
Especificamente, o membro dilatável pode compreender borra- cha de monômero etileno propileno dieno (EPDM).
Alternativamente, ou, além disso, o membro dilatável pode com- preender pelo menos uma de uma resina de ligação cruzada com base de amido e um uretano dilatável em água. Assim, o membro dilatável pode se expandir ao entrar em contato com água.
Especificamente, o membro dilatável pode compreender pelo menos uma borracha cloropreno, estireno butadieno e etileno - propileno.
Alternativamente, ou, além disso, o membro dilatável pode com- preender resina de ligação cruzada de base de amido ácido N-vinil- carboxílico.
Alternativamente, ou, além disso, o membro dilatável pode se
expandir ao contatar pelo menos um fluido a ser encontrado e um ambiente de fundo de poço.
Alternativamente, ou, além disso, o membro conector pode defi- nir um furo se estendendo de fora-a-fora. Assim, quando o conector e o membro dilatável são conectados juntos os mesmos podem ser ajustados ao redor de um tubular.
Especificamente, o conector pode ser dotado de uma forma ge- ralmente cilíndrica.
Alternativamente, ou, além disso, o conector pode compreender 15 um membro de retenção configurado para reter a expansão do membro dila- tável em uma direção predeterminada quando o kit de peças estiver monta- do e em uso. Portanto, o membro de retenção pode impedir a expansão do membro dilatável de maneira que o membro dilatável se expanda principal- mente em uma direção desejada, é afastado do tubular no qual o aparelho 20 de fundo de poço esteja disposto.
Especificamente, o membro de retenção pode definir uma super- fície de retenção contra qual o membro dilatável esteja em contato ao se expandir.
Especificamente, o membro de retenção pode se estender em uma direção substancialmente afastada de um tubular no qual o aparelho de fundo de poço esteja configurado para ser disposto e a superfície de reten- ção pode revestir uma extremidade do membro dilatável.
Alternativamente, ou, além disso, o membro de retenção pode se estender em uma direção substancialmente em direção a um tubular no qual o aparelho do fundo de poço esteja configurado para ser disposto e a superfície de retenção pode opor-se a uma extremidade do membro dilatá- vel. Alternativamente, ou, além disso, o membro de retenção pode compreender pelo menos um flange. Um flange pode se estender em uma direção substancialmente afastada de um tubular que o aparelho do fundo de poço esteja configurado para se disposto e outro flange pode se estender em uma direção substancialmente em direção ao tubular.
Especificamente, onde o conector define um furo, o furo pode se estender longitudinalmente através do conector e o flange pode se estender radialmente do conector.
Alternativamente, ou, além disso, o conector pode ser formado em parte de pelo menos um de: um metal, tal como, aço, um material plásti- co, tal como, náilon, ou um composto, tal como, plástico reforçado de fibra de carbono.
Em uma primeira forma, o kit de peças pode compreender adi- cionalmente um segundo membro dilatável.
Especificamente, o segundo membro dilatável pode ser dotado
de um primeiro perfil de junção em direção a uma primeira extremidade o- posta e um segundo perfil de junção em direção a uma segunda extremida- de oposta. O primeiro e o segundo perfis de junção do segundo membro di- latável podem estar configurados para se unirem a um perfil de junção do conector.
Especificamente, o kit de peças pode compreender adicional- mente pelo menos um conector adicional sendo dotado das características conforme descrito acima com relação ao conector e pelo menos um membro de expansão adicional sendo dotado das características descritas acima com relação ao membro de expansão.
Em uma segunda forma, o kit de peças pode compreender um conector de extremidade configurado para se unir com um perfil de junção do membro de expansão.
Especificamente, o conector de extremidade pode ser formado pelo menos em parte de um de: um metal, tal como, aço, um material plásti- co, tal como, náilon, ou um composto, tal como, plástico reforçado de fibra de carbono. Alternativamente, ou, além disso, o conector de extremidade pode ser dotado de um perfil de junção configurado para se unir com cada do primeiro e segundo perfis de junção do membro dilatável. Portanto, por exemplo, o conector de extremidade pode ser usado para terminar uma ca- 5 deia de membros dilatáveis em um tubular formado de uma pluralidade de kits de peças de acordo com a presente invenção.
Especificamente, o perfil de junção do conector de extremidade pode compreender um perfil rosqueado.
Alternativamente, ou, além disso, o conector de extremidade pode ser dotado de uma extremidade chanfrada. Especificamente, a extre- midade chanfrada e o perfil de junção podem estar em direção às extremi- dades opostas do conector de extremidade.
Alternativamente, ou, além disso, o conector de extremidade e o membro dilatável podem ser conectados um no outro por meio de um adesi- vo.
Alternativamente, ou, além disso, o conector de extremidade pode ser de forma alongada.
Alternativamente, ou, além disso, o conector de extremidade pode definir um furo se estendendo através do mesmo. Assim, o conector de extremidade pode ser ajustado ao redor de um tubular.
Alternativamente, ou, além disso, o conector de extremidade pode compreender uma primeira instalação de conector de extremidade con- figurada para se unir com um perfil de junção do membro de expansão e uma segunda instalação de conector de extremidade configurada para ser 25 fixada de maneira que possa ser liberada em um tubular, a primeira e a se- gunda montagem do conector de extremidade sendo configuradas para se- rem fixadas uma na outra de maneira que possam ser liberadas.
Especificamente, o conector de extremidade pode ser configu- rado de maneira que a conexão de maneira que possa ser liberada da estru- tura do segundo conector de extremidade no tubular proporcione fixação que possa ser liberada da primeira e segunda instalações de conector de extre- midade uma na outra. Alternativamente, ou, além disso, a segunda instalação de co- nector de extremidade pode compreender duas peças de conector de extre- midade móveis com relação uma a outra entre uma primeira disposição que proporciona remoção da segunda instalação de conector de extremidade do 5 tubular e uma segunda disposição na qual a segunda instalação de conector de extremidade seja fixada no tubular.
Especificamente, as duas peças de conector de extremidade podem ser móveis entre a primeira e a segunda disposições pelo movimento articulado das duas peças de conector de extremidade com relação uma a outra. Assim, as duas peças de conector de extremidade podem se prender ao redor do tubular.
Alternativamente, ou, além disso, as duas peças de conector de extremidade podem ser mantidas na segunda disposição prendendo as pe- ças respectivas das duas peças de conector de extremidade uma na outra.
Especificamente, as peças respectivas das duas peças de co-
nector de extremidade podem ser presas uma na outra por meio de pelo menos um de: adesivo, pelo menos um parafuso, pelo menos uma porca e pino, e similar.
Alternativamente, ou, além disso, a segunda instalação de co~ 20 nector de extremidade pode ser moldada para proporcionar a passagem de pelo menos um corpo alongado, tal como, um fio ou cano de diâmetro pe- queno, ao longo do tubular no qual a segunda instalação de conector de ex- tremidade está fixada de maneira que o pelo menos um corpo alongado passe entre a segunda instalação de conector de extremidade e o tubular.
Alternativamente, ou, além disso, a segunda instalação de co-
nector de extremidade pode ser configurada para fixar ao redor da primeira instalação de conector de extremidade quando na segunda disposição.
Alternativamente, ou, além disso, a primeira e a segunda insta- lações de conector de extremidade podem ser dotadas de perfis de superfí- cie moldados para resistir à separação da primeira e segunda instalações de conector de extremidade uma da outra quando na segunda disposição.
Alternativamente, ou, além disso, o conector de extremidade pode ser configurado para resistir ao movimento da segunda instalação de conector de extremidade com relação a um tubular quando a segunda insta- lação de conector de extremidade está fixada no tubular.
Especificamente, o primeiro conector de extremidade pode ser dotado de uma superfície antiderrapante configurada para resistir ao movi- mento através de uma superfície externa do tubular.
