BRPI0806594A2

BRPI0806594A2 - Ferramenta de circulação de queda de dardo múltipla.

Info

Publication number: BRPI0806594A2
Application number: BRPI0806594-2A
Authority: BR
Inventors: Maximiliano Mondelli; George Krieg; David Herbert; David Robinson
Original assignee: Bj Services Co
Priority date: 2007-01-16
Filing date: 2008-01-15
Publication date: 2014-07-01
Also published as: AU2008206316B2; US7520336B2; WO2008089200A3; MY157751A; BRPI0806594B1; WO2008089200A2; US20080169108A1; AU2008206316A1

Description

FERRAMENTA DE CIRCULAÇÃO DE DESCIDA DE MÚLTIPLOS DARDOS

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Campo da Invenção

A presente invenção se refere geralmente a um 5 dispositivo de fundo de poço que pode ser usado para desviar o fluido para fora de uma coluna de trabalho e para dentro do espaço anular entre a coluna de trabalho e a tubulação ou revestimento. 0 dispositivo de fundo de poço pode ser posicionado em qualquer ponto ao longo de uma 10 coluna de trabalho na qual possa ser necessário desviar o fluxo de fluido para o espaço anular. O dispositivo de fundo de poço pode ser ativado e desativado inserindo-se um único dardo na coluna de trabalho. O dispositivo pega o dardo, o qual bloqueia o fluxo de fluido através da coluna 15 de trabalho. A pressão aumentada do fluido, devido ao percurso de fluxo bloqueado, ativa o dispositivo, o qual desvia o fluxo de fluido para fora da coluna de trabalho para dentro do espaço anular. A pressão aumentada de fluido desloca uma luva de circulação dentro do dispositivo para 20 alinhar os orifícios de fluido permitindo o fluxo de fluido para o espaço anular. Uma luva de posicionamento com uma trilha-j contínua permite que o dispositivo seja retido na posição ativada. O dardo é adaptado para se deformar sob uma quantidade predeterminada de pressão de fluido, desse 25 modo passando o dardo além do dispositivo e retornando o fluxo de fluido através da coluna de trabalho. O dispositivo de fundo de poço pode ser ativado múltiplas vezes sem remover os dispositivos de fundo de poço a partir do furo de poço.

3 0 Descrição da Técnica Relacionada Na indústria de óleo e gás frequentemente são utilizados longas colunas tubulares de trabalho em operações de perfuração, completação, deslocamento, e/ou recuperação. Frequentemente a coluna de trabalho é usada 5 para transportar o fluido no fundo do poço para uma ferramenta localizada na extremidade da coluna de trabalho. Por exemplo, o fluido pode ser circulado em uma coluna de trabalho e para fora de uma broca de perfuração localizada na extremidade da coluna de trabalho. Frequentemente lama 10 de perfuração é bombeada na coluna de trabalho e através da broca de perfuração. A lama de perfuração atua como um lubrificante, mas também transporta as aparas de perfuração no espaço anular em torno da coluna de trabalho para a superfície.

Sob certas circunstâncias pode ser desejável circular

o fluido para dentro do espaço anular circundando a coluna de trabalho em um local específico. Por exemplo, a lama de perfuração pode estar entrando em uma formação porosa de poço em vez de adequadamente circulando as aparas de 20 perfuração para a superfície. Nesse caso, pode se necessário injetar um agente de vedação na formação em uma tentativa no sentido de impedir perda futura de lama para dentro da formação. Alguns sistemas foram revelados os quais habilita a circulação de fluido para o espaço anular 25 sem se ter que remover a coluna de trabalho a partir do furo de poço.

A Patente dos Estados Unidos 4.889.199 revela um dispositivo de fundo de poço que permite circulação anular após descida de uma esfera de plástico dentro da coluna de trabalho. A coluna de trabalho é desconectada na superfície e uma esfera de plástico é deixada cair dentro da coluna de trabalho. A coluna de trabalho é então reconectada e o fluido é bombeado para dentro da coluna de trabalho até que a esfera alcance o dispositivo de fundo de poço. 0 5 dispositivo de fundo de poço inclui um ressalto que é adaptado para prender a esfera dentro da coluna de trabalho. Quando assentada no ressalto a esfera bloqueia o fluxo de fluido através da coluna de trabalho e o bombeamento contínuo do fluido faz com que a pressão do 10 fluido se acumule acima da esfera assentada. O dispositivo inclui uma luva com orifícios que ê adaptada para se mover dentro do dispositivo. A luva é propendida para uma posição inicial por uma mola. Quando a força sobre a esfera devido à pressão do fluido é superior à força da mola, a luva com 15 orifício se desloca dentro do dispositivo de tal modo que os orifícios na luva se alinham com os orifícios exteriores no dispositivo permitindo que o fluido seja circulado para fora da coluna de trabalho para dentro do espaço anular. Quando a luva está em sua posição inicial, os orifícios

2 0 exteriores na coluna de trabalho são vedados impedindo o fluxo de fluido para o espaço anular.

