BRPI1000433B1

BRPI1000433B1 - Aparelho para seletivamente impedir e permitir operação de uma ferramenta de poço controlada a pressão e método para seletivamente impedir e permitir operação de uma ferramenta de poço controlada a pressão

Info

Publication number: BRPI1000433B1
Application number: BRPI1000433-5A
Authority: BR
Inventors: Paul D. Ringgenberg; Harold W. Nivens
Original assignee: Halliburton Energy Services, Inc.
Priority date: 2009-02-09
Filing date: 2010-02-09
Publication date: 2019-10-01
Also published as: US7926575B2; EP2216500A3; EP2216500A2; US20100200245A1; BRPI1000433A2

Abstract

aparelho para seletivamente impedir e permitir operação de uma ferramenta de poço controlada a pressão e métodopara seletivamente impedir e permitir operação de uma ferramenta de poço controlada a pressão. a presente invenção provê ferramentas de poço que, embora reativas a pressão, são mantidas por bloqueio hidráulico em uma condição não-reativa até um limite de atuação. este bloqueio hidráulico pode ser conseguido com um mecanismo hidráulico, que controla a taxa em que a pressão é transmitida para uma mola de fluido, durante osperíodos de pressão aumentada na fonte de pressão. quando se deseja que a ferramenta seja reativa a ciclos de pressão, uma válvula pode ser aberta, se estabelecendo um diferencial de pressão entre a pressão na mola de fluido e a fonte de pressão. a comunicação da pressão da mola de fluido para um mandril móvel, portanto, permite que a ferramenta opere em resposta a ciclos de pressão na fonte de pressão, de acordo com o projeto da ferramenta de poço.

Description

APARELHO PARA SELETIVAMENTE IMPEDIR E PERMITIR OPERAÇÃO DE UMA FERRAMENTA DE POÇO CONTROLADA A PRESSÃO E MÉTODO PARA SELETIVAMENTE IMPEDIR E PERMITIR OPERAÇÃO DE UMA FERRAMENTA DE POÇO CONTROLADA A PRESSÃO [0001] A presente invenção se relaciona, em geral, a ferramentas de poço controladas a pressão, e, particularmente, a métodos e aparelhos para seletivamente

impedir	e	permitir	operação	de	ferramentas de poço
controladas	a pressão	até	o instante	em que a	operação for
desejada.
Histórico	da	Invenção
[0002]	Sem limitar	o	escopo	da	presente	invenção, o

histórico a seguir será descrito com referência a ferramentas de poço controladas a pressão.

[0003] Sabe-se muito bem na técnica de teste de formação e furação de poços, o uso de ferramentas de poço reativas a pressão, quer no espaço anular (annulus) ou na coluna da ferramenta. Por exemplo, diferentes ferramentas usadas para executar operações de teste de haste de furação são reativos, quer a pressão na tubulação ou no espaço anular, ou a um diferencial de pressão entre tubulação e espaço anular. Ademais, outras ferramentas, tais como válvulas de segurança ou drenagem são reativas a um diferencial de pressão.

[0004] Tais ferramentas de poço tipicamente têm um membro, tal como um pistão, que se move em resposta a um certo estímulo de pressão. Ademais, estas ferramentas tipicamente têm um mecanismo que impede o movimento do membro até alcançar uma certa pressão. Por exemplo, um pistão pode ser preso mecanicamente através de um mecanismo qualquer, tal como pinos de cisalhamento, etc., sendo que a pressão

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2/42 deve exceder o valor de cisalhamento dos pinos de cisalhamento para o membro se mover. Alternativamente, um disco de ruptura, projetado para impedir a passagem de um fluxo de fluido até um pré-determinado limite de pressão diferencial, pode ser colocado em uma passagem, entre o membro móvel e a fonte de pressão selecionada. Todas estas técnicas são bem conhecidas.

[0005] No entanto, pode haver certas desvantagens, quando se usam múltiplas ferramentas operadas a pressão em uma única ferramenta. Métodos e aparelhos convencionais para operar duas ferramentas em uma coluna de ferramenta com a mesma fonte de pressão (por exemplo, do espaço anular) são usados para instalar a coluna de ferramenta, de modo que as pressões de operação para a segunda ferramenta sejam maiores que aquelas requeridas para operar a primeira ferramenta. Em algumas circunstâncias, isto é desvantajoso, em razão de a pressão de liberação e operação da segunda ferramenta poder ser maior que aquela que seria desejável. Por exemplo, em alguns casos, isto pode ser desvantajoso, se a pressão de liberação e operação da segunda ferramenta for mais alta que aquela que seria desejável. Por exemplo, pode não ser desejável aplicar a pressão necessária ao espaço anular para operar a segunda ferramenta.

[0006] Por conseguinte, há necessidade de uma ferramenta de poço operável em resposta a uma seqüência de pressão específica e pré-determinada em uma variedade de condições de furo de poço. Ademais, há necessidade de uma ferramenta que seja operável que seja seletivamente impedida de operações relativas a pressão. Também, há necessidade de uma ferramenta de poço operável de modo a ser seletivamente reativa às

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3/42 condições relativas a pressão.

Sumário da Invenção [0007] A presente invenção, que será descrita nesta especificação, se relaciona a um aparelho para seletivamente permitir ou impedir operação de uma ferramenta de poço controlada a pressão. O aparelho da presente invenção opera em resposta a uma seqüência de pressão específica e prédeterminada em uma variedade de condições de furo de poço. O aparelho da presente invenção é operável para seletivamente permitir operações relativas a pressão.

[0008] Em um aspecto, a presente invenção se relaciona a um aparelho para seletivamente impedir e permitir operação de uma ferramenta de poço controlada a pressão. O aparelho inclui um conjunto alojamento e um conjunto mandril, dentro do conjunto alojamento, que, em conjunto, servem para definir, pelo menos parcialmente, uma primeira câmara operável para conter fluido compressível, tal como nitrogênio, e uma segunda câmara operável para conter um fluido substancialmente incompressível, tal como óleo, e uma terceira câmara operável para conter um fluido de transmissão de força (“power fluid), tal como um fluido de poço. Um pistão de força (“power piston) é de forma móvel disposto entre as segunda e terceira câmaras, e operável para comunicar a pressão entre as segunda e terceira câmaras. Um pistão de mola de fluido é de forma móvel disposto entre as primeira e segunda câmaras, e operável para comunicar pressão entre as primeira e segunda câmaras. Um dispositivo medidor de fluido, tal como um orifício, é disposto dentro da segunda câmara, e operável para controlar a taxa de fluxo do fluido substancialmente incompressível, em resposta ao diferencial

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4/42 de pressão entre as primeira e segunda câmaras. Uma válvula de liberação de pressão, tal como um disco de ruptura, é disposto em uma passagem de desvio, que seletivamente provê uma trajetória de fluido para o fluido substancialmente incompressível em torno do dispositivo medidor de fluido. A válvula de liberação de pressão é reativa a um prédeterminado diferencial de pressão entre as primeira e segunda câmaras para seletivamente permitir uma comunicação fluida pela passagem de desvio.

[0009] Em outro aspecto, a presente invenção se relaciona a um aparelho para seletivamente impedir e permitir operação de uma ferramenta de poço controlada a pressão. O aparelho inclui um conjunto alojamento e conjunto mandril, dentro do conjunto alojamento, que, em conjunto, servem para definir, pelo menos parcialmente, uma primeira câmara operável contendo um fluido compressível, tal como nitrogênio, uma segunda câmara contendo um fluido substancialmente incompressível, tal como óleo, e uma terceira câmara contendo um fluido de transmissão de força, tal como um fluido de ferramenta de poço. Um pistão de força é de forma móvel disposto entre a segunda câmara e terceira câmara, e operável para comunicar uma pressão entre as segunda e terceira câmaras. Um pistão de mola de fluido é de forma móvel disposto entre a primeira câmara e a segunda câmara, e operável para comunicar pressão entre as segunda e terceira câmaras. Um pistão de mola de fluido é de forma móvel disposto entre a primeira câmara e a segunda câmara, e operável para comunicar pressão entre a primeira câmara e a segunda câmara. Um pistão intermediário é disposto em uma passagem da segunda câmara e operável para comunicar um pré

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5/42 determinado nível de pressão de uma primeira porção da segunda câmara para uma segunda porção da segunda câmara. Um pistão intermediário é disposto em uma passagem da segunda câmara, e operável para comunicar um pré-determinado nível de pressão de uma primeira porção da segunda câmara para uma segunda porção da segunda câmara, e impedir a comunicação de uma pressão acima do pré-determinado nível de pressão da primeira porção da segunda câmara para a segunda porção da segunda câmara. Uma válvula de liberação de pressão é disposta na passagem de desvio que seletivamente provê uma trajetória de fluido para o fluido substancialmente incompressível em torno do pistão intermediário. A válvula de liberação de pressão é reativa a um pré-determinado diferencial de pressão entre a primeira câmara e a segunda câmara para seletivamente permitir uma comunicação fluida através da passagem de desvio.

[0010] Em um aspecto adicional, a presente invenção se relaciona a um aparelho para seletivamente impedir e permitir operação de uma ferramenta de poço controlada a pressão. O aparelho inclui um conjunto alojamento e um conjunto mandril, disposto no conjunto alojamento, que, em conjunto, servem para definir, pelo menos parcialmente, uma primeira câmara operável para conter um fluido compressível, tal como nitrogênio, uma câmara operável para conter um fluido substancialmente incompressível, tal como óleo, e uma terceira câmara operável para conter um fluido de transmissão de força, tal como um fluido de ferramenta de poço. Um pistão de força é de forma móvel disposto entre as segunda e terceira câmaras e operável para comunicar a pressão entre as segunda e terceira câmaras. Um pistão de mola de fluido é de

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6/42 forma móvel disposto entre as segunda e terceira câmaras, e operável para comunicar a pressão entre a primeira câmara e a segunda câmara. Um pistão intermediário é disposto dentro de uma primeira passagem da segunda câmara. O pistão intermediário assume uma primeira posição, que impede a comunicação fluida entre a primeira porção da segunda câmara e uma segunda porção da segunda câmara e, uma segunda posição que permite a comunicação fluida entre a primeira porção e segunda porção da segunda câmara. Uma válvula de liberação de pressão é disposta em uma segunda passagem da segunda câmara. A válvula de liberação de pressão é reativa a um prédeterminado diferencial de pressão, entre a primeira passagem e segunda passagem, de modo que a atuação da válvula de liberação de pressão permita que a pressão da segunda porção da segunda câmara mova o pistão intermediário de uma primeira posição para uma segunda posição.