Especificamente, a superfície antiderrapante pode definir uma pluralidade de irregularidades, tal como, arestas se estendendo circularmen- te, configuradas para morder na superfície externa.
Alternativamente, ou, além disso, o conector de extremidade pode compreender adicionalmente uma estrutura antiderrapante, que está configurada para proporcionar resistência ao movimento da segunda instala- ção de conector de extremidade com relação ao tubular.
Especificamente, o conector de extremidade pode ser configu- rado de maneira que, em uso, a estrutura antiderrapante seja disposta entre a segunda instalação do conector de extremidade e o tubular.
Alternativamente, ou, além disso, o conector de extremidade pode ser configurado para resistir à separação da estrutura antiderrapante e a segunda instalação de conector de extremidade uma da outra.
Especificamente, a estrutura antiderrapante e a segunda instala- ção de conector de extremidade podem ser dotadas de perfis de interligação.
Especificamente, o conector de extremidade pode ser dotado de forma substancialmente cilíndrica.
Alternativamente, ou, além disso, o conector de extremidade pode compreender um membro de furo configurado para alterar um diâmetro do furo.
Especificamente, o conector de extremidade pode ser configu- rado para proporcionar uma alteração gradual no diâmetro do furo.
Alternativamente, ou, além disso, o conector de extremidade pode ser configurado de maneira que o movimento do membro de furo com relação a um corpo principal do conector de extremidade proporcione a mu- dança no diâmetro. Especificamente, o membro de furo e o corpo principal do co- nector de extremidade podem ser movidos em uma direção longitudinal com relação um ao outro.
Alternativamente, ou, além disso, o membro de furo pode ser 5 dotado de uma parte cônica que engate de maneira móvel com um corpo principal do conector de extremidade para proporcionar uma alteração no diâmetro.
Alternativamente, ou, além disso, o conector de extremidade pode compreender um membro de retenção de extremidade configurado 10 para reter a expansão do membro dilatável em uma direção predeterminada quando o kit de peças esteja montado e em uso. Assim, o membro de reten- ção de extremidade pode restringir a expansão do membro dilatável de ma- neira que o membro dilatável se expanda principalmente em uma direção desejada, por exemplo, afastada de um tubular no qual o aparelho do fundo 15 de poço esteja disposto.
Especificamente, o membro de retenção de extremidade pode definir uma superfície de retenção na qual o membro dilatável se encoste ao se expandir.
Especificamente, o membro de retenção de extremidade pode se estender em uma direção substancialmente afastada de um tubular no qual o aparelho do fundo de poço esteja configurado para ser disposto e a superfície de retenção possa opor-se a uma extremidade do membro dilatá- vel.
Alternativamente, ou, além disso, o membro de retenção de ex- tremidade pode se estender em uma direção substancialmente em direção a um tubular no qual o aparelho do fundo de poço esteja configurado para ser disposto e a superfície de retenção pode opor-se a uma extremidade do membro dilatável.
Alternativamente, ou, além disso, o membro de retenção pode compreender pelo menos uma aba. Uma aba pode se estender em uma di- reção substancialmente afastada de um tubular no qual o aparelho do fundo de poço esteja configurado para ser disposto e outra aba pode se estender em uma direção substancialmente em direção ao tubular.
Alternativamente, ou, além disso, o conector de extremidade pode compreender pelo menos um conector tubular configurado para pro- porcionar, pelo menos em parte, uma conexão para um tubular no qual o aparelho do fundo de poço esteja disposto quando em uso.
Especificamente, o conector de extremidade pode compreender uma pluralidade de conectores tubulares espaçados afastados no conector de extremidade.
Especificamente, a pluralidade de conectores tubulares pode es- tar espaçada afastada ao redor do conector de extremidade.
Alternativamente, ou, além disso, o pelo menos um conector tu- bular pode compreender um prendedor configurado para ser conectado a um tubular.
Especificamente, o prendedor pode compreender um pino que se engata de modo rosqueado com um perfil rosqueado correspondente formado no conector de extremidade.
Em uma terceira forma, o kit de peças pode compreender adi- cionalmente um aparelho de suporte configurado para encostar-se em uma superfície do membro dilatável antes e durante a expansão do membro dila- tável, a superfície na qual o aparelho de suporte se encosta sendo apresen- tada, em uso, em direção ao tubular.
Especificamente, o aparelho de suporte pode ser configurado para encostar-se em uma parte da superfície do membro dilatável.
Especificamente, o aparelho de suporte pode se estender ao longo de uma parte da extensão do membro dilatável.
Alternativamente, ou, além disso, o aparelho de suporte pode compreender um pluralidade de membros de suporte rígidos que são confi- gurados para movimento com relação uns aos outros para acomodar a ex- pansão do membro dilatável.
Especificamente, onde o membro dilatável é de forma cilíndrica
e defina um furo se estendendo longitudinalmente, a pluralidade de mem- bros de suporte pode ser móvel em uma direção radial. Alternativamente, ou, além disso, o aparelho do fundo de poço compreende adicionalmente uma estrutura rígida, o aparelho do fundo de poço sendo dotado de uma primeira condição antes da expansão do mem- bro dilatável, na qual a estrutura rígida define um diâmetro externo máximo 5 do aparelho do fundo de poço, e uma segunda condição após a expansão do membro dilatável, na qual o membro dilatável define um diâmetro externo máximo do aparelho do fundo de poço.
Especificamente, o aparelho do fundo de poço pode ser configu- rado de maneira que uma parte da estrutura rígida seja circundada pelo membro dilatável.
Especificamente, a estrutura rígida pode compreender pelo me- nos um aro circundado pelo membro dilatável.
Especificamente, o pelo menos um aro pode ser proximal a um furo definido pelo membro dilatável e se estender através do aparelho do fundo de poço.
Alternativamente, ou, além disso, a estrutura rígida pode com- preender dois aros espaçados afastados um do outro em uma direção longi- tudinal no aparelho do fundo de poço.
Alternativamente, ou, além disso, a estrutura rígida pode com- preender uma pluralidade de Iinguetas espaçadas afastadas.
Especificamente, cada da pluralidade de Iinguetas espaçadas afastadas pode se estender em uma direção longitudinal.
Alternativamente, ou, além disso, as Iinguetas podem ser espa- çadas afastadas radialmente ao redor do aparelho do fundo de poço.
Alternativamente, ou, além disso, a pluralidade de Iinguetas po-
de ser fixada a um aro em direção a cada extremidade oposta do aparelho do fundo de poço.
Alternativamente, ou, além disso, o pelo menos um aro e a plu- ralidade de Iinguetas podem ser integramente formados um com o outro.
Alternativamente, ou, além disso, a estrutura rígida pode ser
formada pelo menos em parte de pelo menos um de: um metal, um compos- to, um plástico rígido, e similar. Alternativamente, ou, além disso, o membro dilatável pode ser fixado ao tubular, por exemplo, por meio de um adesivo.
De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, é proporcionado um kit de peças de acordo com o primeiro aspecto da presen- 5 te invenção, que, quando montado junto, forma o aparelho do fundo de poço configurado para proporcionar uma vedação entre o tubular e outro compo- nente de furo de poço. Assim, a presente invenção pode ser usada para iso- lar uma parte de um poço. As vedações são frequentemente usadas nos ambientes de fundo de poço para conter e/ou controlar os fluidos de poço. 10 Tais fluidos de poço podem estar fluindo para ou de uma formação geológica subterrânea ou podem estar fluindo para ou da superfície. O isolamento po- de ser usado para controlar o fluxo dos fluidos de poço ou evitar mistura in- desejada de fluidos de poço diferentes.
Especificamente, o outro componente de furo de poço pode ser um de: um revestimento e uma superfície interna do furo de poço.
As modalidades adicionais do segundo aspecto da presente in- venção podem compreender uma ou mais características do primeiro aspec- to da presente invenção.