Para remover a esfera a partir do ressalto no dispositivo, algumas esferas de aço menores devem ser deixadas cair dentro da coluna de trabalho, o que outra vez 25 requer que a coluna de trabalho seja desconectada na superfície. O número de esferas de aço inseridas na coluna de trabalho deve ser igual ao número de orifícios anulares na luva. A coluna de trabalho é então reconectada e o fluido é bombeado até que as esferas de aço alcancem o 30 dispositivo de fundo de poço. As esferas de aço são dimensionadas de tal modo que elas caibam dentro dos orifícios de luva bloqueando o fluxo de fluido para o espaço anular. Com o fluxo de fluido para o espaço anular bloqueado pelas esferas de aço e o fluxo de fluido através 5 da coluna de trabalho impedida pela esfera de plástico, o fluido bombeado para dentro da coluna de trabalho faz com que a pressão de fluido dentro da coluna de trabalho aumente acima do dispositivo até que a esfera de plástico seja deformada e inclinada para além do ressalto. A esfera 10 de plástico deformada cai dentro de um alojamento localizado no fundo do dispositivo. Isso permite que o fluido uma vez mais flua através da coluna de trabalho além do dispositivo e das esferas de aço, que são dimensionadas menores do que a esfera de plástico, passe pelo ressalto e 15 também seja capturado no alojamento abaixo do dispositivo. A luva é retornada para sua posição inicial devido ã mola de propensão até que a próxima esfera de plástico seja inserida na coluna de trabalho.

Embora o dispositivo revelado proporcione fluxo anular 20 para fora da coluna de trabalho ele requer que a coluna de trabalho seja desconectada cada vez que o fluxo de fluido for desviado para fora da coluna de trabalho e cada vez que o fluxo de fluido for retornado. Esse processo causa aumentos nos custos de serviço de poço assim como 25 proporciona múltiplas oportunidades para erro do operador. Adicionalmente, o dispositivo revelado requer o uso de múltiplas esferas em cada ciclo. Essas esferas se acumulam abaixo do dispositivo no alojamento ou, alternativamente, são deixadas cair dentro do poço. O grande número de

3 0 esferas requer um alojamento mais propriamente grande ou requer alternativamente que o dispositivo seja trazido para a superfície frequentemente para se remover as esferas que passaram.

0 uso de uma esfera de plástico pode dificultar no sentido de que os operadores ou provedores de serviço de poço prevejam com exatidão a quantidade de pressão de fluido exigida para se passar a esfera para além do ressalto dentro do dispositivo. A temperatura dentro do poço pode fazer com que a esfera de plástico esteja em um tamanho diferente do que em temperaturas de superfície. A temperatura dentro do poço também pode fazer com que mudem as dimensões do ressalto, mas como o ressalto não é compreendido de plástico a mudança em formato pode não se correlacionar às mudanças refletidas na esfera. Isso pode adicionalmente dificultar a previsão da pressão de fluido necessária para passar a esfera de plástico para além do ressalto.

À luz do anteriormente mencionado, seria desejável prover uma ferramenta e método para desviar o fluxo de

2 0 fluido para fora da coluna de trabalho durante o qual a coluna de trabalho teria apenas que ser desconectada para desviar e restaurar o fluxo de fluido. Seria ainda desejável prover um dispositivo de desvio de fluxo anular que usasse um dispositivo que se deformasse sob uma 25 quantidade predeterminada de pressão de fluido. Seria também desejável prover uma ferramenta e método que apenas exigissem que o dardo fosse deixado cair dentro da coluna de trabalho para desviar o fluxo de fluido e para o qual o fluxo de fluido poderia ser restaurado sem a necessidade de 30 um dardo adicional. A presente invenção se refere a superar, ou ao menos reduzir os efeitos de um ou mais dos problemas apresentados acima.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

0 objetivo da presente invenção é o de prover uma ferramenta de fundo de poço e método para desviar o fluxo de fluido para fora de uma coluna de trabalho para um espaço anular. Em uma modalidade é revelado um aparelho para desviar o fluxo de fluido para fora de uma coluna de trabalho compreendendo um alojamento tendo um furo interno, uma extremidade superior, e uma extremidade inferior em que o alojamento tem ao menos um orifício exterior. 0 aparelho inclui uma luva de circulação tendo ao menos um orifício exterior posicionado dentro do furo interno do alojamento. A luva de circulação é adaptada para deslizar vedadamente dentro do furo interno a partir de uma posição inicial para ao menos uma segunda posição. Na posição inicial, a luva de circulação impede que o fluxo de fluido a partir do furo interno para ao menos um orifício exterior do alojamento. Similarmente, quando a luva de circulação está na posição inicial, o alojamento impede o fluxo de fluido através do ao menos um orifício exterior da luva de circulação. Na segunda posição, o ao menos um orifício exterior é alinhado com o ao menos um orifício exterior do alojamento permitindo o fluxo de fluido para o espaço anular.

0 aparelho inclui ainda uma mola posicionada para propender a luva de circulação para a sua posição inicial. A modalidade inclui ainda uma luva de posicionamento tendo uma trilha-j contínua posicionada na luva de circulação. A luva de posicionamento sendo adaptada para girar em torno da luva de circulação e deslocamento ao longo do furo interno com a luva de circulação comprimindo a mola. 0 aparelho inclui um pino inferior conectado ao alojamento e posicionado dentro da trilha-j contínua e uma sede 5 conectada ã luva de circulação, a sede sendo adaptada para prender um dardo e bloquear o fluxo de fluido através do furo interno do alojamento. A pressão do fluido acima do dardo assentado desloca a luva de circulação a partir de sua posição inicial para ao menos a segunda posição dentro 10 do furo interno.

O aparelho pode incluir um pino superior conectado ao alojamento e posicionado dentro de uma fenda da luva de circulação, em que o pino superior se alinha radialmente com ao menos um orifício exterior da luva de circulação 15 como ao menos um orifício exterior do alojamento. O aparelho pode incluir ao menos um mancai posicionado entre a luva de circulação e a luva de posicionamento.

