BRPI0902704A2 - métodos e aparelhos de atuação de válvula de fundo de poço - Google Patents

Abstract

MéTODOS E APARELHOS DE ATUAçãO DE VáLVULA DE FUNDO DE POçO. A presente invenção refere-se a um método para mudar um dispositivo localizado em fundo de poço entre posições com um atuador inclui inserir o atuador no poço, engatar o atuador com o dispositivo de mudança e ativar para mudar o dispositivo de mudança entre as posições.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODOS EAPARELHOS DE ATUAÇÃO DE VÁLVULA DE FUNDO DE POÇO".

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se, geralmente, a válvulas de fundode poço e outros dispositivos que são movíveis entre posições e, mais parti-cularmente, para mudar, seletivamente, de forma remota, válvulas ou outrosdispositivos.

Antecedentes da invenção

Nas operações de recuperação de hidrocarboneto em poçossubterrâneos, em geral é desejável mudar, seletivamente, uma válvula ououtros dispositivos entre posições. Por exemplo, há ocasiões em que é ne-cessário, ou desejável, fechar, seletivamente, um dispositivo de fundo depoço para isolar o poço, para remover, consertar ou substituir o equipamen-to. Da mesma forma, há ocasiões em que é necessário mudar o dispositivode fundo de poço para abri-lo, de modo a permitir a recuperação de fluidosproduzidos.

Em muitas aplicações, pode ser particularmente útil poder mudarseletivamente, de forma remota, uma válvula ou outro dispositivo entre posi-ções em múltiplas ocasiões. Por exemplo, em poços de produção de hidro-carboneto tendo, geralmente, uma pressão de fundo do poço, uma bombaelétrica, submersível, é, em geral, inserida no poço para ajudara puxar, paracima, fluidos para dentro do tubo de produção. Porém, essas bombas têm,geralmente, um tempo de vida útil limitado, comparado com a vida útil, emtermos de produção, do poço, de modo que as operações precisam ser inter-rompidas para substituir a bomba. Em tais exemplos, é desejável, de modogeral, isolar o poço abaixo da bomba fechando uma ou mais válvulas duran-te a remoção e substituição da bomba e, em seguida, reabrir a válvula e con-tinuar a produção.

Algumas técnicas presentes para mudar, seletivamente, os dis-positivos de fundo de poço requerem a inserção, no poço, de uma ferramen-ta de mudança contida no tubo, tubulação em espiral, ou similar, para mu-dar, mecanicamente, a válvula entre as posições. Esse processo, que, emgeral, requer a utilização de uma plataforma(*), ou outro equipamento, podeconsumir muito tempo e ser bastante dispendioso.

Deve-se entender que a discussão acima descrita é provida parafins ilustrativos, e não pretende limitar o escopo, ou objeto das reivindica-ções em anexo, ou de qualquer pedido de patente relacionado. Assim, ne-nhuma das reivindicações em anexo, ou reivindicações de qualquer pedidode patente, ou de qualquer patente relacionada deve-se limitar pela discus-são acima, ou deve se reportar a, incluir ou excluir todo ou qualquer um dosexemplos acima citados, aspectos e/ou desvantagens meramente por suamenção acima.

Por conseguinte, existe a necessidade de sistemas aperfeiçoa-dos, aparelhos e métodos capazes de mudar uma válvula, ou outro dispositi-vo disposto em um poço subterrâneo e tendo um ou mais dos atributos, ca-pacidades ou aspectos descritos abaixo, ou nas seções subsequentes dadescrição, ou mostrados nos desenhos em anexo: pode ser remotamenteatuado da superfície com pressão hidráulica; pode ser remotamente atuadoda superfície com pressão pneumática; pode ser remotamente atuado dasuperfície por energia elétrica; pode ser capaz de abrir e fechar o dispositivode mudança múltiplas vezes, conforme desejado; pode ser capaz de mudar,seletivamente, de várias formas, o dispositivo de mudança entre pelo menosduas posições; pode ser conectado a uma tubulação de produção e engatá-vel, de forma liberável, com o dispositivo de mudança; não é parte do con-junto, ou componente completo, inferior; pode ser descarregado do dispositi-vo de mudança, removido do poço, reinserido no poço e reengatado no dis-positivo inúmeras vezes; pode ser capaz de mudar o dispositivo de mudançasem requerer a inserção, ou manipulação, do tubo ou do tubo em espiral nopoço, ou a utilização de uma plataforma(*), conexão molhada ou quincho dearame(*); permite o isolamento da zona de poço para, rapidamente, substitu-ir, acrescentar, remover ou manipular o equipamento, ou outras operações;não requer o engate de linhas de controle ao dispositivo de mudança; podeser útil para abrir e fechar, rapidamente, o poço à vontade, e repetidas ve-zes; é facilmente engatável e desengatável no dispositivo de mudança; en-gata, de forma deslizável, o dispositivo de mudança; permite que o poço sejavedado antes do inicio das operações; ou uma combinação disso tudo.

