BR0200866B1 - sistema para filtrar em um ambiente de furo de poÇo, mÉtodo para restringir o fluxo de matÉria particulada dentro de uma tubulaÇço usada para transportar fluido atravÉs da mesma, e sistema para restringir o fluxo de material particulado de entrar dentro de uma tubulaÇço usada para transportar fluido atravÉs dela. - Google Patents

Description

SISTEMA PARA FILTRAR EM UM AMBIENTE DE FURO DE POÇO, METQDOPARA RESTRINGIR O FLUXO DE MATÉRIA PARTICULADA DENTRO DEUMA TUBULAÇÃO USADA PARA TRANSPORTAR FLUIDO ATRAVÉS DAMESMA, E SISTEMA PARA RESTRINGIR O FLUXO DE MATERIALPARTICULADO DE ENTRAR DENTRO DE UMA TUBULAÇÃO USADA PARATRANSPORTAR FLUIDO ATRAVÉS DELA

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção se refere a equipamentos quepodem ser usados na perfuração e acabamento de furos depoços em uma formação subterrânea e na produção de fluidosprovenientes de tais poços.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Fluidos tais como petróleo, gás natural e água sãoobtidos a partir de uma formação geológica subterrânea (um"reservatório") através da perfuração de um poço quepenetra na formação que abriga o fluido. Uma vez o poçotenha sido perfurado até uma certa profundidade, a parededo furo de poço necessita ser sustentada para evitarcolapso. Os métodos convencionais de perfuração de poçosenvolvem a instalação de uma seqüência de armações ecimentação entre a armação e o furo de poço paraproporcionar suporte para a estrutura do furo de poço. Apóscimentar uma seqüência de armações no local, a perfuraçãopara maiores profundidades pode ser iniciada. Após cadaparte da seqüência de armações ser instalada, a próximabroca de perfuração precisa passar através do diâmetrointerno da armação. Desse modo, cada alteração na armaçãorequer uma redução no diâmetro do furo de poço. Essarepetida redução no diâmetro do furo de poço cria umanecessidade quanto a diâmetros iniciais de furos de poçosmuito grandes, de modo a permitir um razoável diâmetro detubo na profundidade onde o furo de poço penetra naformação de produção. A necessidade quanto a furos de poçomaiores, e de múltiplas seqüências de armações, resulta nouso de mais tempo, material e despesas, do que se um furode poço com furo uniforme pudesse ser perfurado desde asuperfície até a formação de produção.

Diversos métodos têm sido desenvolvidos paraestabilizar ou completar furos de sondagem sem armações. APatente norte americana No. 5.348.095 para Worral e outros,revela um método envolvendo a expansão radial de umaseqüência de armações para uma configuração com um diâmetromaior. Forças muito grandes são necessárias para conferir adesejada deformação radial desejada nesse método. Em umesforço para diminuir as forças necessárias para expandir aseqüência de armações, métodos que envolvem a expansão deuma forração que tenha aberturas longitudinais cortadasdentro dela têm sido propostos (Patentes norte americanaNos. 5.366.012 e 5.667.011). Esses métodos envolvem adeformação radial da forração dotada de aberturas na formade uma configuração com um diâmetro aumentado mediante amovimentação de um mandril de expansão ao longo da forraçãodotada de aberturas. Esses métodos ainda requeremsignificativas quantidades de forças a serem aplicadas aolongo do comprimento total da forração dotada de aberturas.

Em algumas operações de perfuração, um outroproblema encontrado é o da perda dos fluidos de perfuraçãopara dentro das zonas subterrâneas. A perda dos fluidos deperfuração usualmente conduz a despesas aumentadas e poderesultar em um colapso do furo de poço e a um dispendiosotrabalho de "pescaria" para resgatar a seqüência de brocasde perfuração ou de outras ferramentas que estavam no poço.Diversos aditivos, por ex. , cascas de sementes de algodãoou fibras sintéticas, são comumente usados inseridos nosfluidos de perfuração para ajudar a isolar as zonas deperdas por circulação.

Uma vez o poço seja posto em produção, um influxode areia proveniente da formação produtora pode levar a umpreenchimento indesejado do interior do furo de poço e podedanificar válvulas e outros equipamentos relacionados com aprodução. Muitos métodos têm sido tentados para o controleda areia. Por exemplo, alguns poços utilizam elementos-peneira de areia para impedir ou restringir o influxo daareia ou de outra matéria particulada proveniente daformação, para dentro da tubulação de produção. 0 anular,formado entre o elemento-tela de areia e a parede do furodo poço, é empacotado com um material de cascalho, em umprocesso chamado empacotamento de cascalho.

A presente invenção é dirigida para superar, oupelo menos reduzir os efeitos de um ou mais problemasapresentados acima, e pode ser útil também' em outras aplicações.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Em um aspecto da presente invenção, uma técnica éproporcionada para controlar o influxo de areia ou deoutros particulados para dentro de um furo de poço,provenientes de uma formação geológica. As técnicas

utilizam um elemento expansivel que pode ser desdobrado naposição desejada em um furo de poço e em seguida expandidopara fora. Quando expandido, o dispositivo é mais bemcapacitado para facilitar o fluxo filtrando ao mesmo tempoo material particulado.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A invenção será em seguida descrita com referênciaaos desenhos anexos, nos quais as referências numeraisidênticas denotam elementos idênticos, e:

As Figuras IA e IB são ilustrações das forçasimpostas para produzir uma estrutura biestável;

As Figuras 2A e 2B mostram as curvas de força-deflexão de duas estruturas biestáveis;

As Figuras 3A - 3F ilustram estados expandidos ecolapsados de três células biestáveis com várias relaçõesde espessura;

As Figuras 4A e 4B ilustra um tubular expansivelbiestável, em seu estado expandido, e colapsado;

As Figuras 4C e 4D ilustra um tubular expansivelbiestável em estados colapsado e expandido, dentro de umfuro de poço;

AS Figuras 5A e 5B ilustram um dispositivo dedesdobramento do tipo empacotador expansivel;

As Figuras 6A e 6B ilustram um dispositivo dedesdobramento do tipo empacotador mecânico;

As Figuras 7A - 7D ilustram um dispositivo dedesdobramento do tipo matriz expansivel;

As Figuras 8A ilustram um dispositivo dedesdobramento do tipo pistão;

As Figuras 9A e 9B ilustram um dispositivo dedesdobramento do tipo batoque;

As Figuras IOA e IOB ilustram um dispositivo dedesdobramento do tipo esfera;

A Figura 11 é um esquema de um furo de poçoutilizando um tubular expansivel biestável;

A Figura 12 ilustra um dispositivo dedesdobramento de roletes radiais acionados por motor;

A Figura 13 ilustra um dispositivo dedesdobramento de roletes radiais acionados hidraulicamente;

A Figura 14 é uma vista em seção transversal deuma modalidade do elemento-tela de areia da presenteinvenção;

A Figura 15 é uma vista em seção transversal de" uma modalidade do elemento-tela de areia da presenteinvenção;

A Figura 16 é uma vista em seção transversal deuma modalidade do elemento-tela de areia da presenteinvenção;

A Figura 17 é uma vista em perspectiva de umamodalidade do elemento-tela de areia da presente invenção;

A Figura 18 é uma vista em seção transversal deuma modalidade do elemento-tela de areia da presenteinvenção λ-

