BR112024006411B1

BR112024006411B1 - RECOVERABLE DOWNHOLE TOOL FOR USE IN AN UNDERGROUND WELLBORE, METHOD OF HANDLING A PACKING ELEMENT IN A HOLE, DOWNHOLE TOOL

Info

Publication number: BR112024006411B1
Application number: BR112024006411-5A
Authority: BR
Inventors: Michael Wilbert Mitchell
Original assignee: Weatherford Technology Holdings, Llc
Priority date: 2021-10-01
Filing date: 2022-08-29
Publication date: 2025-02-04

Abstract

FERRAMENTA DE FUNDO DE POÇO RECUPERÁVEL PARA USO EM UM FURO DE POÇO SUBTERRÂNEO, MÉTODO DE MANIPULAÇÃO DE UM ELEMENTO DE EMPACOTAMENTO EM UM FURO, FERRAMENTA DE FUNDO DE POÇO. Um conjunto de packer inclui um mandril de packer e um elemento de empacotamento disposto em torno do mandril de packer. Uma luva de recuperação superior está disposta em torno do mandril de packer e se estendendo entre o mandril de packer e uma extremidade superior do elemento de empacotamento, e uma luva de recuperação inferior está disposta em torno do mandril de packer e se estendendo entre o mandril de packer e uma extremidade inferior do elemento de empacotamento. Um conjunto de apoio superior é disposto de forma móvel em torno da luva de recuperação superior e adjacente à extremidade superior do elemento de empacotamento. Um conjunto de apoio inferior é disposto de forma móvel em torno da luva de recuperação inferior. O conjunto de apoio inferior tem um conjunto de anel de apoio inferior configurado para encerrar uma superfície externa da extremidade inferior do elemento de empacotamento. Uma luva de recuperação é seletivamente móvel em relação ao conjunto de anel de apoio inferior e configurada para retrair pelo (...).RETRIEVABLE DOWNHOLE TOOL FOR USE IN AN UNDERGROUND WELLBORE, METHOD OF MANIPULATING A PACKING ELEMENT IN A HOLE, DOWNHOLE TOOL. A packer assembly includes a packer mandrel and a packing element disposed about the packer mandrel. An upper recovery sleeve is disposed about the packer mandrel and extending between the packer mandrel and an upper end of the packing element, and a lower recovery sleeve is disposed about the packer mandrel and extending between the packer mandrel and a lower end of the packing element. An upper support assembly is movably disposed about the upper recovery sleeve and adjacent to the upper end of the packing element. A lower support assembly is movably disposed about the lower recovery sleeve. The lower support assembly has a lower support ring assembly configured to enclose an outer surface of the lower end of the packing member. A recovery sleeve is selectively movable relative to the lower support ring assembly and configured to retract by the (...).

Description

CROSS-REFERENCE TO RELATED ORDERS

[0001] Este pedido é uma continuação em parte do pedido de patente dos Estados Unidos número de série 17/085.859, depositado em 30 de outubro de 2020. Também, este pedido é uma continuação em parte do pedido de patente dos Estados Unidos número de série 17/085.910, depositado em 30 de outubro de 2020. Ambos os pedidos de patente supramencionados são aqui incorporados por referência na sua totalidade.[0001] This application is a continuation in part of United States patent application serial number 17/085,859, filed on October 30, 2020. Also, this application is a continuation in part of United States patent application serial number 17/085,910, filed on October 30, 2020. Both of the aforementioned patent applications are incorporated herein by reference in their entirety.

FUNDAMENTALS Field

[0002] As modalidades da presente divulgação geralmente se referem a um conjunto de packer incluindo um elemento de obturação. O conjunto de packer pode ser usado em furos, tais como furos de poços, tubulações e semelhantes.[0002] Embodiments of the present disclosure generally relate to a packer assembly including a plugging element. The packer assembly may be used in boreholes, such as well bores, pipelines, and the like.

Description of Related Art

[0003] Os conjuntos de packer são usados em furos, como furos de poços ou tubulações, para criar vedações temporárias ou permanentes dentro dos furos. Um conjunto de packer pode incluir um ou mais elementos de obturação. Tipicamente, um elemento de empacotamento pode ser feito de um material deformável, tal como um elastômero, em um comprimento inicial e diâmetro externo inicial prescritos. O elemento de empacotamento pode ser assentado em um furo pela aplicação de compressão axial, reduzindo assim o comprimento do elemento de empacotamento e fazendo com que o elemento de empacotamento se deforme radialmente para fora para contato de vedação com o furo circundante.[0003] Packer assemblies are used in boreholes, such as well boreholes or pipelines, to create temporary or permanent seals within the boreholes. A packer assembly may include one or more packing elements. Typically, a packing element may be made of a deformable material, such as an elastomer, to a prescribed initial length and initial outside diameter. The packing element may be seated in a borehole by applying axial compression, thereby reducing the length of the packing element and causing the packing element to deform radially outward into sealing contact with the surrounding borehole.

[0004] Para facilitar a instalação em um furo, pode ser desejável descer um elemento de empacotamento com um diâmetro externo inicial significativamente menor do que o diâmetro interno do furo. Em alguns casos, o elemento de empacotamento pode ter que se encaixar através de uma restrição no furo enquanto é instalado no local desejado no furo. Tal situação pode comprometer a eventual utilidade do elemento de empacotamento porque, geralmente, quanto maior a razão do diâmetro do furo para o diâmetro externo inicial do elemento de empacotamento, menor a capacidade de vedação por pressão do elemento de empacotamento quando assentado no furo. A histerese de materiais deformáveis, tais como elastômeros, pode afetar adversamente a recuperação de um elemento de empacotamento de um furo, especialmente se a recuperação envolver passar o elemento de empacotamento usado através de uma restrição.[0004] To facilitate installation into a bore, it may be desirable to lower a packing element with a starting outside diameter significantly smaller than the inside diameter of the bore. In some cases, the packing element may have to fit through a restriction in the bore while being installed in the desired location in the bore. Such a situation may compromise the eventual usefulness of the packing element because, generally, the greater the ratio of the bore diameter to the starting outside diameter of the packing element, the lower the pressure sealing capability of the packing element when seated in the bore. Hysteresis from deformable materials, such as elastomers, may adversely affect the retrieval of a packing element from a bore, especially if the retrieval involves passing the used packing element through a restriction.

[0005] Muitas operações conduzidas dentro de um furo, tal como um furo de poço ou uma tubulação, requerem que uma âncora seja estabelecida dentro do furo, por exemplo, para fixar tubulação e equipamento dentro de um furo de poço e estabelecer um ponto de reação de força para outras operações de furo de poço, tais como assentamento de packers, obstrução com tampões, ancoragem de outras ferramentas e semelhantes. Muitas âncoras incluem sistemas de cunha que tipicamente incluem uma série de elementos de cunha tendo dentes de preensão. Colocar tal âncora envolve mover os elementos de cunha radialmente para fora em engate com uma parede de furo. Os sistemas de cunha cônica podem incluir um cone que é movido axialmente em relação a um ou mais elementos de cunha para mover radialmente e suportar as cunhas em engate com uma parede de furo. Os sistemas de cunha convencionais são limitados em até que distância os elementos de cunha podem se mover entre as posições retraída e estendida. Outros sistemas de cunha têm um valor de carga nominal baixo quando os elementos de cunha são totalmente estendidos de um diâmetro relativamente pequeno para um diâmetro relativamente grande.[0005] Many operations conducted within a borehole, such as a wellbore or a pipeline, require that an anchor be established within the borehole, for example, to secure piping and equipment within a wellbore and to establish a force reaction point for other wellbore operations, such as setting packers, plugging, anchoring other tools, and the like. Many anchors include wedge systems that typically include a series of wedge elements having gripping teeth. Setting such an anchor involves moving the wedge elements radially outward into engagement with a borehole wall. Tapered wedge systems may include a cone that is moved axially relative to one or more wedge elements to radially move and support the wedges in engagement with a borehole wall. Conventional wedge systems are limited in how far the wedge elements can move between the retracted and extended positions. Other wedge systems have a low nominal load value when the wedge elements are fully extended from a relatively small diameter to a relatively large diameter.

[0006] Há uma necessidade de que algumas ferramentas, tais como packers e tampões mecânicos, tenham elementos de empacotamento e sistemas de cunha para que possam sofrer transições de um diâmetro relativamente pequeno para um diâmetro relativamente grande sem comprometer as capacidades de vedação ou ancoragem.[0006] There is a need for some tools, such as packers and mechanical plugs, to have packing elements and wedging systems so that they can undergo transitions from a relatively small diameter to a relatively large diameter without compromising sealing or anchoring capabilities.

SUMMARY

[0007] Em uma modalidade, um conjunto de packer inclui um mandril de packer e um elemento de empacotamento disposto em torno do mandril de packer. Uma luva de recuperação superior está disposta em torno do mandril de packer e se estendendo entre o mandril de packer e uma extremidade superior do elemento de empacotamento, e uma luva de recuperação inferior está disposta em torno do mandril de packer e se estendendo entre o mandril de packer e uma extremidade inferior do elemento de empacotamento. Um conjunto de apoio superior é disposto de forma móvel em torno da luva de recuperação superior e adjacente à extremidade superior do elemento de empacotamento. Um conjunto de apoio inferior é disposto de forma móvel em torno da luva de recuperação inferior. O conjunto de apoio inferior tem um conjunto de anel de apoio inferior configurado para encerrar uma superfície externa da extremidade inferior do elemento de empacotamento. Uma luva de recuperação é seletivamente móvel em relação ao conjunto de anel de apoio inferior e configurada para retrair pelo menos parcialmente o conjunto de anel de apoio inferior.[0007] In one embodiment, a packer assembly includes a packer mandrel and a packing member disposed about the packer mandrel. An upper recovery sleeve is disposed about the packer mandrel and extending between the packer mandrel and an upper end of the packing member, and a lower recovery sleeve is disposed about the packer mandrel and extending between the packer mandrel and a lower end of the packing member. An upper support assembly is movably disposed about the upper recovery sleeve and adjacent the upper end of the packing member. A lower support assembly is movably disposed about the lower recovery sleeve. The lower support assembly has a lower support ring assembly configured to enclose an outer surface of the lower end of the packing member. A recovery sleeve is selectively movable relative to the lower support ring assembly and configured to at least partially retract the lower support ring assembly.

[0008] Em uma modalidade, um método de manipulação de um elemento de empacotamento em um furo inclui fornecer uma luva de recuperação superior com um perfil de recuperação superior embutido no elemento de empacotamento e fornecer uma luva de recuperação inferior com um perfil de recuperação inferior embutido no elemento de empacotamento. O método também inclui mover um conjunto de apoio superior em relação à luva de recuperação superior em direção a uma extremidade superior do elemento de empacotamento; e mover um conjunto de apoio inferior em relação à luva de recuperação inferior em direção a uma extremidade inferior do elemento de empacotamento. O conjunto de apoio inferior tem um anel de apoio inferior encerrando uma superfície externa da extremidade inferior do elemento de empacotamento. Uma distância axial entre a luva de recuperação superior e a luva de recuperação inferior é reduzida, desse modo comprimindo axialmente o elemento de empacotamento. O elemento de empacotamento é deformado para contato com uma parede circundante do furo e fazendo com que o anel de apoio inferior se espalhe para fora ao longo de uma superfície externa de uma extremidade inferior do elemento de empacotamento. O elemento de empacotamento é liberado da parede circundante. Uma luva de recuperação é movida em relação ao anel de apoio inferior para retrair o conjunto de anel de apoio inferior.[0008] In one embodiment, a method of manipulating a packing element in a bore includes providing an upper recovery sleeve with an upper recovery profile embedded in the packing element and providing a lower recovery sleeve with a lower recovery profile embedded in the packing element. The method also includes moving an upper support assembly relative to the upper recovery sleeve toward an upper end of the packing element; and moving a lower support assembly relative to the lower recovery sleeve toward a lower end of the packing element. The lower support assembly has a lower support ring enclosing an outer surface of the lower end of the packing element. An axial distance between the upper recovery sleeve and the lower recovery sleeve is reduced, thereby axially compressing the packing element. The packing element is deformed into contact with a surrounding wall of the bore and causing the lower support ring to spread outwardly along an outer surface of a lower end of the packing element. The packing element is released from the surrounding wall. A recovery sleeve is moved relative to the lower backup ring to retract the lower backup ring assembly.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0009] De modo que a maneira pela qual as características recitadas acima da presente divulgação possam ser compreendidas em detalhes, uma descrição mais particular da divulgação, brevemente sumarizada acima, pode ser feita por referência às modalidades, algumas das quais são ilustradas nos desenhos anexos. No entanto, deve-se notar que os desenhos anexos ilustram apenas modalidades exemplificativas e, portanto, não devem ser considerados limitantes de seu escopo e podem admitir outras modalidades igualmente eficazes.[0009] In order that the manner in which the above recited features of the present disclosure may be understood in detail, a more particular description of the disclosure, briefly summarized above, may be made by reference to the embodiments, some of which are illustrated in the accompanying drawings. However, it should be noted that the accompanying drawings illustrate only exemplary embodiments and, therefore, should not be considered limiting its scope and may admit other equally effective embodiments.