De acordo com um terceiro aspecto da presente invenção, é 20 proporcionado um kit de peças de acordo com o primeiro aspecto da presen- te invenção que, quando montadas juntas, formam aparelho do fundo de poço configurado para proporcionar vedação entre um tubular e uma super- fície de furo de poço. Portanto, a presente invenção, quando montada, pode tomar a forma de um centralizador 25 Em uso, os centralizadores executam funções importantes nos
ambientes de fundo de poço. Os centralizadores podem, por exemplo, asse- gurar que o tubular não entre em contato com uma superfície de furo de po- ço. Essa função é de particular importância quando um tubular esta sendo cimentado em um furo de poço. Esse fato é devido porque um tubular cen- 30 tralizado de maneira ineficiente pode levar à canalização, isto é, à falha para formar uma liga de cimento ao redor de toda a circunferência do espaço anu- lar entre o tubular e o furo de poço. Isso resulta em isolamento fraco dos fluidos de poço, que pode enfim levar a um fluxo incontrolável de fluidos de poço para a superfície ou para as formações geológicas subterrâneas.
As modalidades adicionais do terceiro aspecto da presente in- venção podem compreender uma ou mais características do primeiro aspec- 5 to da presente invenção.
De acordo com um quarto aspecto da presente invenção, é pro- porcionado um kit de peças de acordo com o primeiro aspecto da presente invenção, que, quando montadas juntas, formam aparelho do fundo de poço configurado para limitar o movimento de um tubular com relação a uma su- perfície de furo de poço.
As âncoras tubulares são empregadas em ambientes de fundo de poço para limitar o movimento de um tubular com relação a um furo de poço. O movimento de um tubular pode ser provocado pela carga mecânica do tubular ou pelas forças de pistão hidráulico. Além disso, uma mudança de 15 temperatura através de um poço pode provocar a expansão ou contração de um tubular e, por meio disso, provocar movimento do tubular com relação ao poço.
As modalidades adicionais do quarto aspecto da presente in- venção podem compreender uma ou mais características do primeiro aspec- to da presente invenção.
De acordo com um quinto aspecto da presente invenção, é pro- porcionado aparelho de recuperação ou exploração de óleo ou gás compre- endendo aparelho do fundo de poço montado de um kit de peças de acordo com o primeiro aspecto da presente invenção.
As modalidades adicionais do quinto aspecto da presente inven-
ção podem compreender uma ou mais características do primeiro aspecto da presente invenção.
De acordo com um sexto aspecto da presente invenção, é pro- porcionado um método de montagem de aparelho do fundo de poço, o mé- todo compreendendo a conexão de um conector em um membro dilatável para formar o aparelho do fundo de poço pela junção de um perfil de junção do conector com um do primeiro e segundo perfis de junção do membro dila- tável, o perfil de junção do conector sendo configurado para se unir com ca- da do primeiro e segundo perfis de junção, o primeiro perfil de junção estan- do em direção à primeira extremidade do conector e o segundo perfil de jun- ção estando em direção a uma segunda extremidade oposta do conector, o 5 membro dilatável se expandindo ao contatar pelo menos um fluido prede- terminado, e o assim formado aparelho do fundo de poço estando configura- do para ser disposto em um tubular em um ambiente de fundo de poço.
As modalidades adicionais do sexto aspecto da presente inven- ção podem compreender uma ou mais características do primeiro aspecto da presente invenção.
De acordo com um aspecto adicional da presente invenção, é proporcionado um aparelho do fundo de poço configurado para ser disposto em um tubular em um ambiente de fundo de poço, o aparelho do fundo de poço compreendendo um membro dilatável que se expande ao contatar pelo 15 menos um fluido predeterminado, no qual o membro dilatável está configu- rado de maneira que uma superfície do membro dilatável defina pelo menos uma irregularidade.
Em uso, a pelo menos uma irregularidade aumenta uma área de superfície do membro dilatável que entra em contato com o pelo menos um 20 fluido predeterminado comparado com um membro dilatável definindo uma superfície regular, por exemplo, um membro dilatável de forma substancial- mente cilíndrica sendo dotado de uma superfície regular. Assim, uma taxa de expansão do membro dilatável pode ser aumentada.
Especificamente, a pelo menos uma irregularidade pode com- preender pelo menos um de: uma ranhura, uma aresta, um entalhe, uma protuberância, uma área desbastada e uma abertura para um furo, que se estende no membro dilatável.
Onde a pelo menos uma irregularidade é uma abertura para um furo, o furo pode conectar uma superfície do membro dilatável a outra super- fície do membro dilatável. Portanto, o pelo menos um fluido predeterminado pode passar através do membro dilatável por meio do pelo menos um furo de uma superfície para outra superfície. Alternativamente, ou, além disso, a pelo menos uma irregulari- dade pode se estender substancialmente longitudinalmente ao longo do membro dilatável. Por exemplo, onde a irregularidade seja um canal, o canal pode se estender longitudinalmente ao longo do membro dilatável.
5 Alternativamente, ou, além disso, a pelo menos uma irregulari-
dade pode se estender ao redor do membro dilatável. Por exemplo, onde a irregularidade seja um canal e o membro dilatável seja de uma forma subs- tancialmente cilíndrica, o canal pode se estender circularmente ao redor do membro dilatável.
Alternativamente, ou, além disso, o membro dilatável pode for-
mar parte de um kit de peças que, quando montadas juntas formem o apare- lho do fundo de poço.
Especificamente, o membro dilatável pode ser dotado de um primeiro perfil de junção em direção à primeira extremidade e um segundo 15 perfil de junção em direção à segunda extremidade oposta, e o kit de peças pode compreender adicionalmente um conector sendo dotado de um perfil de junção configurado para se unir com cada primeiro e segundo perfis de junção do membro dilatável de maneira que o conector possa ser conectado em qualquer uma das primeira e segunda extremidades do membro dilatá- 20 vel.
As modalidades adicionais do aspecto adicional da presente in- venção podem compreender uma ou mais características de acordo com qualquer aspecto anterior da presente invenção.
Ainda de acordo com um aspecto adicional da presente inven- 25 ção, é proporcionado um aparelho de fundo de poço configurado para ser disposto em um tubular em um ambiente de fundo de poço, o aparelho do fundo de poço compreendendo: um membro dilatável que se expande ao entrar em contato com pelo menos um fluido predeterminado; e uma instala- ção rígida, o aparelho do fundo de poço sendo dotado de uma primeira con- 30 dição antes da expansão do membro dilatável, na qual a instalação rígida define um diâmetro externo máximo do aparelho do fundo de poço, e uma segunda condição após a expansão do membro dilatável, na qual o membro dilatável define um diâmetro externo máximo do aparelho do fundo de poço.
Quando a instalação de fundo de poço está em uso no fundo do poço na primeira condição a instalação rígida pode proporcionar proteção de isolamento. Quando a instalação de fundo de poço está na segunda condi- ção o membro dilatável é expandido para, por exemplo, proporcionar isola- mento.
Especificamente, o aparelho do fundo de poço pode ser configu- rado de maneira que uma parte da instalação rígida seja circundada pelo membro dilatável.
Especificamente, a instalação rígida pode compreender pelo
menos um aro circundado pelo membro dilatável.
Especificamente, o pelo menos um aro pode estar proximal a um furo definido pelo membro dilatável e se estendendo através do aparelho do fundo de poço.
Alternativamente, ou, além disso, a instalação rígida pode com-
preender dois aros espaçados afastados um do outro em uma direção longi- tudinal no aparelho do fundo de poço.
Alternativamente, ou, além disso, a instalação rígida pode com- preender uma pluralidade de Iinguetas espaçadas separadas.
Especificamente, cada pluralidade de Iinguetas espaçadas sepa-
radas pode se estender em uma direção longitudinal.