BREVE SUMÁRIO DA DESCRIÇÃO

Em algumas modalidades, a presente descrição envolve méto-dos para mudar um dispositivo de mudança entre pelo menos a primeira e asegunda posições com um atuador removível. O dispositivo de mudança éancorado dentro de um poço subterrâneo. O atuador é inserido em um poçoe engatado, de forma liberável, com o dispositivo de mudança. Quando odispositivo de mudança estiver em uma primeira posição, o atuador pode seratuado provendo-se pelo menos uma pressão, dentre a pressão hidráulica,pneumática e potência elétrica para mudar o dispositivo de mudança parauma segunda posição, sem requerer a utilização, ou de uma plataforma(*),ou de um quincho de arame (*). O atuador pode ser desengatado do disposi-tivo de mudança.

Em várias modalidades, a presente invenção envolve métodospara mudar um dispositivo de mudança entre pelo menos a primeira e se-gunda posições com um atuador. O dispositivo de mudança é ancorado emum poço subterrâneo. Essas modalidades incluem acoplar o atuador a umtubo de produção. Após o membro de mudança ser ancorado no poço, otubo de produção é inserido no poço e o atuador é engatado, de forma desli-zável, com o dispositivo de mudança. O atuador pode ser atuado quantasvezes for necessário, provendo-se pelo menos uma pressão, dentre a pres-são hidráulica, pneumática e potência elétrica para o atuador mudar o dispo-sitivo de mudança entre posições, sem requerer a utilização de uma plata-forma(*), ou de um quincho de arame (*).

Há modalidades da presente invenção que envolvem um métodopara mudar, de forma remota, uma válvula de fundo de poço entre as posi-ções aberta e fechada com um atuador de válvula hidráulica.

Essas modalidades incluem a inserção de um atuador de válvulano poço e o engate do atuador de válvula com a válvula (em uma posiçãofechada). Em seguida, e sempre que a válvula estiver em uma posição fe-chada, o atuador de válvula pode ser hidraulicamente atuado para mudar aválvula para uma posição aberta. Da mesma forma, quando a válvula estiverem uma posição aberta, o atuador de válvula pode ser hidraulicamente atu-ado para mudar a válvula para uma posição fechada.

De acordo com a presente invenção, algumas modalidades en-volvem um aparelho útil para mudar um dispositivo de mudança entre pelomenos primeira e segunda posições. O dispositivo de mudança é ancoradoem um poço subterrâneo. O aparelho inclui um alojamento inserível dentro efora do poço, sem qualquer alteração em relação ao local em que o disposi-tivo de mudança é disposto dentro do poço. Um pistão acionado hidraulica-mente é disposto dentro do alojamento. Pelo menos duas linhas de controlehidráulico são acopladas, de forma fluida, ao alojamento e podem proverpressão hidráulica da superfície para o alojamento, para fazer com que opistão se mova para cima e para baixo dentro do alojamento. Um braço deengate estende-se do pistão e é engatável, de forma liberável, ao dispositivode mudança. O braço de engate se move para cima e para baixo com o pis-tão e é capaz de mudar, mecanicamente, o dispositivo de mudança entrepelo menos uma primeira e segunda posições sem requerer ou a utilizaçãode uma plataforma(*)ou de um quincho de arame(*). O braço de pistão e en-gate pode, assim, ser atuado hidraulicamente para remover, de forma seleti-va, o membro de mudança entre as posições.

Por conseguinte, a presente invenção inclui aspectos e vanta-gens que acredita-se que possam utilizar uma avançada tecnologia de mu-dança em equipamento de fundo de poço. As características e vantagens dadescrição acima, e os aspectos e benefícios adicionais ficarão claros para osversados na técnica, considerando a descrição detalhada, a seguir, das vá-rias modalidades e com referência aos desenhos em anexo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

As seguintes figuras são parte da especificação atual, incluídapara demonstrar certos aspectos de várias modalidades da presente inven-ção e referenciada na descrição detalhada aqui:

a figura 1 é uma vista parcial, esquemática, em seção transver-sal, de uma modalidade de uma atuador de válvula para mudar uma válvulaexemplificativa disposta no poço subterrâneo, de acordo com uma modali-dade da presente descrição;

a figura 2 é uma vista em seção transversal de uma parte de umdispositivo de mudança, exemplificativo, de uma modalidade de um atuadorde válvula, de acordo com a presente invenção;

a figura 3A é uma vista em seção transversal, parcial, de umaparte do atuador de válvula da figura 1 mostrado com a válvula exemplificati-va em uma posição fechada;

a figura 3B é uma vista, em seção transversal, de uma parte doatuador de válvula da figura 1 mostrado na válvula exemplificativa, em umaposição aberta;

a figura 3C é uma vista, em seção transversal, parcial, de umaparte do atuador de válvula da figura 1 mostrado com a válvula exemplificati-va, em uma posição fechada;