[0010] A Figura 1 é uma vista externa de um tampão mecânico exemplificativo que incorpora conjuntos de packer e cunha de acordo com uma modalidade da presente divulgação.[0010] Figure 1 is an exterior view of an exemplary mechanical plug incorporating packer and wedge assemblies in accordance with one embodiment of the present disclosure.

[0011] As Figuras 1A a 1F mostram um tampão mecânico exemplificativo da Figura 1 em uma configuração de descida, de acordo com uma modalidade da presente divulgação.[0011] Figures 1A-1F show an exemplary mechanical plug of Figure 1 in a drop-down configuration, in accordance with one embodiment of the present disclosure.

[0012] As Figuras 2A a 2D são vistas em corte transversal lateral do tampão mecânico da Figura 1 na configuração de descida.[0012] Figures 2A through 2D are side cross-sectional views of the mechanical plug of Figure 1 in the down configuration.

[0013] A Figura 3 se concentra em uma porção do tampão mecânico da Figura 1, como representado na Figura 1E.[0013] Figure 3 focuses on a portion of the mechanical plug of Figure 1, as depicted in Figure 1E.

[0014] A Figura 4A é uma vista explodida de um conjunto de cunha exemplificativo que é incorporado no tampão mecânico da Figura 1.[0014] Figure 4A is an exploded view of an exemplary wedge assembly that is incorporated into the mechanical stopper of Figure 1.

[0015] A Figura 4B é uma vista em corte longitudinal tomada através do centro do conjunto de cunha da Figura 4A mostrando o conjunto de cunha em uma configuração de descida.[0015] Figure 4B is a longitudinal cross-sectional view taken through the center of the wedge assembly of Figure 4A showing the wedge assembly in a down configuration.

[0016] A Figura 4C é uma vista em seção transversal longitudinal da gaiola de cunha do conjunto de cunha da Figura 4A, que é deslocada do centro do conjunto de cunha.[0016] Figure 4C is a longitudinal cross-sectional view of the wedge cage of the wedge assembly of Figure 4A, which is offset from the center of the wedge assembly.

[0017] A Figura 4D é uma vista em corte longitudinal tomada através do centro do conjunto de cunha da Figura 4A mostrando o conjunto de cunha em uma configuração assentada.[0017] Figure 4D is a longitudinal cross-sectional view taken through the center of the wedge assembly of Figure 4A showing the wedge assembly in a seated configuration.

[0018] As Figuras 4E a 4G são vistas em corte transversal lateral do conjunto de cunha da Figura 4A.[0018] Figures 4E through 4G are side cross-sectional views of the wedge assembly of Figure 4A.

[0019] As Figuras 5A a 5F são vistas do tampão mecânico da Figura 1 após as cunhas terem sido assentadas.[0019] Figures 5A through 5F are views of the mechanical plug of Figure 1 after the wedges have been seated.

[0020] As Figuras 6A a 6F são vistas do tampão mecânico da Figura 1 após o elemento de empacotamento ter sido assentado.[0020] Figures 6A through 6F are views of the mechanical plug of Figure 1 after the packing element has been seated.

[0021] As Figuras 7A a 7F são vistas do tampão mecânico da Figura 1 na configuração de equalização de pressão.[0021] Figures 7A through 7F are views of the mechanical plug of Figure 1 in the pressure equalization configuration.

[0022] As Figuras 8A a 8F são vistas do tampão mecânico da Figura 1 em um estágio inicial de liberação do tampão mecânico.[0022] Figures 8A through 8F are views of the mechanical plug of Figure 1 at an early stage of mechanical plug release.

[0023] As Figuras 9A a 9F são vistas do tampão mecânico da Figura 1 em um estágio subsequente de liberação.[0023] Figures 9A through 9F are views of the mechanical plug of Figure 1 in a subsequent stage of release.

[0024] As Figuras 10A a 10F são vistas do tampão mecânico da Figura 1 em um estágio subsequente de liberação.[0024] Figures 10A through 10F are views of the mechanical plug of Figure 1 in a subsequent stage of release.

[0025] As Figuras 11A a 11D são vistas do tampão mecânico da Figura 1 em um estágio subsequente de liberação.[0025] Figures 11A through 11D are views of the mechanical plug of Figure 1 in a subsequent stage of release.

[0026] As Figuras 12A a 12D são vistas do tampão mecânico da Figura 1 em um estágio subsequente de liberação.[0026] Figures 12A through 12D are views of the mechanical plug of Figure 1 in a subsequent stage of release.

[0027] As Figuras 13A a 13D são vistas do tampão mecânico da Figura 1 em um estágio subsequente de liberação.[0027] Figures 13A through 13D are views of the mechanical plug of Figure 1 in a subsequent stage of release.

[0028] As Figuras 14A a 14D são vistas do tampão mecânico da Figura 1 em um estágio subsequente de liberação.[0028] Figures 14A through 14D are views of the mechanical plug of Figure 1 in a subsequent stage of release.

[0029] As Figuras 15A A 15D são vistas do tampão mecânico da Figura 1 em um estágio subsequente de liberação.[0029] Figures 15A through 15D are views of the mechanical plug of Figure 1 in a subsequent stage of release.

[0030] As Figuras 16A a 16D são vistas do tampão mecânico da Figura 1 em um estágio subsequente de liberação.[0030] Figures 16A through 16D are views of the mechanical plug of Figure 1 in a subsequent stage of release.

[0031] As Figuras 17A a 17D são vistas do tampão mecânico da Figura 1 em um estágio subsequente de liberação.[0031] Figures 17A through 17D are views of the mechanical plug of Figure 1 in a subsequent stage of release.

[0032] Para facilitar a compreensão, números de referência idênticos foram usados, onde possível, para designar elementos idênticos que são comuns às figuras. É contemplado que elementos e características de uma modalidade podem ser incorporados de forma benéfica em outras modalidades sem recitação adicional.[0032] For ease of understanding, identical reference numerals have been used, where possible, to designate identical elements that are common to the figures. It is contemplated that elements and features of one embodiment may be beneficially incorporated into other embodiments without additional recitation.

DETAILED DESCRIPTION

[0033] A presente divulgação diz respeito a conjuntos de packer e conjuntos de cunha que podem ser incorporados em ferramentas para uso em um furo, tais como um furo de poço, uma tubulação e semelhantes. As ferramentas que incorporam os conjuntos de packer e/ou cunha da presente divulgação podem incluir packers de furo de poço, suspensores, âncoras de desvio e semelhantes. Outro exemplo de ferramenta é um tampão mecânico.[0033] The present disclosure relates to packer assemblies and wedge assemblies that can be incorporated into tools for use in a borehole, such as a wellbore, a pipeline, and the like. Tools incorporating the packer and/or wedge assemblies of the present disclosure can include wellbore packers, hangers, offset anchors, and the like. Another example of a tool is a mechanical plug.

[0034] A Figura 1 é uma vista externa geral de um tampão mecânico incorporando um conjunto de packer e um conjunto de cunha da presente divulgação. O tampão mecânico 2 pode ser configurado para transicionar de uma configuração de descida, na qual o tampão mecânico 2 pode ser instalado em um furo, para uma configuração assentada, na qual o tampão mecânico 2 pode ser fixado no lugar dentro do furo. Em algumas modalidades, o tampão mecânico 2 pode ser configurado para transicionar da configuração assentada para uma configuração liberada, na qual o tampão mecânico 2 pode ser liberado do local no furo no qual o tampão mecânico 2 foi fixado. O tampão mecânico 2 pode estar em uma configuração adequada para recuperação do furo quando nas configurações de descida e liberada.[0034] Figure 1 is a general exterior view of a mechanical plug incorporating a packer assembly and a wedge assembly of the present disclosure. The mechanical plug 2 may be configured to transition from a down configuration, in which the mechanical plug 2 may be installed in a hole, to a seated configuration, in which the mechanical plug 2 may be secured in place within the hole. In some embodiments, the mechanical plug 2 may be configured to transition from the seated configuration to a released configuration, in which the mechanical plug 2 may be released from the location in the hole in which the mechanical plug 2 was secured. The mechanical plug 2 may be in a configuration suitable for retrieval from the hole when in the down and released configurations.

[0035] O tampão mecânico 2 pode ter um adaptador de ferramenta de assentamento 4. O adaptador de ferramenta de assentamento 4 pode ser dimensionado de modo que uma luva 6 (mostrada como linhas tracejadas) de uma ferramenta de assentamento possa se encaixar em torno do adaptador de ferramenta de assentamento 4 e possa se apoiar em uma extremidade superior de uma luva de assentamento 24.[0035] The mechanical plug 2 may have a seating tool adapter 4. The seating tool adapter 4 may be dimensioned so that a sleeve 6 (shown as dashed lines) of a seating tool can fit around the seating tool adapter 4 and can rest on an upper end of a seating sleeve 24.

[0036] O tampão mecânico 2 pode ter um conjunto de packer 40. O conjunto de packer 40 pode ter um elemento de empacotamento 44 que pode criar uma vedação no furo. O elemento de empacotamento 44 pode criar a vedação quando o conjunto de packer 40 é transicionado de uma configuração de descida, na qual o elemento de empacotamento 44 não está em contato circunferencial de 360 graus com uma parede interna do furo, para uma configuração assentada na qual o elemento de empacotamento 44 está pelo menos substancialmente em contato circunferencial de 360 graus com a parede interna do furo. Em algumas modalidades, o conjunto de packer 40 pode ser transicionado da configuração assentada para uma configuração liberada, na qual o elemento de empacotamento 44 não está em contato circunferencial de 360 graus com a parede interna do furo. Em algumas modalidades, o elemento de empacotamento 44 pode ter um primeiro diâmetro externo máximo quando na configuração de descida, um segundo diâmetro externo máximo maior quando na configuração assentada e um terceiro diâmetro externo máximo quando na configuração liberada. Em algumas modalidades, o terceiro diâmetro externo máximo é substancialmente o mesmo que o primeiro diâmetro externo máximo. O conjunto de packer 40 pode ser incorporado em uma ferramenta, tal como um packer de furo de poço ou um tampão mecânico 2.[0036] The mechanical plug 2 may have a packer assembly 40. The packer assembly 40 may have a packing element 44 that may create a seal in the bore. The packing element 44 may create the seal when the packer assembly 40 is transitioned from a down configuration, in which the packing element 44 is not in 360 degree circumferential contact with an inner wall of the bore, to a seated configuration in which the packing element 44 is at least substantially in 360 degree circumferential contact with the inner wall of the bore. In some embodiments, the packer assembly 40 may be transitioned from the seated configuration to a released configuration, in which the packing element 44 is not in 360 degree circumferential contact with the inner wall of the bore. In some embodiments, the packing element 44 may have a first maximum outside diameter when in the down configuration, a second larger maximum outside diameter when in the seated configuration, and a third maximum outside diameter when in the released configuration. In some embodiments, the third maximum outside diameter is substantially the same as the first maximum outside diameter. The packer assembly 40 may be incorporated into a tool, such as a wellbore packer or a mechanical plug 2.

[0037] O tampão mecânico 2 pode ter um conjunto de cunha 146. O conjunto de cunha 146 pode ser configurado para transicionar de uma configuração de descida, na qual o conjunto de cunha 146 pode ser instalado no furo, para uma configuração assentada, na qual o conjunto de cunha 146 pode ser fixado no lugar dentro do furo. O conjunto de cunha 146 pode ser configurado para transicionar da configuração assentada para uma configuração liberada, na qual o conjunto de cunha 146 pode ser liberado do local no furo no qual o conjunto de cunha 146 foi fixado. O conjunto de cunha 146 pode estar em uma configuração adequada para recuperação do furo quando nas configurações de descida e liberada.[0037] The mechanical plug 2 may have a wedge assembly 146. The wedge assembly 146 may be configured to transition from a down configuration, in which the wedge assembly 146 may be installed in the hole, to a seated configuration, in which the wedge assembly 146 may be secured in place within the hole. The wedge assembly 146 may be configured to transition from the seated configuration to a released configuration, in which the wedge assembly 146 may be released from the location in the hole in which the wedge assembly 146 was secured. The wedge assembly 146 may be in a configuration suitable for retrieval from the hole when in the down and released configurations.