O dardo do aparelho pode ser adaptado para se deformar sob uma pressão predeterminada permitindo que o dardo passe 2 0 através da sede permitindo o fluxo de fluido através do furo interno do alojamento. 0 dardo pode incluir um dispositivo que pode ser cisalhado adaptado para prender na sede do aparelho. 0 dispositivo que pode ser cisalhado pode ser adaptado para cisalhamento sob uma pressão

2 5 predeterminada. 0 dardo pode incluir uma peça de ponta, a

qual pode ser de borracha.

0 aparelho pode incluir um alojamento de gaiola conectado à extremidade inferior do alojamento, o alojamento de gaiola tendo um furo central em comunicação

3 0 com o furo interno do alojamento e sendo adaptado para prender o dardo deformado. 0 alojamento de gaiola pode incluir ao menos uma abertura em comunicação com o furo central e pode incluir uma estrutura adaptada para reter o dardo deformado dentro do alojamento de gaiola. 0 5 alojamento de gaiola pode ser adaptado para prender e reter múltiplos dados deformados.

Em uma modalidade a trilha-j contínua da luva de posicionamento pode incluir um primeiro ressalto; um segundo ressalto; um terceiro ressalto; e um quarto 10 ressalto. 0 pino inferior do aparelho pode ser posicionado no primeiro ressalto da trilha-j contínua quando a luva de circulação está posicionada em sua posição inicial. 0 pino inferior do aparelho pode ser posicionado no segundo ressalto da trilha-j contínua quando a pressão acima de um 15 dardo assentado tiver deslocado a luva de circulação para sua segunda posição. 0 pino inferior do aparelho pode ser posicionado no terceiro ressalto da trilha-j contínua quando a pressão acima do dardo assentado é reduzida após deslocamento da luva de circulação para sua segunda 20 posição. 0 pino inferior do aparelho pode ser posicionado no quarto ressalto da trilha-j contínua quando a pressão acima do dardo for outra vez aumentada. 0 pino inferior do aparelho pode permanecer no quarto ressalto da trilha-j contínua até que o dardo se deforme sob uma pressão

2 5 predeterminada. A trilha-j contínua da luva de posicionamento pode incluir um quinto ressalto tendo a mesma posição axial que o primeiro ressalto, mas em um local radial diferente em torno do perímetro da luva de posicionamento. O pino inferior do aparelho pode ser 30 posicionado no quinto ressalto da trilha-j contínua após o dardo se deformar e passar pela sede.

A extremidade superior do alojamento do aparelho pode ser conectada a uma coluna de trabalho. A extremidade inferior do alojamento de gaiola do aparelho pode ser conectada a uma coluna de trabalho.

Uma modalidade da presente invenção pode ser usada para circular o fluido para dentro do espaço anular circundando a coluna de trabalho em um local específico. Conforme discutido acima, a lama de perfuração pode estar 10 entrando em uma formação de poço porosa em vez de circulando adequadamente as aparas de perfuração para a superfície. A presente invenção pode reduzir o tempo exigido para se injetar um agente de vedação na coluna de trabalho, circular o agente de vedação para dentro do 15 espaço anular, e retornar a coluna de trabalho para fluxo normal. A presente invenção também pode reduzir o tempo de circulação e aumentar a eficiência de limpeza do furo em espaços anulares superiores quando usada em conexão com uma coluna de trabalho afilada. A presente invenção poderia ser 20 em várias outras aplicações, tal como permitir maior velocidade ao se deslocar a lama para liberar fluidos de salmoura, como seria considerado por aquele de conhecimento comum na técnica tendo o benefício dessa revelação.

Uma modalidade da presente revelação é um método para 25 desviar o fluxo de fluido para fora de uma coluna de trabalho compreendendo as etapas de desconectar a coluna de trabalho na superfície, inserir um dardo na coluna de trabalho em que o dardo é adaptado para se deformar sob uma pressão predeterminada, reconectar a coluna de trabalho, e

3 0 bombear o fluido na coluna de trabalho em que o dardo se desloca descendentemente na coluna de trabalho. 0 método inclui ainda prender o dardo com a sede de uma ferramenta conectada ao longo da coluna de trabalho, a ferramenta tendo um furo central em comunicação de fluido com a coluna 5 de trabalho e um orifício de fluido exterior em comunicação com o furo central. 0 dardo assentado bloqueia o percurso de fluxo de fluido através do furo central da ferramenta. 0 método inclui propender uma luva tendo um orifício de fluido exterior, a luva estando localizada dentro do 10 alojamento em que a luva em sua posição inicial impede a comunicação entre o furo central da ferramenta e o furo de fluido externo da ferramenta. 0 método inclui ainda aumentar a pressão de fluido acima do dardo assentado e deslocar a luva ao longo do furo central da ferramenta até 15 que o orifício de fluido exterior da luva se alinha com o orifício de fluido exterior do alojamento. Quando alinhado, o método inclui bombear o fluido através dos orifícios alinhados.

0 método pode incluir deformar o dardo preso dentro da

2 0 sede da ferramenta, em que a coluna de trabalho não precisa

ser desconectada uma segunda vez para deformar o dardo. 0 método pode incluir reduzir a pressão de fluido acima do dardo para mover a luva para uma terceira posição, em que na terceira posição a luva impede a comunicação entre o 25 furo central da ferramenta e o orifício de fluido exterior da ferramenta. 0 método pode incluir ainda aumentar a pressão de fluido acima do dardo assentado para mover a luva para uma quarta posição. Na quarta posição a luva impede a comunicação entre o furo central da ferramenta e

3 0 orifício de fluido exterior da ferramenta. 0 método pode incluir ainda aumentar a pressão do fluido acima do dardo até uma pressão predeterminada fazendo com que o dardo se deforme e passe através da sede da ferramenta. 0 método pode incluir retornar a luva ã sua posição inicial e 5 prender o dardo deformado com um alojamento de gaiola localizado abaixo da sede. 0 método pode incluir ainda reter o dardo deformado dentro do alojamento de gaiola. 0 método pode incluir adicionalmente o desvio de fluxo de fluido para fora da coluna de trabalho uma segunda vez 10 mediante inserção de um segundo dardo na coluna de trabalho.