a figura 3D é uma vista, em seção parcial, transversal, de umaparte do atuador de válvula da figura 1 mostrado a partir da válvula exempli-ficativa, em uma posição fechada;

a figura 4A é uma vista parcial, esquemática, em seção trans-versal, de outra modalidade de um atuador de válvula útil para mudar umaluva exemplificativa, disposta em um poço subterrâneo com uma modalidadeda presente invenção;

a figura 4B é uma vista parcial, esquemática, em seção trans-versal, do atuador da válvula exemplificativa da figura 4 A mostrada mudan-do a luva ilustrativa para uma posição fechada;

a figura 5 A é uma vista parcial, em perspectiva, transversal, deuma parte de outra modalidade de uma atuador de válvula tendo um braçode engate exemplificativo que muda uma luva de deslizamento, exemplifica-tiva, para uma posição aberta e fechada, de acordo com a presente inven-ção;

a figura 5B mostra o atuador de válvula exemplificativo da figuraA após ter mudado a luva de deslizamento ilustrada em uma posição aber-ta.a figura 5 C mostra um braço de engate exemplificativo da figuraA que muda a luva de deslizamento ilustrada em uma posição fechada; e

a figura 5D mostra o atuador de válvula exemplificativo da figura5 A após ter mudado a luva de deslizamento ilustrada em uma posição fe-chada.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS

As características e vantagens da presente invenção e as carac-terísticas e benefícios adicionais ficarão claros para os versados na técnicaao se considerar a seguinte descrição detalhada das modalidades exemplifi-cativas da presente descrição e com referência às figuras em anexo. Deve-se entender que a descrição aqui, assim como os desenhos em anexo, sen-do modalidades exemplificativas, não pretendem se limitar às reivindicaçõesem anexo, ou reivindicações de qualquer patente, ou qualquer pedido depatente que reivindique prioridade. Ao contrário, a intenção é cobrir todas asmodificações, equivalentes e alternativas que estejam dentro do espírito eescopo das reivindicações. Muitas mudanças podem ser feitas às modalida-des particulares e aos detalhes aqui expostos, sem que se afastem de talespírito e escopo.

Ao mostrar e descrever as modalidades preferidas, elementoscomuns, ou semelhantes, são referenciados nas figuras em anexo com nú-meros de referência iguais ou idênticos, ou estão aparentes nas figuras edescrições aqui apresentadas, as figuras não são, necessariamente, dimen-sionados e certos aspectos e certas vistas das figuras podem ser mostradasexageradamente ou em uma estrutura que contribua para a clareza e a concisão.

Conforme aqui usado e através de varias partes (e subtítulos)dopresente pedido, os termos "invenção", "presente invenção" e suas varia-ções não pretendem significar qualquer modalidade possível coberta pelapresente descrição ou qualquer reivindicação particular. Assim, o objeto decada referência não deve ser considerado necessário para cada modalidade,ou parte da mesma, ou qualquer reivindicação em particular meramente de-vido a tal referência. Os termos "acoplado", "conectado", "engatado" e simi-lares, e suas variações, são aqui usados, assim como nas reivindicações emanexo, para significar ou uma conexão direta, ou indireta, ou engate. Assim,se um primeiro dispositivo acopla a um segundo dispositivo, essa conexãopode ser feita através de uma conexão direta, ou através de uma conexãoindireta via outros dispositivos e conexões. Também, os termos "para cima"e "para baixo", conforme aqui usado e nas reivindicações em anexo, podemser relativos à parte superior e/ou inferior de um componente, conjunto ouespaço e não são, necessariamente, limitados ao movimento em um eixo, ouplano vertical.

Certos termos são aqui usados, e nas reivindicações em anexo,para se referir a componentes particulares. Como ficará claro para os versa-dos na técnica, diferentes pessoas podem se referir a um componente pornomes diferentes. Esse documento não pretende distinguir entre os compo-nentes que diferem no nome, mas não na função. Também, os termos "in-cluindo" e "compreendendo" são aqui usados, e nas reivindicações em ane-xo, de um modo com finalidade aberta, e isso significa "incluindo,mas não selimitando a ..."Além disso, a referência aqui, e nas reivindicações em anexo,aos componentes e aspectos não limita, necessariamente, a presente des-crição, ou as reivindicações em anexo a apenas um tal componente ou as-pecto, mas deve ser interpretado, geralmente, como um ou mais, conformeseja adequado e desejável em cada exemplo em particular.