Α Figura 19 é uma vista em seção transversal deuma modalidade do elemento-tela de areia da presenteinvenção;

A Figura 20 é uma vista em seção transversal deuma modalidade do elemento-tela de areia da presenteinvenção;

A Figura 21 é uma vista lateral em elevação de umelemento-tela de acordo com uma modalidade da presenteinvenção;

A Figura 22 é uma vista parcial em perspectiva deum elemento-tela de acordo com uma modalidade da presenteinvenção;

A Figura 23 é uma vista esquemática em seçãotransversal de uma modalidade da presente invenção;A Figura 24 é uma vista esquemática em seçãotransversal de uma modalidade da presente invenção;

A Figura 25 é uma vista esquemática de umamodalidade das telas filtrantes da presente invenção;

A Figura 26 é uma vista esquemática de umamodalidade das telas filtrantes que podem ser utilizadascom o dispositivo ilustrado na Figura 25;

A Figura 27 é uma vista em corte transversal deuma camada filtrante exemplar;

A Figura 28 é uma vista parcial da seçãotransversal de uma outra camada filtrante exemplar;

As Figuras 29A-B são vistas de seções transversaisque ilustram uma técnica exemplar para a formação doelemento-tela;

transversal de um mecanismo de travamento do elemento-telacomo parte de uma modalidade da presente invenção;

A Figura 31 é uma vista parcial da seçãotransversal de um mecanismo alternativo de travamento do elemento-tela;

A Figura 32 é uma vista parcial da seçãotransversal de um outro mecanismo alternativo de travamentodo elemento-tela;

A Figura 33 é uma vista parcial da seção transversal de um elemento-tela utilizando um mecanismo detravamento;

A Figura 30 é uma vista parcial da seçãoA Figura 34 é uma vista em seção transversal,explodida, de um elemento-tela alternativo de acordo comuma outra modalidade da presente invenção;

A Figura 35 é uma vista frontal de uma parte domaterial filtrante exemplar para uso com a modalidadeilustrada na Figura 34;

A Figura 36 é uma vista frontal de uma telafiltrante exemplar para uso com os elementos-peneira, taiscomo o elemento-tela ilustrado na Figura 34.

Embora a invenção seja suscetível de diversasmodificações e formas alternativas, as suas modalidadesespecíficas são mostradas a título de exemplo nos desenhose são aqui descritas em detalhes. Deve ser entendido,entretanto, que a presente descrição das modalidadesespecíficas não é pretendida a limitar a invenção às formasparticulares reveladas, mas ao contrário, a invenção é paracobrir todas as modificações, equivalentes, e alternativasque se insiram no espírito e escopo da invenção comodefinido pelas reivindicações anexas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES EXEMPLARES

Dispositivos biestáveis usados na presenteinvenção podem tirar vantagem de um princípio ilustrado nasFiguras 1A e 2B. A Figura 1A mostra uma haste fixada emcada ponta a suportes rígidos 12. Se a haste 10 é submetidaa uma força axial ela começa a se deformar como mostrado naFigura IB. À medida que a força axial é aumentada a haste10 encontra finalmente seu limite de empenamento de Euler ese deflexiona para uma das duas posições estáveis mostradascomo 14 e 15. Se a haste empenada é agora travada naposição empenada, uma força em ângulos retos em relação aoeixo longitudinal pode induzir a haste a se mover para umaou outra das posições estáveis, mas não para outra posição.Quando a haste é submetida a uma força lateral, ela precisase mover através de um ângulo β antes de se deflexionar atésua nova posição estável.Os sistemas biestáveis são caracterizados por umacurva da força de deflexão, tal como aquelas mostradas nasFiguras 2A e 2B. A força 16, aplicada externamente, induz ahaste 10 da Fig. IB a se mover na direção X e atingir ummáximo 18 no inicio de se alterar desde uma configuraçãoestável para a outra. A deflexão adicional requer menosforça devido ao fato de que o sistema agora possui uma taxade elasticidade negativa e quando a força se torna zero, adeflexão até a segunda posição estável é espontânea.A curva da força de deflexão para esse exemplo ésimétrica e está ilustrada na Figura 2A. Mediante aintrodução ou de uma pré-curvatura à haste ou de uma seçãotransversal assimétrica, a curva da força de deflexão podeser tornada assimétrica como mostrado na Figura 2B. Nessesistema, a força 19, requerida para induzir a haste aassumir uma posição estável, é maior que a força 20,requerida para induzir a deflexão reversa. A força 20precisa ser maior que zero para o sistema possuircaracterísticas biestáveis.

Estruturas biestáveis, algumas vezes referidascomo dispositivos com ação de cotovelo, têm sido usados naindústria para tais dispositivos como discos flexíveis,fixadores excêntricos, dispositivos de oprimir e sistemasde liberação rápida para cabos de tensão (tais como emcordas de amarras de veleiros).

Ao invés de usar os suportes rígidos comomostrados nas Figuras IA e 1B, uma célula pode serconstruída onde a contenção é proporcionada pelaslongarinas encurvadas conectadas em cada ponta comomostrado nas Figuras 3A - 3F. Se ambas as longarinas 21 e22 possuem a mesma espessura como mostrado nas Figuras 3A e3B, a curva da força de deflexão é linear e a célula seprolonga quando comprimida a partir de sua posição aberta3B até sua posição fechada 3A. Se as longarinas da célulapossuem espessuras diferentes, como mostrado nas Figuras 3C- 3F, a célula possui as características da força dedeflexão mostradas na Figura 2B, e não se altera emcomprimento quando ela se move entre suas duas posiçõesestáveis. Um tubular biestável expansível pode ser dessemodo projetado de modo que à medida que sua dimensão radialse expande, o comprimento axial permanece constante. Em umexemplo, se a relação de espessura é acima deaproximadamente 2:1, a longarina mais pesada resiste àsalterações longitudinais. Através da mudança da relaçãogrossa-delgada das dimensões das longarinas, as forças deabertura e de fechamento podem ser alteradas. Por exemplo,as Figuras 3C e 3D ilustram uma relação de espessura deaproximadamente 3:1, e as Figuras 3E e 3F ilustram umarelação de espessura de aproximadamente 6:1.

Um tubular biestável de furo, tal como umaarmação, um tubo, uma emenda, ou uma tubulação, expansivel,pode ser construído com uma série de células biestáveiscircunferenciais 23, conectadas, como mostrado nas Figuras4A e 4B, onde cada longarina fina 21 está conectada a umalongarina grossa 22. A flexibilidade longitudinal de um taltubular pode ser modificada mediante a alteração docomprimento das células e mediante a conexão de cadafileira de células com uma articulação complacente. Alémdisso, as características da força de deflexão e aflexibilidade longitudinal podem ser também alteradasatravés do projeto da forma da célula. A Figura 4A ilustraum tubular biestável expansivel 24 em sua configuraçãoexpandida, enquanto que a Figura 4B ilustra o tubularbiestável expansivel 24 em sua configuração contraída oucolapsada. Dentro desse pedido, o termo "colapsado" é usadopara identificar a configuração do elemento ou dispositivobiestável no estado estável, com o menor diâmetro, ele nãoé significado implicar que o elemento ou dispositivo estejadanificado de nenhum modo. No estado colapsado, o tubularbiestável 24 é facilmente introduzido dentro de um furo depoço 29, como ilustrado na Figura 4C. Com o posicionamentodo tubular biestável 24 em uma posição desejada no furo dopoço, ele é expandido, como ilustrado na Figura 4D.