[0038] As Figuras 1A a 1F mostram o tampão mecânico 2 da Figura 1 em mais detalhes quando o tampão mecânico 2 está na configuração de descida. O tampão mecânico 2 é mostrado tendo um adaptador de ferramenta de assentamento 4 que pode ser configurado para acoplar e ser manipulado por uma ferramenta de assentamento. O adaptador de ferramenta de assentamento 4 pode ter um utensílio de pesca 8 que é dimensionado e modelado para facilitar a fixação de uma ferramenta de pesca, ferramenta de recuperação ou semelhante. O utensílio de pesca 8 pode ser acoplado a uma luva de liberação 10 por um ou mais fixadores 12, tal como um trinco, grampo de travamento, pinça, anel de pressão, anel de cisalhamento, parafuso de cisalhamento, pino de cisalhamento ou semelhantes. Em algumas modalidades, o fixador 12 pode inibir temporariamente o movimento axial relativo entre o utensílio de pesca 8 e a luva de liberação 10. A luva de liberação 10 pode ser acoplada a um corpo de adaptador 14 que tem uma ou mais orifícios laterais 16. O corpo de adaptador 14 pode ser acoplado a um mandril central 18 que pode se estender através do tampão mecânico 2. O utensílio de pesca 8 pode ser acoplado a um mandril de equalização 20 que pode se estender através do mandril central 18. O mandril de equalização 20 pode ter um ou mais orifícios laterais 22.[0038] Figures 1A-1F show the mechanical plug 2 of Figure 1 in more detail when the mechanical plug 2 is in the down configuration. The mechanical plug 2 is shown having a setting tool adapter 4 that may be configured to engage and be manipulated by a setting tool. The setting tool adapter 4 may have a fishing tool 8 that is sized and shaped to facilitate attachment of a fishing tool, retrieval tool, or the like. The fishing tool 8 may be engaged to a release sleeve 10 by one or more fasteners 12, such as a latch, locking clip, collet, snap ring, shear ring, shear bolt, shear pin, or the like. In some embodiments, the fastener 12 may temporarily inhibit relative axial movement between the fishing tool 8 and the release sleeve 10. The release sleeve 10 may be coupled to an adapter body 14 having one or more side holes 16. The adapter body 14 may be coupled to a central mandrel 18 that may extend through the mechanical plug 2. The fishing tool 8 may be coupled to an equalizing mandrel 20 that may extend through the central mandrel 18. The equalizing mandrel 20 may have one or more side holes 22.

[0039] Abaixo do adaptador de ferramenta de assentamento 4, o mandril central 18 pode se estender através de uma luva de assentamento 24 e ser acoplado à luva de assentamento 24 por um anel de trava 26. O anel de trava 26 pode incluir dentes de catraca 28 que estão configurados para engatar com os dentes de catraca correspondentes 30 no mandril central 18. O anel de trava 26 pode ser configurado para permitir que a luva de assentamento 24 se mova para baixo em relação ao mandril central 18, mas evitar que a luva de assentamento 24 se mova para cima em relação ao mandril central 18. Além disso, o mandril central 18 pode ser acoplado à luva de assentamento 24 por um ou mais fixadores 32, tal como um trinco, grampo de travamento, pinça, anel de pressão, anel de cisalhamento, parafuso de cisalhamento, pino de cisalhamento ou semelhantes. Em algumas modalidades, o fixador 32 pode inibir temporariamente o movimento axial relativo entre o mandril central 18 e a luva de assentamento 24. Em algumas modalidades, o fixador 32 pode ser engatado com um anel de retenção 34 no mandril central 18.[0039] Below the setting tool adapter 4, the central mandrel 18 may extend through a seating sleeve 24 and be coupled to the seating sleeve 24 by a lock ring 26. The lock ring 26 may include ratchet teeth 28 that are configured to engage with corresponding ratchet teeth 30 on the central mandrel 18. The lock ring 26 may be configured to allow the seating sleeve 24 to move downward relative to the central mandrel 18, but prevent the seating sleeve 24 from moving upward relative to the central mandrel 18. Additionally, the central mandrel 18 may be coupled to the seating sleeve 24 by one or more fasteners 32, such as a latch, locking clamp, collet, snap ring, shear ring, shear bolt, shear pin, or the like. In some embodiments, the fastener 32 may temporarily inhibit relative axial movement between the central mandrel 18 and the seating sleeve 24. In some embodiments, the fastener 32 may be engaged with a retaining ring 34 on the central mandrel 18.

[0040] Uma ou mais chavetas 36 podem acoplar a luva de assentamento 24 e o mandril central 18. Cada chaveta 36 pode se projetar ao interior de uma fenda correspondente 38 no mandril central 18. A interação entre cada chaveta 36 e a fenda correspondente 38 pode inibir a rotação relativa entre a luva de assentamento 24 e o mandril central 18. Assim, uma operação de fresagem corretiva para desintegrar o anel de trava 26 pode ser facilitada, se necessário, sem incorrer em rotação relativa entre a luva de assentamento 24 e o mandril central 18.[0040] One or more keys 36 may engage the seating sleeve 24 and the central mandrel 18. Each key 36 may project into a corresponding slot 38 in the central mandrel 18. The interaction between each key 36 and the corresponding slot 38 may inhibit relative rotation between the seating sleeve 24 and the central mandrel 18. Thus, a corrective milling operation to disintegrate the lock ring 26 may be facilitated, if necessary, without incurring relative rotation between the seating sleeve 24 and the central mandrel 18.

Packer Set

[0041] O tampão mecânico 2 pode incluir um conjunto de packer 40, tal como o mostrado nas Figuras 1B-1C. A luva de assentamento 24 pode ser acoplada ao conjunto de packer 40. O conjunto de packer 40 pode incluir um mandril de packer 42 e um elemento de empacotamento 44 disposto em torno do mandril de packer 42. A luva de assentamento 24 pode ser acoplada ao mandril de packer 42. O mandril de packer 42 pode ser disposto em torno do mandril central 18. Um elemento de vedação 46 pode proporcionar uma vedação entre o mandril central 18 e o mandril de packer 42. O conjunto de packer 40 pode incluir uma luva de recuperação superior 48 disposta em torno do mandril de packer 42 e se estendendo entre o mandril de packer 42 e uma extremidade superior 84 do elemento de empacotamento 44. A luva de recuperação superior 48 pode ter um perfil de recuperação superior 50 incorporado dentro do elemento de empacotamento 44. O perfil de recuperação superior 50 pode incluir uma projeção anular 52 dentro do elemento de empacotamento 44. A projeção anular 52 pode ser ligada ao elemento de empacotamento 44.[0041] The mechanical plug 2 may include a packer assembly 40, such as that shown in Figures 1B-1C. The seating sleeve 24 may be coupled to the packer assembly 40. The packer assembly 40 may include a packer mandrel 42 and a packing member 44 disposed around the packer mandrel 42. The seating sleeve 24 may be coupled to the packer mandrel 42. The packer mandrel 42 may be disposed around the central mandrel 18. A sealing member 46 may provide a seal between the central mandrel 18 and the packer mandrel 42. The packer assembly 40 may include an upper recovery sleeve 48 disposed around the packer mandrel 42 and extending between the packer mandrel 42 and an upper end 84 of the packing member 44. The upper recovery sleeve 48 may have an upper recovery profile 50 incorporated within the packing member 44. The upper recovery profile 50 may include an annular projection 52 within the packing element 44. The annular projection 52 may be attached to the packing element 44.

[0042] O conjunto de packer 40 pode incluir uma luva de recuperação inferior 54 disposta em torno do mandril de packer 42 e se estendendo entre o mandril de packer 42 e uma extremidade inferior 118 do elemento de empacotamento 44. A luva de recuperação inferior 54 pode ter um perfil de recuperação inferior 56 incorporado dentro do elemento de empacotamento 44. O perfil de recuperação inferior 56 pode incluir uma projeção anular 58 dentro do elemento de empacotamento 44. A projeção anular 58 pode ser ligada ao elemento de empacotamento 44.[0042] The packer assembly 40 may include a lower recovery sleeve 54 disposed around the packer mandrel 42 and extending between the packer mandrel 42 and a lower end 118 of the packing element 44. The lower recovery sleeve 54 may have a lower recovery profile 56 incorporated within the packing element 44. The lower recovery profile 56 may include an annular projection 58 within the packing element 44. The annular projection 58 may be attached to the packing element 44.

[0043] O conjunto de packer 40 pode incluir um conjunto de apoio superior 60 e um conjunto de apoio inferior 62. O conjunto de apoio superior pode ser disposto em torno da luva de recuperação superior 48. O conjunto de apoio superior pode ser configurado para limitar a extensão axial para cima do elemento de empacotamento 44. O conjunto de apoio inferior pode ser disposto em torno da luva de recuperação inferior 54. O conjunto de apoio inferior pode ser configurado para limitar a extensão axial para baixo do elemento de empacotamento 44.[0043] The packer assembly 40 may include an upper support assembly 60 and a lower support assembly 62. The upper support assembly may be disposed around the upper recovery sleeve 48. The upper support assembly may be configured to limit the upward axial extension of the packing member 44. The lower support assembly may be disposed around the lower recovery sleeve 54. The lower support assembly may be configured to limit the downward axial extension of the packing member 44.

[0044] O conjunto de apoio superior 60 pode incluir um conjunto de anel de apoio superior 74 e uma luva de apoio superior 61. A luva de apoio superior 61 pode ser disposta em torno da luva de recuperação superior 48 e acoplada à luva de assentamento 24. O conjunto de anel de apoio superior 74 é acoplado e axialmente móvel com a luva de apoio superior 61. O conjunto de anel de apoio superior 74 pode ser configurado para encerrar uma superfície externa 82 da extremidade superior 84 do elemento de empacotamento 44. O conjunto de anel de apoio superior 74 pode incluir um anel de apoio interno 86 e um anel de apoio externo 88 adjacente ao anel de apoio interno 86. O anel de apoio interno 86 tem dedos separados por fendas, e os dedos estão dispostos adjacentes à superfície externa 82 da extremidade superior 84 do elemento de empacotamento 44. O anel de apoio externo 88 tem dedos separados por fendas, e os dedos estão dispostos de modo que cada dedo do anel de apoio externo se sobreponha a uma fenda correspondente do anel de apoio interno 86.[0044] The upper support assembly 60 may include an upper support ring assembly 74 and an upper support sleeve 61. The upper support sleeve 61 may be disposed around the upper recovery sleeve 48 and coupled to the seating sleeve 24. The upper support ring assembly 74 is coupled to and axially movable with the upper support sleeve 61. The upper support ring assembly 74 may be configured to enclose an outer surface 82 of the upper end 84 of the packing member 44. The upper support ring assembly 74 may include an inner support ring 86 and an outer support ring 88 adjacent the inner support ring 86. The inner support ring 86 has fingers separated by slots, and the fingers are disposed adjacent the outer surface 82 of the upper end 84 of the packing member 44. The outer support ring 88 has fingers separated by slots, and the fingers are arranged so that each finger of the upper support ring 86 is located adjacent to the outer surface 82 of the upper end 84 of the packing member 44. The outer support ring 88 has fingers separated by slots, and the fingers are arranged so that each finger of the upper support ring 86 is located adjacent to the outer surface 82 of the upper end 84 of the packing member 44. outer support overlaps a corresponding slot in the inner support ring 86.

[0045] O conjunto de apoio inferior 62 pode incluir um conjunto de anel de apoio inferior 108 e uma luva de apoio inferior 63. A luva de apoio inferior 63 pode ser disposta em torno da luva de recuperação inferior 54 e acoplada à extensão de alojamento de reforço 136. O conjunto de anel de apoio inferior 108 é acoplado e axialmente móvel com a luva de apoio inferior 63. O conjunto de anel de apoio inferior 108 pode ser configurado para encerrar uma superfície externa 116 da extremidade inferior 118 do elemento de empacotamento 44. O conjunto de anel de apoio inferior 108 pode incluir um anel de apoio interno 120 e um anel de apoio externo 122 adjacente ao anel de apoio interno 120. O anel de apoio interno 120 tem dedos separados por fendas, e os dedos estão dispostos adjacentes à superfície externa 116 da extremidade inferior 118 do elemento de empacotamento 44. O anel de apoio externo 122 tem dedos separados por fendas, e os dedos estão dispostos de modo que cada dedo do anel de apoio externo 122 se sobreponha a uma fenda correspondente do anel de apoio interno 120.[0045] The lower support assembly 62 may include a lower support ring assembly 108 and a lower support sleeve 63. The lower support sleeve 63 may be disposed around the lower recovery sleeve 54 and coupled to the stiffener housing extension 136. The lower support ring assembly 108 is coupled to and axially movable with the lower support sleeve 63. The lower support ring assembly 108 may be configured to enclose an outer surface 116 of the lower end 118 of the packing member 44. The lower support ring assembly 108 may include an inner support ring 120 and an outer support ring 122 adjacent the inner support ring 120. The inner support ring 120 has fingers separated by slots, and the fingers are disposed adjacent the outer surface 116 of the lower end 118 of the packing member 44. The outer support ring 122 has fingers separated by slots. slots, and the fingers are arranged so that each finger of the outer support ring 122 overlaps a corresponding slot of the inner support ring 120.