Alternativamente, ou, além disso, as Iinguetas podem ser espa- çadas afastadas radialmente ao redor do aparelho do fundo de poço.
Alternativamente, ou, além disso, a pluralidade de Iinguetas po-
de ser fixada a um aro em direção a cada extremidade oposta do aparelho do fundo de poço.
Alternativamente, ou, além disso, o pelo menos um aro e a plu- ralidade de Iinguetas podem ser integramente formados um com o outro.
Alternativamente, ou, além disso, a instalação rígida pode ser
formada elo menos em parte de pelo menos um de: um metal, um composto, um plástico rígido, e similar.
As modalidades adicionais de ainda um aspecto adicional da presente invenção podem compreender uma ou mais características de a- cordo com qualquer aspecto anterior da presente invenção.
As características e vantagens adicionais da presente invenção se tornarão claras a partir da descrição que se segue, que é fornecida à gui- sa apenas de exemplo e com relação aos desenhos que a acompanham, nos quais:
A figura 1 ilustra um kit de peças para uma modalidade da pre- sente invenção;
A figura 2 ilustra o kit de peças da figura 1 parcialmente instala- do em um tubular;
A figura 3 ilustra o kit de peças da figura 1 instalado em um tu- bular;
A figura 4 ilustra o kit de peças da figura 1 montado e "in situ" em um ambiente de fundo de poço;
A figura 5 proporciona uma vista detalhada de um membro dila-
tável do kit de peças da figura 1;
A figura 6 proporciona uma vista detalhada de um conector do kit de peças de acordo com uma modalidade da invenção;
A figura 7A proporciona uma vista detalhada de um conector de extremidade do kit de peças da figura 1;
A figura 7B proporciona uma vista detalhada de parte de uma seção longitudinal através de um conector de extremidade alternativo em uma condição montada;
A figura 8 proporciona uma vista detalhada de um conector de extremidade alternativo que forma parte de uma modalidade alternativa da invenção;
A figura 9 proporciona uma vista de parte da modalidade da figu- ra 8;
A figura 10 ilustra um kit de peças montado quando o membro dilatável está sendo ativado.
A figura 11 ilustra uma modalidade da presente invenção, na qual é usada uma forma alternativa do conector de extremidade; A figura 12 ilustra a modalidade da figura 11 em sua condição
presa; e
A figura 13 ilustra uma forma alternativa de um membro dilatável da presente invenção.
5 A figura 1 ilustra um kit de peças 10 de acordo com a presente
invenção sendo dotado de um primeiro membro dilatável 12, um segundo membro dilatável 14, um conector 16, um primeiro conector de extremidade 18 e um segundo conector de extremidade 20. O conector 16 está configu- rado para conectar os dois membros dilatáveis 12, 14 juntos, conforme des- 10 crito abaixo. O primeiro e o segundo conectores de extremidade 18, 20 co- nectam as extremidades opostas do membros dilatáveis conectados 12, 14 conforme ilustrado abaixo. Cada primeiro e segundo membro dilatável 12,
14, o primeiro e segundo conectores de extremidade 18, 20 e o conector 16 são de forma geralmente cilíndrica e, portanto, definem um furo se esten- dendo longitudinalmente através dos mesmos.
O kit de peças 10 da figura 1 é montado junto e ajustado em um tubular 22, como um tubular de campo petrolífero padrão (API), conforme ilustrado na forma montada em parte na figura 2. Cada primeiro e segundo membros dilatáveis 12, 14, é dotado de um perfil encrespado em cada ex- 20 tremidade. O conector 16 é também dotado de um perfil encrespado em ca- da extremidade. O perfil encrespado em uma primeira extremidade do co- nector 16 é empurrado para o perfil encrespado em uma extremidade do membro dilatável 12 e o perfil encrespado na segunda extremidade oposta do conector é empurrada para o encrespado em uma extremidade do se- 25 gundo membro dilatável 14. Assim, o primeiro e segundo membros dilatáveis
12, 14 são conectados um no outro extremidade para extremidade pelo co- nector 16. Cada conector de extremidade 18, 20 é dotado de um perfil en- crespado, que é empurrado para um perfil encrespado respectivo em uma extremidade livre dos membros dilatáveis conectados 12, 14. Os membros 30 dilatáveis assim unidos, conector e conector de extremidade juntos definem um furo através do qual o tubular 22 se estende.
A figura 3 ilustra um kit de peças 10 no tubular 22 da figura 2. Especificamente, os perfis encrespados dos conectores de extremidade 18, 20 e o conector 16 são inteiramente recebidos nos perfis encrespados dos membros dilatáveis 12, 14 de maneira que esses componentes sejam apro- priadamente conectados um no outro.
5 A figura 4 ilustra um kit de peças compreendendo um membro
dilatável 12, um conector 16 e um conector de extremidade 18 conectados juntos em série, conforme descrito acima, e ajustados em um tubular 22, que se estende através de uma formação geológica subterrânea 24.
A figura 5 proporciona uma vista detalhada 30 do membro dila- tável das figuras de 1 a 4. O membro dilatável 30 da figura 5 é de forma substancialmente cilíndrica e, assim, define um furo 32. A extensão do membro dilatável está entre em torno de 30,48 cm (1 pé) e em torno de
91,44 (3 pés). Os diâmetros interno e externo do membro dilatável são de- terminados para a aplicação em vista. Na verdade, o kit de peças pode com- 15 preender uma quantidade de tais membros dilatáveis cada um sendo dotado de diâmetros interno e externo diferentes e elastômeros dilatáveis diferentes de maneira que pode ser feito o uso seletivo do kit das peças dependendo da aplicação em vista. Voltando à figura 5, o membro dilatável é dotado de um perfil encrespado 34, 36, conforme descrito acima, em cada extremidade 20 de oposição 38, 40 do membro dilatável. Cada perfil encrespado 34, 36 é definido em uma cavidade formada em uma extremidade do membro dilatá- vel de maneira que quando, por exemplo, um conector 16 é conectado ao membro dilatável 30, o perfil encrespado do conector é imprensado entre as peças do membro dilatável.
O membro dilatável 30 é formado de um elastômero dilatável. O
membro dilatável 30 pode também ser dotado de um membro reforçado tal como, Kevlar® (não ilustrado), que está embutido no e se estende ao longo do membro dilatável. Um elastômero dilatável é um material elástico que se dilata ao ser colocado em determinados fluidos. A dilatação é provocada pe- Ia absorção de fluido. Há dois tipos principais de elastômeros dilatáveis:
. aqueles que se dilatam em óleo; e . aqueles em que a dilatação é em uma solução aquosa. Onde o membro dilatável se dilata em óleo, o membro pode compreender borracha de monômero etileno propileno dieno (EPDM). Onde o membro dilatável se dilata em água, o membro pode compreender resina de ligação cruzada de base de amido ácido N-vinilcarboxílico e um uretano 5 dilatável em uma matriz de borracha de etileno - propileno.
Uma vista detalhada de um conector 50 do kit de peças das figu- ras de 1 a 4 é proporcionada na figura 6. O conector é de forma geralmente cilíndrica de maneira que define um furo 52. O conector é dotado de um pri- meiro e segundo perfis encrespados 54, 56 em direção às respectivas ex- 10 tremidades opostas do conector, conforme descrito acima. O primeiro e o segundo flanges 58, 60 (que constituem membros de retenção) são propor- cionados no conector 50. O primeiro flange 58 se entende radialmente de uma superfície externa do conector, isto é, em uma direção afastada de um tubular no qual é instalado um kit de peças montado. O segundo flange 60 15 se estende radialmente no furo 52 do conector. O primeiro e segundo flan- ges restringem a expansão do membro dilatável conforme descrito acima.