A geometria das células biestáveis é tal que aseção transversal tubular pode ser expandida na direçãoradial para aumentar o diâmetro total do tubular. À medidaque o tubular se expande radialmente, as células biestáveisse deformam elasticamente até que uma geometria especificaseja atingida. Nesse ponto, as células biestáveis se movem,por ex., estalam, até uma geometria final expandida. Comalguns materiais e/ou projetos de células biestáveis,energia suficiente pode ser liberada na deformação elásticada célula (à medida que cada célula biestável estala aoultrapassar a geometria especifica), que as células que seexpandem são capazes de iniciar a expansão das célulasbiestáveis adjacentes que ultrapassam a critica geometriada célula biestável. Dependendo das curvas de deflexão, umaparte ou mesmo o comprimento total do tubular biestávelexpansivel pode ser expandido a partir de um ponto único.

Do mesmo modo, se as forças compressivas radiaissão exercidas sobre um tubular biestável expansivel, ele secontrai radialmente e as células biestáveis se deformamelasticamente até que uma geometria critica seja atingida.Nesse ponto as células biestáveis estalam até uma estruturafinal colapsada. Desse modo, a expansão do tubularbiestável é reversível e repetivel. Portanto, o tubularbiestável pode ser uma ferramenta que é seletivamentealterada entre o estado expandido como mostrado na Figura4A e o estado colapsado, como mostrado na Figura 4B.

No estado colapsado, como na Figura 4B, o tubularbiestável expansivel é facilmente inserido dentro do furodo poço e colocado na posição. Um dispositivo dedesdobramento é em seguida usado para alterar aconfiguração desde o estado colapsado até o estadoexpandido.

No estado expandido, como na Figura 4A, o controledo projeto das propriedades do material elástico de cadacélula biestável pode ser tal que uma força radial constante pode ser aplicada por meio da parede do tubularpara a contenção da superfície do furo do poço. Aspropriedades do material e a forma geométrica das célulasbiestáveis podem ser projetadas para produzirem certosresultados desejados.

Um exemplo de esboço para certos resultadosdesejados é uma seqüência tubular biestável expansivel commais que um diâmetro ao longo do comprimento da seqüência.Isso pode ser útil em furos de poços com variação dediâmetros, se assim projetados, ou como um resultado deocorrências inesperadas, tal como a formação de

desmoronamentos ou de cavas dentro do furo do poço. Istotambém pode ser proveitoso quando é desejado ter uma partedo dispositivo biestável expansível localizada dentro deuma seção estruturada da parede, enquanto que a outra parteé posicionada em uma seção não estruturada do poço. AFigura 11 ilustra um exemplo de tal condição. Um furo depoço 40 é perfurado desde a superfície 42, e compreende umaseção estruturada 4 4 e uma seção do furo a descoberto 46.Um dispositivo biestável expansível 48 que possui segmentos50, 52 com vários diâmetros, é colocado no poço. O segmento de maior diâmetro 50 é usado para estabilizar a seção dofuro a descoberto 4 6 do poço, enquanto que o segmento quepossui um diâmetro reduzido 52 é posicionado dentro daseção estruturada 44 do poço.

Colares biestáveis ou conectores 24A (ver Figura 4C)podem ser projetados para permitir que as seções do tubularbiestável expansível sejam unidas juntamente na forma de umaseqüência de comprimentos úteis usando o mesmo princípio comoilustrado na Figura 4A e 4B. Esse conector biestável 24A tambémincorpora um projeto de célula biestável que permite a ele se expandir radialmente, usando o mesmo mecanismo como para ocomponente tubular biestável expansível. Conectores biestáveisexemplares possuem um diâmetro ligeiramente maior que o dasseções tubulares expansíveis às quais estão unidos. O conectorbiestável é então posicionado sobre as pontas das duas seções e mecanicamente fixado nas seções tubulares expansíveis.

Prendedores mecânicos, tais como parafusos, rebites ou cintaspodem ser usados para conectar o conector nas seções tubulares.0 conector biestável é tipicamente projetado para ter uma taxade expansão que seja compatível com as seções tubularesexpansíveis, tal que ele continua a conectar as duas seçõesapós a expansão dos dois segmentos e do conector.

De modo alternativo, o conector biestável pode ter umdiâmetro menor que o das duas seções tubulares expansíveisunidas. Em seguida, o conector é inserido dentro dasextremidades dos tubulares e fixadas mecanicamente como discutidas acima. Uma outra modalidade poderia envolver a

usinagem das extremidades das seções tubulares, seja sobre assuas superfícies internas, seja as externas, para formar umrecesso anular no qual o conector é posicionado. Um conectorprojetado para se ajustar dentro do recesso é colocado no recesso. O conector poderia ser então mecanicamente fixado àsextremidades como descrito acima. Desse modo, o conector formauma conexão comparativamente do tipo nivelada ("flush-type")com as seções tubulares.

Um dispositivo transportador 31 transporta oscomprimentos tubulares biestáveis expansíveis e osconectores biestáveis para dentro do furo do poço e para aposição correta. (Ver Figuras 4C e 4D). O dispositivotransportador pode utilizar um ou mais mecanismos tais comoum cabeamento de fios elétricos, tubulação em espiral, tubulação em espiral com condutor de fios, tubos deperfuração, tubulação ou estruturações.

Um dispositivo de desdobramento 33 pode serincorporado dentro da montagem de fundo do poço paraexpandir o tubular e os conectores biestáveis expansiveis.

(Ver Figuras 4C e 4D). Os dispositivos de desdobramentopodem ser de diversos tipos tal como um elementoempacotador inflável, um elemento empacotador mecânico, umamatriz expansivel, um equipamento a pistão, um atuadormecânico, um solenóide elétrico, um equipamento tipobatoque, por ex., um dispositivo de configuração cônica,puxado ou empurrado ao longo da tubulação, um equipamentodo tipo esfera ou um expansor do tipo giratório comoposteriormente discutido abaixo.

Um elemento empacotador inflável é mostrado nasFiguras 5A e 5B, sendo um dispositivo com um elemento tela,inflável, ou foles incorporados dentro do sistema tubularbiestável expansivel da montagem do fundo do poço. Nailustração da Figura 5A, o elemento empacotador 25 élocalizado dentro do comprimento total, ou de uma parte, do tubular inicial biestável em estado colapsado 24 e qualquerdos conectores expansiveis (não mostrado). Uma vez osistema tubular biestável expansivel esteja na corretaprofundidade de desdobramento, o elemento empacotadorinflável 25 é expandido radialmente mediante o bombeamento de fluido para dentro do dispositivo como mostrado na

Figura 5B. O fluido de inflação pode ser bombeado desde asuperfície através da tubulação ou tubos de perfuração, umabomba mecânica, ou via uma bomba elétrica no fundo do poçoa qual é energizada através de um cabeamento de fioselétricos. À medida que o elemento empacotador inflável 25se expande, ele força o tubular biestável expansível 24para também se expandir radialmente. Em um certo diâmetrode expansão, o elemento empacotador inflável induz àscélulas biestáveis no tubular a encontrar uma geometriacrítica onde o efeito "estalo" biestável é· iniciado, e osistema tubular biestável expansível se expande até o seudiâmetro final. Finalmente, o elemento empacotador inflável25 é esvaziado e removido do tubular biestável expansível24 desdobrado.