[0046] Em uma modalidade, o conjunto de packer 40 inclui uma luva de recuperação 125 para colapsar o conjunto de anel de apoio inferior 108. A luva de recuperação 125 está disposta em torno da luva de apoio inferior 63 e da extensão de alojamento de reforço 136. A extremidade inferior da luva de recuperação 125 é fixada a um anel de recuperação 127 através de uma chave 137 e um fixador 129, tal como um perno ou parafuso. O anel de recuperação 127 está disposto entre a extensão de alojamento de reforço 136 e a luva de assentamento 24. Com referência à Figura 2D, o anel de recuperação 127 é temporariamente acoplado à extensão do alojamento de reforço 136 por um ou mais fixadores 139, tais como um trinco, grampo de travamento, pinça, anel de pressão, anel de cisalhamento, parafuso de cisalhamento, pino de cisalhamento ou semelhantes. Após a liberação, a chaveta 137 é móvel em uma fenda 133 da extensão de alojamento de reforço 136.[0046] In one embodiment, the packer assembly 40 includes a recovery sleeve 125 for collapsing the lower support ring assembly 108. The recovery sleeve 125 is disposed around the lower support sleeve 63 and the stiffener housing extension 136. The lower end of the recovery sleeve 125 is attached to a recovery ring 127 via a key 137 and a fastener 129, such as a bolt or screw. The recovery ring 127 is disposed between the stiffener housing extension 136 and the seating sleeve 24. Referring to Figure 2D, the recovery ring 127 is temporarily coupled to the stiffener housing extension 136 by one or more fasteners 139, such as a latch, locking clip, collet, snap ring, shear ring, shear bolt, shear pin, or the like. Upon release, the key 137 is movable in a slot 133 of the reinforcement housing extension 136.

[0047] Como mostrado nas Figuras 1B-1C, o elemento de empacotamento 44 pode ser fabricado como uma única peça de material de empacotamento, tal como um elastômero. A peça única pode ser referida como uma estrutura unitária. Durante a fabricação, o elastômero pode ser construído em camadas, tal como enrolando uma ou mais folhas em torno de uma forma, e depois curado para formar a estrutura unitária. Em algumas modalidades, o elemento de empacotamento 44 pode incorporar mais de um grau de material elastomérico na estrutura unitária. Por exemplo, o elemento de empacotamento pode incluir material elastomérico de durômetro 70 e material elastomérico de durômetro 90. Em algumas modalidades, o elemento de empacotamento 44 pode incorporar materiais não elastoméricos na estrutura unitária. Por exemplo, a estrutura unitária do elemento de empacotamento 44 pode incluir fibras resilientes, tais como fibras de aramida. Em algumas modalidades, o elemento de empacotamento 44 pode incluir uma ou mais molas de liga embutidas na estrutura unitária. Assim, em modalidades em que o elemento de empacotamento 44 é uma estrutura unitária, a estrutura unitária não precisa ser homogênea. Além disso, a estrutura unitária pode incluir diferentes tipos de materiais, como descrito acima.[0047] As shown in Figures 1B-1C, the packing element 44 may be manufactured as a single piece of packing material, such as an elastomer. The single piece may be referred to as a unitary structure. During manufacturing, the elastomer may be built up in layers, such as by wrapping one or more sheets around a form, and then cured to form the unitary structure. In some embodiments, the packing element 44 may incorporate more than one grade of elastomeric material in the unitary structure. For example, the packing element may include 70 durometer elastomeric material and 90 durometer elastomeric material. In some embodiments, the packing element 44 may incorporate non-elastomeric materials in the unitary structure. For example, the unitary structure of the packing element 44 may include resilient fibers, such as aramid fibers. In some embodiments, the packing element 44 may include one or more alloy springs embedded in the unitary structure. Thus, in embodiments where the packing element 44 is a unitary structure, the unitary structure need not be homogeneous. Furthermore, the unitary structure may include different types of materials, as described above.

[0048] Em algumas modalidades, um ou mais anéis de enchimento 132 podem ser dispostos em torno do mandril de packer 42, entre o mandril de packer 42 e o elemento de empacotamento 44. Os um ou mais anéis de enchimento 132 podem ser ligados ao elemento de empacotamento 44. Os um ou mais anéis de enchimento 132 podem ser móveis no mandril de packer 42. Em algumas modalidades, o um ou mais anéis de enchimento 132 podem ser feitos de um material rígido, tal como aço.[0048] In some embodiments, one or more filler rings 132 may be disposed around packer mandrel 42, between packer mandrel 42 and packing element 44. The one or more filler rings 132 may be attached to packing element 44. The one or more filler rings 132 may be movable on packer mandrel 42. In some embodiments, the one or more filler rings 132 may be made of a rigid material, such as steel.

Lower Reinforcement Mechanism

[0049] O conjunto de packer 40 pode ter um mecanismo de reforço inferior. O mecanismo de reforço inferior pode ser configurado para atuar no conjunto de apoio inferior 62 após o elemento de empacotamento 44 ter sido assentado em um furo. O mecanismo de reforço inferior pode aplicar uma força dirigida para cima no conjunto de apoio inferior 62 quando uma pressão no furo abaixo do elemento de empacotamento 44 excede uma pressão no furo acima do elemento de empacotamento 44.[0049] The packer assembly 40 may have a lower reinforcement mechanism. The lower reinforcement mechanism may be configured to actuate the lower support assembly 62 after the packing element 44 has been seated in a bore. The lower reinforcement mechanism may apply an upwardly directed force to the lower support assembly 62 when a pressure in the bore below the packing element 44 exceeds a pressure in the bore above the packing element 44.

[0050] O mecanismo de reforço inferior pode incluir um alojamento de reforço 134 acoplado a uma extensão de alojamento de reforço 136. Uma extremidade da extensão de alojamento de reforço 136 pode ser acoplada à luva de apoio interna inferior 98. A outra extremidade do alojamento de reforço 134 pode ser acoplada a um mandril de reforço 138, que também pode ser acoplado a outro componente do tampão mecânico 2, tal como um conjunto de cunha 146. Como ilustrado nas Figuras 1D-1E, e para o benefício de descrição adicional, em algumas modalidades, o mandril de reforço 138 pode ser acoplado a uma saia de conjunto de cunha 148. O acoplamento entre o mandril de reforço 138 e a saia de conjunto de cunha 148 pode incluir um anel de trava 150. O anel de trava 150 pode incluir dentes de catraca 152 que estão configurados para engatar com os dentes de catraca correspondentes 154 no mandril de reforço 138. O anel de trava 150 pode ser configurado para permitir que o mandril de reforço 138 se mova para cima em relação à saia de conjunto de cunha 148, mas evitar que o mandril de reforço 138 se mova para baixo em relação à saia de conjunto de cunha 148.[0050] The lower reinforcement mechanism may include a reinforcement housing 134 coupled to a reinforcement housing extension 136. One end of the reinforcement housing extension 136 may be coupled to the lower inner support sleeve 98. The other end of the reinforcement housing 134 may be coupled to a reinforcement mandrel 138, which may also be coupled to another component of the mechanical plug 2, such as a wedge assembly 146. As illustrated in Figures 1D-1E, and for the benefit of further description, in some embodiments, the reinforcement mandrel 138 may be coupled to a wedge assembly skirt 148. The coupling between the reinforcement mandrel 138 and the wedge assembly skirt 148 may include a lock ring 150. The lock ring 150 may include ratchet teeth 152 that are configured to engage with corresponding ratchet teeth 154 on the mechanical plug 2. reinforcement 138. The lock ring 150 may be configured to allow reinforcement mandrel 138 to move upward relative to wedge assembly skirt 148, but prevent reinforcement mandrel 138 from moving downward relative to wedge assembly skirt 148.

[0051] O mandril central 18 pode se estender através do mecanismo de reforço inferior e pode ter um ou mais orifícios laterais 140 que acoplam fluidamente um interior do mandril central 18 com um exterior do mandril central 18. Os elementos de vedação 142, 144 de cada lado do orifício podem proporcionar uma vedação entre o mandril central 18 e o alojamento de reforço 134 e o mandril de reforço 138, respectivamente. A pressão no furo acima do elemento de empacotamento 44 quando o elemento de empacotamento 44 é assentado no furo pode ser comunicada através de um ou mais orifícios laterais 16 no corpo de adaptador 14, entre o mandril de equalização 20 e o mandril central 18 e através de um ou mais orifícios laterais 140 do mandril central 18 no interior do alojamento de reforço 134. A pressão no furo abaixo do elemento de empacotamento 44 pode ser comunicada em torno do anel de trava 150 entre o mandril de reforço 138 e a saia de conjunto de cunha 148 e no interior do mandril de reforço 138.[0051] The central mandrel 18 may extend through the lower reinforcement mechanism and may have one or more side ports 140 that fluidly couple an interior of the central mandrel 18 with an exterior of the central mandrel 18. Sealing elements 142, 144 on each side of the port may provide a seal between the central mandrel 18 and the reinforcement housing 134 and the reinforcement mandrel 138, respectively. Pressure in the bore above packing member 44 when packing member 44 is seated in the bore may be communicated through one or more side ports 16 in adapter body 14, between equalizing mandrel 20 and center mandrel 18, and through one or more side ports 140 of center mandrel 18 into stiffener housing 134. Pressure in the bore below packing member 44 may be communicated around lock ring 150 between stiffener mandrel 138 and wedge assembly skirt 148 and into stiffener mandrel 138.

[0052] Assim, um diferencial de pressão pode existir através do elemento de vedação 144 entre o mandril central 18 e o mandril de reforço 138. Se a pressão no furo abaixo do elemento de empacotamento 44 for maior do que a pressão no furo acima do elemento de empacotamento 44, o diferencial de pressão através do elemento de vedação 144 resultará em uma força ascendente líquida no mandril de reforço 138. A força ascendente líquida pode ser transmitida através do alojamento de reforço 134 e da extensão do alojamento de reforço 136 para a luva de apoio inferior 63 e pode resultar na luva de apoio inferior 63 aplicando uma força de reforço ascendente no elemento de empacotamento 44 que é adicional à força aplicada durante um assentamento inicial do elemento de empacotamento 44. Um movimento para cima correspondente da luva de apoio inferior 63, da extensão do alojamento de reforço 136, do alojamento de reforço 134 e do mandril de reforço 138 pode ser acomodado pelos dentes de catraca 152 do anel de trava 150 e pelos dentes de catraca 154 do mandril de reforço 138 e, portanto, o mandril de reforço 138 pode se mover para cima em relação ao conjunto de cunha 146. Uma vez que os dentes de catraca 152 do anel de trava 150 e os dentes de catraca 154 do mandril de reforço 138 inibem o mandril de reforço 138 de se mover para baixo em relação ao conjunto de cunha 146, a força de reforço aplicada ao elemento de empacotamento 44 pode ser sustentada mesmo se o diferencial de pressão que causou a aplicação da força de reforço for subsequentemente reduzido, ou eliminado, ou invertido.[0052] Thus, a pressure differential may exist across the sealing member 144 between the central mandrel 18 and the stiffening mandrel 138. If the pressure in the bore below the packing member 44 is greater than the pressure in the bore above the packing member 44, the pressure differential across the sealing member 144 will result in a net upward force on the stiffening mandrel 138. The net upward force may be transmitted through the stiffening housing 134 and stiffening housing extension 136 to the lower support sleeve 63 and may result in the lower support sleeve 63 applying an upward stiffening force on the packing member 44 that is in addition to the force applied during an initial seating of the packing member 44. A corresponding upward movement of the lower support sleeve 63, stiffening housing extension 136, stiffening housing 134, and stiffening mandrel 138 may be accommodated by the ratchet teeth. 152 of lock ring 150 and ratchet teeth 154 of stiffening mandrel 138, and therefore stiffening mandrel 138 can move upward relative to wedge assembly 146. Since ratchet teeth 152 of lock ring 150 and ratchet teeth 154 of stiffening mandrel 138 inhibit stiffening mandrel 138 from moving downward relative to wedge assembly 146, the stiffening force applied to packing member 44 can be sustained even if the pressure differential that caused the stiffening force to be applied is subsequently reduced, or eliminated, or reversed.

Superior Reinforcement Mechanism

[0053] O conjunto de packer 40 pode ter um mecanismo de reforço superior. O mecanismo de reforço superior pode ser configurado para atuar no conjunto de apoio superior 60 após o elemento de empacotamento 44 ter sido assentado em um furo. O mecanismo de reforço superior pode aplicar uma força direcionada para baixo no conjunto de apoio superior 60 quando uma pressão no furo acima do elemento de empacotamento 44 excede uma pressão no furo abaixo do elemento de empacotamento 44.[0053] The packer assembly 40 may have an upper reinforcement mechanism. The upper reinforcement mechanism may be configured to actuate the upper support assembly 60 after the packing element 44 has been seated in a bore. The upper reinforcement mechanism may apply a downwardly directed force to the upper support assembly 60 when a pressure in the bore above the packing element 44 exceeds a pressure in the bore below the packing element 44.

[0054] O mecanismo de reforço superior pode incluir o mandril de packer 42, a luva de assentamento 24 e o anel de trava 26 acoplando a luva de assentamento 24 ao mandril central 18. A pressão no furo acima do elemento de empacotamento 44 quando o elemento de empacotamento 44 é assentado no furo pode ser comunicada em torno do anel de trava 26 acoplando a luva de assentamento 24 ao mandril central 18, e no interior da luva de assentamento 24 e contra o elemento de vedação 46 que fornece uma vedação entre o mandril de packer 42 e o mandril central 18. A pressão no furo abaixo do elemento de empacotamento 44 pode ser comunicada em torno da luva de apoio inferior 63, no interior da extensão de alojamento de reforço 136 e entre o mandril central 18 e o mandril de packer 42 até o elemento de vedação 46 que fornece uma vedação entre o mandril de packer 42 e o mandril central 18.[0054] The upper reinforcement mechanism may include packer mandrel 42, seating sleeve 24, and lock ring 26 engaging seating sleeve 24 to center mandrel 18. Pressure in the bore above packing member 44 when packing member 44 is seated in the bore may be communicated around lock ring 26 engaging seating sleeve 24 to center mandrel 18, and into seating sleeve 24 and against sealing member 46 providing a seal between packer mandrel 42 and center mandrel 18. Pressure in the bore below packing member 44 may be communicated around lower support sleeve 63, into reinforcement housing extension 136, and between center mandrel 18 and packer mandrel 42 to sealing member 46 providing a seal between packer mandrel 42 and center mandrel 18. packer 42 and the central chuck 18.