Com referência, inicialmente, à figura 1, é mostrada uma moda-lidade de um atuador de válvula 10 útil para mudar uma válvula 14, ou outrodispositivo disposto em um poço subterrâneo 12. O poço ilustrado 12 é ori-entado para a vertical, mas poderia, em vez disso, ser orientado para a hori-zontal, desviado ou ter outra orientação. Nessa modalidade, a válvula 14 éuma válvula de esfera de isolamento mecânico 16, a qual pode ser mudadaentre as posições aberta e fechada, conforme desejado, com o atuador deválvula 10. A válvula esférica ilustrada, 16, é contida dentro de um conjuntode válvula 18, que é conectado dentro de uma disposição de completação,inferior, 22, acoplada a um alojamento 24, tal como um conjunto de veda-ção/localizador 28 e acondicionador 30.Por exemplo, a disposição de com-pletação inferior 22 pode passar pelo poço 12 e nele ser ajustada em umtrajeto com a válvula 14 em uma posição fechada antes de o atuador de vál-vula 10 ser introduzido no poço 12. Porém, esse conjunto de componentes,configuração e seqüência são providos para fins ilustrativos apenas, e nãosão requeridos para a presente descrição, e não a limitam.

Deve-se entender que o atuador de válvula 10 pode ser usadopara mover qualquer tipo de configuração de válvula 14, ou outro dispositivoentre quaisquer posições desejadas. Alguns exemplos de tais válvulas, ououtros dispositivos, são válvulas com abas, válvulas esféricas, luvas de des-lizamento hidráulicas ou mecânicas, luvas de fechamento vedação com cas-calho (*)e outros fluidos, ou dispositivos de mudança. Conforme aqui usado,e nas reivindicações em anexo, a menos que especificado de outra forma, otermo "válvula" inclui qualquer tipo de dispositivo que se move entre pelomenos duas posições. Além disso, a presente invenção não é limitada pelonúmero de posições entre as quais a válvula pode ser mudada. Adicional-mente, a válvula pode ser disposta em um poço subterrâneo e em qualquerdisposição de componentes de fundo de poço desejada. Por conseguinte, apresente descrição não se limita pelo tipo, configuração, ação ou objetivo, ouoperação do dispositivo que possa ser mudada de acordo com a descrição.

Ainda com referência à figura 1, o atuador de válvula 10 pode terqualquer forma, configuração ou operação desejada. Nessa modalidade, oatuador de válvula 10 inclui um dispositivo de mudança 32 que move, deforma eficaz, a válvula 14 entre as posições. Em algumas modalidades, comreferência à figura 2, o dispositivo de mudança 32 pode incluir pelo menosum pistão equilibrado, 34, e pelo menos um braço de engate 38 que se es-tende e se move com o mesmo. O pistão exemplificativo 34 é disposto e fazum movimento alternado dentro de um alojamento 42 por meio de pressuri-zação hidráulica (ou pneumática) controlada pela superfície através de li-nhas de controle 46, 48. Em outras modalidades, o pistão 34 pode ser atua-do eletricamente. Por exemplo, uma, ou mais de uma, linha de energia elé-trica (não mostrada)pode se estender da superfície para um motor elétrico(não mostrado)conectado com e usado para potencializar o pistão 34.Ainda com referência à figura 2, o pistão ilustrado 34 é mostradoem uma posição "para baixo" após a pressurização do tubo hidráulico noalojamento 42 via a linha de controle 46. Caso se deseje mover o pistão e-xemplificativo 34 (e o braço de engate 38)para uma posição "para cima" (nãomostrada), é provida suficiente pressurização de tubo hidráulico via a linhade controle 48. Assim, o pistão 34 e o braço de engate 38 dessa modalidadesão seletivamente movível, de forma remota, via hidráulicos (ou pneumáti-cos)entre as posições "para cima"e "para baixo". Porém, o atuador de válvu-la 10 da presente descrição não é limitado a essa configuração. Por exem-pio, uma disposição diferente e um número de linhas de controle podem serusados. Para outros exemplos, o pistão 34 (e o braço de engate 38)podemser movidos entre mais de dois pistões ou atuados de modo diferente (quenão sejam os hidráulicos ou pneumáticos; por exemplo, energia elétrica).Além disso, o pistão 34 e o braço de engate 38 podem ser componentes se-parados, acoplados juntos, formados integralmente ou parte de, ou contidodentro de outros componentes. Além disso, em muitas modalidades, o dis-positivo de mudança 32 pode incluir componentes diferentes, ou adicionais.Assim, a presente invenção não se limita pelo tipo, configuração e operaçãodo dispositivo de mudança 32, ou outras modalidades do atuador de válvula 10.

Com referência, novamente, à figura 1, o atuador de válvula 10pode ser associado ao conjunto de válvula 18 de qualquer modo adequado ecom quaisquer componentes desejados para fazer com que a válvula 14 semova entre posições. Nessa modalidade, por exemplo, o braço de engate 38é deslizável para dentro e para fora da extremidade superior do conjunto deválvula 18. O braço exemplificativo 38 inclui pelo menos um perfil, ou aresta,52, que é engatável com as arestas superior e inferior, 56, 58 dispostas naluva interna 60 no conjunto de válvula 18. Quando o braço de engate 38 semove para cima ou para baixo (tal como, por exemplo, pela ação do pistão34 da figura 2), o perfil 52 engata e empurra uma das arestas 56, 58 paramovera válvula 16 entre posições.