Um elemento empacotador mecânico é mostrado nasFiguras 6A e 6B e é um dispositivo com um elemento plásticodeformável 26 que se expande radialmente quando comprimidona direção axial. A força para comprimir o elemento podeser fornecida através de um mecanismo de compressão 27, talcomo um mecanismo de parafuso, um excêntrico, ou pistãohidráulico. O elemento empacotador mecânico desdobra ostubulares e conectores biestáveis expansíveis do mesmo modocomo o elemento empacotador inflável. O elemento plásticodeformável 26 aplica uma força radial dirigida para forapara a circunferência interna dos tubulares e conectoresbiestáveis expansíveis, permitindo a eles por seu turno seexpandirem desde uma posição contraída (ver Figura 6A) atéum diâmetro final de desdobramento (ver Figura 6B).

Uma matriz expansivel é mostrada na Figura 7A - 7De compreende uma série de dedos 28 que são arranjadosradialmente em torno de um mandril cônico 30. As Figuras 7A e 7C mostram as vistas laterais e de topo, respectivamente.Quando o mandril 30 é empurrado ou puxado através dos dedos28, eles se expandem radialmente direcionados para fora,com ilustrado nas Figuras 7B e 7D. Uma matriz expansivel éusada do mesmo modo como um elemento empacotador mecânico para desdobrar um tubular e conector expansiveis.

Um equipamento do tipo pistão é mostrado nasFiguras 8A - 8D e compreende uma série de pistões 32direcionados radialmente no sentido para fora e usados comoum mecanismo para expandir os tubulares e conectoresbiestáveis expansiveis. Quando energizados, os pistões 32aplicam uma força direcionada radialmente para desdobrar amontagem tubular biestável expansivel pela ação do elementoempacotador inflável. As Figuras 8A e 8C ilustram ospistões retraídos, enquanto que as Figuras 8B e 8D mostramos pistões expandidos. 0 equipamento tipo pistão pode seratuado hidraulicamente, mecanicamente ou eletricamente.

Um atuador do tipo batoque é ilustrado nas Figuras9A e 9B e compreende um batoque 34 que é empurrado oupuxado ao longo dos tubulares biestáveis expansiveis 24 ou conectores, como mostrado na Figura 9A. O batoque édimensionado para expandir as células expansiveis para alémdo ponto de seus pontos críticos onde elas irão estalar atéum diâmetro final expandido como mostrado na Figura 9B.

Um atuador do tipo esfera é mostrado nas FigurasIOA e IOB e opera quando uma esfera superdimensionada 36 ébombeada ao longo da parte média dos tubulares biestáveisexpansíveis 24 e conectores. Para impedir as perdas defluido através das aberturas da célula, uma forraçãoexpansível à base de elastômero 38 é movimentada dentro dosistema tubular biestável expansível. A forração 38 atuacomo uma vedação e permite que a esfera 36 seja

hidraulicamente bombeada ao longo do tubular biestávelexpansível 24 e conectores. O efeito de bombeamento daesfera 36 ao longo dos tubulares biestáveis expansíveis 24e conectores é o de expandir a geometria da célula paraalém do ponto biestável crítico, permitindo que ocorra aplena expansão, como mostrado na Figura IOB. Uma vez ostubulares e conectores biestáveis expansíveis estejamexpandidos, a luva de elastômero 38 e a esfera 36 sãoretirados.

Atuadores do tipo roletes radiais podem ser tambémusados para expandir as seções tubulares biestáveis. AFigura 12 ilustra uma ferramenta de rolete radialexpansível, acionada por motor. A ferramenta compreende umou mais conjuntos de braços 58 que são expandidos até umdiâmetro ajustado por meio de um mecanismo e pivô. No finalde cada conjunto de braços está um rolete 60.Centralizadores 62 podem ser anexados à ferramenta paraposicioná-la corretamente dentro do furo do poço e dotubular biestável 24. Um motor 64 proporciona a força paragirar toda a montagem, girando assim o(s) rolete(s)circunferencialmente dentro do furo do poço. O eixo do(s)rolete(s) é tal, de modo a permitir ao(s) rolete(s) girarlivremente quando posto em contato com a superfície internado tubular. Cada rolete pode ser configurado de formacônica em seção, para aumentar a área de contato da superfície do rolete contra a parede interna do tubular. Osroletes são inicialmente retraídos e a ferramenta émovimentada dentro do tubular biestável colapsado. Aferramenta é então girada pelo motor 64, e os roletes 60são movidos em direção para fora, para contatar a superfície interna do tubular biestável. Uma vez em contatocom o tubular, os roletes são pivotados em direção parafora a uma distância maior para aplicar uma força radialdirigida para fora contra o tubular biestável. O movimentodos roletes, dirigido para fora, pode ser realizado por meio de uma força centrífuga ou um apropriado mecanismoatuador, acoplado entre o motor 64 e os roletes 60.

A posição final do pivô é ajustada até um pontoonde o tubular biestável expansível possa ser expandido atéo diâmetro final. A ferramenta é então movida longitudinalmente ao longo do tubular biestável colapsado,enquanto o motor continua a girar os braços do pivô e osroletes. Os roletes seguem uma trajetória helicoidal nãoprofunda 66 dentro do tubular biestável, expandindo ascélulas biestáveis em sua trajetória. Uma vez o tubularbiestável esteja desdobrado, a rotação da ferramenta éinterrompida e o rolete retraído. A ferramenta é retiradado tubular biestável por meio de um dispositivotransportador 68 que pode ser também usado para inserir aferramenta.A Figura 13 ilustra um dispositivo dedesdobramento de rolete radial, acionado hidraulicamente. Aferramenta compreende um ou mais roletes 60 que são postosem contato com a superfície interna do tubular biestávelpor meio de um pistão hidráulico 70. A força radialdirigida pará fora, aplicada pelos roletes, pode seraumentada até um ponto onde o tubular biestável se expandaaté o seu diâmetro final. Centralizadores 62 podem seranexados à ferramenta para posicioná-la corretamente dentrodo furo do poço e do tubular biestável 24. Os roletes 60são inicialmente retraídos e a ferramenta é movimentadadentro do tubular biestável 24 colapsado. Os roletes 60 sãoem seguida desdobrados e empurrados contra a parede internado tubular biestável 24 para expandir a parte do tubularaté o seu diâmetro final. A ferramenta completa é emseguida empurrada ou puxada longitudinalmente ao longo dotubular biestável 24, expandindo o comprimento total dascélulas biestáveis 23. Uma vez o tubular biestável 24esteja desdobrado em seu estado expandido, os roletes 60são retraídos e a ferramenta é retirada do furo do poço,por meio do dispositivo transportador 68 usado para inseri-la. Pela alteração do eixo dos roletes 60, a ferramentapode ser girada via um motor à medida que ela se transportalongitudinalmente ao longo do tubular biestável 24.