[0055] Assim, um diferencial de pressão pode existir através do elemento de vedação 46 entre o mandril central 18 e o mandril de packer 42. Se a pressão no furo acima do elemento de empacotamento 44 for maior do que a pressão no furo abaixo do elemento de empacotamento 44, o diferencial de pressão através do elemento de vedação 46 resultará em uma força descendente líquida no mandril de packer 42. A força descendente líquida pode ser transmitida através da luva de apoio superior 61 e pode resultar na luva de apoio superior 61 aplicando uma força de reforço descendente no elemento de empacotamento 44 que é adicional à força aplicada durante um assentamento inicial do elemento de empacotamento 44. Um movimento para cima correspondente da luva de apoio superior 61, do mandril de packer 42 e da luva de assentamento 24 pode ser acomodado pelos dentes de catraca 28 do anel de trava 26 e pelos dentes de catraca 30 do mandril central 18 e, portanto, a luva de assentamento 24 pode se mover para baixo em relação ao mandril central 18. Uma vez que os dentes de catraca 28 do anel de trava 26 e os dentes de catraca 30 do mandril central 18 inibem a luva de assentamento 24 de se mover para cima em relação ao mandril central 18, a força de reforço aplicada ao elemento de empacotamento 44 pode ser sustentada mesmo se o diferencial de pressão que causou o esforço da força de reforço for subsequentemente reduzido, ou eliminado, ou invertido.[0055] Thus, a pressure differential may exist across the sealing member 46 between the central mandrel 18 and the packer mandrel 42. If the pressure in the bore above the packing member 44 is greater than the pressure in the bore below the packing member 44, the pressure differential across the sealing member 46 will result in a net downward force on the packer mandrel 42. The net downward force may be transmitted through the upper support sleeve 61 and may result in the upper support sleeve 61 applying a downward reinforcing force on the packing member 44 that is additional to the force applied during an initial seating of the packing member 44. A corresponding upward movement of the upper support sleeve 61, the packer mandrel 42, and the seating sleeve 24 may be accommodated by the ratcheting teeth 28 of the lock ring 26 and the ratcheting teeth 30 of the central mandrel 18, and thus the seating sleeve 24 can move downward relative to the central mandrel 18. Since the ratchet teeth 28 of the lock ring 26 and the ratchet teeth 30 of the central mandrel 18 inhibit the seating sleeve 24 from moving upward relative to the central mandrel 18, the reinforcing force applied to the packing member 44 can be sustained even if the pressure differential that caused the exertion of the reinforcing force is subsequently reduced, or eliminated, or reversed.

Wedge set

[0056] O tampão mecânico 2 pode incluir um conjunto de cunha 146, tal como o mostrado nas Figuras 1D-1E e nas Figuras 4A-4G. Um anel de assentamento de cunha 156 pode ser disposto em torno do mandril central 18 dentro da extensão de alojamento de reforço 136. O anel de assentamento de cunha 156 pode ser móvel no mandril central 18, mas temporariamente acoplado à extensão de alojamento de reforço 136 por um ou mais fixadores 158, tais como uma trava, grampo de travamento, pinça, anel de pressão, anel de cisalhamento, parafuso de cisalhamento, pino de cisalhamento ou semelhantes. Como descrito a seguir, o anel de assentamento de cunha 156 e os um ou mais fixadores 158 podem permitir que uma força axial do mandril de packer 42 seja transmitida através da extensão de alojamento de reforço 136 e do mandril de reforço 138 a fim de assentar o(s) elemento(s) de cunha 160 do conjunto de cunha 146. O(s) elemento(s) de cunha 160 pode(m) ser posto(s) em contato com um furo circundante por interação com um conjunto de cone superior 162 e um conjunto de cone inferior 164.[0056] The mechanical plug 2 may include a wedge assembly 146, such as that shown in Figures 1D-1E and Figures 4A-4G. A wedge seating ring 156 may be disposed about the central mandrel 18 within the stiffener housing extension 136. The wedge seating ring 156 may be movable on the central mandrel 18, but temporarily coupled to the stiffener housing extension 136 by one or more fasteners 158, such as a latch, locking clip, collet, snap ring, shear ring, shear bolt, shear pin, or the like. As described below, the wedge seating ring 156 and the one or more fasteners 158 may allow an axial force from the packer mandrel 42 to be transmitted through the reinforcement housing extension 136 and the reinforcement mandrel 138 in order to seat the wedge element(s) 160 of the wedge assembly 146. The wedge element(s) 160 may be brought into contact with a surrounding bore by interaction with an upper cone assembly 162 and a lower cone assembly 164.

[0057] Como descrito acima, as Figuras 1D-1E mostram o mandril de reforço 138 acoplado a uma saia de conjunto de cunha 148 do conjunto de cone superior 162. A saia de conjunto de cunha 148 pode ser acoplada a um cone de suporte superior 166. Em algumas modalidades, a saia de conjunto de cunha 148 pode ser formada como parte do cone de suporte superior 166. O cone de suporte superior 166 pode ser disposto em torno de uma luva de cone superior 168. A luva de cone superior 168 pode ser acoplada a um cone de base superior 170. Em algumas modalidades, a luva de cone superior 168 pode ser formada como parte do cone de base superior 170. O cone de suporte superior 166 pode ser acoplado à luva de cone superior 168 por um fixador 172, tal como um trinco, grampo de travamento, pinça, anel de pressão, anel de cisalhamento, parafuso de cisalhamento, pino de cisalhamento ou semelhantes. Uma ou mais chavetas 174 podem acoplar o cone de suporte superior 166 com a luva de cone superior 168. Cada chaveta 174 pode se projetar ao interior de uma fenda correspondente 176 na luva de cone superior 168.[0057] As described above, Figures 1D-1E show reinforcement mandrel 138 coupled to a wedge assembly skirt 148 of upper cone assembly 162. Wedge assembly skirt 148 may be coupled to an upper support cone 166. In some embodiments, wedge assembly skirt 148 may be formed as part of upper support cone 166. Upper support cone 166 may be disposed around an upper cone sleeve 168. Upper cone sleeve 168 may be coupled to an upper base cone 170. In some embodiments, upper cone sleeve 168 may be formed as part of upper base cone 170. Upper support cone 166 may be coupled to upper cone sleeve 168 by a fastener 172, such as a latch, locking clamp, collet, snap ring, shear ring, set screw, or other fastener 172. shear pin, shear pin or the like. One or more keys 174 may engage the upper support cone 166 with the upper cone sleeve 168. Each key 174 may project into a corresponding slot 176 in the upper cone sleeve 168.

[0058] O cone de suporte superior 166 pode ter uma face de cone 178. O cone de base superior 170 pode ter uma face de cone 180 e uma parte traseira do cone 182. Uma ou mais rampas de extensão superiores 184 podem ser dispostas entre a face de cone 178 do cone de suporte superior 166 e a parte traseira do cone 182 do cone de base superior 170. Como mostrado na Figura 4A, a superfície externa inclinada da face de cone 178 do cone de suporte superior 166 pode incluir uma porção côncava em uma interface com cada rampa de extensão 184. A rampa de extensão superior 184 pode ser acoplada de forma articulada ao cone de base superior 170 por um pino ou articulação 186 e móvel entre uma posição retraída (como mostrado nas Figuras 1D-1E) e uma posição estendida (como mostrado e descrito a seguir). Quando na posição estendida, a rampa de extensão superior 184 pode ter uma superfície de rampa 188 substancialmente alinhada com a face de cone 180 do cone de base superior 170. A rampa de extensão superior 184 pode ser solicitada para a posição retraída por um elemento de viés 190, tal como uma mola ou uma massa de material deformável resiliente, tal como um elastômero. O elemento de viés 190 pode ser disposto em uma fenda em um lado inferior da rampa de extensão superior 184.[0058] The upper support cone 166 may have a cone face 178. The upper base cone 170 may have a cone face 180 and a cone rear 182. One or more upper extension ramps 184 may be disposed between the cone face 178 of the upper support cone 166 and the cone rear 182 of the upper base cone 170. As shown in Figure 4A, the sloped outer surface of the cone face 178 of the upper support cone 166 may include a concave portion at an interface with each extension ramp 184. The upper extension ramp 184 may be pivotally coupled to the upper base cone 170 by a pin or link 186 and movable between a retracted position (as shown in Figures 1D-1E) and an extended position (as shown and described below). When in the extended position, the upper extension ramp 184 may have a ramp surface 188 substantially aligned with the cone face 180 of the upper base cone 170. The upper extension ramp 184 may be biased into the retracted position by a biasing element 190, such as a spring or a mass of resilient deformable material, such as an elastomer. The biasing element 190 may be disposed in a slot in an underside of the upper extension ramp 184.

[0059] Em algumas modalidades, um diâmetro externo máximo do cone de suporte superior 166 e um diâmetro externo máximo do cone de base superior 170 não mudam quando o conjunto de cunha 146 transiciona entre as configurações de descida, assentada e liberada.[0059] In some embodiments, a maximum outer diameter of the upper support cone 166 and a maximum outer diameter of the upper base cone 170 do not change when the wedge assembly 146 transitions between the lowered, seated, and released configurations.

[0060] O cone de base superior 170 pode ser acoplado a um mandril de cunha 192. Em algumas modalidades, o mandril de cunha 192 e o cone de base superior 170 podem ser formados como uma peça única. O mandril de cunha 192 pode se estender através do conjunto de cunha 146. O mandril central 18 pode se estender através do mandril de cunha 192 e através do conjunto de cunha 146.[0060] The upper base cone 170 may be coupled to a wedge mandrel 192. In some embodiments, the wedge mandrel 192 and the upper base cone 170 may be formed as a single piece. The wedge mandrel 192 may extend through the wedge assembly 146. The central mandrel 18 may extend through the wedge mandrel 192 and through the wedge assembly 146.

[0061] Um conjunto de cone inferior 164 pode ser disposto no mandril de cunha 192. O conjunto de cone inferior 164 pode incluir um cone de suporte inferior 194 e um cone de base inferior 196. Uma luva de cone inferior 198 pode ser acoplada ao cone de base inferior 196. Em algumas modalidades, a luva de cone inferior 198 pode ser formada como parte do cone de base inferior 196. O cone de base inferior 196 pode ser acoplado ao mandril de cunha 192 por um fixador 200, tais como uma trava, grampo de travamento, pinça, anel de pressão, anel de cisalhamento, parafuso de cisalhamento, pino de cisalhamento ou semelhantes. O cone de suporte inferior 194 pode ser disposto em torno da luva de cone inferior 198. O cone de suporte inferior 194 pode ser acoplado à luva de cone inferior 198 por um fixador 202, tais como um trinco, grampo de travamento, pinça, anel de pressão, anel de cisalhamento, parafuso de cisalhamento, pino de cisalhamento ou semelhantes. Uma ou mais chavetas 204 podem acoplar o cone de suporte inferior 194 com a luva de cone inferior 198. Cada chaveta 204 pode se projetar ao interior de uma fenda correspondente 206 na luva cônica inferior 198.[0061] A lower cone assembly 164 may be disposed on the wedge mandrel 192. The lower cone assembly 164 may include a lower support cone 194 and a lower base cone 196. A lower cone sleeve 198 may be coupled to the lower base cone 196. In some embodiments, the lower cone sleeve 198 may be formed as part of the lower base cone 196. The lower base cone 196 may be coupled to the wedge mandrel 192 by a fastener 200, such as a latch, locking clamp, collet, snap ring, shear ring, shear bolt, shear pin, or the like. The lower support cone 194 may be disposed around the lower cone sleeve 198. The lower support cone 194 may be coupled to the lower cone sleeve 198 by a fastener 202, such as a latch, locking clip, collet, snap ring, shear ring, shear bolt, shear pin, or the like. One or more keys 204 may couple the lower support cone 194 with the lower cone sleeve 198. Each key 204 may project into a corresponding slot 206 in the lower conical sleeve 198.