Na figura 3 A, por exemplo, o braço de engate 38 é engatadocom o conjunto de válvula 18 e a válvula de esfera 16 está em uma posiçãofechada. Essa posição do braço de engate 38 está entre as posições "paracima" e "para baixo". Quando o pistão (não mostrado) é atuado para se mo-ver de uma posição "para cima" para uma posição "para baixo", isso faz comque o braço de engate 38 se mova para baixo (da esquerda para a direitanas figuras 3 A-D). O movimento para baixo do braço 38 faz com que o perfil52 se apoie na aba inferior 58 e empurre-o e a luva interna 60 para baixo, afigura 3 A ilustra a posição do perfil exemplificativo 52 quando este engatana aresta inferior 58 para começar a abrir a válvula 14.

O movimento para baixo, continuado, do braço exemplificativo38 e a luva interna 60 irão fazer com que a válvula esférica 16 seja mudadada posição fechada para uma posição aberta, conforme mostrado na figura3B. Nesse exemplo, com movimento para baixo suficiente para abrir a válvu-la 16, a aresta inferior 58 será disposta em um corte inferior 66 no conjuntoda válvula 18, permitindo que o perfil 52 se mova para baixo, para depois daaresta 58 (figura 3B)de modo tal, por exemplo, a acomodar qualquer golpeexcessivo do pistao (não mostrado).

Nessa modalidade, o movimento inverso do pistão (não mostra-do)e o braço de engate 38 faz com que o perfil 52 engate a aresta superior56 e acione a luva interna 60 na direção para cima, para mover a válvula 14de uma posição aberta para uma posição fechada. Com referência à figura3B, por exemplo, quando a válvula esférica ilustrada 16 estiver na posiçãoaberta, o movimento para cima do braço de engate 38 irá fazer com que operfil 52 passe pela aresta inferior 58 (se o perfil 52 anteriormente passoupor ele)e se apoia na aresta superior 56 (figura 3C), empurrando-o e a luvainterna 60 para cima. Esse movimento irá mudar a válvula esférica 16 parauma posição fechada. Conforme mostrado na figura 3C e 3D, nesse exem-plo, o movimento para cima, contínuo, do braço de engate 38 irá fazer comque a aresta superior 56 seja disposta em uma recorte superior 64, no con-junto de válvula 18 e o perfil ilustrado 52 passe sobre a aresta superior 56. obraço de engate 58 e, assim, o dispositivo de mudança 32, pode, então, emseguida, ser desengatado, de forma deslizável, do conjunto de válvula 18,permitindo que o atuador de válvula exemplificativo 10 (por exemplo, a figura1)seja inteiramente removível do poço 12 sem perturbar a localização daválvula 14 que aí se encontra. Porém, a presente descrição não se limita aessa operação em particular, ou disposição, de componentes.

Caso desejado, o atuador de válvula 10 pode ser removido dopoço 12, recolocado de volta no poço 12 e, novamente, usado para mudar aválvula 14. Esse procedimento pode ser repetido quantas vezes se desejar,tal como para serviço no equipamento, ou substituição, para isolar o poçopara conduzir outras operações de fundo de poço, ou qualquer outro objetivodesejado. Com referência, novamente, à figura 1, por exemplo, o atuador deválvula exemplificativo, 10, é acoplado à extremidade inferior de um tubo deprodução 74, que também contém uma bomba elétrica, submersível, 70. Abomba 70 é útil para ajudar a empurrar o óleo produzido e/ou gás para den-tro do tubo de produção 74, tal como em um poço de pressão de fundo dopoço, como se torna mais conhecido posteriormente. Nessa disposição, ca-so se torne necessário substituir ou fazer um serviço na bomba 70 (tubo deprodução 74, atuador de válvula 10, etc), pode ser desejável fechar a válvu-la 14, isolar o poço 12 e remover o tubo 74 e os componentes associados dopoço 12. Por conseguinte, após o atuador de válvula exemplificativo 10 foratuado para mudar a válvula 14 para uma posição fechada, o tubo de produ-ção 74 (com bomba submersível 70 e o atuador de válvula 10)podem serrecuperados para fora do poço 12. Após a bomba 70 (ou outro equipamen-to )ter sido reparado, ou substituído, o tubo 74 e os componentes conectadospodem retornar para o poço 12.

Ainda com referência à figura 1, se desejado, uma ou mais guiasde reentrada 78 podem ser associadas ao atuador de válvula 74 ou outrocomponente para ajudar no alinhamento e reinserção do tubo 74 e do atua-dor de válvula 10. Além disso, no exemplo ilustrado, conforme mostrado nafigura 3D, o conjunto de válvula 18 inclui uma guia 82 para ajudar no alinha-mento do braço de engate 38 dentro do conjunto de válvula 18. após o braço38 ser engatado, de forma deslizável, ao conjunto de válvula 18, o movimen-to para baixo do braço ilustrado 38 irá fazer com que o perfil exemplificativo52 passe pela aresta superior 56 e, eventualmente, engate a aresta inferior58 para mudar a válvula 16 de uma posição fechada para uma posição aber-ta, tal como descrito acima. O atuador de válvula 10 pode, em seguida, serusado conforme necessário, para mudar a válvula exemplificativa 16 entreas posições aberta e fechada, e todo o processo pode ser repetido, se dese-jado.