A energia para operar o dispositivo dedesdobramento pode ser retirada a partir de uma ou de umacombinação de fontes, tais como: energia elétrica fornecidaseja a partir da superfície ou acumulada em um arranjo debaterias juntamente com o dispositivo de desdobramento,energia hidráulica provida pela superfície ou por bombas nofundo do poço, turbinas ou um acumulador de fluido, eenergia mecânica fornecida através de um encadeamentoapropriado atuado pelo movimento aplicado na superfície ouacumulado no fundo do poço, tal como em um mecanismo demola.

O sistema tubular biestável expansível é projetadode modo que o diâmetro interno do tubular desdobrado sejaexpandido para manter uma máxima área de seção transversalao longo do tubular expansível. Essa característicapossibilita serem construídos poços de mono-furo, efacilita a eliminação de problemas associados com ostradicionais sistemas de estruturação de furos de poçosonde o diâmetro externo da armação precisa ser descidomuitas vezes, restringindo o acesso, em furos de poços maislongos.

0 sistema tubular biestável expansivel pode seraplicado em numerosas aplicações, tais como as forraçõesexpansiveis em furos a descoberto onde o tubular biestávelexpansivel 24 é usado para sustentar uma formação de furo adescoberto, mediante o exercício de uma força radialexterna contra a superfície do furo do poço. À medida que otubular biestável 24 é radialmente expandido, o tubular semove na direção a entrar em contato com a superfície queforma o furo do poço 29. Essas forças radiais ajudam aestabilizar as formações e permitem a perfuração de poçoscom menos seqüências de armações convencionais. A forraçãodo furo a descoberto pode também compreender um material,por ex., um envoltório, que reduz a taxa de perda de fluidos provenientes do furo do poço para dentro dasformações. 0 envoltório pode ser feito de uma variedade demateriais, incluindo materiais metálicos e/ou elastoméricosexpansiveis. Mediante a redução da perda de fluido paradentro das formações, o custo de fluido de perfuração podeser reduzido e o risco de perdas por circulação e/oucolapso do furo do poço pode ser minimizado.

As forrações podem ser também usadas dentro dostubulares do furo de poço para os propósitos, tais como ode proteção contra a corrosão. Um exemplo de um ambiente corrosivo é o ambiente que resulta quando o dióxido decarbono é usado para estimular a recuperação de petróleoproveniente de uma formação produtora. 0 dióxido de carbono(CO2) reage facilmente com qualquer água (H2O) que estejapresente, para formar ácido carbônico (H2CO3). Outrosácidos também podem ser gerados, especialmente se compostosde enxofre estão presentes. Os tubulares usados parainjetar o dióxido de carbono, bem como aqueles usados nospoços de produção são submetidos a taxas de corrosãobastante elevadas. A presente invenção pode ser usada paraposicionar forrações protetoras, por ex., um tubularbiestável 24, dentro de um tubular já existente paraminimizar os efeitos corrosivos e para prolongar a vidaútil dos tubulares do furo do poço.

Uma outra aplicação exemplar envolve o uso dotubular biestável 24 como uma forração perfuradaexpansivel. As células biestáveis abertas no tubularbiestável expansivel permitem um fluxo irrestritoproveniente da formação proporcionando ao mesmo tempo umaestrutura para estabilizar o furo do poço.

Ainda uma outra aplicação do tubular biestável 24é um elemento-tela expansivel de areia, onde as célulasbiestáveis são dimensionadas para atuarem como uma tela decontrole de areia. Também, um material filtrante pode estarcombinado com o tubular biestável como explanado abaixo.Por exemplo, um elemento-tela expansivel pode ser fixado aotubular biestável expansivel. 0 elemento-tela expansivelpode ser formado como um envoltório ao redor do tubularbiestável 24. Foi descoberto que a imposição de forças dotipo de aros de pressão, por sobre a parede de um furo depoço, irá por si só ajudar a estabilizar a formação ereduzir ou eliminar o influxo da areia proveniente daszonas de produção, mesmo se não for usado elemento-telaadicional.

Os tubulares biestáveis acima descritos podem serfeitos de uma variedade de modos tais como: cortando moldesapropriadamente configurados, ao longo da parede de umatubulação tubular, criando desse modo um dispositivobiestável expansivel em seu estado colapsado; cortandomoldes na forma de uma tubulação tubular, criando dessemodo um dispositivo biestável expansivel em seu estadoexpandido, e em seguida comprimindo o dispositivo na formade seu estado colapsado; cortando moldes apropriados aolongo de uma folha do material, enrolando o material naforma de uma configuração tubular e unindo as pontas paraformar um dispositivo biestável expansivel em seu estadocolapsado; ou cortando moldes na forma de uma folha domaterial, enrolando o material na forma de uma configuraçãotubular, unindo as pontas adjacentes para formar umdispositivo biestável expansivel em seu estado expandido eem seguida comprimindo o dispositivo até seu estadocolapsado.

Os materiais de construção para os tubulares

biestáveis expansiveis podem incluir aqueles tipicamenteusados na indústria de petróleo e de gás, tais como o açoinoxidável. Eles podem também ser feitos de ligas especiais(tais como monel, inconel, hastelloy ou ligas à base detungstênio) se a aplicação requerer.

As configurações mostradas para o tubularbiestável 24 são ilustrativas da operação de uma célulabiestável básica. Outras configurações podem ser adequadas,mas o conceito apresentado é também válido para essasoutras geometrias.

Nas Figuras 14 a 20, um elemento-tela paraparticulados 80, por ex., um elemento-tela para areia, éilustrado como formado por um tubular constituído porcélulas biestáveis. O elemento-tela 80 possui um tubular82, formado por células biestáveis 23 como anteriormentediscutido, que proporcionam a estrutura para sustentar ummaterial filtrante 84 bem como as necessárias aberturas deinfluxo através do tubular base que são uma parte daconstrução da célula biestável 23. O elemento-tela de areia80 possui pelo menos um filtro 84 (ou material filtrante)ao longo de pelo menos uma parte de seu comprimento. Ofiltro 84 pode ser formado de um material comumente usadopara elementos-tela de areia e pode ser projetado para asnecessidades específicas da aplicação em particular (porex., o tamanho de mesh, número de camadas, material usado,etc.). Além disso, as propriedades e o esboço do filtro 84permite a ele a pelo menos satisfazer a relação de expansãodo tubular 82. Dobras, camadas múltiplas de sobreposição,ou outras características de projeto do filtro 84 podem serusadas para facilitar a expansão. O elemento-tela de areia80 poderá ser expandido como aqui descrito e pode incluirqualquer forma de célula biestável. Em uma modalidade deuso, o elemento-tela de areia 80 é desdobrado em umaferramenta de movimentação interna que inclui umaferramenta de expansão, como descrito acima. 0 elemento-tela de areia 80 é posicionado na posição desejada (porex., adjacente à área a ser filtrada). 0 elemento-tela deareia 80 pode se expandir tal que ele se engaje ou entre emcontato com as paredes do conduto do poço (tal como o furodo poço) eliminando ou reduzindo essencialmente qualqueranular entre o elemento-tela de areia e o conduto do poço.Em um tal caso, a necessidade quanto a um empacotamento decascalho pode ser reduzido ou eliminado.