[0011] Em ainda outro aspecto, a presente invenção se relaciona a um método para seletivamente impedir e permitir operação de uma ferramenta de poço controlada a pressão. O método inclui definir, pelo menos parcialmente, uma primeira câmara operável para conter um fluido compressível, uma segunda câmara operável para conter um fluido substancialmente incompressível, e uma terceira câmara operável para conter um fluido de transmissão de força entre um conjunto mandril e um conjunto alojamento; comunicar pressão entre as segunda e terceira câmaras com um pistão de força disposto entre as segunda e terceira câmaras; comunicar a pressão entre as primeira e segunda câmaras com um pistão de mola de fluido disposto entre as segunda e terceira câmaras; controlar a taxa de fluxo do fluido substancialmente

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7/42 incompressível em resposta ao diferencial de pressão entre as primeira e segunda câmaras com um dispositivo medidor de fluido na segunda câmara; e seletivamente permitir uma comunicação fluida através da passagem de desvio para seletivamente prover uma trajetória de fluido para o fluido substancialmente incompressível em torno do dispositivo medidor de fluido, em resposta à abertura de uma válvula de liberação de pressão provida pelo aumento de um diferencial de pressão para um certo valor entre as primeira e segunda câmaras.

Descrição Resumida dos Desenhos [0012] Para um pleno entendimento dos aspectos e vantagens da presente invenção, faz-se uma descrição detalhada da mesma, em conexão com as figuras anexas, onde os números de

referência	de componentes e	partes	correspondentes	nas
diversas figuras dizem	respeito	a partes	similares, onde:
[0013] A	figura 1	é uma ilustração	esquemática de	uma
plataforma	oceânica	offshore)	operando um aparelho	para
seletivamente impedir	operação	de uma	ferramenta de	poço
controlada	a pressão,	de acordo com	uma configuração da

presente invenção;

[0014] As figuras 2A a 2G são vistas transversais parciais de uma ferramenta de poço controlada a pressão incluindo um aparelho para seletivamente impedir e permitir operação de uma ferramenta de poço controlada a pressão, de acordo com a presente invenção;

[0015] As figuras 3A e 3B são vistas em corte transversal de uma configuração de um aparelho para seletivamente permitir e impedir operação de uma ferramenta controlada a pressão, de acordo com a presente invenção;

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8/42 [0016] A figura 4 é uma vista em corte transversal de um conjunto de válvula de retenção usado com um aparelho, para seletivamente impedir e permitir operação de uma ferramenta controlada a pressão, de acordo com a presente invenção;

[0017] A figura 5 representa esquematicamente uma configuração exemplar de uma ranhura de catraca estendida e arranjada de modo adequado para ser usada com a ferramenta da figura 2;

[0018] A figura 6 representa esquematicamente uma configuração de um aparelho para seletivamente impedir operação de uma ferramenta controlada a pressão, de acordo com a presente invenção;

[0019] A figura 7 representa esquematicamente uma configuração exemplar de uma ferramenta de poço para facilitar operação de uma ferramenta convencional a pressão, depois de alcançar um pré-determinado diferencial de pressão;

[0020] A figura 8 representa esquematicamente uma configuração de um aparelho para seletivamente impedir operação de uma ferramenta controlada a pressão, de acordo com a presente invenção;

[0021] A figura 9 representa esquematicamente uma configuração de um aparelho para seletivamente impedir operação de uma ferramenta controlada a pressão, de acordo com a presente invenção; e [0022] A figura 10 representa esquematicamente uma configuração de um aparelho para seletivamente impedir operação de uma ferramenta controlada a pressão, de acordo com a presente invenção.

Descrição Detalhada da Invenção [0023] Conquanto a execução e uso das várias configurações

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9/42 venham a ser mostrados em detalhes ao longo da especificação, deve ser apreciado que a mesma provê um número de conceitos inventivos, que pode ser configurado em uma ampla variedade de contextos específicos. Contudo, ressalve-se que as configurações específicas são meramente ilustrativas de métodos específicos para executar e fazer uso da invenção, sem delimitar seu escopo.

[0024] Referindo-se agora aos desenhos, particularmente à figura 1, onde se representa uma ferramenta de teste multimodal 100 operável de acordo com um método e aparelho da presente invenção, em um ambiente de operação adjacente a uma formação produtora oceânica (offshore). No ambiente de operação exemplar, uma plataforma oceânica 2 é mostrada sobre um furo de poço de óleo e gás 4 no leito do mar 6, sendo que o furo de poço 4 penetra uma formação produtora 8. O furo de poço 4 é mostrado revestido com um revestimento de aço 10 cimentado no local. Um duto submarino 12 se estende do deck 14 da plataforma 2 para uma cabeça submarina 16 que inclui um protetor de explosão (“blowout preventer) 18. A plataforma 2 suporta um guindaste 20, guincho 22, e bomba 24 que se comunica com o furo de poço 4 por um duto de controle 26, que se estende sob o protetor de explosão 18.

[0025] Uma coluna de teste 30 é mostrada disposta no furo de poço 4, fechada pelo protetor contra explosão 18. A coluna de teste 30 inclui uma coluna de furação superior 32, que desce da plataforma 2 para a cabeça de poço 16, onde se localiza a árvore de teste 34 hidráulica, de onde desce uma coluna intermediária de tubos 36. Uma junta deslizante 38 pode ser incluída na coluna 36 para compensar o movimento vertical transmitido à plataforma 2 pela ação das ondas. Esta

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10/42 junta 38 pode ser similar àquela descrita na patente U.S. N^o 3.354.950 de Hyde, ou qualquer outro tipo apropriado, como conhecido por aqueles habilitados na técnica. Sob a junta deslizante 38, a partir da ferramenta de teste multimodal 100 desce uma coluna intermediária 36 para a ferramenta de poço 100 exemplar, de acordo com a presente invenção.

[0026] A ferramenta de teste multimodal 100 é uma combinação de válvula de circulação e válvula de fechamento. A estrutura e operação dos conjuntos de abertura e fechamento de válvula da ferramenta 100 são do tipo usado na válvula Omni RTM fabricada e usada pela Halliburton Services. A estrutura e operação dos conjuntos de abertura e fechamento são similares àquelas descritas em U.S. N^o 4.633.952 de 6 de janeiro 1987 e N^o 4.711.305 de 8 de dezembro 1987, de Paul Riggenberg, e designadas para o depositante desta, cujas descrições, incluindo as especificações acima, estão incorporadas nesta por referência, para todos os fins e propósitos.

[0027] Sob a ferramenta de teste multimodal 100 é disposta uma válvula de teste operada a pressão de espaço anular 50 e uma coluna de tubulação inferior 40, que se estende para o conjunto de selagem de tubulação 42, que penetra no obturador 44. Quando instalado, o obturador (parcker) 44 isola o espaço anular de furo de poço superior 46 do espaço anular de furo de poço inferior 48. O obturador 44 pode ser qualquer obturador adequado conhecido, tal como, por exemplo, o obturador Tool Baker Oil Model T da Otis Engineering Corp Tipo W ou Easy Drill RTM SV. O conjunto de selagem de tubulação 42 permite que a coluna de teste 30 se comunique com o furo de poço inferior 48 através do tubo perfurado 51.

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Assim, os fluidos da formação da potencial formação produtora 8 podem entrar no furo de poço inferior 48 pelas perfurações 54 no revestimento 10, e serem levados pela coluna de teste 30 .

[0028] Depois de instalado o obturador 44 no furo de poço, pode ser realizado um teste de formação para controlar o fluxo de fluido da formação produtora 8 através da camisa perfurada 10 e coluna de teste 30 usando variações de pressão no espaço anular superior 46 pela bomba 24 e duto de controle 26, com as associadas válvulas de alivio (não mostradas). A pressão da formação, temperatura, e tempo de recuperação podem ser medidas no teste de fluxo, usando instrumentos incorporados na coluna de teste 30, como conhecido na técnica, quando a válvula de teste 52 é aberta e fechada de modo convencional. Neste exemplo, a ferramenta de teste multimodal 100 é capaz de operar, em diferentes modos de operação, como uma válvula de fechamento de coluna de furação e válvula de circulação, e propicia ao operador a capacidade de mover fluidos na coluna de tubulação acima da ferramenta. Uma ferramenta de teste multimodal 100 inclui um mecanismo catraca tipo esfera e ranhura, que provê uma seqüência específica de abertura e fechamento para a válvula de esfera de fechamento e válvula de circulação. A ferramenta de teste multimodal 100 também permite, no modo de circulação, a condição de circular em ambas direções, permitindo aplicação de produtos químicos, ou de outros fluidos, diretamente no furo da coluna de teste a partir da superfície, e então abrir a válvula de fechamento (e a válvula de teste 52) para tratar a formação produtora.

[0029] Como deve ser aparente àqueles habilitados na

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12/42 técnica, durante a realização do teste de haste de furação pela válvula de teste de abertura e fechamento 52, em intervalos especificados de um pré-determinado número de ciclos, é desejável que a válvula de teste multimodal 100 não opere em qualquer modo, em resposta a aumentos e diminuições de pressão, que servem para operar a válvula de teste 52.