Na figura 4A, outra modalidade do atuador de válvula 10 é mos-trada em uma configuração de produção de fluxo múltiplo. Nesse exemplo, oatuador de válvula 10 é disposto na extremidade do tubo de produção 74 einclui um dispositivo de mudança 32 tendo um pistão (não mostrado)dispostono alojamento 42 e operável, tal como descrito acima, com relação às figu-ras 1 e 2. Nesse exemplo, o pistão aciona um tubo interno, perfurado, 88, noqual o braço de engate 38 está disposto. O braço de engate ilustrado 38 éum mandril de suporte para pelo menos um engatador 90 que é engatávelna luva 86. O engatador 90 pode ser uma aresta, dedo retrátil ou qualqueroutro componente, ou membro, adequado.

Ainda com referência à figura 4 A, a luva de fechamento ilustra-da 86 abre e fecha pelo menos um orifício 87 formado na disposição comple-ta inferior 22 ou de outro modo provido no poço 12 abaixo do obturador 30.O orifício 87 permite que o tubo flua de um orifício 92 para o tubo perfurado88 durante a produção, tal como mostrado com as setas de aro 94. A dispo-sição de completação inferior 22, mostrada montada no poço 12, inclui umaválvula de retenção(*), ou uma válvula vertical 96 que é elevada de uma se-de 98 pela pressão de tubo ascendente, para permitir que o tubo flua atravésdo orifício de tubo 100 em uma seção de tubo inferior 102 da disposição 22.A seção de tubo inferior ilustrada 102 é perfurada, de modo que o tubo queflui de modo ascendente possa passar através do orifício 100 ( por exemplo,as setas de fluxo 104)e para dentro do aro 92 (por exemplo, as setas de flu-xo 106). Por conseguinte, a figura 4 A ilustra a posição "para baixo" do braçode engate exemplificativo 38 e as posições abertas da luva de fechamento86 e a válvula de registro 96 durante a produção.

Se acaba a produção, ou caso se deseje isolar, ou vedar o poço12 nesse intervalo, tal como substituir a bomba submersível 70, ou outrohardware, ou para outras operações, o pistão (não mostrado)do dispositivode mudança 32 pode ser atuado da superfície para mover o tubo perfurado88 e o braço de engate 38 para cima. Com referência à figura 4B, o movi-mento para cima, suficiente, do braço de engate ilustrado 38 faz com que oengatador 90 engate e feche a luva 86. Nessa modalidade, o movimentocontínuo para cima, 38, irá permitir que o engatador 90 se retraia ou, de ou-tro modo, passe acima da luva 86, permitindo a remoção do tubo de produ-ção 74 e de todo o equipamento conectado (o atuador da válvula 10, o tubointerno perfurado 88, a bomba submersível 70, etc.)do poço 12. Mais tarde,o tubo de produção 74 e outros componentes podem ser reinseridos no poçoe o atuador de válvula 10 usado para reabrir a luva 86, geralmente da mes-ma forma que a descrita acima com relação a outras modalidades.

Nas figuras 5 A-D, outra modalidade do braço de engate 38, deacordo com a presente descrição é mostrada útil para abrir e fechar a luvade deslizamento 110. A luva de deslizamento ilustrada 110 inclui pelo menosuma passagem 112 alinhavei com pelo menos um orifício 114 formado emum tubo 116 (ou outro componente), de modo tal a permitir o fluxo de tubopara dentro ou para fora de um orifício 117. A luva 110 também inclui umadisposição de perfil de troca B com perfis superior e inferior 124, 126.

O braço de engate 38 inclui uma parte de corpo de ação múlti-pla, com troca B, retrátil, 106, com arestas 118, 120. A aresta superior 118 éengatável, de forma liberável, com um perfil inferior 126 da luva 110 e a a-resta inferior 120 é engatável, de forma liberável, com o perfil superior 124.O braço ilustrado 38 é acionado por um pistão (não mostrado)como parte deum dispositivo de mudança 32 e opera, geralmente, de modo similar ao des-crito anteriormente com relação a outras modalidades.

Na figura 5 A, o braço de engate exemplificativo 38 é mostradomudando a luva 110 para uma posição de orifício aberto. Quando o braço 38é movido para baixo (da esquerda para a direita nas figuras 5 A-D), a arestasuperior 118 engata o perfil inferior 126 para mover a luva 110, alinhando apassagem 112 com o orifício 114, conforme mostrado na figura 5B. Se dese-jado, o movimento para baixo contínuo do braço 38 pode fazer com que ocorpo 106 do braço 38 se retraia, se necessário, para permitir que a aresta118 desengate e passe o perfil inferior 126.