As Figuras 14 e 15 ilustram modalidadesalternativas do elemento-tela de areia 80 da presenteinvenção. Na modalidade da Figura 14, o material filtrante84 possui uma pluralidade de dobras 85 para permitir aexpansão do tubular 82. 0 material filtrante 84 é conectadoao tubular 82 (como por soldagem ou outros métodos) emvários pontos em torno da circunferência do tubular. Namodalidade da Figura 15, o material filtrante 84 é providoem telas que se sobrepõem 85A que são cada uma fixada emuma borda de modo que uma tela do material 8 4 possui umaborda que se estende longitudinalmente em relação aotubular 82 e se sobrepõe a uma tela ou material filtrante84 adjacente. À medida que o tubular se expande, as telasfiltrantes 85A deslizam umas sobre as outras e ainda cobrem a totalidade da circunferência expandida do tubular 82. Namodalidade das Figuras 16 e 17, o material filtrante 84está na forma de uma tela única 85B fixada ao tubular 82 empelo menos uma posição longitudinal e envolvida em torno dotubular 82. A tela única 85A se sobrepõe a ela própria demodo que no estado totalmente expandido, a totalidade dacircunferência do tubular 82 é ainda coberta pelo materialfiltrante 84.

Como ilustrado nas Figuras 18 a 20, modalidadesadicionais alternativas são similares àquelas das Figuras 14 até 16, respectivamente, mas incluem uma coberta 88. Acoberta 88 envolve o tubular 82 e o filtro 84 para protegero meio filtrante 84 durante o transporte e o desdobramento.

Em uma modalidade alternativa (mostrada na Figura21), o elemento-tela de areia 80 possui pelo menos uma seção sustentando um filtro 84 e pelo menos uma outra seçãodo tubular sustentando um material de vedação 86. Namodalidade de exemplo, múltiplas seções filtranteslongitudinais são separadas por seções de vedação. Omaterial de vedação 86 pode compreender um elastômero ou outro material de vedação útil e possui uma relação deexpansão pelo menos tão grande como o tubular. Quandoexpandido, o material de vedação preferivelmente vedacontra as paredes de um conduto em um poço (por ex., asparedes do furo de poço, a extremidade de fundo de umaforração ou de uma armação posicionada no poço, etc.). 0provimento de múltiplas seções com o material filtrante 84,separado por seções que possuem um material de vedação 8 6por sobre elas, proporciona seções de tela isoladas.

Na Figura 22, uma outra modalidade de elemento-tela de areia é ilustrada na qual pelo menos um meiofiltrante 94 é posicionado entre um par de tubosexpansiveis 90, 92. Os tubos 90, 92 são formados de célulasbiestáveis 23 e protegem o meio filtrante 94 de danos. Omeio filtrante 94 pode ser formado a partir de umavariedade de meios filtrantes. A modalidade ilustrada naFigura 22 usa uma tela relativamente fina de material, talcomo um material em folha, possuindo perfurações nele.

Como ilustrado nas Figuras 23 e 24, o meiofiltrante 94 pode ser composto de uma única tela 93 de meiofiltrante 94 (Figura 24) ou uma pluralidade de telas 95 dematerial de sobreposição (Figura 23). Como mostrado nasfiguras, o material pode se conectar a um dos tubos 90, 92no ponto de conexão 96 intermediário das bordas do meiofiltrante 94. De modo alternativo, o meio filtrante pode seconectar a um dos tubos 90, 92 em uma de suas extremidades.

Entretanto, a conexão do meio filtrante 94 de modointermediário às bordas permite a cada borda se sobrepor àpelo menos uma tela filtrante adjacente ou, no caso de umaúnica tela, a se sobrepor a ela mesma. A Figura 24 ilustrabordas do meio filtrante 94 que se sobrepõem umas àsoutras. Note que a tela filtrante pode se conectar tanto aotubo base 90 ou ao tubo mais externo 92.

Na Figura 25, um par de telas filtrantes éposicionado lado a lado. As telas filtrantes são formadasde um material relativamente fino, tal como uma folhametálica, possuindo perfurações 98 sobre ela. Asperfurações podem ser formadas em uma variedade de modos.Um modo de formar as perfurações é com técnicas de corte alaser; embora um método alternativo é usar uma técnica decorte por jato de água. Na modalidade mostrada, asperfurações em uma das telas filtrantes são fendas possuindo uma relação de aspecto relativamente alta. A

outra tela filtrante possui fendas e orifícios. As fendasda segunda tela são orientadas a um ângulo em relação àsfendas da primeira tela filtrante.

Na Figura 26, as telas filtrantes são ilustradascomo se sobrepondo umas às outras de modo a criar uma áreade fluxo 99 através das telas filtrantes que se sobrepõem,devido à relativa orientação das perfurações 98. Note queas perfurações 98 podem possuir uma variedade de formasdependendo das necessidades da aplicação particular.Também, a quantidade de sobreposição e o posicionamentorelativo e forma das perfurações podem ser usadas paraproporcionar desejadas características de trajetória defluxo e regime de trajetória de fluxo. Por exemplo, a quedarelativa de pressão através do elemento-tela pode serpreconizada mediante a seleção dos desejados tamanhos dastrajetórias de fluxo e da sobreposição de modelo. 0provimento de uma queda de pressão que varia ao longo docomprimento do elemento-tela de areia, como um exemplo,pode prover quanto a um controle mais uniforme da camadalimite de produção e ajudar a reduzir a obstrução durante aprodução. Como um exemplo, uma parte do elemento-tela deareia pode prover quanto a um fluxo mais restritorelativamente a uma outra parte do elemento-tela de areiade modo a controlar a aproximação da camada limite ao furodo poço, reduzindo desse modo a obstrução e aumentando aprodução.Embora apresentado com fendas verticais ehorizontais, as fendas podem ser orientadas em qualquerângulo relativamente à direção longitudinal do elemento-tela de areia. Por exemplo, orientando as fendas em ângulosde quarenta e cinco graus em relação ao eixo longitudinal,se pode prover maior eficiência de fabricação porque astelas alternativas podem ser montadas de modo que o modeloresultante possua fendas de telas adjacentes orientadas emnoventa graus umas em relação às outras. De modo similar,perfurações redondas podem ser usadas para reduzirsuperfícies planas que possam tender a travar durante aexpansão ou por outros motivos. As formas possíveis quepodem ser usadas são virtualmente ilimitadas e sãoselecionadas dependendo da aplicação. À medida que as telasfiltrantes deslizam uma sobre a outra durante a expansãodos tubos 90, 92, os tamanhos das aberturas formadas pelasobreposição das telas filtrantes adjacentes se altera.Mais que duas telas filtrantes 94 podem se sobrepor uma àoutra de modo que, por exemplo, pelo menos uma parte domeio filtrante pode compreender três ou mais camadas detelas filtrantes.

Nas Figuras 27 e 28, modalidades alternativas paraa composição das telas filtrantes, por ex., telas 95, sãoilustradas. A modalidade ilustrada na Figura 27 usa telasfiltrantes que possuem uma parte filtrante central 100,formada de um material fibroso metálico compacto (por ex.,tela de mesh livre). O material forma múltiplos caminhoscontorcidos imprensados entre um par de telas de folhas101. Na modalidade da Figura 28, uma parte filtrantecentral 100 possui um material do tipo tecido, tal como ummaterial filtrante de tecido do tipo diagonal holandês,posicionado entre um par de telas de folha 101. Outro meiofiltrante pode ser também usado.