[0030] A ferramenta de teste da patente U.S. N^os 4.633.952 e 4.711.305, que estão incorporadas nesta por referência, inclui uma série de posições cegas de catraca, onde a ferramenta cicla um pré-determinado número de aumentos e diminuições de pressão, sem iniciar a operação da válvula de fechamento ou da válvula de circulação. Embora esta ferramenta desempenhe admiravelmente bem na maior parte das vezes, a mesma se mostra limitada com respeito ao número de ciclos de pressão (aberturas e fechamentos) que pode ser implementado durante um procedimento de teste de haste de furação. A presente invenção incorpora este aspecto altamente desejável de permitir um número pré-determinado de aumentos/diminuições de pressão, antes de mudar o status aberto ou fechado, da válvula de circulação ou válvula de fechamento, para ajudar a impedir operação ou reatividade da ferramenta de teste multimodal a tais ciclagens de aumentos ou diminuições, até um certo ponto, quando um aumento da pressão de ativação é aplicado à ferramenta de teste multimodal 100.

[0031] Referindo-se agora às figuras 2A a 2G, onde se representa uma configuração exemplar da ferramenta de teste multimodal 100 de acordo com a presente invenção. A ferramenta de teste multimodal 100 é mostrada primariamente em uma meia seção vertical, começando no topo da ferramenta

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13/42 com o adaptador superior 101 com roscas 102 e sendo preso na extremidade superior, fixando a ferramenta 100 na tubulação de furação na coluna de teste. O adaptador superior 101 é preso ao alojamento 104 da válvula de nitrogênio na conexão roscada 106. O alojamento 104 da válvula de nitrogênio inclui um conjunto de válvula convencional (não mostrado), tal como bem conhecido na técnica, para facilitar a introdução de nitrogênio na ferramenta 100 através de um furo lateral 108 no alojamento 104 da válvula de nitrogênio. O furo lateral 108 se comunica com um canal longitudinal de nitrogênio 110, que se estende para baixo.

[0032] O alojamento de válvula de nitrogênio 104 é preso pela conexão roscada 112 por sua extremidade inferior à caixa

de	pressão	tubular	114	e pela	conexão	roscada	116	por	sua
extremidade	inferior	ao	mandril	da câmara	de gás	118.	A caixa
de	pressão	tubular	114	e o mandril de	câmara	de	gás	118

definem a câmara de gás pressurizada 120 e uma câmara de óleo superior 122. As câmaras 120 e 122 são separadas por um pistão anular flutuante 124. A caixa de pressão tubular 114 é acoplada por sua extremidade inferior pelas conexões roscadas 128 ao alojamento de bloqueio hidráulico 126. O alojamento de bloqueio hidráulico 126 aloja uma porção do conjunto de bloqueio hidráulico, indicado geralmente em 130, de acordo com a presente invenção. Embora alguns componentes do conjunto de bloqueio hidráulico 130 estejam representados na figura 2, estes elementos serão discutidos com referência à figura 3, onde estão representados integralmente em detalhes. O conjunto de bloqueio hidráulico 130 inclui passagens, que serão discutidas com referência à figura 3, que seletivamente permitem a comunicação de óleo através do

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14/42 alojamento de bloqueio hidráulico 126, entre a câmara de óleo superior 122 e a câmara de catraca anular 158.

[0033] O alojamento de bloqueio hidráulico 126 é acoplado por uma conexão roscada 140 à extremidade superior da caixa de catraca 142. Um mandril de ranhura de catraca 156 engata de forma selável a extremidade inferior do alojamento de bloqueio hidráulico 126 para cooperativamente (junto com o alojamento de bloqueio hidráulico 126 e caixa de catraca 142) definir a câmara de catraca anular 158. O mandril de ranhura de catraca 156 se eleva na extremidade inferior do alojamento de bloqueio hidráulico 126. A parte externa superior 160 de mandril 156 tem um diâmetro substancialmente uniforme, enquanto a parte externa inferior 162 tem um diâmetro maior, para prover uma espessura de parede suficiente para ranhuras de catraca 164. As ranhuras de catraca 164 podem ter a configuração mostrada na figura 5. A figura 5 representa uma configuração preferida de projeto de ranhura de catraca 164 usada em uma configuração preferida da invenção. Preferivelmente, deve haver duas ranhuras de catraca 164, que se estendem em torno da parte externa do mandril de ranhura de catraca 156.

[0034] O conjunto luva de esfera 166 envolve o mandril de ranhura de catraca 156, e compreende um alojamento de válvula de retenção/luva superior 168 e luva inferior 174. O alojamento de luva superior/válvula de retenção 168 inclui selos 170 e 171 11 respectivamente engatam de forma selável as superfícies adjacentes da caixa de catraca 142 e mandril de ranhura de catraca 156. O alojamento de luva superior/válvula de retenção 168 também inclui uma pluralidade de furos de válvula de retenção 173 que se abrem

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15/42 para baixo. Um de cada um dos furos de válvula de retenção 172 e 173 está representado na figura 2B; no entanto, em uma configuração preferida, utilizam-se duas válvulas de retenção que se estendem em direções geralmente diametralmente opostas. Os furos de válvula de retenção 172, 173 incluem respectivamente as válvulas de retenção 175a, 175b. As válvulas de retenção usadas como válvulas de retenção 175a, 175b estão representadas em detalhes na figura 4. O alojamento de luva superior/válvula de retenção 168 e luva inferior 174 são preferivelmente acoplados por um anel bipartido 179, fixo no lugar com anéis C apropriadamente dimensionados 176; quais anéis bipartidos 179 engatam recessos 177 e 178 no alojamento de luva superior/válvula de retenção 168 e luva inferior 174, respectivamente. O anel bipartido de acoplamento 179 preferivelmente é um membro anular, de configuração apropriada para engatar as ranhuras anulares 177 e 178 que foram cortadas ao longo do diâmetro para produzir metades essencialmente simétricas. A caixa de catraca 142 inclui um encosto se estendendo para dentro 183 que serve de superfície para a válvula de retenção 175b. A caixa de catraca 142 inclui uma porta de óleo 132 que se estende da superfície externa para dentro da caixa de catraca 142 e permite a colocação de óleo na câmara de catraca anular 158 e áreas correlatas. As portas de óleo 132 usam plugues convencionais 134 roscados na caixa de catraca 142, para selar a câmara de catraca 158 em relação à parte externa da ferramenta 100.

[0035] A extremidade inferior da luva inferior 174 do conjunto de luva de esferas 166 é capaz de girar em relação ao alojamento de luva superior/válvula de retenção 169 com

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16/42 conexão produzida pelo anel bipartido 179. A luva inferior 174 inclui pelo menos um - preferivelmente dois assentos de esfera 118 - cada assento inclui uma esfera de catraca 186. Os assentos de esfera 186 preferivelmente se localizam em lados diametralmente opostos da luva inferior 174. Em razão desta estrutura, quando as esferas de catraca 186 seguem a trajetória das ranhuras de catraca 164, a luva inferior 174 gira com respeito ao alojamento de luva superior/válvula de retenção 168. O alojamento de luva superior/válvula de retenção 168 do conjunto de luva de esfera 166 não gira e apenas um movimento longitudinal é transmitido ao mandril de catraca 156 pelas esferas de catraca 186. A extremidade inferior 180 do mandril de ranhura de catraca 156 inclui uma extremidade inferior que se estende para fora 200 fixa em uma conexão roscada 202 a um mandril de extensão 204. A caixa de catraca 142, caixa de pistão 206 anexa, e mandril de extensão 204, cooperativamente definem uma câmara de óleo inferior anular 210. Um conjunto de selagem 208 provê um selo a prova de fluido entre a caixa de catraca 142 e a caixa de pistão 206. Um selo 203 provê um engate selado entre o mandril de extensão 204 e a extremidade inferior 200 do mandril de ranhura de catraca 156.

[0036] Um pistão flutuante anular 212 sela, de modo deslizante, a base da câmara de óleo inferior 210 e separa a mesma da câmara de fluido de poço 214, para qual as portas de pressão 154 se abrem. O pistão anular 212 inclui um arranjo de selagem convencional, e também preferivelmente um membro raspador elastomérico 215 para preservar o engate selado entre o pistão anular 212 e o mandril de extensão 204. A caixa do pistão 206 inclui outra porta de óleo 209 selada

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17/42 com um plugue 211. A extremidade inferior da caixa de pistão 206 é presa na conexão roscada 218 ao niple de extensão 216. A extremidade interna superior 217 de novo e preferivelmente inclui um raspador elastomérico 219 para preservar o engate selado entre o niple de extensão 216 e o mandril de extensão 204. O niple de extensão 216 também preferivelmente é acoplado por um acoplamento roscado 222 ao alojamento de deslocamento circulação 220 provendo uma selagem 221 entre eles. O niple de extensão 216 também preferivelmente inclui um conjunto raspador inferior 223 para preservar a selagem entre o niple 216 e o mandril de extensão 204. O alojamento de circulação deslocamento 220 inclui uma pluralidade de portas de circulação, que se estendem radialmente circunferencialmente espaçadas 224 e também uma pluralidade de portas de equalização de pressão 226. Uma luva de válvula de circulação 228 é acoplada por um acoplamento roscado 230 à extremidade inferior do mandril de extensão 204. As aberturas de válvula se estendem através da parede da luva 228, e são isoladas das portas de circulação 224 pelo selo elastomérico anular 234 disposto no recesso de selo 236. O selo elastomérico 234 pode ter cantos de metal, para prover maior durabilidade, para se mover nas portas de circulação 224. Parcialmente definido pela junção da válvula de circulação 228 com a luva de válvula de deslocamento 228, a luva de válvula de circulação 228 é acoplada à luva de válvula de deslocamento 238 por um acoplamento roscado 240.