Uma vista detalhada do conector de extremidade 70 do kit de peças das figuras de 1 a 4 é proporcionada na figura 7A. O conector de ex- tremidade é de forma geralmente cilíndrica de maneira que define um furo 72. O perfil encrespado 74 é proporcionado em direção a uma extremidade do conector de extremidade 70. A superfície externa da extremidade oposta do conector de extremidade é moldado para definir um chanfro 76. Uma aba 78 é formada em uma superfície externa e uma superfície interna do conec- tor de extremidade. Cada aba 78 define uma superfície se estendendo radi- almente, que restringe a expansão do membro dilatável conforme descrito abaixo. O conector de extremidade 70 é também dotado de uma quantidade de pinos que se engatam de modo rosqueado com o conector de extremida- de em locais espaçados afastados circularmente ao redor da superfície ex- terna do conector de extremidade. Os pinos podem ser usados para fixar o conector de extremidade 70 em um componente de fundo de poço, tal como, um revestimento.
Em uma modalidade alternativa, o conector de extremidade 70 também compreende um membro de furo (não ilustrado) que é usado para alterar um diâmetro do furo 72 para possibilitar que o conector de extremida- de 70 seja configurado para diâmetros diferentes de tubular. O membro de furo suporta o conector de extremidade no tubular. Em uma variação, o 5 membro de furo é dotado de uma parte cônica, e o movimento do membro de furo longitudinalmente com relação ao conector de extremidade leva o membro de furo a progressivamente reduzir o diâmetro do furo.
A figura 7B ilustra um conector de extremidade de acordo com uma modalidade alternativa da invenção. O conector de extremidade, geral- 10 mente descrito em 700, é similar ao conector de extremidade 70 e ilustrado disposto em um tubular e conectado a um membro dilatável 12. Contudo, o conector de extremidade 701 difere em que compreende dois componentes: uma parte de junção 702 e uma parte de retenção 703. Um perfil encrespado 704 é proporcionado em direção a uma extremidade da parte de retenção 15 702, que corresponde a um perfil de junção em uma cavidade do membro dilatável 12. A extremidade oposta da parte de retenção proporciona uma superfície de rolamento 705, que está em contato com uma superfície de rolamento correspondente 706 da parte de retenção 703. A parte de reten- ção 702 define um furo ampliado para receber as peças internas do membro 20 dilatável 12. A parte de retenção 703 é também dotado de dispositivo de fi- xação na forma de pinos (não ilustrados) que se engatam de modo rosquea- do com os furos 707 em locais espaçados afastados circularmente ao redor da superfície externa para prender o conector em um tubular.
Quando usado com o conector de extremidade 700, o aparelho montado do kit de peças será girado no tubular. A parte de retenção 702 é acoplada no aparelho e gira com o aparelho, e com relação à parte de reten- ção 703. A parte de retenção 703 evita o movimento axial do aparelho.
A figura 8 proporciona uma vista detalhada de outra modalidade do conector de extremidade 90. O conector de extremidade 90 da modalida- de da figura 8 compreende um corpo principal 92, que é conforme descrito acima com relação à modalidade da figura 7, e uma instalação de suporte 94. A instalação de suporte 94 está ilustrada mais detalhadamente na figura 9. A instalação de suporte 94 está configurada para encostar-se em uma superfície externa de um membro dilatável conectado ao conector de extre- midade 92 quando o membro dilatável está em uma condição não expandida e para permanecer em contato com a superfície externa à medida que o 5 membro dilatável se expande. Especificamente, a instalação de suporte 94 compreende uma quantidade de membros de suporte concêntricos 96, cada um dos quais define um furo através do qual é recebido um tubular. Um dos membros de suporte 96 é dotado de quatro elementos de suporte 98 que são espaçados afastados ao redor e fixados no membro de suporte 96. Os 10 elementos de suporte 98 se estendem em uma direção longitudinal de ma- neira que os mesmos proporcionam um aumento na área de contato entre a instalação de suporte e o membro dilatável. Cada elemento de suporte 98 compreende quatro peças de suporte rígidas 100 que estão configuradas para se moverem com relação uma a outra em uma direção radial afastada 15 de um tubular por meio do qual a expansão do membro dilatável é acomo- dada.
A figura 10 ilustra um kit de peças montado em uso em um tubu- lar. As peças componentes do kit de parte montado 120 da figura 10 são as mesmas daquelas descritas acima com relação à figura 3. Em uso, os mem- 20 bros dilatáveis 12, 14 são expostos aos fluidos de poço que levam os mes- mos a se dilatar. A expansão dos membros dilatáveis é direcionada radial- mente afastada do tubular 22 conforme ilustrado pelas setas direcionadas radialmente. A expansão do membro dilatável em uma direção longitudinal é detida pelos flanges 58, 60 e as abas 78 proporcionados no conector 16 e 25 nos conectores de extremidade 18, 20.
A figura 11 ilustra uma modalidade da presente invenção, na qual é usada uma forma alternativa do conector de extremidade 130. O co- nector de extremidade 130 é dotado de uma primeira instalação de conector de extremidade 132 configurada para se unir com um perfil de junção do 30 membro de expansão e uma segunda instalação de conector de extremida- de 134 configurada para ser fixada de maneira que possa ser liberada em um tubular conforme descrito abaixo. A segunda instalação de conector de extremidade 134 é dotada de duas peças de conector de extremidade 136, 138 que são moveis com relação uma a outra entre uma primeira disposição que proporciona a remoção da segunda instalação de conector de extremi- dade de um tubular (conforme ilustrado na figura 11) e uma segunda estrutu- 5 ra na qual a segunda instalação de conector de extremidade é presa ao re- dor de um tubular. A figura 12 ilustra a segunda instalação de conector de extremidade 134 isolada quando está na segunda posição. Com relação à figura 11, as duas peças de conector de extremidade 136, 138 se movem entre a primeira e a segunda disposições por meio das dobradiças 140 pro- 10 porcionadas ao longo das respectivas bordas. As bordas respectivas não articuladas opostas das duas peças de conector de extremidade 136, 138 são presas uma na outra por meio de pelo menos um adesivo, parafusos, porcas e pinos, ou similar.
A primeira instalação de conector 132 e a segunda instalação de conector 134 são dotadas de perfis de superfície 142, 144 que são formata- das para se interligarem de maneira que a separação da primeira e da se- gunda instalações de conector uma da outra é resistida quando a segunda instalação de conector de extremidade é presa ao redor de um tubular.
O conector de extremidade também compreende uma estrutura 20 antiderrapante 150, que está configurada para proporcionar resistência ao movimento da segunda instalação de conector de extremidade em um tubu- lar. A estrutura antiderrapante 150 é dotada de uma superfície antiderrapan- te 152 que define uma pluralidade de arestas se estendendo radialmente 154, que estão configuradas para morder na superfície externa. Em uso, a 25 estrutura antiderrapante 150 está disposta entre a segunda instalação de conector de extremidade e o tubular. Para resistir à separação da estrutura antiderrapante e da segunda instalação de conector de extremidade uma da outra, a estrutura antiderrapante 150 e a segunda instalação de conector de extremidade são dotadas de perfis de interligação 156, 158.
Em uma forma não ilustrada da modalidade das figuras 11 e 12,
a segunda instalação de conector de extremidade é moldada para propor- cionar passagem de fios ao longo do tubular no qual a segunda instalação de conector de extremidade está fixada. Isso é alcançado pelo provimento de uma cavidade de estendendo longitudinalmente na superfície de revesti- mento interno da segunda instalação de conector de extremidade. Portanto, os fios podem passar entre a segunda instalação de conector de extremida- 5 de e o tubular.