Com referência, agora, às figuras 5 C-D, o braço de engate e-xemplificativo 38 é mostrado mudando a luva 110 para uma posição de orifí-cio fechado. Quando o braço 38 é movido para cima, a aresta inferior 120 iráengatar o perfil superior 124 e mover a luva 110 para cima até que a passa-gem 112 e o orifício 114 fiquem desalinhados e fora da comunicação de tu-bo. Caso desejado, o movimento contínuo para cima do braço 38 irá fazercom que o corpo 106 retraia, se necessário, para permitir que a aresta inferi-or 120 se desengate do perfil superior 124 e passe pelo mesmo, e para per-mitir que a aresta inferior 120 desengate do perfil superior 124 e passe omesmo, e o braço 38 desengate completamente da luva 110 e do tubo 116,se desejado.

As modalidades preferidas da presente descrição oferecem, as-sim, vantagens sobre a técnica anterior e são bem adaptadas para efetuarum ou mais objetos da descrição. Porém, a presente invenção não requercada um dos componentes e atos descritos acima e não se limita, de modoalgum, às modalidades acima descritas e aos métodos de operação. Qual-quer um dos componentes, aspectos e processos acima pode ser emprega-do em qualquer configuração adequada, sem a inclusão de outros tais com-ponentes, aspectos e processos. Além do mais, a presente invenção incluicaracterísticas, capacidades, funções, métodos, usos e aplicações adicio-nais que não foram especificamente mencionadas aqui mas que ficarão cla-ras a partir da presente descrição, dos desenhos e reivindicações em anexo.

Os métodos que são providos na descrição, ou que ficarão apa-rentes a partir da mesma, ou aqui reivindicados, e quaisquer outros métodosque estejam dentro do escopo das reivindicações em anexo, podem ser fei-tos em qualquer ordem adequada e não são, necessariamente, limitados aqualquer seqüência aqui descrita, ou como poderá ser listado nas reivindica-ções em anexo. Além disso, os métodos da presente invenção não reque-rem, necessariamente, o uso de modalidades particulares aqui mostradas edescritas, mas são igualmente aplicáveis em qualquer outra estrutura, formae configuração adequada de componentes.

Enquanto as modalidades da invenção foram mostradas e des-critas, muitas variações e modificações do sistema, aparelhos e métodos dapresente invenção, tais como nos componentes, detalhes da construção eoperação, disposição das partes e/ou métodos de uso são possíveis, consi-derados pelo requerente da patente, dentro do escopo das reivindicaçõesem anexo, e podem ser feitos e usados por uma pessoa versada na técnica,sem que se afastem do espírito ou ensinamentos da invenção e do escopodas reivindicações em anexo. Assim, tudo o que for estabelecido e mostradonas reivindicações em anexo, ou nos desenhos, deve ser interpretado comoilustrativo, e o escopo da descrição e as reivindicações em anexo não de-vem se limitar às modalidades aqui descritas e mostradas.

Claims (16)

1. Método para mudar um dispositivo de mudança entre pelomenos a primeira e a segunda posições com um atuador removível, o atua-dor sendo acionado por pelo menos uma dentre a pressão hidráulica, pres-são pneumática e energia elétrica, o dispositivo de mudança sendo ancora-do dentro do poço subterrâneo, o método compreendendo: inserir o atuadorno poço; engatar, de forma liberável, o atuador com o dispositivo de mudan-ça; quando o dispositivo de mudança estiver em uma primeira posição, ati-vando o atuador por meio da provisão de pelo menos uma dentre a pressãohidráulica, pneumática e energia elétrica para o atuador, para mudar o dis-positivo de mudança para uma segunda posição, sem requerer o uso ou deuma plataforma ou de um quincho de arame; e desengatar o atuador do dis-positivo de mudança;

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, incluindo, ainda,antes de desengatar o atuador do dispositivo de mudança, ativar o atuadorpara mudar o dispositivo de mudança para fora da segunda posição.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, em que o dispositi-vo de mudança é uma válvula de controle de fluxo de tubo tendo pelo menosuma posição de fluxo aberta e pelo menos uma posição de fluxo fechada,em que a primeira posição do dispositivo de mudança é uma posição de flu-xo fechado e a segunda posição do dispositivo de mudança é uma posiçãode fluxo aberto.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, incluindo, ainda,antes de desengatar o atuador do dispositivo de mudança, ativar o atuadorpara mudar o dispositivo de volta para a primeira posição.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, incluindo, ainda,após desengatar o atuador do dispositivo de mudança, remover o atuador dopoço, sem alterar o local do dispositivo de mudança dentro do poço.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, incluindo, ainda,acoplar o acoplador a um tubo de produção, em que o atuador é inserível eremovível do poço movendo-se o tubo de produção para dentro e para forado poço.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que o atuador édeslizavel para dentro e para fora do dispositivo de mudança.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, em que o atuadorinclui um pistão e um braço de engate, o pistão e o braço de engate sendomudado, ao mesmo tempo, entre pelo menos a primeira e a segunda posi-ções, incluindo, ainda, prover pelo menos um dentre ar, tubo hidráulico eeletricidade ao pistão, a partir da superfície para mover, seletivamente, opistão e o braço de engate entre suas respectivas primeira e segunda posi-ções.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, em que o braço deengate inclui pelo menos um dentre pelo menos um perfil e pelo menos umaaresta, e o dispositivo de mudança inclui pelo menos um dentre pelo menosum perfil e pelo menos uma aresta, incluindo, ainda, mover, seletivamente, obraço de engate para fazer com que pelo menos um perfil, ou aresta, engateem pelo menos um perfil, ou aresta do dispositivo de mudança e mover odispositivo de mudança entre suas respectivas primeira e segunda posições.