[0037]	A luva	de válvula de	deslocamento	238
preferivelmente inclui uma	pluralidade	de conjuntos	de
ranhura	indicadora	(index)	242, 244, 246	. Os conjuntos	de
ranhura	indicadora	podem	ser vistos	pelas portas	de

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18/42 circulação 224, dependendo da posição da luva de válvula de deslocamento 238, e, portanto, do mandril de ranhura de catraca 156 em relação aos membros de alojamento externos, incluindo alojamento de deslocamento de circulação 220. As ranhuras de inspeção 242, 244, 246 permitem inspeção visual, e confirmação da posição da luva de ferramenta 238 e, portanto, a orientação da ferramenta 100 na seqüência de catraca. A luva da válvula de deslocamento 238 inclui um arranjo de selagem 248 para prover um engate selado entre o mandril de deslocamento 238 e o alojamento circulaçãodeslocamento 220. Sob um encosto que se estende radialmente para fora 249 na extremidade superior do mandril de deslocamento 238 tem uma seção de luva 260. A seção de luva 260 se estende para baixo e inclui um recesso anular 266 que separa o encosto de extensão anular alongado 266 da porção superior remanescente do mandril 238.

[0038] A luva pinça 270 inclui dedos pinça 272, que sobem e engatam a luva de extensão 260 do mandril de deslocamento 238 com projeções que descem radialmente 274, e engatam o recesso anular 266. Como pode ser visto na figura 2E, as projeções 274 e porções superiores dos dedos 272 ficam confinadas entre a parte externa da seção de mandril inferior

260 e	a parte	interna do	alojamento	de	circulação-
deslocamento 220.
[0039]	Ademais,	como também	pode ser visto	na	figura 2E, a
seção de	mandril	inferior 260	também inclui	um	selo 265 que

sela a luva pinça 270 em um ponto abaixo da extensão inferior 267 dos dedos pinça 272. Isto provê uma selagem segura entre a seção inferior 260 e a luva pinça 270. A luva pinça 270 tem uma extremidade inferior que inclui um acoplamento

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19/42 flangeado indicado geralmente como 276, e inclui flanges 278 e 280, quais flanges definem um recesso anular externo 282 entre estes. O acoplamento de flange 276 recebe/engata um acoplamento de flange, indicado geralmente em 284, nos dois braços de esfera 292. O acoplamento de flange 284 inclui flanges que se estendem para dentro 286 e 288, e definem um recesso interno 290 entre os mesmos. Os acoplamentos 286, 288 definem um recesso interno 290 entre eles. Os acoplamentos de flange 276 e 284 são mantidos em engate entrelaçado no recesso anular 296 entre a caixa de esferas 294 e o alojamento de esferas 298. A caixa de esferas 294 é roscavelmente acoplada em 295 no alojamento de circulaçãodeslocamento 220.

[0040] O alojamento de esfera 298 tem uma configuração substancialmente tubular, tendo uma porção diametral menor 300 e uma porção diametral maior 302, tendo duas janelas 304 recortadas através da parede para receber a projeção dos ressaltos (orelhas) 306 de cada braço de esferas 292. O alojamento de esferas também inclui uma abertura 301, que se estende entre o furo interno e recesso anular 296. Este furo impede que o bloqueio de fluido restrinja o movimento da luva de válvula 238.

[0041] Na parte externa do alojamento de esferas 298, dois canais longitudinais, indicados geralmente pela seta 308, tendo uma seção transversal curvada e sendo circunferencialmente alinhadas às janelas 304, se estendem do encosto 310 para baixo em direção ao encosto 311. Os braços de esfera 292 tendo seções transversais curvadas substancialmente complementares como canais 298, ficam nos canais 308 e atravessam janelas 304 e são mantidos no lugar

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20/42 pela parede interna 318 da caixa de esfera 294 e parte externa do suporte de esfera 340.

[0042] A parte interna do alojamento de esfera 298 inclui um recesso de assento 320, dentro de qual é disposto o assento anular 322. O alojamento de esfera 298 é pressionado para baixo contra a esfera 330 por uma mola anel 324. A superfície 326 do assento superior 322 inclui uma superfície de selagem metálica que provê um selo deslizante com a parte externa 332 da válvula 330. A válvula de esfera 330 inclui um furo diametral passante 334 tendo um diâmetro substancialmente igual ao furo 328 do alojamento de esfera 298. Dois recessos de ressalto 336 se estendem da parte externa da esfera de válvula 330 para o furo 334. A extremidade superior 342 do suporte de esfera 340 se estende para o alojamento de esfera 298 e preferivelmente inclui recesso de assento de esfera inferior 334, no qual é disposto um assento de esfera anular inferior 346. O assento de esfera anular inferior 346 inclui uma superfície seladora metálica curvada 348 que deslizavelmente provê uma selagem contra a parte externa 332 da esfera de válvula 330. Quando o alojamento de esfera 298 é montado com o suporte de esfera 340, os assentos de esfera superior e inferior 322 e 346 são pressionados em engate selado com a válvula de esfera 330 pela mola 324. O encosto anular externo 350 no suporte de esfera 340 é preferivelmente contatado pelas extremidades superiores 352 do denteado 354 na parte externa da caixa de esfera 292, válvula de esfera 330, assentos de esfera 322 e 346, e mola 324 são mantidos no lugar dentro da caixa de esfera 294. O denteado 354 engata o denteado 356 na parte externa do suporte de esfera 340, e, daí, impedindo a rotação

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21/42 do suporte de esfera 340 e alojamento de esfera 298 na caixa de esfera 298.

[0043] O adaptador inferior 360 se estende em sua extremidade superior 362 entre a caixa de esfera 298 e suporte de esfera 340, provendo uma selagem entre as mesmas, quando provido um suporte de esfera 340 na conexão roscada 364. A extremidade inferior do adaptador inferior 360 inclui roscas externas 366 para prover porções de uma coluna de teste abaixo da ferramenta de teste multimodal 100.

[0044] Como será prontamente apreciado, quando a válvula de esfera 330 está aberta, como na figura 2F, se forma um furo totalmente aberto” 370 na ferramenta de teste multimodal 100, provendo uma trajetória para fluidos de formação e/ou canhões de perfuração, instrumentação, etc..

[0045] Referindo-se agora à figura 3, onde se representa um conjunto de bloqueio hidráulico 130 em detalhes. Como estabelecido, o conjunto de bloqueio hidráulico 130 inclui um sub bloqueio hidráulico 126, que inclui uma primeira passagem geralmente longitudinal 382, que se estende da extremidade inferior 384 do alojamento 126 à próxima extremidade superior 386. Como pode ser visto da comparação das figuras 3A e 3B, a passagem longitudinal 382 será preferivelmente formada de dois furos deslocados 383 e 385. A extensão superior da passagem 382 (furo 385) é plugada, tal como por um plugue metálico adequado 38, usando qualquer técnica convencional, como bem conhecido na técnica. O furo 385 intersecta um furo lateral 390 que comunica a passagem 382 com uma área reentrante anular 392 formada entre a parte externa do sub bloqueio hidráulico 126 e caixa de pressão tubular 114. No lado oposto da abertura radial 390 a partir do plugue 388,

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22/42 tem a abertura lateral 394, que comunica os furos 383 e 385. A abertura lateral 394 tem um plugue de disco de ruptura 396, que define uma trajetória de fluxo, que, em um estágio inicial, é obstruída por um disco de ruptura 398. Como pode ser visto nas figuras 3A e 3B, o plugue 396 fixa no lugar o disco de ruptura 298, impedindo que qualquer fluxo passe pela passagem 382 através do disco de ruptura 398, até um instante em que o diferencial de pressão rompe o disco de ruptura, abrindo a passagem 382. O sub bloqueio hidráulico 126 também inclui a passagem 400, que se estende da extremidade inferior 384 da sub 126 para a extremidade superior 386 do sub 126. A passagem 400 é preferivelmente diametralmente oposta ao furo 382 na sub 126. Próximo da extremidade superior do sub bloqueio hidráulico 126, a sub é presa, tal como por um acoplamento roscado 402, a uma tampa de extremidade 404. O sub bloqueio hidráulico 126 e a tampa de extremidade 404 incluem superfícies complementares geralmente adjacentes, cada uma delas disposta de modo a formar um recesso geralmente em forma de V 406 entre elas. Uma porção deste recesso é aliviada na tampa de extremidade 404 por uma ranhura anular 408. O recesso anular 406 inclui um O'ring convencional 410 que, como será descrito, serve de válvula de retenção para o fluxo entre a passagem 400 no sub bloqueio hidráulico 126 e a câmara de óleo superior 122 sob o pistão anular flutuante 124. Um pequeno recesso 412 é provido entre a tampa de extremidade 404 e o furo 400 adjacente ao sub bloqueio hidráulico 126, para assegurar comunicação fluida entre o furo 400 e ranhura em V 406 sob o O'ring 410.

[0046] Referindo-se agora à figura 4, onde se representa uma válvula de retenção 175 no alojamento de luva

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23/42 superior/válvula de retenção 168 da ferramenta de teste multimodal 100. A válvula de retenção 175 inclui um membro de corpo 420 tendo uma seção externa roscada 422 adaptada para roscavelmente engatar os furos 172, 163 no alojamento de esfera 168. O corpo 420 define um furo central 424, onde se localiza a haste da válvula de retenção 426. A haste 426 inclui um furo central que se estende da extremidade mais externa 428 em direção a uma posição dentro da haste 426. Os primeiro e segundo furos laterais 432, 434 intersectam o furo central 430. Os primeiro e segundo furos laterais 432, 434 são suficientemente espaçados, de modo que, quando a haste 426 se move em apenas uma direção, se afastando do membro de corpo 420 (para baixo, como representado na figura 4), os furos laterais 432 e 434 ficam em lados opostos do membro de corpo 420. Estes furos asseguram um fluxo de fluido apropriado através da válvula de retenção 175. A haste 426 e o membro de corpo 420 também incluem superfícies seladoras complementares 436 e 438, que respectivamente obstruem o fluxo, quando as superfícies estão engatadas uma na outra. A válvula de retenção 175 adicionalmente inclui um membro mola 440, que pressiona haste e membro de corpo, para assegurar uma relação selada entre os mesmos. A haste 426 preferivelmente inclui um membro de extensão 442 que se estende na mola 440 e serve para manter a mola 440 apropriadamente alinhada em uma configuração de operação.