Em uma modalidade adicional não ilustrada, o membro dilatável das modalidades anteriormente descritas é configurado de maneira que sua superfície defina uma quantidade de aberturas (que constituem uma irregula- ridade), cada abertura proporcionado acesso para um furo que se estende através do membro dilatável. O provimento de furos aumenta a área de su- perfície do membro dilatável que entra em contato com o fluido e leva o membro dilatável a se expandir. Portanto, o índice de expansão do membro dilatável é aumentado. Além disso, o membro dilatável compreende uma camada disposta sobre pelo menos uma parte de sua superfície externa. A camada está configurada para controlar o acesso do pelo menos um fluido predeterminado para a superfície externa do membro dilatável. Assim, a ca- mada controla como o membro dilatável se expande quando levado a conta- tar o pelo menos um fluido predeterminado. Especificamente, a camada está configurada para apresentar uma barreira para o pelo menos um fluido pre- determinado por um período de tempo predeterminado. Assim, a camada funciona como uma barreira temporária. Ainda, a camada está configurada para proporcionar passagem do fluido através da camada em um índice pre- determinado. Assim, a camada é usada para reduzir um índice no qual o membro dilatável se expande quando na presença do fluido do que seria o caso se a camada estivesse ausente.
A figura 13 ilustra uma forma alternativa 180 de um membro di- latável da presente invenção. O membro dilatável 182 é dotado de uma ins- talação rígida 184, que é dotada de três peças: um primeiro aro 186, uma pluralidade de Iinguetas espaçadas afastadas 188 e um segundo aro. O pri- 30 meiro aro 186 e o segundo aro são posicionados no corpo do membro dila- tável 182. O primeiro 186 e o segundo aros são posicionados em direção às extremidades opostas do corpo dilatável e são unidos pela pluralidade de Iinguetas espaçadas afastadas 188. As Iinguetas 188 são espaçadas afasta- das ao redor da circunferência do membro dilatável 182. As Iinguetas 188 seguem uma trajetória de maneira que ao redor do seu centro as mesmas definem o diâmetro externo máximo do membro dilatável. Deve ser observa- do que o segundo aro não está ilustrado na figura 13. Isso se deve ao fato de que a figura 13 ilustra o membro dilatável cortado afastado na adjacência do primeiro aro 186, mas não cortado afastado na adjacência do segundo aro. Os dois aros e a pluralidade de Iinguetas são integralmente formados um com o outro de um material rígido adequado, tal como, um metal.
Cada extremidade do membro dilatável define uma cavidade 190 sendo dotada de arestas para permitir conexão de ajustagem precisa com o conector 16 descrito acima com relação, por exemplo, à figura 1.
Além disso, nas modalidades acima descritas o membro dilatá- vel pode ser fixado no tubular no qual está sedo usado, por exemplo, por meio de um adesivo. Ainda, a conexão entre o conector e o membro dilatá- vel pode ser aperfeiçoada por meio de um adesivo.
Em uso, o aparelho compreendendo o membro dilatável da figu- ra 13 é introduzido no fundo do poço em uma primeira condição antes da expansão do membro dilatável. Portanto, e conforme ilustrado na figura 13, a instalação rígida 184 define um diâmetro externo máximo do aparelho do fundo de poço de maneira que o mesmo proporcione, por exemplo, uma fun- ção de isolamento ou estabilização. A natureza rígida da instalação rígida 184 proporciona proteção para o aparelho do fundo de poço. Ainda, a estru- tura da instalação rígida 184, que se estende para o corpo do membro dila- tável, funciona como uma armação para moderar o efeito das forças cortan- tes que iriam, se não fosse pela instalação rígida 184, ser exercidas de uma maneira incontrolável no membro dilatável. As Iinguetas espaçadas afasta- das 188 da instalação rígida 184 podem flexionar de maneira que o diâmetro externo máximo definido pela instalação rígida 184 reduz. Isso permite que o aparelho do fundo de poço do qual o membro dilatável 180 forma parte pas- se através das restrições. Quando o aparelho do fundo de poço este no local desejado (por exemplo, onde seja desejado criar uma vedação) o membro dilatável é exposto ao fluido predeterminado conforme descrito acima. O membro dilatável estão se expande de maneira que define o diâmetro exter- no máximo do aparelho do fundo de poço.
Serão agora descritas as aplicações do kit de peças. O kit de peças quando montado pode ser usado como um obturador, que proporcio- na vantagens sobre os obturadores conhecidos. A construção de poço nor- malmente envolve a colocação de tubulares de metal que são cimentados no furo do poço. Um tubular de metal é considerado a ser propriamente cimen- tado no lugar quando um volume predeterminado de cimento tenha sido bombeado para dentro do tubular e encha o espaço anular entre o tubular e o furo de poço. De acordo com a prática conhecida, os obturadores de poço são então posicionados dentro do tubular cimentado. Isso significa que os obturadores conhecidos são projetados para vedar espaços definidos de poço que são limitados por superfícies lisas. Tais obturadores conhecidos são frequentemente ajustados em uma maneira concêntrica, que significa que as peças de obturador são configuradas para se moverem de modo uni- forme em uma direção radial permitindo, assim, pouca tolerância de superfí- cies irregulares. Os obturadores de poço formados de kits de peças de acor- do com a presente invenção podem proporcionar tolerância aperfeiçoada de superfícies irregulares.
O kit de peças pode ser montado para proporcionar ferramentas de isolamento para árias aplicações diferentes. Por exemplo, em alguns ce- nários o propósito principal da ferramenta pode ser evitar o fluxo anular de partículas tal como, areias produzidas, e pode não ser requerida a vedação 25 de pressão alta. O kit de peças pode, assim, ser montado para formar um aparelho do fundo de poço consistindo em um membro dilatável e de dois conectores de extremidade. Alternativamente, o kit de peças pode ser mon- tado para formar um aparelho do fundo de poço terminado em uma extremi- dade por um conector de extremidade, e conectado a outra ferramenta em 30 sua extremidade oposta por um conector 50 do tipo ilustrado na figura 6. Em outra aplicação um obturador com capacidades de vedação de pressão alta pode ser formado do kit de peças pela conexão de vários membros dilatá- veis em série. Todas as ferramentas acima podem ser montadas do mesmo kit de componentes.
O uso da presente invenção pode também proporcionar benefí- cios no atendimento de exigências para aumentar a produção, eficiência e confiabilidade de poço e para reduzir custos. O encaixe (por exemplo, danifi- cação de crosta) em formação rochosa em que os procedimentos de cimen- tação e perfuração são seguidos é sempre uma preocupação na construção de poço e frequentemente o objeto de muito debate e investimento para ten- tar e minimizar seus efeitos. A flexibilidade e a maneira de configurar os ob- turadores formados da presente invenção podem auxiliar a se dirigir a tais problemas pela eliminação da cimentação e operações de perfuração asse- gurando completamente que a formação de encaixe para ser mantida a um mínimo. Isso é devido ao fato de que o membro dilatável da presente inven- ção permite que o revestimento ou tubulação seja suportado sem cimenta- ção e, assim, pode ser usado o encaixe de pré-perfuração. Além disso, essa aplicação da presente invenção elimina o custo e o tempo envolvidos nas operações de cimentação e perfuração.
O uso da presente invenção pode também proporcionar benefí- cios na centralização tubular. A presente invenção é fabricada para ser nive- Iada com diâmetros de furo de abertura comum, proporcionado, por meio disso, isolamento máximo para o membro dilatável e as ferramentas adja- centes. A inclusão de um elastômero dilatável significa que os a invenção se beneficia da construção integrai do membro dilatável e da instalação rígida que é forte e alta em força de impacto. Uma vez molhado com fluidos de po- ço, o membro de elastômero dilatável permite o giro aperfeiçoado dos tubu- lares de poço devido a um baixo coeficiente de fricção. Isso também benefi- cia os poços altamente desviados ou poços horizontais de alcance estendido onde a dragagem resistiva cumulativa pode proibir a instalação total dos tu- bulares de metal. Uma vez que o elastômero dilatável se expande, a força de dilatação radial pode frequentemente levantar cano para fora do lado bai- xo dos furos de sonda horizontais, proporcionando centralização adicional.