Uma modalidade é um aparelho para desviar o fluxo de fluido para fora da coluna de trabalho compreendendo um alojamento tendo um furo central, uma extremidade superior, 15 uma extremidade inferior, e um orifício de fluido através do alojamento. 0 aparelho inclui uma luva de circulação tendo um orifício de fluido através da luva, a luva sendo posicionada dentro do furo central do alojamento e sendo adaptada para se deslocar ao longo do furo central do

2 0 alojamento. O aparelho inclui meio para propender a luva de

circulação para uma posição inicial, em que na posição inicial a luva de circulação impede a comunicação de fluido entre o furo central do alojamento e o orifício de fluido através do alojamento. 0 meio para propender pode ser uma 25 mola localizada dentro de um alojamento de mola. Alternativamente, o meio para propender pode ser uma câmara de fluido pressurizada ou outro meio que seria considerado por aqueles de conhecimento comum na técnica tendo o benefício dessa revelação.

3 0 O aparelho inclui uma luva de posicionamento posicionada entre o alojamento e a luva de circulação, a luva de posicionamento incluindo meio para reter a luva de circulação em uma pluralidade de posições dentro do furo central. O aparelho inclui meio para prender um dardo 5 dentro do alojamento, em que a pressão de fluido acima do dardo preso desloca a luva de circulação a partir de sua posição inicial para uma segunda posição alinhando o orifício de fluido através do alojamento com o orifício de fluido através da luva. O dardo pode ser deformável a 10 partir de uma posição predeterminada.

O aparelho pode incluir ainda meio para alinhar axialmente orifício de fluido através de um alojamento e o orifício de fluido através da luva. 0 meio para alinhar axialmente pode ser um pino posicionado dentro de uma fenda 15 ou ranhura na luva de circulação. Alternativamente, o meio para alinhar axialmente pode ser uma protuberância na luva de circulação que é posicionada dentro de uma trilha no alojamento. 0 aparelho pode incluir ainda meio para prender o dardo de deformação embaixo da luva de posicionamento. 0

2 0 aparelho pode incluir meio para reter o dardo reformado

dentro do meio para prender o dardo deformado. 0 meio para prender o dardo deformado pode compreender ainda meio para prender uma pluralidade de dardos deformados.

Uma modalidade da presente invenção é um dardo para 25 uso em uma ferramenta usada para desviar o fluxo de fluido para fora de uma coluna de trabalho, o dardo incluindo um corpo, ao menos um elemento de vedação conectado em torno do exterior do corpo, uma ponta conectada à extremidade de fundo de poço do corpo, e ao menos um elemento que pode ser

3 0 cisalhado conectado ao exterior do corpo. O elemento que pode ser cisalhado é dimensionado para ser retido dentro de uma sede de uma ferramenta ao longo da coluna de trabalho. 0 elemento que pode ser cisalhado do dardo pode ser adaptado para cisalhamento sob uma força predeterminada. A 5 ponta do dardo pode ser compreendida de borracha ou outro material absorvedor de energia como seria reconhecido por aqueles de conhecimento comum na técnica tendo o benefício dessa revelação.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS

A Figura 1 mostra uma modalidade da presente revelação

de uma ferramenta de circulação de fluxo anular, em que uma luva de circulação 30 localizada dentro de um alojamento 40 está em sua posição inicial.

A Figura 2 mostra a ferramenta de circulação de fluxo 15 anular da Figura 1 em que um dardo 100 assentou-se em uma sede 90 dentro do alojamento 40 e a luva de circulação 30 se deslocou para uma segunda posição permitindo o fluxo de fluido através dos orifícios, 31 e 44, para o espaço anular.

A Figura 3 mostra a ferramenta de circulação de fluxo

anular da Figura 1 em que o fluxo de fluido não mais é permitido para o espaço anular e antes de passar o dardo 100 para além da sede 90.

A Figura 4 mostra a ferramenta de circulação de fluxo anular da Figura 1 em que o dardo 100 passou pela sede 90 permitindo o fluxo de fluido através do dispositivo e descendentemente na coluna de trabalho.

A Figura 5 mostra uma modalidade de um dardo 100 que pode ser usado com a ferramenta de circulação de fluxo 3 0 anular aqui revelada. A Figura 6 mostra uma modalidade de uma luva de posicionamento 50 tendo uma trilha-j contínua.

Embora a invenção esteja sujeita a diversas modificações e formas alternativas, modalidades específicas 5 foram mostradas como exemplo nos desenhos e serão descritas aqui em detalhe. Contudo, deve ser entendido que não se pretende que a invenção seja limitada às formas específicas reveladas. Mais propriamente, a intenção é a de abranger todas as modificações, os equivalentes e alternativas 10 compreendidos dentro do espírito e escopo da invenção conforme definidos pelas reivindicações anexas.