Com referência às Figuras 29A-B, uma técnicaexemplar para a fabricar um elemento-tela expansível deareia 80 pode ser descrita. Note que a técnica defabricação pode ser usada para fabricar outros sistemasexpansíveis possuindo camadas múltiplas de condutosexpansiveis. De mesmo modo, essa técnica de fabricação podeser usada para fabricar elementos-tela não expansiveis deareia e equipamento similar. Como mostrado na figura, umconduto interno 102 é posicionado sobre uma chapa 103, quepossui uma camada de material filtrante 104 posicionada porsobre ela. O material filtrante 104 é posicionado para sesituar entre a chapa 103 e o conduto interno 102. No casode um sistema expansível, o conduto interno 102 e a chapa 103 possuem as fendas ou as células biestáveis formadas porsobre ele antes da montagem como a seguir. Com o conduto102 posicionado sobre ou ao longo da chapa 103 e com omaterial filtrante 104 interposto entre eles, a chapa e astelas filtrantes são envolvidas em torno do conduto interno 102 até a posição mostrada na Figura 29B. A tela filtrantepode cobrir a totalidade ou alguma parte da chapa 103. Demodo similar, a tela filtrante pode cobrir a totalidade oualguma parte do conduto interno 102 após o envolvimento.

Na modalidade mostrada na Figura 29B, a chapa 103 (também aqui referida como coberta) não se estende em tornoda totalidade da circunferência do conduto 102 deixando umintervalo ou passagem 108 que se estende longitudinalmenteao longo da tela 80. Em outras modalidades, o materialfiltrante e/ou a coberta se estende em torno da totalidade da circunferência. Linhas de controle, outros tipos de

condutos e equipamentos podem ser colocados nas passagens108. O material filtrante 104 pode ser fixado à cobertaantes do envolvimento tal como por soldagem. Na modalidadealternativa, o meio filtrante 104 é fixado após oenvolvimento juntamente com a coberta/chapa 103. O meiofiltrante 104 pode se prolongar para além da coberta para aconexão ao conduto 102 ou em outros modos como consideradosconvenientes ou vantajosos dependendo do projeto da tela,da presença ou ausência de passagens 108 e outros fatoresde projeto.

A tela 80 das Figuras 29A-B pode ser formada decélulas biestáveis ou de outros dispositivos expansíveistais como a sobreposição de fendas longitudinais outubulações corrugadas. No caso de uma tubulação expansivelformada de células biestáveis, por exemplo, as soldas sãousadas para fixar os vários componentes que possam sercolocados sobre as longarinas grossas 22. As longarinasgrossas 22 podem ser adaptadas de modo que elas nãoexperimentem deformação durante a expansão para preservar aintegridade da solda.

Em modalidades alternativas, o elemento-tela deareia 80 é fabricado ou formado de outros modos.Entretanto, a coberta 103 pode ainda ser formada para seestender apenas parcialmente em torno da circunferência doconduto 102, formando desse modo, a passagem 108. O tamanhoda passagem pode ser ajustado como desejado, para rotearlinhas de controle, formar trajetos alternativos decondutos ou para o posicionamento de equipamentos, taiscomo dispositivos de monitoramento ou outros equipamentosinteligentes de completamento.

Referindo de modo geral às Figuras 30-32, éilustrada uma modalidade alternativa na qual o materialfiltrante 84 inclui uma característica de travamento 109.Como discutido anteriormente, certas modalidades usam umaou mais telas de material filtrante 84 que se sobrepõem eque deslizam umas sobre as outras durante a expansão. Emalgumas circunstâncias é vantajoso travar o materialfiltrante e o elemento-tela de areia 80 na posiçãoexpandida. Nas modalidades das Figuras 30-32, acaracterística de travamento 109 permite às telasfiltrantes 84 deslizarem umas sobre s outras em umaprimeira direção (a direção de expansão) e impede omovimento em uma direção de contração. As modalidadesalternativas mostradas, como exemplos, são catracasdenteadas 110 (Figura 30), detentores ou cerdas 112 (Figura31), e palhetas 114 (Figura 32) formadas sobre ou fixadassobre o meio filtrante. O travamento do meio filtrante 84na posição expandida pode ser usado para melhorar aresistência ao colapso do elemento-tela de areia 80expandido.

Na Figura 33, um outro tipo de mecanismo detravamento 109 é incorporado por sobre uma parte de umconduto expansível. Nessa modalidade, o conduto expansívelé formado de um tubular interno 82 possuindo uma parte 116do mecanismo de travamento 109 (tal como uma dasmodalidades mostradas nas Figuras 30-32) formada por sobreele. Uma coberta 88 que envolve o tubular 82 também possuiuma parte 118 do mecanismo de travamento 109 formada porsobre ela. À medida que o tubular e a coberta sãoexpandidos, o mecanismo de travamento 109 trava a posiçãoexpandida do conduto expansível. Um meio filtrante pode sercolocado entre o tubular e a coberta, por exemplo, sobre umou outro lado do mecanismo de travamento 109. 0 mecanismode travamento pode ser posicionado em torno da totalidadeda circunferência do tubular 82 e a coberta 88 ou em tornoda parte da circunferência.

Referindo às Figuras 34 até 36, uma outramodalidade de um elemento-tela para particulados éilustrada e identificada como elemento-tela paraparticulados 120. O elemento-tela 120 é mostrado em formaparcialmente explodida como a possuir um material filtrantedisposto radialmente entre as estruturas expansiveis. Comomais bem ilustrado na Figura 34, um tubo interno ou tubobase 122 é circundado circunferencialmente por um filtro-base 124 que se expande. Adicionalmente, uma pluralidade detelas filtrantes que se sobrepõem 126, por ex., quatrotelas filtrantes que se sobrepõem 126, são dispostas aolongo da superfície exterior do filtro-base 124. Umacoberta 128 é disposta em torno se sobrepondo às telasfiltrantes 126 para prender o filtro-base 124 e sobrepor astelas filtrantes 126 entre o tubo base 122 e a coberta 128.

Nessa aplicação, tanto o tubo base 122, e acoberta 122 são destinados para a expansão até um diâmetromaior. Por exemplo, o tubo base 122 pode compreender uma oumais células biestáveis 130 que facilitam a expansão apartir de um estado contraído até um estado expandido. Demodo similar, a coberta 128 pode compreender uma ou maiscélulas biestáveis 132 que facilitam a expansão da cobertadesde um estado contraído até um estado expandido.

Uma técnica para a construção da coberta 128 é ade formar a coberta em múltiplos componentes 134, tais comometades que são divididas geralmente de modo axial. Nesseexemplo, os dois componentes 134 são conectados ao tubobase 122 em suas respectivas extremidades 136. Por exemplo,as extremidades 136 dos componentes podem ser soldadas aotubo base 122 através do filtro-base 124 por meio de, porexemplo, cordões de soldagem em posições geralmenteindicadas pelas setas 138.

Embora as telas filtrantes 126 que se sobrepõempossam ser posicionadas entre o tubo base 122 e a coberta128 em uma variedade de modos, um modo exemplar é o deprender cada tela 126 à coberta 128. As extremidadesopostas 140 das telas filtrantes adjacentes 126 podem serconectadas à coberta 128 por meio de, por exemplo, umasolda 142. Mediante a fixação das bordas opostas 140, asbordas livres 144 que se sobrepõem são capazes dedeslizarem passando uma sobre a outra à medida que o tubobase 122 e a coberta 128 são expandidos.