[0062] O cone de suporte inferior 194 pode ter uma face de cone 208. O cone de base inferior 196 pode ter uma face de cone 210 e uma parte traseira do cone 212. Uma ou mais rampas de extensão inferiores 214 podem ser dispostas entre a face de cone 208 do cone de suporte inferior 194 e a parte traseira do cone 212 do cone de base inferior 196. Como mostrado na Figura 4A, a superfície externa inclinada da face de cone 208 do cone de suporte inferior 194 pode incluir uma porção côncava em uma interface com cada rampa de extensão 214. A rampa de extensão inferior 214 pode ser acoplada de forma articulada ao cone de base inferior 196 por um pino ou articulação 216 e móvel entre uma posição retraída (como mostrado nas Figuras 1D-1E) e uma posição estendida (como mostrado e descrito a seguir). Quando na posição estendida, a rampa de extensão inferior 214 pode ter uma superfície de rampa 218 substancialmente alinhada com a face de cone 210 do cone de base inferior 196. A rampa de extensão inferior 214 pode ser solicitada para a posição retraída por um elemento de viés 220, tal como uma mola ou uma massa de material deformável resiliente, tal como um elastômero. O elemento de viés 220 pode ser disposto em uma fenda em um lado inferior da rampa de extensão inferior 214.[0062] The lower support cone 194 may have a cone face 208. The lower base cone 196 may have a cone face 210 and a cone rear 212. One or more lower extension ramps 214 may be disposed between the cone face 208 of the lower support cone 194 and the cone rear 212 of the lower base cone 196. As shown in Figure 4A, the sloped outer surface of the cone face 208 of the lower support cone 194 may include a concave portion at an interface with each extension ramp 214. The lower extension ramp 214 may be pivotally coupled to the lower base cone 196 by a pin or link 216 and movable between a retracted position (as shown in Figures 1D-1E) and an extended position (as shown and described below). When in the extended position, the lower extension ramp 214 may have a ramp surface 218 substantially aligned with the cone face 210 of the lower base cone 196. The lower extension ramp 214 may be biased into the retracted position by a biasing element 220, such as a spring or a mass of resilient deformable material, such as an elastomer. The biasing element 220 may be disposed in a slot in an underside of the lower extension ramp 214.

[0063] Em algumas modalidades, um diâmetro externo máximo do cone de suporte inferior 194 e um diâmetro externo máximo do cone de base inferior 196 não mudam quando o conjunto de cunha 146 faz a transição entre as configurações de descida, assentamento e liberação.[0063] In some embodiments, a maximum outer diameter of the lower support cone 194 and a maximum outer diameter of the lower base cone 196 do not change when the wedge assembly 146 transitions between the lowering, seating, and releasing configurations.

[0064] O conjunto de cunha 146 também pode incluir um ou mais elementos de cunha 160 dispostos entre o conjunto de cone superior 162 e o conjunto de cone inferior 164. Cada membro de cunha 160 pode ser móvel entre as posições retraída e estendida. Cada elemento de cunha 160 pode ter uma garra superior 224 e uma garra inferior 226. As garras superior e inferior 224, 226 podem ter dentes que se projetam para fora 228. Os dentes 228 podem ser configurados para penetrar uma superfície interna de um furo, tal como uma superfície interna de um tubular. Cada garra superior e inferior 224, 226 pode ter uma superfície interna inclinada 230, 232. A superfície interna inclinada 230 da garra superior 224 pode ser configurada para engatar e deslizar contra a face de cone 180 do cone de base superior 170. A superfície interna inclinada 230 da garra superior 224 pode ser configurada para engatar e deslizar contra a superfície de rampa 188 da rampa de extensão superior 184 quando a rampa de extensão superior 184 está na posição estendida. A superfície interna inclinada 232 da garra inferior 226 pode ser configurada para engatar e deslizar contra a face de cone 210 do cone de base inferior 196. A superfície interna inclinada 232 da garra inferior 226 pode ser configurada para engatar e deslizar contra a superfície de rampa 218 da rampa de extensão inferior 214 quando a rampa de extensão inferior 214 está na posição estendida.[0064] The wedge assembly 146 may also include one or more wedge members 160 disposed between the upper cone assembly 162 and the lower cone assembly 164. Each wedge member 160 may be movable between retracted and extended positions. Each wedge member 160 may have an upper jaw 224 and a lower jaw 226. The upper and lower jaws 224, 226 may have outwardly projecting teeth 228. The teeth 228 may be configured to penetrate an inner surface of a bore, such as an inner surface of a tubular. Each upper and lower jaw 224, 226 may have a sloped inner surface 230, 232. The sloped inner surface 230 of the upper jaw 224 may be configured to engage and slide against the cone face 180 of the upper base cone 170. The sloped inner surface 230 of the upper jaw 224 may be configured to engage and slide against the ramp surface 188 of the upper extension ramp 184 when the upper extension ramp 184 is in the extended position. The sloped inner surface 232 of the lower jaw 226 may be configured to engage and slide against the cone face 210 of the lower base cone 196. The sloped inner surface 232 of the lower jaw 226 may be configured to engage and slide against the ramp surface 218 of the lower extension ramp 214 when the lower extension ramp 214 is in the extended position.

[0065] Como mostrado nas Figuras 4B, 4D e 4F, o alinhamento rotacional entre o conjunto de cone superior 162 e o conjunto de cone inferior 164 pode ser mantido por uma chaveta 221 no cone de suporte inferior 194 que se desloca dentro de um rasgo de chaveta 222 na luva de cone inferior 198 e um rasgo de chaveta 223 no mandril de cunha 192.[0065] As shown in Figures 4B, 4D, and 4F, rotational alignment between upper cone assembly 162 and lower cone assembly 164 may be maintained by a key 221 in lower support cone 194 that travels within a keyway 222 in lower cone sleeve 198 and a keyway 223 in wedge mandrel 192.

[0066] Cada elemento de cunha 160 pode ter uma haste 234 entre a garra superior 224 e a garra inferior 226. A haste 234 pode estar pelo menos parcialmente contida em uma gaiola de cunha 236. A gaiola de cunha 236 pode incluir um corpo de gaiola de cunha 238. Um ou mais retentores 240 podem ser dispostos em uma abertura radial no corpo de gaiola de cunha 238. Cada retentor 240 pode ser móvel em relação ao corpo de gaiola de cunha 238 entre as posições retraída e estendida. Como melhor visto nas Figuras 4A e 4G, cada retentor 240 pode ter um perfil em forma geral de "U" com um ou mais flanges 242 nas extremidades do perfil "U". Cada retentor 240 pode ter um flange 242 em cada extremidade do perfil "U". Cada flange 242 pode ser disposto dentro do corpo de gaiola de cunha 238 e pode ser configurado para interagir com um ressalto correspondente 244 no corpo de gaiola de cunha 238. Um elemento de viés 246, tal como uma mola ou uma massa de material deformável resiliente, tal como um elastômero, pode ser disposto entre cada flange 242 e cada ressalto correspondente 244. Cada retentor 240 pode ser enviesado para a posição retraída pelo(s) elemento(s) de solicitação 246. A haste 234 de cada elemento de cunha 160 pode ser disposta entre o corpo de gaiola de cunha 238 e um retentor correspondente 240. Por exemplo, a haste 234 de cada elemento de cunha 160 pode ser disposta dentro do perfil "U" de um retentor correspondente 240. Um elemento de viés 248, tal como uma mola ou uma massa de material deformável resiliente, tal como um elastômero, pode ser disposto entre cada haste 234 e a base de cada perfil "U" de um retentor correspondente 240. Cada haste 234 e, portanto, cada elemento de cunha 160, pode ser enviesado para a posição retraída por cada elemento de viés 248.[0066] Each wedge element 160 may have a stem 234 between the upper jaw 224 and the lower jaw 226. The stem 234 may be at least partially contained within a wedge cage 236. The wedge cage 236 may include a wedge cage body 238. One or more retainers 240 may be disposed in a radial opening in the wedge cage body 238. Each retainer 240 may be movable relative to the wedge cage body 238 between retracted and extended positions. As best seen in Figures 4A and 4G , each retainer 240 may have a general "U" shaped profile with one or more flanges 242 at the ends of the "U" profile. Each retainer 240 may have a flange 242 at each end of the "U" profile. Each flange 242 may be disposed within the wedge cage body 238 and may be configured to interact with a corresponding shoulder 244 on the wedge cage body 238. A biasing element 246, such as a spring or a mass of resilient deformable material, such as an elastomer, may be disposed between each flange 242 and each corresponding shoulder 244. Each retainer 240 may be biased into the retracted position by biasing element(s) 246. The stem 234 of each wedge element 160 may be disposed between the wedge cage body 238 and a corresponding retainer 240. For example, the stem 234 of each wedge element 160 may be disposed within the "U" profile of a corresponding retainer 240. A biasing element 248, such as a spring or a mass of resilient deformable material, such as an elastomer, may be disposed between the flange 242 and each corresponding shoulder 244. may be disposed between each rod 234 and the base of each "U" profile of a corresponding retainer 240. Each rod 234, and therefore each wedge element 160, may be biased into the retracted position by each bias element 248.

[0067] Quando o tampão mecânico 2 transiciona da configuração de descida para a configuração assentada, cada membro de cunha 160 pode se mover da posição retraída para a posição estendida e cada retentor 240 pode se mover da posição retraída para a posição estendida. Quando o tampão mecânico 2 transiciona da configuração assentada para a configuração liberada, cada elemento de cunha 160 pode se mover da posição estendida para a posição retraída e cada retentor 240 pode se mover da posição estendida para a posição retraída.[0067] When the mechanical stopper 2 transitions from the down configuration to the seated configuration, each wedge member 160 can move from the retracted position to the extended position and each retainer 240 can move from the retracted position to the extended position. When the mechanical stopper 2 transitions from the seated configuration to the released configuration, each wedge member 160 can move from the extended position to the retracted position and each retainer 240 can move from the extended position to the retracted position.

[0068] Como mostrado nas Figuras 4B, 4D e 4G, uma ou mais chavetas 250 podem acoplar a gaiola de cunha 236 com o mandril de cunha 192. Cada chaveta 250 pode se projetar ao interior de uma fenda correspondente 252 no mandril de cunha 192. A interação entre cada chaveta 250 e a fenda correspondente 252 pode inibir a rotação relativa entre a gaiola de cunha 236 e o mandril de cunha 192. Assim, o alinhamento rotacional entre cada elemento de cunha 160 e cada uma das faces de cone de base superior e inferior 180, 210 mais as rampas de extensão superior e inferior 184, 214 pode ser mantido.[0068] As shown in Figures 4B, 4D, and 4G, one or more keys 250 may engage wedge cage 236 with wedge mandrel 192. Each key 250 may project into a corresponding slot 252 in wedge mandrel 192. The interaction between each key 250 and the corresponding slot 252 may inhibit relative rotation between wedge cage 236 and wedge mandrel 192. Thus, rotational alignment between each wedge element 160 and each of the upper and lower base cone faces 180, 210 plus the upper and lower extension ramps 184, 214 may be maintained.

Settlement/Release Mechanisms

[0069] O conjunto de cunha 146 pode ser acoplado a um ou mais mecanismos, tais como um mecanismo de assentamento e/ou um mecanismo de liberação. O um ou mais mecanismos podem ser acionados durante a transição do tampão mecânico 2 da configuração de descida para a configuração assentada. Os um ou mais mecanismos podem ser acionados durante a transição do tampão mecânico 2 da configuração assentada para a configuração liberada.[0069] The wedge assembly 146 may be coupled to one or more mechanisms, such as a seating mechanism and/or a release mechanism. The one or more mechanisms may be actuated during the transition of the mechanical stopper 2 from the lowered configuration to the seated configuration. The one or more mechanisms may be actuated during the transition of the mechanical stopper 2 from the seated configuration to the released configuration.

[0070] O conjunto de cunha 146 pode ser acoplado a um alojamento de liberação 254. O acoplamento pode estar entre um conector de conjunto de cunha 256 e o alojamento de liberação 254. Em algumas modalidades, o conector de conjunto de cunha 256 pode ser parte do cone de suporte inferior 194. Em algumas modalidades, o conector de conjunto de cunha 256 pode ser acoplado ao cone de suporte inferior 194. Com referência à Figura 3, o acoplamento entre o alojamento de liberação 254 e o conector de conjunto de cunha 256 pode incluir um anel de trava 258. O anel de trava 258 pode incluir dentes de catraca 260 que estão configurados para engatar com os dentes de catraca correspondentes 262 no conector de conjunto de cunha 256. O anel de trava 258 pode ser configurado para permitir que o conector de conjunto de cunha 256 se mova para cima em relação ao alojamento de liberação 254, mas evitar que o conector de conjunto de cunha 256 se mova para baixo em relação ao alojamento de liberação 254.[0070] The wedge assembly 146 may be coupled to a release housing 254. The coupling may be between a wedge assembly connector 256 and the release housing 254. In some embodiments, the wedge assembly connector 256 may be part of the lower support cone 194. In some embodiments, the wedge assembly connector 256 may be coupled to the lower support cone 194. Referring to Figure 3 , the coupling between the release housing 254 and the wedge assembly connector 256 may include a lock ring 258. The lock ring 258 may include ratchet teeth 260 that are configured to engage with corresponding ratchet teeth 262 on the wedge assembly connector 256. The lock ring 258 may be configured to allow the wedge assembly connector 256 to move upward relative to the release housing 254, but prevent the wedge assembly connector 256 from moving upward relative to the release housing 254. wedge assembly 256 moves downward relative to release housing 254.