A presente invenção oferece as seguintes vantagens: i) O kit de peças pode ser adaptado para e instalado em qual- quer tubular de poço, que pode ser formado de plástico, composto ou metal. Os tubulares com os quais a invenção pode ser usada incluem: tubulação, revestimento, crivo de areia, filtro de cascalho, cutelos de trabalho, junções
rápidas, tubulação em espiral e hastes sugadoras de bomba.
ii) O uso de um membro dilatável que se expande ao entrar em contato com fluidos de poço proporciona a ativação do membro dilatável sem intervenção do fundo de poço.
iii) Uma série de membros dilatáveis pode ser ajustada em uma maneira não-concêntrica e sem restrição as suas orientações.
iV) Os membros dilatáveis podem ser ajustados em formações irregular, não-circular e não-linear ou estrutura de suporte de fundo de poço.
V) O kit de peças pode ser instalado em tubulares existentes sem a necessidade de técnicas ou equipamentos de montagem especializa- das.
Vi) O kit de peças pode ser montado e instalado normalmente sem funcionários especialmente treinados.
Vii) Os tubulares e as formações de formatos e diâmetros dife- rentes podem ser acomodados.
Viii) O aparelho de fundo de poço pode ser configurado para
controlar o índice de expansão do membro dilatável.
iX) O aparelho do fundo de poço quando montado do kit de pe- ças proporciona autocentralização integral quando em uso.
x) O kit de peças pode ser montado no último minuto para con- siderar mudanças nas exigências de especificação.
O kit de peças proporciona a montagem do aparelho de fundo de poço que pode ter significantemente reduzido o coeficiente de fricção que o aparelho de fundo de poço convencional.

Claims (67)

1. Kit de peças que, quando montadas juntas, formam aparelho do fundo de poço configurado para ser disposto em um tubular em um ambi- ente de fundo de poço, o kit de peças compreendendo: um membro dilatável que se expande ao entrar em contato com pelo menos um fluido predeterminado, o membro dilatável sendo dotado de um primeiro perfil de junção em direção à primeira extremidade e um segun- do perfil de junção em direção à segunda extremidade oposta; e um conector sendo dotado de um perfil de junção configurado para se unir com o primeiro e o segundo perfis de junção do membro dilatá- vel de maneira que o conector possa ser conectado a qualquer uma das primeira e segunda extremidades do membro dilatável.
2. Kit de peças, de acordo com a reivindicação 1, no qual o pri- meiro e segundo perfis de junção são dotados substancialmente do mesmo formato.
3. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, no qual o conector é dotado de primeiro e segundo perfis de junção, cada primeiro e segundo perfil de junção do conector estando confi- gurado para se unir com cada primeiro e segundo perfil de junção do mem- bro dilatável.
4. Kit de peças, de acordo com a reivindicação 3, no qual o pri- meiro e segundo perfis de junção do conector estão em linha um com o ou- tro de maneira que, em uso, dois membros dilatáveis conectados por meio do conector estão em linha um com o outro.
5. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, no qual um perfil de junção do conector compreende uma plu- ralidade de arestas se estendendo afastadas de uma extremidade do conec- tor.
6. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, no qual os perfis de junção do conector e o membro dilatável estão configurados para uma conexão de ajustagem precisa do conector e do membro dilatável um com o outro.
7. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, no qual o conector e o membro dilatável estão conectados um ao outro por meio de um adesivo.
8. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, no qual um perfil de junção do conector compreende um perfil rosqueado.
9. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, no qual o membro dilatável define uma cavidade de junção, o perfil de junção estando definido em uma superfície da cavidade de junção.
10. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, no qual um perfil em corte transversal do membro dilatá- vel varia ao longo do membro dilatável.
11. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, no qual o membro dilatável está configurado de maneira que uma superfície do membro dilatável defina pelo menos uma irregulari- dade.
12. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, no qual o membro dilatável compreende uma camada disposta sobre pelo menos uma parte de uma superfície externa do membro dilatável, a camada estando configurada para controlar o acesso do pelo menos um fluido predeterminado para a superfície externa do membro dila- tável.
13. Kit de peças, de acordo com a reivindicação 12, no qual a camada está configurada para proporcionar que o pelo menos um fluido pre- determinado passe através da camada em um índice predeterminado.
14. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, no qual o kit de peças compreende adicionalmente uma disposição de reforço configurada para ser disposta em uma superfície do membro dilatável a ser apresentado ao tubular.
15. Kit de peças, de acordo com a reivindicação 14, no qual a disposição de reforço está embutida em um membro dilatável.
16. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, no qual o membro dilatável compreende ligação cruzada de copolímero de etileno propileno com pelo menos um de peróxido e enxo- fre.
17. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, no qual o membro dilatável compreende pelo menos uma de uma resina de ligação cruzada com base de amido e um uretano dilatável em água.
18. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, no qual o conector compreende um membro de retenção configurado para reter a expansão do membro dilatável em uma direção predeterminada quando o kit de peças está montado e em uso.
19. Kit de peças, de acordo com a reivindicação 18, no qual o membro de retenção se estende em uma direção substancialmente afastada de um tubular no qual o aparelho do fundo de poço está configurado para ser disposto e a superfície de retenção reveste uma extremidade do membro dilatável.
20. Kit de peças, de acordo com a reivindicação 18 ou 19, no qual o membro de retenção se estende em uma direção substancialmente em direção a um tubular no qual o aparelho do fundo de poço está configu- rado para ser disposto e a superfície de retenção reveste uma extremidade do membro dilatável.
21. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, no qual o conector define um furo, o furo se estende lon- gitudinalmente através do conector e um flange se estende radialmente do conector.
22. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, no qual o conector é formado em parte de pelo menos um de: um metal, um material plástico, e um composto.
23. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, no qual o kit de peças compreende adicionalmente um segundo membro dilatável.
24. Kit de peças, de acordo com a reivindicação 23, no qual o segundo membro dilatável é dotado de um primeiro perfil de junção em dire- ção à primeira extremidade oposta e um segundo perfil de junção em dire- ção à segunda extremidade oposta.
25. Kit de peças, de acordo com a reivindicação 24, no qual o primeiro e o segundo perfis de junção do segundo membro dilatável estão configurados para se unirem com um perfil de junção do conector.
26. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, no qual o kit de peças compreende um conector de ex- tremidade configurado para se unir com um perfil de junção do membro dila- tável.
27. Kit de peças, de acordo com a reivindicação 26, no qual o conector de extremidade é dotado de um perfil de junção configurado para se unir com cada primeiro e segundo perfis de junção do membro dilatável.
28. Kit de peças, de acordo com a reivindicação 26 ou 27, no qual o conector de extremidade e o membro dilatável estão conectados um ao outro por meio de um adesivo.
29. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 26 a 28, no qual o conector de extremidade compreende uma parte de junção configurada para se unir com o membro dilatável e uma parte de re- tenção configurada para ser fixada em um tubular.
30. Kit de peças, de acordo com a reivindicação 29, no qual a parte de junção e parte de retenção estão configuradas para serem giradas com relação uma a outra.
31. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 26 a 30, no qual o conector de extremidade compreende uma primeira instalação de conector configurada para ser unir a um perfil de junção do membro dilatável e uma segunda instalação de conector de extremidade configurada para ser fixada de modo desprendível a um tubular, a primeira e segunda instalação de conector de extremidade estando configuradas para serem fixadas de modo desprendível uma à outra.
32. Kit de peças, de acordo com a reivindicação 31, no qual o conector de extremidade está configurado de maneira que a conexão de modo desprendível da segunda instalação de conector de extremidade no tubular proporcione fixação desprendível da primeira e segunda instalações de conector de extremidade uma à outra.