As telas filtrantes que se sobrepõem 126 podem serformadas a partir de uma variedade de materiais, tais comoum material 146, como mais bem ilustrado na Figura 35. Ummaterial tecido exemplar 146 é um pano de tecido metálicopossuindo arames 148, tecidos de modo mais ou menosapertado, dependendo do desejado tamanho de partícula a serfiltrado. Um material exemplar é um pano de tecido

metálico, tecido em uma ondulação do tipo em diagonalholandês de arames que se sobrepõem 148, como ilustrado naFigura 35.

Um outro material filtrante exemplar 150 éilustrado na Figura 36. O material filtrante 150 compreendeuma tela 152 possuindo uma pluralidade de aberturas 154formadas através dela. Por exemplo, as aberturas 154 podemser formadas como uma multiplicidade de minúsculas fendasdispostas em um ângulo desejado 156, tal como um ângulo de45°.

Se o material filtrante 150 é utilizado paraformar telas filtrantes que se sobrepõem 126, as telas quese sobrepõem são tipicamente orientadas em direçõesopostas. Assim, as fendas 154 de uma tela filtrante 126intercepta as fendas 154 da tela filtrante adjacente que sesobrepõe 126 para formar uma multiplicidade de pequenasaberturas para a filtragem da matéria particulada. Em umamodalidade ilustrada, as telas podem ser orientadas tal queas fendas 154 de uma tela filtrante 126 sejam orientadas emaproximadamente 90° com relação às fendas 154 da telaadjacente que se sobrepõe.

Com respeito ao filtro-base 124, o materialfiltrante é geralmente envolvido em torno ou disposto aolongo da superfície exterior do tubo base 122. O materialdo filtro-base 124 pode compreender numerosos tipos dematerial filtrante que são tipicamente selecionados parapermitir uma expansão do material e um aumento na aberturaou do tamanho de poro durante tal expansão. Materiaisexemplares compreendem redes, tais como redes metálicas,incluindo esboços tecidos e não-tecidos.

As modalidades particulares aqui reveladas sãoapenas ilustrativas, na medida em que a invenção pode sermodificada e praticada de modos diferentes, masequivalentes, evidentes para aqueles com habilidade natécnica, tendo os proveitos das orientações aqui expostas.

Além disso, não são pretendidas limitações aos detalhes deconstrução ou de projeto aqui mostrados, exceto aosdescritos nas reivindicações abaixo. É desse modo evidente,que as modalidades particulares reveladas acima podem seralteradas ou modificadas, e todas s tais variações sãoconsideradas inseridas no escopo e espírito da invenção.Conseqüentemente, a proteção aqui objetivada é como aapresentada nas reivindicações abaixo.

Claims (21)

1. SISTEMA PARA FILTRAR EM UM AMBIENTE DE FURO DEPOÇO, caracterizado pelo fato de que compreende:um elemento-tela(80) para areia possuindo umcomponente tubular(82, 90), pelo menos uma parte do qual éformada de células biestáveis(23).

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende umfiltro(84, 94) disposto sobre o componente tubular(82, 90).

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato de que o filtro (84, 94) possui umarelação de expansão pelo menos tão grande quanto aquela dotubular (82, 90).

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato de que o filtro(84, 94) estádobrado.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato de que o filtro (84, 94) é formadode uma pluralidade de telas de meio filtrante (85A) que sesobrepõem circunferencialmente.

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato de que o filtro (84, 94) é formadode pelo menos uma tela de meio filtrante (85B) que sesobrepõe circunferencialmente.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende umsegundo componente tubular(92) que pode ser radialmenteexpandido, o filtro(84, 94) sendo disposto entre ocomponente tubular(90) e o segundo componente tubular(92).

8. MÉTODO PARA RESTRINGIR O FLUXO DE MATÉRIA PARTICULADA DENTRO DE UMA TUBULAÇÃO USADA PARA TRANSPORTARFLUIDO ATRAVÉS DA MESMA, compreendendo:posicionar um elemento-tela para particulados(80) amontante a partir da tubulação; eexpandir o elemento-tela para particulados(80), caracterizado por compreender:formar o elemento-tela para particulados(80) comuma pluralidade de células biestáveis(23).

9. Método, de acordo com a reivindicação 8,caracterizado pelo fato de que formar compreende configuraro elemento-tela especifico(80) na forma de uma configuraçãotubular.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de que expandir compreende expandiro elemento-tela tubular para partículas(80) em uma direção de sentido radialmente para fora.

11. Método, de acordo com a reivindicação 8,caracterizado pelo fato de que formar compreende construiro elemento-tela para particulados(80) com um componentegeralmente tubular(82) possuindo as células biestáveis(23)e um material filtrante(84) acoplado ao componentetubular (82) .

12. Método, de acordo com a reivindicação 11,caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreendeorganizar o material filtrante em torno da parte externa docomponente tubular(82) em uma tela única(85B).

13. Método, de acordo com a reivindicação 11,caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreendeorganizar o material filtrante(A4) em uma pluralidade detelas que se sobrepõem(85A).

14. Método, de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreendemanter os elementos-tela que se sobrepõem(85A) em umaconfiguração expandida por meio de uma característica detravamento(109).

15. Método, de acordo com a reivindicação 8,caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreenderotear uma linha de controle ao longo do elemento-tela paraparticulados(80).

16. SISTEMA PARA FILTRAGEM EM UM AMBIENTE DE FURODE POÇO, compreendendo:um componente-base geralmente tubular(122)expansivel até um diâmetro aumentado,uma coberta expansivel(128) disposta pelo menosparcialmente em torno do componente-base geralmentetubular(122); eum material filtrante(124, 126) dispostointermediário entre o componente-base geralmentetubular(122) e a coberta expansivel(128), caracterizadopor:o componente-base geralmente tubular possuindo pelomenos uma célula biestável.

17. Sistema, de acordo com a reivindicação 16,caracterizado pelo fato de que o componente-base geralmentetubular(122) compreende uma pluralidade de célulasbiestáveis(130).

18. Sistema, de acordo com a reivindicação 17,caracterizado pelo fato de que a coberta expansivel(128)compreende uma pluralidade de células biestáveis(132).

19. Sistema, de acordo com a reivindicação 18,caracterizado pelo fato de que o material filtrantecompreende um filtro-base(124) e uma pluralidade de telasfiltrantes(126) que se sobrepõem envolvendo o filtro-basè.

20. Sistema, de acordo com a reivindicação 19,caracterizado pelo fato de que a coberta expansivel(128)está fixada ao componente-base geralmente tubular(122).

21. SISTEMA PARA RESTRINGIR O FLUXO DE MATERIALPARTICULADO DE ENTRAR DENTRO DE UMA TUBULAÇÃO USADA PARATRANSPORTAR FLUIDO ATRAVÉS DELA, compreendendo:meios para posicionar o elemento-tela paraparticulados(80) a montante da tubulação; emeios para expandir o elemento-tela paraparticulados(80), caracterizado por compreender:meios para formar um elemento-tela paraparticulados (80) com uma pluralidade de célulasbiestáveis(23) .