[0071] Ainda com referência à Figura 3, o conector de conjunto de cunha 256 pode ser disposto em torno de um sub de cisalhamento 264. O sub de cisalhamento 264 pode ser configurado para ser um mecanismo de liberação secundário que mantém o conjunto de cunha 146 na configuração assentada até que o conjunto de packer 40 tenha transicionado para a configuração liberada. O sub de cisalhamento 264 pode ser acoplado ao conector de conjunto de cunha 256 por um fixador 266, tais como uma trava, grampo de travamento, pinça, anel de pressão, anel de cisalhamento, parafuso de cisalhamento, pino de cisalhamento ou semelhantes. O sub de cisalhamento 264 pode ser disposto em torno do mandril central 18 de modo que exista espaço suficiente para uma extremidade do mandril de cunha 192 se mover para uma posição entre o sub de cisalhamento 264 e o mandril central 18. O sub de cisalhamento 264 pode ser configurado para acoplar ao mandril de cunha 192 durante a operação do tampão mecânico 2. O acoplamento entre o sub de cisalhamento 264 e o mandril de cunha 192 pode incluir um anel de trava 268. O anel de trava 268 pode incluir dentes de catraca 270 que estão configurados para engatar com os dentes de catraca correspondentes 272 no mandril de cunha 192. O anel de trava 268 pode ser configurado para permitir que o mandril de cunha 192 se mova para baixo em relação ao sub de cisalhamento 264, mas evitar que o mandril de cunha 192 se mova para cima em relação ao sub de cisalhamento 264.[0071] Still referring to Figure 3, wedge assembly connector 256 may be disposed around a shear sub 264. Shear sub 264 may be configured to be a secondary release mechanism that holds wedge assembly 146 in the seated configuration until packer assembly 40 has transitioned to the released configuration. Shear sub 264 may be coupled to wedge assembly connector 256 by a fastener 266, such as a latch, locking clip, collet, snap ring, shear ring, shear bolt, shear pin, or the like. The shear sub 264 may be disposed about the central mandrel 18 such that there is sufficient clearance for one end of the wedge mandrel 192 to move into a position between the shear sub 264 and the central mandrel 18. The shear sub 264 may be configured to couple to the wedge mandrel 192 during operation of the mechanical plug 2. The coupling between the shear sub 264 and the wedge mandrel 192 may include a lock ring 268. The lock ring 268 may include ratchet teeth 270 that are configured to engage with corresponding ratchet teeth 272 on the wedge mandrel 192. The lock ring 268 may be configured to allow the wedge mandrel 192 to move downward relative to the shear sub 264, but prevent the wedge mandrel 192 from moving downward relative to the shear sub 264. of wedge 192 moves upward relative to shear sub 264.

[0072] Continuando com a Figura 3, o conector de conjunto de cunha 256 pode ser acoplado a um retentor de cone inferior 274. O retentor de cone inferior 274 pode ser disposto dentro do alojamento de liberação 254 e em torno do mandril central 18. O retentor de cone inferior 274 pode ser configurado para acoplar ao mandril central 18 durante a operação do tampão mecânico 2. O acoplamento entre o retentor de cone inferior 274 e o mandril central 18 pode incluir um anel de trava 276. O anel de trava 276 pode incluir dentes de catraca 278 que estão configurados para engatar com os dentes de catraca correspondentes 280 no mandril central 18. O anel de trava 276 pode ser configurado para permitir que o mandril central 18 se mova para cima em relação ao retentor de cone inferior 274, mas evitar que o mandril central 18 se mova para baixo em relação ao retentor de cone inferior 274.[0072] Continuing with Figure 3, the wedge assembly connector 256 may be coupled to a lower cone retainer 274. The lower cone retainer 274 may be disposed within the release housing 254 and around the central mandrel 18. The lower cone retainer 274 may be configured to couple to the central mandrel 18 during operation of the mechanical plug 2. The coupling between the lower cone retainer 274 and the central mandrel 18 may include a lock ring 276. The lock ring 276 may include ratchet teeth 278 that are configured to engage with corresponding ratchet teeth 280 on the central mandrel 18. The lock ring 276 may be configured to allow the central mandrel 18 to move upward relative to the lower cone retainer 274, but prevent the central mandrel 18 from moving upward relative to the lower cone retainer 274. move downward relative to the lower cone retainer 274.

[0073] Agora com referência às Figuras 1E-1F, o mandril central 18 pode se estender ao interior do alojamento de liberação 254 e ser acoplado a um sub de liberação 282. O sub de liberação 282 pode estar contido no alojamento de liberação 254. Um ou mais elementos de vedação 284 podem proporcionar uma vedação entre o mandril central 18 e o sub de liberação 282. Um ou mais elementos de vedação 286 podem proporcionar uma vedação entre o sub de liberação 282 e o alojamento de liberação 254. Uma ou mais linguetas de liberação 288 podem ser dispostas dentro de uma ou mais fendas correspondentes 290 no sub de liberação 282. Cada olhal de liberação 288 pode ter um perfil externo 292 que está configurado para engatar um perfil interno correspondente 294 do alojamento de liberação 254. O engate entre cada olhal de liberação 288 e o alojamento de liberação 254 pode inibir o movimento axial do sub de liberação 282 em relação ao alojamento de liberação 254. As uma ou mais linguetas de liberação 288 podem ser mantidas em engate com o alojamento de liberação 254 por um anel de suporte 296 disposto dentro do sub de liberação 282. Com referência à Figura 2C, o sub de liberação 282 pode ser temporariamente conectado ao anel de suporte 296 por um fixador 297, tais como um trinco, grampo de travamento, pinça, anel de pressão, anel de cisalhamento, parafuso de cisalhamento, pino de cisalhamento ou semelhantes. As uma ou mais linguetas de liberação 288 e o anel de suporte 296 podem ser configurados como um mecanismo de liberação primário que mantém o conjunto de packer 40 na configuração assentada até que a equalização de pressão através do elemento de empacotamento 44 tenha sido facilitada.[0073] Referring now to Figures 1E-1F, the central mandrel 18 may extend into the interior of the release housing 254 and be coupled to a release sub 282. The release sub 282 may be contained within the release housing 254. One or more sealing elements 284 may provide a seal between the central mandrel 18 and the release sub 282. One or more sealing elements 286 may provide a seal between the release sub 282 and the release housing 254. One or more release tabs 288 may be disposed within one or more corresponding slots 290 in the release sub 282. Each release lug 288 may have an outer profile 292 that is configured to engage a corresponding inner profile 294 of the release housing 254. Engagement between each release lug 288 and the release housing 254 may inhibit axial movement of release sub 282 relative to release housing 254. The one or more release pawls 288 may be held in engagement with release housing 254 by a support ring 296 disposed within release sub 282. Referring to Figure 2C, release sub 282 may be temporarily connected to support ring 296 by a fastener 297, such as a latch, locking clip, collet, snap ring, shear ring, shear bolt, shear pin, or the like. The one or more release pawls 288 and support ring 296 may be configured as a primary release mechanism that holds packer assembly 40 in the seated configuration until pressure equalization across packing member 44 has been facilitated.

[0074] O mandril de equalização 20 pode se estender através do mandril central 18 ao interior do sub de liberação 282 e pode ser acoplado a um mandril de liberação 298. O mandril de liberação 298 pode se estender através do anel de suporte 296. O anel de suporte 296 pode ser configurado para acoplar ao mandril de liberação 298 durante a operação do tampão mecânico 2. O acoplamento entre o anel de suporte 296 e o mandril de liberação 298 pode incluir um anel de trava 300. O anel de trava 300 pode incluir dentes de catraca 302 que estão configurados para engatar com os dentes de catraca correspondentes 304 no mandril de liberação 298. O anel de trava 300 pode ser configurado para permitir que o mandril de liberação 298 se mova para baixo em relação ao anel de suporte 296, mas evitar que o mandril de liberação 298 se mova para cima em relação ao anel de suporte 296.[0074] The equalizing mandrel 20 may extend through the central mandrel 18 into the interior of the release sub 282 and may be coupled to a release mandrel 298. The release mandrel 298 may extend through the support ring 296. The support ring 296 may be configured to couple to the release mandrel 298 during operation of the mechanical plug 2. The coupling between the support ring 296 and the release mandrel 298 may include a lock ring 300. The lock ring 300 may include ratchet teeth 302 that are configured to engage with corresponding ratchet teeth 304 on the release mandrel 298. The lock ring 300 may be configured to allow the release mandrel 298 to move downward relative to the support ring 296, but prevent the release mandrel 298 from moving downward relative to the support ring 296. 298 moves upward relative to the support ring 296.

[0075] A extremidade inferior do alojamento de liberação 254 pode ser acoplada a um sub com orifícios 306. O mandril de liberação 298 pode se estender ao interior do sub com orifícios 306 e pode ter um ou mais orifícios laterais 308 em uma extremidade inferior. O sub com orifícios 306 pode ter um ou mais orifícios laterais 310. Como mostrado nas Figuras 1E- 1F, quando o tampão mecânico 2 está na configuração de descida, as um ou mais orifícios laterais 310 do sub com orifícios 306 podem ser ocultas por uma luva de equalização 312. Um ou mais elementos de vedação 314 podem inibir a comunicação fluídica através de um ou mais orifícios laterais 310 do sub com orifícios 306 quando a luva de equalização 312 está na posição como mostrado nas Figuras 1E-1F. Como mostrado na Figura 2B, a luva de equalização 312 pode ser temporariamente mantida na posição mostrada nas Figuras 1E-1F por um fixador 316, tais como uma trava, grampo de travamento, pinça, anel de pressão, anel de cisalhamento, parafuso de cisalhamento, pino de cisalhamento ou semelhantes.[0075] The lower end of the release housing 254 may be coupled to a ported sub 306. The release mandrel 298 may extend into the interior of the ported sub 306 and may have one or more side ports 308 at a lower end. The ported sub 306 may have one or more side ports 310. As shown in Figures 1E-1F, when the mechanical plug 2 is in the down configuration, the one or more side ports 310 of the ported sub 306 may be concealed by an equalizing sleeve 312. One or more sealing elements 314 may inhibit fluid communication through the one or more side ports 310 of the ported sub 306 when the equalizing sleeve 312 is in the position as shown in Figures 1E-1F. As shown in Figure 2B, the equalizing sleeve 312 may be temporarily held in the position shown in Figures 1E-1F by a fastener 316, such as a latch, locking clip, collet, snap ring, shear ring, shear bolt, shear pin, or the like.

[0076] O sub com orifícios 306 pode ser acoplado a um nariz de touro 318. O nariz de touro 318 pode ser sem nenhum orifício de comunicação de fluido. Um ou mais elementos de vedação 320 podem inibir a comunicação fluídica entre o sub com orifícios 306 e o nariz de touro 318. Em algumas modalidades, em vez de um nariz de touro 318, o sub com orifícios 306 pode ser acoplado a um item alternativo de equipamento, tais como um tubular, um suporte de medidor, uma ferramenta de perfilagem, uma pistola de canhoneio, etc. Como mostrado nas Figuras 1E-1F, o nariz de touro 318 pode ser acoplado a um mandril de detritos 322 dentro do sub com orifícios 306. O mandril de detritos 322 pode se estender do nariz de touro 318 e ao interior da luva de equalização 312. Para facilitar o movimento axial da luva de equalização 312 de modo a descobrir os um ou mais orifícios laterais 310 do sub com orifícios 306, a luva de equalização 312 pode ter um ou mais orifícios de alívio 324. O furo de alívio 324 pode impedir a ocorrência de um bloqueio de pressão quando a luva de equalização 312 se move axialmente sobre o mandril de detritos 322 em direção ao nariz de touro 318.[0076] The ported sub 306 may be coupled to a bullnose 318. The bullnose 318 may be without any fluid communication ports. One or more sealing elements 320 may inhibit fluid communication between the ported sub 306 and the bullnose 318. In some embodiments, instead of a bullnose 318, the ported sub 306 may be coupled to an alternative item of equipment, such as a tubular, a gauge holder, a profiling tool, a perforating gun, etc. As shown in Figures 1E-1F, the bull nose 318 may be coupled to a debris mandrel 322 within the ported sub 306. The debris mandrel 322 may extend from the bull nose 318 and into the equalizing sleeve 312. To facilitate axial movement of the equalizing sleeve 312 so as to uncover the one or more side ports 310 of the ported sub 306, the equalizing sleeve 312 may have one or more relief ports 324. The relief port 324 may prevent a pressure lock from occurring when the equalizing sleeve 312 moves axially over the debris mandrel 322 toward the bull nose 318.

Bridge Plug Operation

[0077] Nas descrições a seguir, qualquer citação do ITEM A se movendo em direção ao ITEM B deve ser interpretado para abranger o ITEM A se movendo em direção ao ITEM B que está se movendo na mesma direção que o ITEM A, o ITEM A se movendo em direção a um ITEM B estacionário, o ITEM B se movendo em direção ao ITEM A que está se movendo na mesma direção que o ITEM B, o ITEM B se movendo em direção a um ITEM A estacionário, e ambos os ITENS A E B se movendo um em direção ao outro. Da mesma forma, qualquer citação do ITEM A se afastando do ITEM B deve ser interpretado para abranger o ITEM A se afastando do ITEM B que está se movendo na mesma direção que o ITEM A, o ITEM A se afastando de um ITEM B estacionário, o ITEM B se afastando do ITEM A que está se movendo na mesma direção que o ITEM B, o ITEM B se afastando de um ITEM A estacionário e ambos os ITENS A E B se afastando um do outro.[0077] In the following descriptions, any reference to ITEM A moving toward ITEM B should be construed to encompass ITEM A moving toward ITEM B that is moving in the same direction as ITEM A, ITEM A moving toward a stationary ITEM B, ITEM B moving toward ITEM A that is moving in the same direction as ITEM B, ITEM B moving toward a stationary ITEM A, and both ITEMS A AND B moving toward each other. Likewise, any reference to ITEM A moving away from ITEM B should be construed to encompass ITEM A moving away from ITEM B that is moving in the same direction as ITEM A, ITEM A moving away from a stationary ITEM B, ITEM B moving away from ITEM A that is moving in the same direction as ITEM B, ITEM B moving away from a stationary ITEM A, and both ITEMS A AND B moving away from each other.