[0047] Referindo-se às figuras 1 a 4, a operação da ferramenta de teste multimodal 100 é feita como segue. Quando a ferramenta 100 é introduzida no poço na coluna 30, a ferramenta tipicamente deve operar com a válvula de circulação fechada e a válvula de esfera aberta, como nas

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24/42 figuras 2A a 2G. Quando a ferramenta 100 desce no furo de poço, a pressão do espaço anular passa através da porta de pressão de espaço anular 154 e pressiona o pistão flutuante anular 212 para cima na câmara de óleo inferior anular 210. A pressão é comunicada através da ferramenta de óleo 100 e através da passagem 400 no sub bloqueio hidráulico 126. Quando a pressão passa através da passagem 100 e se torna maior que a pressão na câmara de gás pressurizada 120 atuando no O'ring 410 da válvula de retenção, a pressão pressiona o O'ring 410 da válvula de retenção e atua sobre a superfície inferior do pistão anular flutuante 124. O pistão anular flutuante 124 então sobe, e pressuriza o nitrogênio na câmara de gás 120, substancialmente igualando a pressão hidrostática anular (descontando as perdas por fricção na ferramenta 100). [0048] Como deve ficar aparente a partir das figuras, o disco de ruptura 398 será exposto, por um lado no furo 383, a pressão do fluido no furo de poço e, pelo outro lado no furo 385, exposto a pressão na câmara de gás 120. A válvula do disco de ruptura 398 será ajustada, com alguma margem de segurança, acima do valor máximo de pressão que se espera que seja aplicada a outras ferramentas na coluna. Por exemplo, se

uma	pressão	de 500	psi	acima	da	pressão	hidrostática, que
se	espera	que	seja	aplicada à	válvula de	teste 52 na coluna
30,	então	a	pressão no	disco	de	ruptura	398 será ajustada
em	cerca	de	750 a	1500	lbs	acima - ma	is preferivelmente
em	cerca	de	1000	lbs.	Portanto,	o disco de ruptura 398
não	rompe	até	lhe ser aplicada	uma	pressão	de 1000 lbs.
[0049]	Como deve	ser	visto	, a	pressão	no espaço anular

pode ser aumentada e diminuída qualquer número de vezes para operar a válvula de teste 52, como desejado. A pressão máxima

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25/42 aplicada ao espaço anular adjacente à ferramenta de teste multimodal 100 será aplicada, como descrito, pelo conjunto de bloqueio hidráulico 380 para pressurizar a câmara de gás 120. Então, a pressão na câmara de gás pressurizada 130 é mantida na pressão mais alta aplicada ao espaço anular.

[0050] Quando se deseja atuar a ferramenta de teste 100, a pressão será elevada uma única vez para o diferencial de pressão acima da pressão hidrostática, para cujo valor o disco de ruptura 398 foi ajustado - preferivelmente mais uma margem extra para assegurar sua operação confiável. Por exemplo, com um disco para 1000 lbs, uma pressão de pelo menos 1000 lbs deve ser aplicada ao espaço anular. Quando esta pressão é aplicada à ferramenta de teste multimodal 100, a pressão deve ser armazenada pelo conjunto de bloqueio hidráulico 130. Quando a pressão for diminuída para a pressão hidrostática, será aplicado o diferencial de pressão de 1000 lbs ao disco de ruptura, que se rompe, daí facilitando a operação normal da ferramenta 100, como descrito na patente U.S. N^o 4.711.305, e incorporada nesta por referência. A força da pressão na mola de fluido estabelecida pela câmara de gás pressurizada 120 e pistão 124 será aplicada à área do pistão do alojamento de luva superior/válvula de retenção 168, que atua como mandril de operação móvel, através das esferas 186.

[0051] Um subseqüente aumento de pressão através das portas de pressão de espaço anular 154 atua sobre o alojamento de luva superior/válvula de retenção 168. O óleo é impedido de contornar o alojamento 168 pelos selos 170, 171. O alojamento de luva superior/válvula de retenção 168, por conseguinte, é pressionado de novo contra a extremidade

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26/42 inferior 384 do sub bloqueio hidráulico 126. Este movimento faz subir a luva inferior 174, a luva de esfera 186, e esferas 186 nas ranhuras 164. Desta maneira, as esferas 186 começam a ciclar nas ranhuras catracas 164.

[0052] Quando o alojamento de esfera 168 alcança a extremidade inferior 384 do sub bloqueio hidráulico, o alojamento 168 é impedido de subir, mas a válvula de retenção 175 abre (e,_por sua vez, atingindo o diferencial de pressão, a válvula de retenção 175b abre), e permite que o fluido passe pelas passagens 400 e 382 para a câmara de óleo superior 122, equalizando a pressão de ambos lados do alojamento de luva superior/válvula de retenção 168 e pára o movimento do conjunto de luva de esfera 156 e esferas 186 nas ranhuras 164. Sangrando a pressão de espaço anular, o nitrogênio na câmara pressurizada na câmara 120, agora que o disco de ruptura 398 rompe, pressionando o pistão flutuante 124, a pressão então é comunicada pela câmara de óleo superior 122 e passagem 382 para o alojamento de luva superior/válvula de retenção 168, baixando o alojamento e a luva inferior 174, fazendo esferas de catraca 186 seguirem as trajetórias das ranhuras 164. Depois de um certo número de tais ciclos, determinado pela catraca, a catraca faz as esferas 186 moverem o mandril de catraca 156, mandril de extensão 204, e luva ligada ao mesmo, abrindo a válvula de circulação ou válvula de esfera.

[0053] Referindo-se agora à figura 6, onde se descreve esquematicamente uma configuração exemplar de um sistema operacional para uma ferramenta 500 incorporando um aparelho método de bloqueio hidráulico de acordo com a invenção. A ferramenta de poço 500 inclui um mandril móvel 500, que

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27/42 representa o mecanismo de operação chave cujo movimento é restringido, até depois de ocorrer um certo diferencial de pressão e permitir operação da ferramenta de poço 500.

[0054] Para conferir clareza à ilustração, a ferramenta de poço 500 será descrita em termos de uma válvula de drenagem automática para permitir a drenagem do fluido de uma coluna de teste de haste de furação, quando esta for retirada do poço. A descrição da ferramenta 500 em relação a esta ferramenta é puramente ilustrativa, no entanto, como aqueles habilitados na técnica deverão reconhecer que os princípios da configuração ilustrada poderiam ser aplicados a válvula de segurança/válvula de circulação e/ou a numerosos outros tipos de ferramentas. A ferramenta de poço 500 inclui, em adição ao mandril móvel 502, um conjunto de alojamento 502. O conjunto de alojamento 504 e o mandril móvel 502 cooperativamente definem a câmara de gás superior 506. A câmara de gás superior 506 é cheia através de um mecanismo apropriado (não mostrado) com um volume de gás - preferivelmente nitrogênio para prover resistência à ferramenta 500. Na extremidade inferior da câmara de gás superior 506 tem um pistão móvel 508. Sob o pistão móvel 508 tem a câmara de óleo superior 510. O lado oposto da câmara de óleo superior 510 é definido por um conjunto de atraso que pode ser formado como extensão do conjunto de alojamento 504 ou de forma selável preso ao mesmo. O conjunto de bloqueio hidráulico 512 engata de forma selável o mandril móvel 502 definindo as câmaras de óleo superior e intermediária 510, 514. O conjunto de bloqueio hidráulico 512 inclui um conjunto de disco de ruptura 516, que pode ser do tipo previamente discutido aqui que, pelo menos inicialmente, obstrui a passagem 518 entre as câmaras

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28/42 de óleo superior e intermediária 510 e 514. O conjunto de bloqueio hidráulico 512 também inclui uma segunda passagem 520, que se estende entre as câmaras de óleo superior e intermediária 510 e 514, incluindo a válvula de retenção 522, qual válvula 522 permite a passagem do fluxo de fluido da câmara de óleo intermediária 514 pela passagem 520 para a câmara de óleo superior 510, pressionando o lado de baixo do pistão 508, mas obstruindo o fluxo inverso. A extremidade inferior da câmara de óleo intermediária 514 é definida por um flange 524 que se estende para fora no mandril móvel 502, engatando de forma selável o conjunto de alojamento 504. O flange 524 também define a extensão superior da câmara de óleo inferior 526. Uma válvula de retenção 525 no flange 524 permite a passagem do fluxo de óleo da câmara de óleo inferior 526 para a câmara de óleo intermediária 514, e de novo impede o fluxo inverso. Um pistão móvel 528 separa a câmara de óleo inferior 526 de uma câmara de pressão anular 30, que se comunica através de uma passagem 532 com um espaço anular de poço externo à ferramenta 500. O mandril móvel 502 inclui uma porta de drenagem interna 534, que em uma primeira posição, como na figura 6, é isolada nos lados de cima e de baixo pelos conjuntos seladores 536 e 538. A ferramenta de poço 500 também inclui uma porta de drenagem anular 540, que, quando a porta de drenagem anular 544 estiver alinhada com a mesma, permite a passagem de fluido da parte interna da ferramenta 500 para o lado de fora. A pressão da porta de drenagem anular 540 é adicionalmente isolada de extensões adicionais de mandril móvel 502, por um conjunto selador adicional 542.

[0055] A operação da ferramenta de poço 500 é similar à

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29/42 operação descrita acima para a ferramenta de teste multimodal 100 das figuras 1 a 5. Quando a pressão é aplicada ao espaço anular de poço, esta pressão deve ser aplicada por uma porta de pressão de espaço anular 532 ao pistão 528, que então se move, e transmite a pressão aplicada pelo óleo e câmara de óleo inferior 526. Esta pressão então faz subir o mandril móvel 502, e pela ação da válvula de retenção 525, a pressão do espaço anular será aplicada, através da unidade de bloqueio hidráulico 512, à câmara de óleo superior 510, e daí para a mola de fluido formada pela câmara de gás superior 506. Como descrito acima, devido à construção do conjunto de bloqueio hidráulico 512, quando esta pressão diminui, a pressão será mantida na câmara de gás superior 506 pelo disco de ruptura 516 e válvula de retenção 522.