10. Método para mudar um dispositivo de mudança entre pelomenos a primeira e a segunda posições com um atuador, o atuador sendoacionado por pelo menos uma dentre a pressão hidráulica, pressão pneumá-tica e energia elétrica, o dispositivo de mudança sendo ancorado dentro dopoço subterrâneo, o método compreendendo: acoplar o atuador a um tubode produção; após o membro de mudança ser ancorado no poço, inserir otubo de produção no poço; engatar, de modo deslizavel, o atuador com odispositivo de mudança; quando desejado, e quantas vezes for necessário,ativar o atuador provendo pelo menos uma, dentre a pressão hidráulica,pneumática e energia elétrica para o atuador, para mudar o dispositivo demudança entre suas respectivas pelo menos primeira e segunda posições,sem requerer o uso ou de uma plataforma ou de um quincho de arame.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, incluindo, ainda,quando desejado e quantas vezes for necessário, desengatar, de modo des-lizavel, o atuador do dispositivo de mudança, remover o tubo de produção eo atuador do poço sem qualquer alteração em relação ao local do dispositivode mudança dentro do poço, reinserir o tubo de produção, reengatar o atua-dor com o dispositivo de mudança, e ativar o atuador provendo pelo menosuma dentre a pressão hidráulica, pneumática e energia elétrica ao atuador,para mudar o dispositivo de mudança entre suas respectivas primeira e se-gunda posições, sem requerer o uso ou de uma plataforma ou de um quin-cho de arame.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, em que o dispo-sitivo de mudança é uma válvula de controle de fluxo de tubo tendo pelomenos uma posição de fluxo aberta e pelo menos uma posição de fluxo fe-chada, em que a primeira posição do dispositivo de mudança é uma posiçãode fluxo fechado e a segunda posição do dispositivo de mudança é uma po-sição de fluxo aberta, em que o dispositivo de mudança está em sua primei-ra posição quando o atuador é engatado e desengatado do dispositivo demudança, em que o poço pode ser vedado ou isolado quando o atuador fordesengatado do dispositivo de mudança.

13. Aparelho útil para mudar um dispositivo de mudança entrepelo menos primeira e segunda posições, o dispositivo de mudança sendoancorado em um poço subterrâneo, o aparelho compreendendo um aloja-mento inserível dentro e fora do poço, sem qualquer alteração em relação aolocal em que o dispositivo de mudança é disposto dentro do poço. Um pistãoacionado hidraulicamente é disposto dentro do alojamento. Pelo menos duaslinhas de controle hidráulico são acopladas, de forma fluida, ao alojamento epodem prover pressão hidráulica da superfície para o alojamento, para fazercom que o pistão se mova para cima e para baixo dentro do alojamento. Umbraço de engate estende-se do pistão e é movível com tal pistão e engatá-vel, de forma liberável, ao dispositivo de mudança. O braço de engate é ca-paz de mudar o dispositivo de mudança entre pelo menos uma primeira esegunda posições sem requerer ou a utilização de uma plataforma(*)ou deum quincho de arame(*). O braço de pistão e engate pode, assim, ser atua-do hidraulicamente para remover, de forma seletiva, o membro de mudançaentre pelo menos a primeira e a segunda posições.

14. Aparelho, de acordo com a reivindicação 13, em que o dis-positivo de mudança inclui pelo menos um perfil e tal braço de engate incluipelo menos uma aresta, em que tal pelo menos uma aresta de tal braço deengate é engatável, de forma liberável, com pelo menos um perfil do disposi-tivo de mudança para fazer com que o dispositivo de mudança se mova en-tre pelo menos a primeira e a segunda posições.

15. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, em que o dis-positivo de mudança inclui pelo menos uma aresta e tal braço de engate in-clui pelo menos um perfil, em que tal pelo menos um perfil de tal braço deengate é engatável, de forma liberável, com pelo menos uma aresta do dis-positivo de mudança para fazer com que o dispositivo de mudança se movaentre pelo menos a primeira e a segunda posições.

16. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, em que o dis-positivo de mudança inclui pelo menos um dentre uma luva de mudança,válvula de palheta (*), válvula esférica, luva de deslizamento e luva de fe-chamento vedação com cascalho(*).