Descrição de Modalidades Ilustrativas Modalidades ilustrativas da invenção são descritas abaixo conforme poderiam ser empregadas em um aparelho do método de desviar o fluxo de fluido para fora de uma coluna de trabalho. Com a finalidade de clareza, nem todas as características de uma implementação efetiva são descritas nesse relatório descritivo. Será evidentemente considerado que no desenvolvimento de qualquer tal modalidade efetiva, várias decisões de implementação específica podem ser feitas para se alcançar os objetivos específicos dos desenvolvedores, tal como concordância com as limitações relacionadas ao sistema e relacionadas ao negócio, que podem variar de uma implementação para outra. Além disso, será considerado que tal esforço de desenvolvimento poderia ser complexo e demorado, mas, não obstante ser um empreendimento de rotina para aqueles de conhecimento comum na técnica tendo o benefício dessa revelação.

Aspectos e vantagens adicionais das várias modalidades

3 0 da invenção se tornarão evidentes a partir da consideração da descrição e desenhos a seguir. A Figura 1 mostra uma modalidade de uma ferramenta de circulação de fluxo anular tendo uma extensão de alojamento

2 0 conectada a um sub superior 10 em uma extremidade e conectada a um alojamento com orifícios 40 na outra extremidade. Prendedores 21 podem ser usados para conectar o sub superior 10 à extensão de alojamento 20 e a extensão de alojamento 2 0 ao alojamento com portas 40. A ferramenta de circulação inclui ainda elementos de vedação 22 para impedir o fluxo de fluido entre cada componente. A porção superior do sub superior 10 é adaptada para conectar a tubulação ou uma coluna de trabalho. O sub-superior 10, extensão de alojamento 20, e alojamento com orifícios 40 podem ser configurados como um único alojamento ou como dois alojamentos em vez dos três componentes mostrados na Figura 1 como seria considerado por aqueles de conhecimento comum na técnica tendo o benefício dessa revelação.

0 sub superior 10, a extensão de alojamento 20, e o alojamento com furos 4 0 incluem individualmente um furo central 150 para fluxo de fluido através dos componentes. O alojamento com orifícios 40 também orifícios de circulação 44, um pino de posicionamento superior 41, e um pino de posicionamento inferior 42. O alojamento com orifícios 40 inclui quatro orifícios 44 localizados radialmente em torno do alojamento, mas o número de orifícios pode ser variado conforme seria considerado por aqueles de conhecimento comum na técnica. A parte inferior do alojamento com furos

4 0 é conectada a um alojamento de mola 60, o qual é conectado na outra extremidade a um alojamento de gaiola 70. A parte inferior do alojamento de gaiola 7 0 é conectada a um sub inferior 8 0 que é adaptado para ser conectado à tubulação ou a uma coluna de trabalho. O sub inferior, o alojamento de gaiola 70, e o alojamento de mola 60 incluem individualmente um furo central que permite o fluxo de fluido através do conjunto.

Uma luva de circulação 30 está localizada dentro do furo central 150 do alojamento com orifícios 40. A luva de circulação 3 0 é adaptada para deslizar de forma vedada dentro do furo central 150. Uma mola 65 dentro do alojamento de mola 60 propende a luva de circulação 3 0 para uma posição inicial. Em sua posição inicial, a luva de circulação 3 0 impede a comunicação de fluido entre o furo central 150 e os orifícios de circulação 44 do alojamento com furos 40. Os elementos de vedação 22 podem ser providos entre o alojamento com furos 4 0 e a luva de circulação 3 0 para impedir que o fluido vaze entre o alojamento com orifícios 40 e a luva de circulação 30.

A luva de circulação 30 inclui orifícios de fluido 31 que são vedados pelo alojamento com furos 4 0 quando a luva de circulação 30 está em sua posição inicial. Uma sede 90 tendo um furo central é conectada ao interior da luva de circulação 30. Em uma modalidade alternativa, a luva pode ser formada com uma sede integral. A sede 90 é adaptada para prender um dardo 10 0 (mostrado na Figura 2) quando o dardo se desloca pela coluna de trabalho e passa através do furo central 15 0. O dardo assentado bloqueia o fluxo de fluido através do furo central 150. Quando o fluido é bombeado pela coluna de trabalho a pressão de fluido aumenta acima do dardo 100. Quando a força exercida sobre o dardo assentado 100 devido ao fluido bombeado for maior do que a força de mola da mola 65, a luva de circulação 30 se deslocará ao longo do furo central até alcançar uma segunda posição mostrada na Figura 2.

A Figura 2 mostra a luva de circulação 3 0 em uma segunda posição em que os orifícios 31 da luva de circulação 30 são alinhados com os orifícios 44 do alojamento com orifícios 40. 0 alinhamento dos orifícios 31, 44 permite que o fluxo de fluido seja desviado para fora da ferramenta e para dentro do espaço anular. 0 alojamento com orifícios 40 inclui um pino superior 41 que impede a rotação da luva de circulação 3 0 com relação ao alojamento com orifícios 40. O pino superior 41 garante que os orifícios 31 da luva de circulação 30 serão radialmente alinhados com os orifícios 44 do alojamento com orifícios 40 .

Uma luva de posicionamento 50 é posicionada entre a porção inferior da luva de circulação 30 e o alojamento com orifícios 40. A luva de posicionamento 50 é adaptada para girar em torno do perímetro da luva de circulação 3 0 quando a luva de circulação 3 0 se desloca ao longo do furo central 150 da ferramenta. A ferramenta pode incluir buchas 43 para auxiliar na rotação de luva de posicionamento 50 com relação à luva de circulação 30. A extremidade de um pino inferior 42 conectada ao alojamento com orifício 40 é posicionada para se deslocar em uma trilha-j contínua 200 (mostrada na Figura 6) da luva de posicionamento 50. A trilha-j contínua 200 é adaptada para reter a luva de circulação 3 0 na segunda posição até que não mais se deseje a circulação anular. A operação da trilha-j contínua e o posicionamento do pino inferior 42 são discutidos em mais detalhe abaixo com relação à Figura 6.