[0056] Quando a ferramenta de poço 500 é retirada do furo de poço, ou quando a cabeça hidrostática próxima da parte de pressão do espaço anular 532 for reduzida de alguma forma, o diferencial de pressão no disco de ruptura 516 aumenta. Quando o diferencial de pressão chega em certo valor, faz o disco se romper, e a pressão na câmara de nitrogênio 506 será aplicada através da passagem 518 à câmara de óleo intermediária 514 e flange radial 524. Em razão de o fluido e pressão não poderem contornar (bypass) o flange 524, o mandril móvel 502 baixa. No exemplo ilustrado, este movimento para baixo alinha a porta de drenagem intermediária 534 à porta de drenagem anular 50, permitindo que o fluido no furo da ferramenta 500 drene para o espaço anular.

[0057] Referindo-se agora à figura 7, onde se representa uma configuração alternativa de uma ferramenta de poço 600, de acordo com a presente invenção. A ferramenta 600 provê um

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30/42 mecanismo de bloqueio que pode ser acoplado a qualquer tipo apropriado de ferramenta operada a pressão para impedir sua operação até se conseguir um pré-determinado diferencial de pressão. Por exemplo, a seção de operação de bloqueio hidráulico da ferramenta 500 pode ser adaptada a uma válvula de circulação válvula de segurança, etc.. Um uso particular seria empregar uma ferramenta em uma operação de teste de haste de furação, quando as condições hidrostáticas no furo de poço se alteraram desde quando a ferramenta foi colocada no poço. Por exemplo, se na tubulação um fluido pesado foi substituído por um fluido mais leve ou se o nível de fluido no espaço anular foi reduzido, daí reduzindo a cabeça hidrostática adjacente à ferramenta de poço 600. A ferramenta de poço 600 inclui componentes e conjuntos correspondentes àqueles descritos e representados em relação à ferramenta de poço 500. Portanto, tais elementos serão numerados similarmente, e a mesma descrição será aplicável.

[0058] Como deve ficar aparente a partir da figura 7, o conjunto alojamento 604 próximo da extremidade inferior inclui uma abertura de pressão de espaço anular 608. O mandril móvel 602 inclui uma seção que se estende radialmente para fora 606 incluindo os conjuntos 610 e 612. Os conjuntos 610 e 612 são dispostos inicialmente em lados opostos da porta de pressão de espaço anular 608, de modo a isolar a porta 608. O mandril 602 e alojamento 604 cooperativamente definem a câmara de pressão inferior 617 incluindo o recesso radial 616. As paredes definem o recesso 616 e são dispostas radialmente para fora em relação à superfície seladora 614 que engata o conjunto selador 610 e 612. Portanto, se o mandril móvel 602 baixa para uma posição onde os conjuntos

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31/42 seladores 610 e 612 são recessos adjacentes 616, então o fluido da porta de pressão de espaço anular 608 se comunica fluidicamente com a câmara 617 pelo recesso 616. Um conjunto selador inferior 622 engata uma porção de saia inferior 624 do mandril móvel 602, isolando a câmara de pressão 617. A câmara 617 é acoplada pela passagem 618 à porta de entrada de pressão de espaço anular da ferramenta de poço convencional específica a ser operada.

[0059] Em operação, a ferramenta 600 atua como a ferramenta 500 descrita acima. Uma vez conseguido o diferencial de pressão prescrito no disco de ruptura 516, o disco de ruptura 516 se rompe, permitindo que a pressão atue sobre o flange que se estende para fora 514, baixando o mandril móvel 62. Na situação de operação em que foi colocada a ferramenta 602 em um poço com fluido pesado, a ferramenta 600 serve para impedir que a cabeça hidrostática afete a ferramenta de poço. Como deve ser aparente àqueles habilitados na técnica, quando o fluido pesado for substituído por um fluido mais leve, o disco de ruptura será exposto por um lado à pressão da câmara de gás 606 que é igual à cabeça hidrostática do fluido mais pesado e mais qualquer pressão adicional que lhe for aplicada. Entrementes, a pressão no lado oposto do disco de ruptura 516 será igual à cabeça hidrostática que surge quando o fluido mais pesado for substituído com um fluido mais leve. Quando este diferencial de pressão exceder o valor de ruptura do disco 516, o disco de ruptura 516 deve se romper, permitindo a operação da ferramenta de poço 600.

[0060] Quando o mandril móvel 602 desce, uma porta de pressão 608 é descoberta e se comunica através de recesso 616

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32/42 na câmara 617 com a passagem 618. O disco de ruptura 620, que obstrui a passagem 618, deve ser ajustado em um valor apropriado para prover a pressão de operação inicial para a válvula associada ou a outra ferramenta de poço. Assim, o disco de ruptura 620 pode ser ajustado em qualquer valor desejado, tal como, por exemplo, 1000 lbs em relação à menor cabeça hidrostática provida pelo fluido mais leve no poço, e sem considerar as pressões previamente presentes em conseqüência de um fluido anterior mais pesado.

[0061] Referindo-se agora à figura 8, onde se representa esquematicamente outra configuração de uma ferramenta 7000 incorporando um método e aparelho de bloqueio hidráulico, de acordo com a presente invenção. Por exemplo, a ferramenta de poço 700 pode prover um mecanismo de bloqueio que pode ser acoplado a qualquer tipo apropriado de ferramenta operada a pressão para impedir e permitir operação da ferramenta de poço até alcançar um pré-determinado diferencial de pressão. Especificamente, a seção de operação de bloqueio hidráulico da ferramenta 700 pode ser adaptada à ferramenta 100 descrita com referência às figuras 1 a 5, ou a outras ferramentas, tal como válvula de circulação, válvula de segurança, etc.. Assim, a ferramenta de poço 700 pode incluir um mandril móvel (não mostrado) que opere como descrito com referência ao mandril de ranhura de catraca 156.

[0062] A ferramenta de poço 700 inclui um conjunto mandril 702 e conjunto alojamento 704. O conjunto mandril e o conjunto alojamento, em conjunto, servem para definir, pelo menos parcialmente a câmara de fluido compressível superior 706. A câmara de fluido compressível superior 706 enche através de um mecanismo apropriado (não mostrado) com um

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33/42 volume de gás - preferivelmente nitrogênio - adequado para prover a desejada operação de mola de fluido na ferramenta 700. A extremidade oposta da câmara superior 706 é um pistão de mola de fluido móvel 708. Sob o pistão 708 tem uma câmara de óleo superior 710. A extremidade oposta da câmara de óleo superior 710 é definida por um conjunto de bloqueio hidráulico, como indicado em 712, que pode ser formado em uma extensão do conjunto alojamento 704 ou ser de forma selável preso ao mesmo. Na configuração ilustrada, o conjunto de bloqueio hidráulico 712 engata de forma selável o mandril 702, definindo ambas, câmara de óleo superior 710 e câmara de

óleo inferior 714.	O	conjunto	de	bloqueio hidráulico	714
inclui uma válvula	de	liberação	de	pressão, ilustrada	como
conjunto de disco	de	ruptura	716,	que pode ser do	tipo

previamente descrito nesta, que, pelo menos inicialmente, obstrui a passagem 719 entre a câmara de óleo superior 710 e a câmara de óleo inferior 714, respectivamente. O conjunto de bloqueio hidráulico 712 também inclui uma segunda passagem 712, que se estende entre a câmara de óleo superior 710 e a câmara de óleo inferior 714 e incluindo um pistão de compensação 722. O pistão de compensação também permite que um pré-determinado nível de pressão a partir da câmara de óleo 714 seja comunicado à câmara de óleo superior 710, mas impede a comunicação de qualquer pressão acima do prédeterminado nível de pressão.

[0063] Isto se consegue permitindo que um volume relativamente pequeno de óleo ocupe a câmara de óleo superior 710 entre o pistão de compensação 722, disco de ruptura 716, e pistão móvel 708. Quando ocorre um diferencial de pressão positivo, entre a câmara de óleo inferior 714 e a câmara de

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34/42 óleo superior 706, como aquele criado pela elevação da plataforma 708, faz subir e comprime o nitrogênio na câmara de óleo superior 706 em um pré-determinado grau. Na configuração ilustrada, o movimento do pistão móvel 708 cessa, quando o pistão de compensação 722 contata o encosto 724. Quando se alivia esta pressão, provê-se um diferencial de pressão positivo entre a câmara superior 706 e a câmara inferior 714, que faz o pistão móvel 708 descer, que faz o pistão de compensação 722 também descer, equalizando a pressão no sistema até o pistão móvel percorrer seu curso máximo até o encosto 726.

[0064] A extremidade inferior da câmara de óleo inferior 714 é definida por um pistão de força móvel 728. O conjunto alojamento 704 e o conjunto mandril 702, em conjunto, servem para definir uma câmara de pressão anular 730, que se comunica através de uma passagem 732 com a parte externa do espaço anular de poço à ferramenta 700, de modo que o fluido de furo de poço opere como fluido de transmissão de força para executar operações da ferramenta de poço 700.