33. Kit de peças, de acordo com a reivindicação 31 ou 32, no 5 qual a segunda instalação de conector de extremidade compreende duas peças de conector de extremidade móveis com relação uma à outra entre uma primeira disposição que proporciona a remoção da segunda instalação de conector de extremidade do tubular e uma segunda disposição na qual a segunda instalação de conector de extremidade está fixada ao tubular.
34. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 31 a 33, no qual a segunda instalação de conector de extremidade é moldada para proporcionar a passagem de pelo menos um corpo alongado, tal como, um fio ou cano de diâmetro pequeno, ao longo do tubular no qual a segunda instalação de conector de extremidade está fixada de maneira que pelo menos um corpo alongado passe entre a segunda instalação de conec- tor de extremidade e o tubular.
35. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 31 a 34, no qual a segunda instalação de conector de extremidade está configurada para se prender ao redor da primeira instalação de conector de extremidade quando na segunda disposição.
36. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 31 a 35, no qual a primeira e segunda instalações de conector de ex- tremidade são dotadas de perfis de superfície para resistir à separação da primeira e segunda instalações de conector de extremidade uma da outra quando na segunda disposição.
37. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 31 a 36, no qual o conector de extremidade está configurado para re- sistir ao movimento da segunda instalação de conector de extremidade com relação a um tubular quando a segunda instalação de conector de extremi- dade está fixada ao tubular.
38. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 26 a 37, no qual o conector de extremidade é dotado de uma superfície antiderrapante configurada para resistir ao movimento transversal de uma superfície externa do tubular.
39. Kit de peças, de acordo com a reivindicação 38, no qual o conector de extremidade está configurado para resistir à separação da estru- tura antiderrapante e a segunda instalação do conector de extremidade uma da outra.
40. Kit de peças, de acordo com a reivindicação 39, no qual a estrutura antiderrapante e a segunda instalação co conector de extremidade são dotadas de perfis de interligação.
41. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 26 a 40, no qual o conector de extremidade compreende um membro de furo configurado para alterar o diâmetro do furo.
42. Kit de peças, de acordo com a reivindicação 41, no qual o membro de furo e o corpo principal do conector de extremidade são moveis em uma direção longitudinal com relação um ao outro.
43. Kit de peças, de acordo com a reivindicação 41 ou 42, no qual o membro de furo é dotado de uma parte cônica que se engata de ma- neira móvel com um corpo principal do conector de extremidade par propor- cionar uma alteração no diâmetro.
44. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 26 a 43, no qual o conector de extremidade compreende um membro de retenção configurado para reter a expansão do membro dilatável em uma direção predeterminada quando o kit de peças está montado e em uso.
45. Kit de peças, de acordo com a reivindicação 44, no qual o membro de retenção se estende em uma direção substancialmente afastada de um tubular no qual o aparelho do fundo de poço está configurado para ser disposto e a superfície de retenção reveste uma extremidade do membro dilatável.
46. Kit de peças, de acordo com a reivindicação 44 ou 45, no qual o membro de retenção de extremidade se estende em uma direção substancialmente em direção a um tubular no qual o aparelho do fundo de poço está configurado para ser disposto e a superfície de retenção recobre uma extremidade do membro dilatável.
47. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 26 a 46, no qual o conector de extremidade compreende pelo menos um conector de tubular configurado para proporcionar, pelo menos em parte, uma conexão com um tubular no qual o aparelho do fundo de poço está dis- posto quando em uso.
48. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, no qual o kit de peças compreende adicionalmente um aparelho de suporte configurado para encostar-se em uma superfície do membro dilatável antes e durante a expansão do membro dilatável, a super- fície na qual o aparelho de suporte se encosta sendo apresentada, em uso, em direção ao tubular.
49. Kit de peças, de acordo com a reivindicação 48, no qual o aparelho de suporte se estende ao longo de uma parte da extensão do membro dilatável.
50. Kit de peças, de acordo com a reivindicação 48 ou 49, no qual o aparelho de suporte compreende uma pluralidade de membros de suporte rígidos que estão configurados para se mover com relação uns aos outros para acomodar a expansão do membro dilatável.
51. Kit de peças, de acordo com a reivindicação 50, no qual o membro dilatável é de formato cilíndrico e define um furo se estendendo lon- gitudinalmente, e a pluralidade de membros de suporte rígidos é móvel em uma direção radial.
52. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, compreendendo adicionalmente uma instalação rígida e, em uso após a montagem dos kits de peças, o aparelho do fundo de poço sendo dotado de uma primeira condição antes da expansão do membro dila- tável, na qual a instalação rígida define um diâmetro externo máximo do apa- relho do fundo de poço, e uma segunda condição após a expansão do membro dilatável, na qual o membro dilatável define um diâmetro externo máximo do aparelho do fundo de poço.
53. Kit de peças, de acordo com a reivindicação 52, no qual o aparelho do fundo de poço está configurado de maneira que uma parte da instalação rígida seja circundada pelo membro dilatável.
54. Kit de peças, de acordo com a reivindicação 52 ou 53, no qual a instalação rígida compreende dois aros espaçados afastados um do outro em uma direção longitudinal no aparelho do fundo de poço e uma plu- ralidade de Iinguetas espaçadas afastadas.
55. Kit de peças, de acordo com a reivindicação 54, no qual ca- da da pluralidade de Iinguetas espaçadas afastadas se estende em uma di- reção longitudinal e as Iinguetas estão espaçadas radialmente ao redor do aparelho do fundo de poço.
56. Kit de peças, de acordo com a reivindicação 54 ou 55, no qual pelo menos um aro e a pluralidade de Iinguetas são integralmente for- mados um com o outro.
57. Kit de peças, de acordo com qualquer das reivindicações 52 a 56, no qual a instalação rígida é formada pelo menos em parte de um de: um metal, um composto, um plástico rígido, e similar.
58. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, no qual o membro dilatável está fixado ao tubular.
59. Kit de peças, de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 57, no qual o membro dilatável está configurado para girar no tubular.
60. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, que, quando montadas juntas, formam um aparelho de fundo de poço configurado para isolar duas regiões de um espaço entre um tubular e outro componente de furo de poço.
61. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, que, quando montadas juntas, formam um aparelho de fundo de poço configurado para proporcionar uma vedação entre o tubular e outro componente de furo de poço.
62. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, que, quando montadas juntas, formam um aparelho de fundo de poço configurado para proporcionar um isolamento entre um tubu- lar e uma superfície de furo de poço.
63. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, que, quando montadas juntas, formam um aparelho de fundo de poço configurado para limitar o movimento de um tubular com rela- ção a uma superfície de furo de poço.
64. Kit de peças, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções precedentes, que, quando montadas juntas, formam um aparelho de fundo de poço configurado para ser girado em um tubular.
65. Método de montagem de aparelho do fundo de poço, o mé- todo compreendendo conectar um conector em um membro dilatável para formar o aparelho do fundo de poço pela união de um perfil de junção do conector com um do primeiro e segundo perfis de junção do membro dilatá- vel, o perfil de junção do conector estando configurado para se unir com ca- da do primeiro e segundo perfis de junção, o primeiro perfil de junção estan- do em direção à primeira extremidade do conector e o segundo perfil de jun- ção estando em direção a uma segunda extremidade oposta do conector, o membro dilatável se expandindo ao entrar em contato com pelo menos um fluido predeterminado, e o assim formado o aparelho do fundo de poço es- tando configurado para ser disposto em um tubular em um ambiente de fun- do de poço.
66. Kit de peças substancialmente conforme aqui descrito com relação a um ou mais dos desenhos em anexo.
67. Método de montagem de aparelho do fundo de poço subs- tancialmente conforme aqui descrito com relação a um ou mais dos dese- nhos em anexo.
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