0 bombeamento de fluido na superfície é reduzido ou interrompido quando o desvio do fluxo de fluido para o espaço anular não mais for necessário. A redução de pressão 5 de fluido permite que a mola incline a luva de circulação 3 0 para uma terceira posição. Na terceira posição os orifícios 31, 44 não estão mais alinhados e o fluxo de fluido para o espaço anular é impedido. Contudo, o fluxo de fluido através do furo central 150, da ferramenta, ainda é 10 bloqueado pelo dardo assentado 100. Para restaurar o fluxo de fluido através da ferramenta, fluido é bombeado a partir da superfície desenvolvendo pressão sobre o dardo assentado. A luva de circulação 3 0 é deslocada para uma quarta posição conforme mostrado na Figura 3.

A Figura 3 mostra a luva de circulação 3 0 em uma

quarta posição antes de restaurar o fluxo de fluido através da ferramenta. Na quarta posição os orifícios 31, 44 não estão alinhados impedindo o fluxo de fluido para dentro do espaço anular e permitindo que pressão de fluido se 20 desenvolva acima do dardo assentado 100. O dardo 100 é adaptado para se deformar sob uma quantidade predeterminada de pressão de fluido. Na quarta posição a luva de circulação 30 se deslocou o mais distante possível ao longo do furo central 150 do alojamento com orifícios 40. 0 dardo 25 100 se deforma e passa pela sede 90 quando a pressão de fluido acima do dardo 100 atinge o valor predeterminado. 0 dardo deformado 100 é preso no alojamento de gaiola 70, localizado abaixo do alojamento de mola 60, conforme mostrado na Figura 4.

3 0 A Figura 4 mostra um dardo deformado preso no alojamento de gaiola 70 após passar pela sede 90. O alojamento de gaiola 70 inclui ao menos uma abertura 73 que permite o fluxo de fluido além do alojamento de gaiola 70. O alojamento de gaiola inclui uma estrutura 72, adaptada 5 para prender o dardo quando ele se desloca através do alojamento de gaiola 70. O alojamento de gaiola 7 0 também pode incluir um dispositivo de retenção 71 que impede que o dardo deformado 10 0 saia do alojamento de gaiola 7 0 devido ao fluxo de fluido na coluna de trabalho e na ferramenta. 0 10 comprimento do alojamento de gaiola 7 0 poderia ser adaptado para prender e reter vários dardos deformados.

Quando o dardo 100 é deformado e passa através da sede 90, o fluxo de fluido é restaurado através da ferramenta liberando a pressão de fluido previamente acima da luva de 15 circulação 30. A liberação da pressão permite que a mola 65 deslize a luva de circulação 30 de volta para sua posição inicial. O movimento da luva de circulação 3 0 gira a luva de posicionamento 50 de tal modo que o pino inferior 42 está localizado na mesma posição axial ao longo da trilha-j 20 contínua 2 00 conforme discutido abaixo.

A Figura 5 mostra uma modalidade de um dardo 100 que pode ser usado com a ferramenta de circulação de fluxo anular aqui revelada. O dardo inclui uma peça de ponta 105 que é conectada a um corpo de dardo 125 por intermédio de 25 um adaptador 115. Um prendedor 110 pode ser usado para conectar a peça de ponta 105 ao adaptador 115 permitindo que a peça de ponta 105 possa ser substituível. A peça de ponta 105 é adaptada para impedir dano à ferramenta e pode ser compreendida de borracha ou outro material absorvedor 30 de energia. 0 corpo de dardo 125 inclui um elemento de vedação 12 0 tal como um anel-O para garantir que uma vedação seja feita quando o dardo 10 0 for preso pela sede 90 da ferramenta. 0 dardo 100 inclui um dispositivo que pode ser cisalhado 130, tal como um parafuso de 5 cisalhamento e um anel elástico 135. 0 dispositivo que pode ser cisalhado 13 0 pode ser adaptado para cisalhamento sob uma força predeterminada. A partir do cisalhamento do dispositivo que pode ser cisalhado 130, o anel elástico 135 se desloca ao longo do corpo do dardo para dentro da porção 10 de recesso 140 permitindo que o dardo 100 passe pela sede 90. O uso de um dispositivo que pode ser cisalhado 130 permite que o dardo 10 0 seja projetado para passar pela sede 9 0 sob uma pressão predeterminada apesar da temperatura do fundo do poço.

A Figura 6 mostra um pino inferior 42 posicionado em

um primeiro ressalto 1 da trilha-j contínua 200 da luva de posicionamento 50. Quando o pino inferior 42 é posicionado no primeiro ressalto 1 a luva de circulação 3 0 é posicionada em sua posição inicial. A luva de posicionamento 50 gira e o pino inferior 42 se desloca ao longo da trilha-j contínua 200 à medida que a pressão inclina a luva de posicionamento 50 junto com a luva de circulação 30 ao longo do furo central 150 da ferramenta. O pino inferior 4 2 para no segundo ressalto 2 quando os orifícios 31, 44 estão alinhados permitindo o fluxo de fluido para fora da ferramenta para o espaço anular. Quando a pressão de fluido é reduzida a mola 65 inclina a luva de posicionamento 50 para cima girando a luva de posicionamento 50 até que o pino inferior 42 esteja localizado no terceiro ressalto 3. Nesse local, os orifícios 31 da luva de circulação 30 não estão mais alinhados com os orifícios 44 no alojamento com orifícios 40 .