[0065] Agora será descrita a operação da ferramenta de poço 700. Quando a pressão é aplicada ao espaço anular do poço, a pressão será aplicada através de uma porta de pressão de espaço anular 732 para o pistão 728, que se move e transmite a pressão aplicada através do óleo à câmara de óleo inferior 714. Pelo menos uma porção da pressão de espaço anular aplicada então será transmitida através da unidade de bloqueio hidráulico 712 à câmara de óleo superior 710, via pistão de compensação 724. Esta porção de pressão de espaço anular aplicada atua na mola de fluido formada pela câmara superior 706. Devido à construção do conjunto de bloqueio

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35/42 hidráulico 712, com a redução desta pressão, a mola de fluido opera para baixar o pistão de compensação 722. Como apenas uma pequena quantidade de óleo é colocada inicialmente na câmara de óleo superior 710, o curso do pistão móvel 708 não é suficiente para fazer, por exemplo, o mandril de ranhura de

catraca	156 operar.
[0066]	Quando se	deseja operar a	ferramenta	de	poço 700,	a
cabeça	hidrostática	ou pressão de	fluido próxima	à	porta	de
pressão	de espaço	anular, 732 é	aumentada	para	criar	o

requerido diferencial de pressão no disco de ruptura 716. Quando o diferencial de pressão chega em um pré-determinado valor no qual o disco de ruptura rompe, a pressão entre a câmara de nitrogênio 706 e a câmara de óleo inferior 714 será aplicada através da passagem 718. Na configuração, ciclos de pressão repetidos podem ser aplicados à câmara de nitrogênio 706 através da porta de pressão de espaço anular 732 para operar a ferramenta de poço 700, como descrito acima com referência à ferramenta de poço 100.

[0067] Referindo-se agora à figura 9, onde se representa esquematicamente outra configuração de uma ferramenta 800 incorporando um método e aparelho de bloqueio hidráulico, de acordo com a presente invenção. Por exemplo, a ferramenta de poço 800 pode prover um mecanismo de bloqueio, que pode ser acoplado a qualquer tipo apropriado de ferramenta operada a pressão para impedir operação da ferramenta até depois de se conseguir um pré-determinado diferencial de pressão. Especificamente, a seção de operação de bloqueio hidráulico da ferramenta de poço 800 pode ser adaptada à ferramenta 100, descrita acima nas figuras 1 a 5, ou a outras ferramentas, tal como válvula de circulação, válvula de segurança, etc..

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Assim, a ferramenta de poço 800 pode incluir um mandril móvel (não mostrado) operando como descrito com referência ao mandril de ranhura de catraca 156.

[0068] A ferramenta de poço 800 inclui um conjunto mandril 802 e conjunto alojamento 804. O conjunto alojamento 804 e conjunto mandril 802, em conjunto, servem para definir uma câmara de fluido compressível superior 806. A câmara superior 806 será cheia com um mecanismo apropriado (não mostrado) com um volume de gás - preferivelmente nitrogênio - adequado para prover operação de mola de fluido desejada na ferramenta 800. Na extremidade inferior da câmara superior 808 tem um pistão de mola de fluido móvel 808. Sob o pistão 808 tem uma câmara de óleo superior 810. A extremidade oposta da câmara de óleo superior 810 é definida pelo conjunto de bloqueio hidráulico ou retardo hidráulico indicado em 812 que pode ser quer formado em uma extensão do conjunto alojamento ou ser de forma selável preso ao mesmo. Na configuração ilustrada, o conjunto de bloqueio hidráulico 812 engata de forma selável o mandril 802, definindo uma câmara de óleo superior 810 e uma câmara de óleo inferior 814. O conjunto de bloqueio hidráulico 812 inclui uma válvula de liberação de pressão ilustrada como conjunto de disco de ruptura 816, que pode ser do tipo previamente discutido aqui, pelo menos inicialmente obstrui a passagem 818 entre as câmaras de óleo superior e inferior 812 e 814 respectivamente. O conjunto de bloqueio hidráulico 8142 também inclui uma segunda passagem 820 que se estende entre a câmara de óleo superior 810 e câmara de óleo inferior 814. Na configuração ilustrada, a segunda passagem 820 inclui uma porção superior 820a e porção inferior 820b, deslocadas uma da outra. Entre a porção

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37/42 superior 820a e a porção inferior 820b, coloca-se um pistão intermediário 822, que serve para inicialmente impedir uma comunicação fluida entre câmaras de óleo superior 810 e a câmara de óleo inferior 814.

[0069] A extremidade inferior da câmara de óleo inferior 814 é definida por um pistão de força móvel 828. O conjunto alojamento 804 e conjunto mandril 802, em conjunto, servem para definir uma câmara de pressão anular 830 que se comunica através de uma passagem 832 com a parte externa do espaço anular de poço à ferramenta 800, de modo que o fluido de furo de poço opere como fluido de transmissão de força para executar as operações da ferramenta de poço 800.

[0070] Agora será descrita a operação da ferramenta de poço 800. Quando a pressão é aplicada ao espaço anular de poço, esta pressão será aplicada através da porta de pressão de espaço anular 832 ao pistão 828, que deve resistir ao movimento, quando se impede que a pressão seja transmitida através do óleo da câmara de óleo inferior 814 à câmara de óleo superior 810 pelo pistão intermediário 822 e disco de ruptura 816. Assim, nesta configuração, as variações de pressão no espaço anular do poço não serão transmitidas à mola de fluido, e o mandril de ranhura de catraca não se move.

[0071] Quando se deseja operar a ferramenta de poço 800, a cabeça hidrostática ou pressão de fluido próxima da porta de pressão 832 é aumentada para criar o requerido diferencial de pressão no disco de ruptura 816. Quando o diferencial de pressão atinge o pré-determinado valor de diferencial de pressão na qual o disco de ruptura 816 rompe, o disco de ruptura 816 se rompe, e a pressão faz o pistão intermediário

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822 se mover radialmente para dentro. Uma vez deslocado o pistão intermediário 822, a porção superior 820a e porção inferior 820b da segunda passagem 820 se comunicam fluidicamente permitindo que a pressão do espaço anular seja aplicada à câmara de nitrogênio 806 a partir da câmara de óleo superior 810 e câmara de óleo inferior 814. Nesta configuração, ciclos repetidos de pressão podem ser aplicados à câmara de nitrogênio 806 através da porta de pressão de espaço anular 832 para operar a ferramenta de poço 800, como descrito acima, com referência à ferramenta de poço 100.

[0072] Referindo-se agora à figura 10, onde se representa esquematicamente outra configuração de uma ferramenta 900 incorporando um método e aparelho de bloqueio hidráulico de acordo com a presente invenção. Por exemplo, a ferramenta 900 pode prover um mecanismo de bloqueio que pode ser acoplado a qualquer tipo apropriado de ferramenta de poço operado a pressão, para impedir operação da ferramenta até depois alcançar um pré-determinado diferencial de pressão. Especificamente, a seção de operação de bloqueio hidráulico da ferramenta de poço 900 pode ser adaptada à ferramenta 100 descrita com referência às figuras 1 a 5, ou outras ferramentas, tal como uma válvula de circulação, válvula de segurança, ou similares. Assim, a ferramenta 700 pode incluir mandril móvel (não mostrado) que opere, como descrito acima, com referência ao mandril de ranhura de catraca 156.

[0073] A ferramenta de poço 900 inclui um conjunto mandril 902 e um conjunto alojamento 904. O conjunto alojamento 904 e conjunto mandril 902 em conjunto servem para definir uma câmara de fluido compressível superior 906. A câmara de fluido compressível superior é cheia com um mecanismo

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39/42 apropriado (não mostrado) de um certo volume de gás preferivelmente nitrogênio - adequado para prover uma operação de mola de fluido desejado na ferramenta 900. A extremidade oposta da câmara superior tem um pistão de mola de fluido móvel 908. Sob o pistão 908 tem uma câmara de óleo superior 910. A extremidade oposta da câmara de óleo superior 910 é definida por conjunto de bloqueio ou retardo hidráulico indicado em 912 que pode ser quer provido em uma extensão do conjunto alojamento 904 ou ser de forma selável preso ao mesmo. Na configuração ilustrada, o conjunto de bloqueio hidráulico 912 engata de forma selável o mandril 902, definindo câmara de óleo superior 910 e câmara de óleo inferior 914. O conjunto de bloqueio hidráulico 912 inclui uma válvula de liberação de pressão, ilustrada como um conjunto de disco de ruptura 916 que pode ser do tipo previamente descrito nesta que pelo menos inicialmente obstrui uma passagem 918 entre as câmaras de óleo superior 910 e câmara de óleo inferior 914 respectivamente. O conjunto de bloqueio hidráulico 912 também inclui uma segunda passagem 920 que se estende entre as câmaras de óleo superior 910 e câmara de óleo inferior 914, incluindo um dispositivo medidor de fluido 922. O dispositivo medidor de fluido 922 serve para permitir que uma pré-determinada taxa de fluxo passe entre as câmaras de óleo inferior e superior 914 e 910. Na configuração ilustrada, o dispositivo medidor de fluxo 922 inclui um orifício 924 e outro dispositivo de controle de fluxo de fluido para regular o fluxo. Em adição, o dispositivo medidor de fluxo 922 inclui um par de filtros (telas) opostos.

[0074] Quando ocorre um diferencial de pressão da câmara

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40/42 de óleo inferior 914 para a câmara de óleo superior 906, como o diferencial de pressão criado pela elevação da plataforma, o dispositivo medidor de fluxo 922 limita a taxa na qual o fluido entra na câmara de óleo superior 910, e daí limita o curso do pistão móvel 908 e a quantidade de nitrogênio na câmara superior 906 que é comprimida. Aliviando a pressão, ocorre um diferencial de pressão positivo entre a câmara superior 906 e a câmara inferior 914, fazendo o pistão 908 descer, provendo uma medição do óleo com o dispositivo medidor de fluido 922, até a pressão no sistema se equalizar.

[0075] A extremidade inferior da câmara de óleo inferior 914 é definida por um pistão móvel 928. O conjunto alojamento 904 e conjunto mandril 902 em conjunto servem para definir uma câmara de pressão anular 930, que comunica através de uma passagem 932 a parte externa do espaço anular à ferramenta 900, de modo que o fluido de furo de poço opere como fluido de transmissão de força para executar as operações da ferramenta de poço 900.