Conforme discutido acima, a pressão de fluido é aumentada para deformar o dardo assentado 100 e restaurar o fluxo de fluido através do furo central 15 0, da ferramenta. 0 aumento na pressão de fluido causa a rotação da luva de posicionamento 50 assim como inclina a luva de posicionamento 5 0 e a luva de circulação 3 0 pelo furo central comprimindo a mola 65. A rotação e o movimento da luva de posicionamento 50 posicionam o pino inferior 42 no quarto ressalto 4. A luva de posicionamento 50 permanecerá nessa posição até que o dardo 100 seja deformado e se desloque além da sede 90. A liberação da pressão permite que a mola 65 incline a luva de posicionamento 50 e a luva de circulação 30 de volta para seu local inicial. 0 movimento e a rotação da luva de posicionamento 50 posicionam o pino inferior 42 em um quinto ressalto 5. 0 quinto ressalto 5 está localizado na mesma distância axial, ao longo da luva de posicionamento 50, que o primeiro ressalto I. A trilha-j 200 é repetida no outro lado da luva de posicionamento 50. A trilha-j contínua 200 provê no sentido de que o dispositivo possa realizar ciclos a partir do desvio de fluxo para fora da ferramenta de volta para o fluxo através do furo central 15 0 da ferramenta com o uso de um único dardo 100.

Embora várias modalidades tenham sido mostradas e descritas, a invenção não é assim limitada e será entendido que incluirá todas as tais modificações e variações conforme evidente para aqueles versados na técnica.

Claims

1. Aparelho para desviar o fluxo de fluido para fora de uma coluna de trabalho, o aparelho caracterizado por compreender: um alojamento tendo um furo interno, uma extremidade superior, e uma extremidade inferior, em que o alojamento tem ao menos um orifício exterior; uma luva de circulação posicionada dentro do furo interno do alojamento, a luva de circulação tendo ao menos um orifício exterior, em que a luva de circulação é adaptada para deslizar de forma vedada dentro do furo interno do alojamento a partir de uma posição inicial até ao menos uma segunda posição, em que na segunda posição o ao menos um orifício exterior da luva de circulação está alinhado com ao menos um orifício exterior do alojamento; uma mola, a mola posicionada para inclinar a luva de circulação para sua posição inicial; uma luva de posicionamento posicionada na luva de circulação, a luva de posicionamento tendo uma trilha-j contínua, em que a luva de posicionamento pode girar em torno da luva de circulação e em que a luva de posicionamento se desloca com a luva de circulação ao longo do furo interno do alojamento comprimindo a mola; um pino inferior tendo uma extremidade interior e uma extremidade exterior, a extremidade exterior sendo conectada ao alojamento e a extremidade interior posicionada dentro da trilha-j; e uma sede conectada à luva de circulação, a sede sendo adaptada para prender um dardo e bloquear o furo interno do alojamento, em que a pressão do fluido acima do dardo desloca a luva de circulação a partir da posição inicial para a segunda posição dentro do furo interno.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda um pino superior, o pino superior conectado ao alojamento e posicionado dentro de uma fenda da luva de circulação, em que o pino superior alinha radialmente ao menos um orifício exterior da luva de circulação com ao menos um orifício exterior do alojamento.

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dardo se deforma sob uma pressão predeterminada permitindo que o dardo passe através da sede, em que o fluxo de fluido pode fluir através do furo interno do alojamento.

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por compreender ainda um alojamento de gaiola tendo uma extremidade superior e uma extremidade inferior, a extremidade superior do alojamento de gaiola sendo conectada à extremidade inferior do alojamento, em que o alojamento de gaiola tem um furo central em comunicação com o furo interno do alojamento e o alojamento de gaiola é adaptado para prender o dardo deformado.

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o alojamento de gaiola compreende ainda ao menos uma abertura em comunicação com o furo central.

6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o alojamento de gaiola compreende ainda uma estrutura adaptada para reter o dardo de deformação dentro do alojamento de gaiola.

7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o alojamento de gaiola é adaptado para prender e reter múltiplos dados deformados.

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o dardo compreende ainda um dispositivo que pode ser cisalhado adaptado para prender na sede.

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o dispositivo que pode ser cisalhado é adaptado para cisalhamento sob uma pressão predeterminada.

10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o dardo compreende ainda uma peça de ponta.

11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a peça de ponta é de borracha.

12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a trilha-j contínua tem um primeiro ressalto, um segundo ressalto, um terceiro ressalto, e um quarto ressalto.

13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o pino inferior é posicionado no primeiro ressalto quando a luva de circulação está em sua posição inicial.

14. Aparelho, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o pino inferior é posicionado no segundo ressalto quando a pressão acima do dardo tiver deslocado a luva de circulação para sua segunda posição.

15. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o pino inferior é posicionado no terceiro ressalto quando a pressão acima do dardo for reduzida após a luva de circulação ter se deslocado para sua segunda posição.

16. Aparelho, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o pino inferior é posicionado no quarto ressalto quando a pressão acima do dardo for outra vez aumentada.

17. Aparelho, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o pino inferior permanece posicionado no quarto ressalto até que o dardo se deforme sob uma pressão predeterminada.

18. Aparelho, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a trilha-j contínua inclui um quinto ressalto tendo a mesma posição axial que o primeiro ressalto e uma posição radial diferente em torno do perímetro da luva de posicionamento do que o primeiro ressalto.

19. Aparelho, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o pino inferior é posicionado no quinto ressalto após o dardo se reformar e passar pela sede.

20. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda ao menos um mancai posicionado entre a luva de circulação e a luva de posicionamento.

21. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a extremidade superior do alojamento é conectada a uma coluna de trabalho.

22. Aparelho, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a extremidade inferior do alojamento de gaiola é conectada a uma coluna de trabalho.

23. Método para desviar o fluxo de fluido para fora de uma coluna de trabalho caracterizado por compreender: desconectar a coluna de trabalho na superfície; inserir um dardo na coluna de trabalho na superfície, em que o dardo é adaptado para se deformar sob uma pressão predeterminada; reconectar a coluna de trabalho; bombear o fluido pela coluna de trabalho, em que o dardo se desloca pela coluna de trabalho; prender o dardo dentro de uma sede de uma ferramenta conectada ao longo da coluna de trabalho, a ferramenta tendo um furo central em comunicação com a coluna de trabalho e um orifício de fluido exterior em comunicação com o furo central em que o dardo assentado bloqueia o percurso de fluxo de fluido através do furo central da ferramenta; propender uma luva tendo um orifício de fluido exterior localizado dentro do furo central da ferramenta, em que a luva na posição inicial impede a comunicação entre o furo central da ferramenta e o orifício de fluido exterior da ferramenta; aumentar a pressão de fluido acima do dardo; mover a luva ao longo do furo central da ferramenta até que o orifício de fluido exterior da luva se alinhe com o orifício de fluido exterior do alojamento; e bombear o fluido através dos orifícios alinhados.

24. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado por compreender ainda deformar o dardo preso dentro da sede, em que a coluna de trabalho não precisa ser desconectada uma segunda vez para deformar o dardo.

25. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado por compreender ainda reduzir a pressão de fluido acima do dardo para mover a luva para uma terceira posição, em que na terceira posição a luva impede a comunicação entre o furo central da ferramenta e o orifício de fluido exterior da ferramenta.

26. Método, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado por compreender ainda aumentar a pressão de fluido acima do dardo para mover a luva para uma quarta posição, em que a quarta posição da luva impede a comunicação entre o furo central da ferramenta e o orifício de fluido exterior da ferramenta.

27. Método, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado por compreender ainda aumentar a pressão de fluido do dardo até uma pressão predeterminada em que o dardo se deforma e passa através da sede da ferramenta.

28. Método, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado por compreender ainda retornar a luva para a posição inicial.

29. Método, de acordo com a reivindicação 28, caracterizado por compreender prender o dardo deformado dentro de um alojamento de gaiola localizado abaixo da sede.

30. Método, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado por compreender ainda reter o dardo deformado dentro do alojamento de gaiola.

31. Método, de acordo com a reivindicação 28, caracterizado por compreender ainda repetir as etapas da reivindicação 23 para desviar o fluxo através da coluna de trabalho por uma segunda vez.

32. Aparelho para desviar o fluxo de fluido para fora de uma coluna de trabalho caracterizado por compreender: um alojamento tendo um furo central, uma extremidade superior, uma extremidade inferior, e um orifício de fluido através do alojamento; e uma luva de circulação posicionada dentro do furo central do alojamento, a luva tendo um orifício de fluido através da mesma, em que a luva de circulação pode se deslocar ao longo do furo central do alojamento; meio para inclinar a luva de circulação para uma posição inicial, em que na posição inicial a luva de circulação impede a comunicação de fluido entre o furo central do alojamento e o orifício de fluido através do aloj amento; uma luva de posicionamento posicionada entre o alojamento e a luva de circulação, a luva de posicionamento incluindo meios para reter a luva de circulação em uma pluralidade de posições; e meios para prender um dardo dentro do alojamento, em que a pressão de fluido acima do dardo desloca a luva de circulação para uma segunda posição alinhando o orifício de fluido através do alojamento com o orifício de fluido através da luva e em que o dardo é deformável sob uma pressão predeterminada.

33. Aparelho, de acordo com a reivindicação 32, caracterizado por compreender ainda meio para alinhar axialmente o orifício de fluido através do alojamento e o orifício de fluido através da luva.

34. Aparelho, de acordo com a reivindicação 32, caracterizado pelo fato de que o dardo passa pelo meio para prender um dardo dentro do alojamento quando o dardo tiver sido deformado sob a pressão predeterminada.

35. Aparelho, de acordo com a reivindicação 34, caracterizado por compreender ainda meio para prender o dardo deformado, em que o meio para prender o dardo deformado está localizado embaixo da luva de posicionamento.

36. Aparelho, de acordo com a reivindicação 35, caracterizado pelo fato de que o meio para prender o dardo deformado compreende ainda meio para reter o dardo deformado dentro do meio para prender o dardo deformado.

37. Aparelho, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que o meio para prender o dardo deformado compreende ainda meio para prender uma pluralidade de dardos deformados.

38. Dardo para uso em uma ferramenta usada para desviar o fluxo de fluido para fora de uma coluna de trabalho caracterizado por compreender: um corpo; ao menos um elemento de vedação conectado em torno do exterior do corpo; uma ponta conectada ao corpo, em que a ponta está localizada na extremidade do fundo de poço do dardo; e ao menos um elemento que pode ser cisalhado conectado ao exterior do corpo, em que o elemento que pode ser cisalhado é dimensionado para ser retido dentro de uma sede de uma ferramenta ao longo de uma coluna de trabalho e o elemento que pode ser cisalhado é adaptado para cisalhamento sob uma força predeterminada.

39. Dardo, de acordo com a reivindicação 38, caracterizado pelo fato de que a ponta é compreendida de um material absorvedor de energia.

40. Dardo, de acordo com a reivindicação 39, caracterizado pelo fato de que a ponta é de borracha.