[0076] Agora será descrita a operação da ferramenta de poço 900. Quando a pressão é aplicada ao espaço anular, esta pressão será aplicada ao pistão 928 pela porta de pressão de espaço anular 932, movendo o pistão 928 e, daí, transmitindo a pressão aplicada através do óleo na câmara de óleo inferior 914. Pelo menos uma porção da pressão de espaço anular aplicada será transmitida através da unidade de bloqueio hidráulico 912 à câmara de óleo superior 910 através do medidor de medidor de fluido 922 que controla a taxa de fluxo de óleo entre a câmara de óleo superior 910 e a câmara de óleo inferior 914. A porção da pressão de espaço anular aplicada atua sobre a mola de fluido formada pela câmara

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41/42 superior 906. Devido à construção do conjunto de bloqueio hidráulico 912 com a redução da pressão, a mola de fluido traz o óleo de volta através do dispositivo medidor de fluido 922. Como apenas uma quantidade relativamente pequena de óleo passa através de dispositivo medidor de fluido 922 em um prédeterminado período de tempo, o curso do pistão móvel 908 não é suficiente para fazer o mandril de ranhura de catraca 156 operar.

[0077] Quando se deseja operar a ferramenta de poço 900, a cabeça hidrostática ou pressão do fluido próxima da porta de pressão de espaço anular 932 é aumentada, criando o diferencial de pressão requerido através do disco de ruptura 916, levando em conta a passagem de fluido pelo dispositivo medidor de fluido 922. Quando o diferencial atinge o prédeterminado diferencial no qual o disco de ruptura deve romper, o disco se rompe e a pressão entre a câmara de nitrogênio 906 e a câmara de óleo inferior 914 será aplicada através da passagem 918. Nesta configuração, ciclos de pressão repetidos poderão ser aplicados à câmara de nitrogênio 906 através da porta de pressão de espaço anular 932 para operar a ferramenta de poço 900, como descrito com referência à ferramenta de poço 100.

[0078] Conquanto a presente invenção tenha sido descrita fazendo referência a um número de configurações ilustrativas, entenda-se que a mesma não foi construída de modo limitante. Várias modificações e combinações das configurações ilustrativas e outras configurações da presente invenção serão aparentes àqueles habilitados na técnica à luz da presente especificação. Por conseguinte, pretende-se que as reivindicações que seguem englobem tais modificações e/ou

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho para seletivamente impedir e permitir operação de uma ferramenta de poço controlada a pressão, caracterizado pelo fato de compreender:

- um conjunto alojamento (904);

- um conjunto mandril (902) dentro do conjunto alojamento, em conjunto servem para definir, pelo menos parcialmente, uma primeira câmara (906) operável para conter um fluido compressível, uma segunda câmara (910, 914) operável para conter um fluido incompressível, e uma terceira câmara (930) operável para conter um fluido de transmissão de força;

- um pistão de força (928) disposto entre as segunda e terceira câmaras (910, 914, 930), e operável para comunicar pressão entre as segunda e terceira câmaras (910, 914, 930);

- um pistão de mola de fluido (908) de forma móvel disposto entre as primeira e segunda câmaras (906, 910, 914) e operável para comunicar pressão entre as primeira e segunda câmaras (906, 910, 914);

- um dispositivo medidor de fluido (922) disposto dentro de uma passagem da segunda câmara é operável para comunicar uma taxa de fluxo predeterminada do fluido substancialmente incompressível entre a primeira porção da segunda câmara e uma segunda porção da segunda câmara em resposta ao diferencial de pressão entre as primeira e segunda câmaras;

- uma válvula de liberação de pressão (916) disposta dentro de uma passagem de desvio para seletivamente prover uma trajetória de fluido para o fluido substancialmente incompressível fluir em torno do dispositivo medidor de fluido (922), a válvula de liberação de pressão (916) sendo

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2/7 reativa a um pré-determinado diferencial de pressão entre as primeira e segunda câmaras (906, 910, 914) para seletivamente permitir uma comunicação fluida através da passagem de desvio.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o fluido compressível adicionalmente compreender nitrogênio.
3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o fluido substancialmente incompressível adicionalmente compreender óleo.
4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o fluido de transmissão de força adicionalmente compreender um fluido de furo de poço.
5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o dispositivo medidor de fluido adicionalmente compreender um orifício.
6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de o dispositivo medidor de fluido adicionalmente compreender um par de telas, dispostas em lados opostos do orifício.
7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a válvula de liberação de pressão (916) adicionalmente compreender um disco de ruptura.
8. Aparelho para seletivamente impedir e permitir operação de uma ferramenta de poço controlada a pressão, caracterizado pelo fato de

- um conjunto alojamento (704);

- um conjunto mandril (702) dentro do conjunto alojamento (704), em conjunto, servem para definir, pelo menos parcialmente, uma primeira câmara (706) operável para conter

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3/7 um fluido compressível, uma segunda câmara (710, 714) operável para conter um fluido incompressível, e uma terceira câmara (730) operável para conter um fluido para transmitir energia;

- um pistão de força (728) de forma móvel disposto entre as segunda e terceira câmaras (710, 714, 730), e operável para comunicar pressão entre as segunda e terceira câmaras (710, 714, 730);

- um pistão de mola de fluido (708) de forma móvel disposto entre as primeira e segunda câmaras (706, 710, 714), e operável para comunicar pressão entre as primeira e segunda câmaras (706, 710, 714).

- um pistão intermediário (722) disposto em uma passagem da segunda câmara, e operável para comunicar um prédeterminado nível de pressão de uma primeira porção da segunda câmara para uma segunda porção da segunda câmara, e impedir a comunicação de uma pressão acima do pré-determinado nível da primeira porção da segunda câmara para a segunda porção da segunda câmara; e

- uma válvula de liberação de pressão (716) disposta em uma passagem de desvio, que seletivamente provê uma trajetória de fluido para o fluido substancialmente incompressível em torno do pistão intermediário (722), sendo que a válvula de liberação de pressão (716) é reativa a um pré-determinado diferencial de pressão entre as primeira e segunda câmaras, para seletivamente permitir uma comunicação fluida pela passagem de desvio.
9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o fluido compressível adicionalmente compreender nitrogênio.

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10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o fluido substancialmente incompressível adicionalmente compreender óleo.
11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o fluido de transmissão de força adicionalmente compreender um fluido de furo de poço.
12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de a válvula de liberação de pressão (716) adicionalmente compreender um disco de ruptura.

13. Aparelho para seletivamente impedir e permitir operação de uma ferramenta de poço controlada a pressão, caracterizado pelo fato de compreender:

- um conjunto alojamento (804);

- um conjunto mandril (802) dentro do conjunto alojamento, em conjunto, servem para definir, pelo menos parcialmente, uma primeira câmara (806) operável para conter um fluido compressível, uma segunda câmara (810, 814) operável para conter um fluido incompressível, e uma terceira câmara (830) operável para conter um fluido para transmitir energia;

- um pistão de força (828) de forma móvel disposto entre as segunda e terceira câmaras (810, 814, 830), e operável para comunicar pressão entre as segunda e terceira câmaras (810, 814, 830);

- um pistão de mola de fluido (808) de forma móvel disposto entre as primeira e segunda câmaras (806, 810, 814), e operável para comunicar pressão entre as primeira e segunda câmaras (806, 810, 814);

- um pistão intermediário (822) disposto dentro de uma primeira passagem da segunda câmara, o pistão intermediário (822) tendo uma primeira posição onde a comunicação de fluido

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5/7 entre uma primeira porção da segunda câmara e uma segunda porção da segunda posição da segunda câmara é impedida e uma segunda posição onde a comunicação de fluido entre as primeira e segunda porções da segunda câmara é permitida; e - uma válvula de liberação de pressão (816) disposta em uma segunda passagem de desvio da segunda câmara, a válvula de liberação de pressão (816) é reativa a um pré-determinado diferencial de pressão de modo que a atuação da válvula de liberação de pressão (816) permita que a pressão da segunda porção da segunda câmara desloque o pistão intermediário (822) da primeira posição para a segunda posição.

14. Aparelho, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de o fluido compressível adicionalmente compreender nitrogênio . 15. Aparelho, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de o fluido substancialmente incompressível adicionalmente compreender óleo. 16. Aparelho, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de o fluido de transmissão de força adicionalmente compreender um fluido de furo de poço. 17. Aparelho, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de a válvula de liberação de pressão

(816) adicionalmente compreender um disco de ruptura.

18. Método para seletivamente impedir e permitir operação de uma ferramenta de poço controlada a pressão, caracterizado pelo fato de compreender:

- definir, pelo menos parcialmente, uma primeira câmara (906) operável para conter um fluido compressível, uma segunda câmara (910, 914) operável para conter um fluido substancialmente incompressível, e uma terceira câmara (930)

Petição 870190061208, de 01/07/2019, pág. 10/12

6/7 operável para conter um fluido de transmissão de força entre um conjunto mandril (902) e conjunto alojamento (904);

- comunicar a pressão entre as segunda e terceira câmaras (910, 914, 930) com um pistão de força (928) disposto entre as segunda e terceira câmaras (910, 914, 930);

- comunicar pressão entre as primeira e segunda câmaras (906, 910, 914) com um pistão de mola (908) de fluido disposto entre as primeira e segunda câmaras (906, 910, 914);

- controlar a taxa de fluxo do fluido substancialmente incompressível entre uma primeira porção da segunda câmara e uma segunda porção da segunda câmara em resposta a um diferencial de pressão entre as primeira e segunda câmaras com um dispositivo medidor de fluido (922) disposto dentro de uma passagem da segunda câmara; e

- seletivamente permitir uma comunicação fluida através de uma passagem de desvio, que seletivamente provê uma trajetória de fluido para o fluido substancialmente incompressível em torno do dispositivo medidor de fluido (922) em resposta à abertura de uma válvula de liberação de pressão (916) a partir do aumento de diferencial de pressão entre as primeira e segunda câmaras (906, 910, 914) para um pré-determinado valor.
19. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de se controlar a taxa de fluxo do fluido substancialmente incompressível compreender ainda passar o fluido substancialmente incompressível através de um orifício.
20. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de a abertura de uma válvula de liberação de pressão (916) adicionalmente compreender romper um disco de