[0078] Os detalhes do tampão mecânico 2 na configuração de descida são mostrados nas Figuras 1A a 1F e são descritos acima. Em um método exemplificativo, uma ferramenta de assentamento (não mostrada) tendo uma luva de ferramenta de assentamento 6 (Figura 1) pode ser acoplada ao tampão mecânico 2. O tampão mecânico 2 pode ser inserido em um furo, tais como um furo de poço, uma tubulação ou semelhantes. A ativação da ferramenta de assentamento pode envolver a aplicação de uma força axial de tração (que pode ser considerada como uma força de tração) ao utensílio de pesca 8 enquanto se aplica uma força axial de compressão (que pode ser considerada como uma força de empurrão) à luva de assentamento 24.[0078] Details of the mechanical plug 2 in the down configuration are shown in Figures 1A to 1F and are described above. In an exemplary method, a setting tool (not shown) having a setting tool sleeve 6 (Figure 1) may be coupled to the mechanical plug 2. The mechanical plug 2 may be inserted into a borehole, such as a wellbore, a pipeline or the like. Activation of the setting tool may involve applying an axial tensile force (which may be thought of as a pulling force) to the fishing tool 8 while applying an axial compressive force (which may be thought of as a pushing force) to the setting sleeve 24.

Wedge Assembly Configuration

[0079] A descrição a seguir destaca pelo menos algumas das mudanças que ocorrem na transição da configuração mostrada nas Figuras 1A a 1F para a configuração mostrada nas Figuras 5A a 5F. Como ilustrado, a luva de assentamento 24 se moveu axialmente para longe do adaptador de ferramenta de assentamento 4. Cada chaveta 36 deslizou dentro de uma fenda correspondente 38 e os dentes de catraca 28 do anel de trava 26 se moveram ao longo e permanecem engatados com os dentes de catraca 30 no mandril central 18. Os um ou mais fixadores 32 acoplando o mandril central 18 à luva de assentamento 24 falharam, tal como por cisalhamento.[0079] The following description highlights at least some of the changes that occur in the transition from the configuration shown in Figures 1A-1F to the configuration shown in Figures 5A-5F. As illustrated, the seating sleeve 24 has moved axially away from the seating tool adapter 4. Each key 36 has slid within a corresponding slot 38, and the ratchet teeth 28 of the lock ring 26 have moved along and remain engaged with the ratchet teeth 30 on the central mandrel 18. The one or more fasteners 32 coupling the central mandrel 18 to the seating sleeve 24 have failed, such as by shear.

[0080] O movimento axial da luva de assentamento 24 resultou no movimento axial do mandril de packer 42. A extremidade inferior do mandril de packer 42 engatou no anel de assentamento de cunha 156. Como os um ou mais fixadores 158 que acoplam o anel de assentamento de cunha 156 à extensão de alojamento de reforço 136 não falharam, a força axial exercida pelo mandril de packer 42 no anel de assentamento de cunha 156 foi transferida para a extensão de alojamento de reforço 136 e para o alojamento de reforço 134.[0080] The axial movement of the seating sleeve 24 resulted in axial movement of the packer mandrel 42. The lower end of the packer mandrel 42 engaged the wedge seating ring 156. Because the one or more fasteners 158 coupling the wedge seating ring 156 to the stiffener housing extension 136 did not fail, the axial force exerted by the packer mandrel 42 on the wedge seating ring 156 was transferred to the stiffener housing extension 136 and to the stiffener housing 134.

[0081] A força axial no alojamento de reforço 134 fez o conjunto de cunha 146 transicionar para a configuração assentada. Os um ou mais fixadores 172 acoplando o cone de suporte superior 166 à luva de cone superior 168 falharam, tal como por cisalhamento, e o cone de suporte superior 166 se moveu em direção ao cone de base superior 170. Cada rampa de extensão superior 184 se deslocou ao longo da face de cone 178 do cone de suporte superior 166 de uma posição retraída para uma posição estendida; cada rampa de extensão superior 184 tendo girado em torno de um respectivo pino ou articulação 186. Os um ou mais fixadores 202 acoplando o cone de suporte inferior 194 à luva de cone inferior 198 falharam, tal como por cisalhamento, e o cone de suporte inferior 194 se moveu em direção ao cone de base inferior 196. Cada rampa de extensão inferior 214 se deslocou ao longo da face de cone 208 do cone de suporte inferior 194 de uma posição retraída para uma posição estendida; cada rampa de extensão inferior 214 tendo girado em torno de um respectivo pino ou articulação 216.[0081] The axial force on the reinforcement housing 134 caused the wedge assembly 146 to transition to the seated configuration. The one or more fasteners 172 engaging the upper support cone 166 to the upper cone sleeve 168 failed, such as by shear, and the upper support cone 166 moved toward the upper base cone 170. Each upper extension ramp 184 moved along the cone face 178 of the upper support cone 166 from a retracted position to an extended position; each upper extension ramp 184 having rotated about a respective pin or hinge 186. The one or more fasteners 202 coupling the lower support cone 194 to the lower cone sleeve 198 have failed, such as by shear, and the lower support cone 194 has moved toward the lower base cone 196. Each lower extension ramp 214 has moved along the cone face 208 of the lower support cone 194 from a retracted position to an extended position; each lower extension ramp 214 having rotated about a respective pin or hinge 216.

[0082] Além disso, os um ou mais fixadores 200 que acoplam o cone de base inferior 196 ao mandril de cunha 192 falharam, tal como por cisalhamento, e o conjunto de cone superior 162 se moveu em direção ao conjunto de cone inferior 164. A superfície interna inclinada 230 da garra superior 224 de cada elemento de cunha 160 foi montada ao longo da face de cone 180 do cone de base superior 170 e ao longo de uma respectiva rampa de extensão superior 184. A superfície interna inclinada 232 da garra inferior 226 de cada elemento de cunha 160 se deslocou ao longo da face de cone 210 do cone de base inferior 196 e ao longo de uma respectiva rampa de extensão inferior 214. Assim, cada elemento de cunha 160 se moveu radialmente para fora e para uma posição assentada. Como ilustrado, cada retentor 240 também se moveu radialmente para fora para uma posição estendida como resultado de cada elemento de cunha 160 se movendo radialmente para fora. Assim, em modalidades em que o tampão mecânico 2 foi instalado em um furo (tal como um furo de poço ou tubulação), o conjunto de cunha 146 está agora em uma configuração assentada no furo e pode fornecer uma âncora contra movimento axial adicional do tampão mecânico 2.[0082] Furthermore, the one or more fasteners 200 coupling the lower base cone 196 to the wedge mandrel 192 have failed, such as by shear, and the upper cone assembly 162 has moved toward the lower cone assembly 164. The angled inner surface 230 of the upper jaw 224 of each wedge element 160 has mounted along the cone face 180 of the upper base cone 170 and along a respective upper extension ramp 184. The angled inner surface 232 of the lower jaw 226 of each wedge element 160 has displaced along the cone face 210 of the lower base cone 196 and along a respective lower extension ramp 214. Thus, each wedge element 160 has moved radially outward and into a seated position. As illustrated, each retainer 240 has also moved radially outward to an extended position as a result of each wedge element 160 moving radially outward. Thus, in embodiments where the mechanical plug 2 has been installed in a borehole (such as a wellbore or tubing), the wedge assembly 146 is now in a seated configuration in the borehole and can provide an anchor against further axial movement of the mechanical plug 2.

[0083] Como o conjunto de cone superior 162 se moveu em direção ao conjunto de cone inferior 164, a extremidade inferior do mandril de cunha 192 está agora engatada com o anel de trava 268 do sub de cisalhamento 264. O movimento relativo entre o conjunto de cone superior 162 e o conjunto de cone inferior 164 foi alcançado devido às forças axiais de tração e compressão opostas aplicadas pela ferramenta de assentamento. A força de tração axial aplicada ao mandril central 18 foi transferida através do sub de liberação 282, das uma ou mais linguetas de liberação 288, do alojamento de liberação 254, do conector de conjunto de cunha 256 e para o cone de suporte inferior 194. A força de compressão axial aplicada à luva de assentamento 24 foi transferida através do mandril de packer 42, da extensão de alojamento de reforço 136, do alojamento de reforço 134 e para o cone de suporte superior 166.Assentamento do Conjunto do Packer[0083] As the upper cone assembly 162 has moved toward the lower cone assembly 164, the lower end of the wedge mandrel 192 is now engaged with the lock ring 268 of the shear sub 264. The relative movement between the upper cone assembly 162 and the lower cone assembly 164 has been achieved due to the opposing tensile and compressive axial forces applied by the seating tool. The axial tensile force applied to the center mandrel 18 was transferred through the release sub 282, the one or more release pawls 288, the release housing 254, the wedge assembly connector 256, and to the lower support cone 194. The axial compressive force applied to the seating sleeve 24 was transferred through the packer mandrel 42, the stiffener housing extension 136, the stiffener housing 134, and to the upper support cone 166. Packer Assembly Seating

[0084] A descrição a seguir destaca pelo menos algumas das mudanças que ocorrem na transição da configuração mostrada nas Figuras 5A a 5F para a configuração mostrada nas Figuras 6A a 6F. Como ilustrado, a luva de assentamento 24 se moveu ainda mais axialmente para longe do adaptador de ferramenta de assentamento 4. Cada chaveta 36 deslizou dentro de uma fenda correspondente 38 e os dentes de catraca 28 do anel de trava 26 se moveram ao longo e permanecem engatados com os dentes de catraca 30 no mandril central 18.[0084] The following description highlights at least some of the changes that occur in the transition from the configuration shown in Figures 5A through 5F to the configuration shown in Figures 6A through 6F. As illustrated, the seating sleeve 24 has moved further axially away from the seating tool adapter 4. Each key 36 has slid within a corresponding slot 38, and the ratchet teeth 28 of the lock ring 26 have moved along and remain engaged with the ratchet teeth 30 on the center mandrel 18.

[0085] A extremidade inferior do mandril de packer 42 que engatou no anel de assentamento de cunha 156 aplicou uma força axial em uma direção, enquanto a extensão de alojamento de reforço 136 e o alojamento de reforço 134 foram incapazes de se mover na direção da força axial porque o conjunto de cunha 146 foi assentado, proporcionando assim um movimento de resistência de âncora. Assim, a extensão de alojamento de reforço 136 resistiu à força aplicada pelo mandril de packer 42 através do anel de assentamento de cunha 156, resultando em um ou mais fixadores 158 acoplando o anel de assentamento de cunha 156 à extensão de alojamento de reforço 136 falhando, tal como por cisalhamento. Assim, a luva de apoio superior 61 se moveu em direção à luva de apoio inferior 63, resultando no elemento de empacotamento 44 se tornando axialmente comprimido.[0085] The lower end of the packer mandrel 42 that engaged the wedge seating ring 156 applied an axial force in one direction, while the stiffener housing extension 136 and stiffener housing 134 were unable to move in the direction of the axial force because the wedge assembly 146 was seated, thereby providing an anchor resistance movement. Thus, the stiffener housing extension 136 resisted the force applied by the packer mandrel 42 through the wedge seating ring 156, resulting in one or more fasteners 158 engaging the wedge seating ring 156 to the stiffener housing extension 136 failing, such as by shear. Thus, the upper support sleeve 61 moved toward the lower support sleeve 63, resulting in the packing member 44 becoming axially compressed.

[0086] Como mostrado nas Figuras 6B-6C, a compressão axial do elemento de empacotamento 44 fez com que o elemento de empacotamento 44 se estendesse radialmente para fora. Isto fez com que os anéis de apoio internos e externos 86, 88 do conjunto de anel de apoio superior 74 e os anéis de apoio internos e externos 120, 122 do conjunto de anel de apoio inferior 108 se espalhassem para fora. A luva de apoio superior 61 pode apoiar-se no anel de apoio externo 88. A luva de apoio inferior 63 pode apoiar-se no anel de apoio externo 122. Em algumas modalidades, particularmente aquelas em que os um ou mais anéis de enchimento 132 estão ligados ao elemento de empacotamento 44, o elemento de empacotamento 44 pode desenvolver uma ou mais dobras externas 326, como ilustrado. Em modalidades em que o tampão mecânico 2 foi instalado em um furo (tal como um furo de poço ou tubulação), o conjunto de packer 40 está agora em uma configuração assentada no furo e pode fornecer uma vedação contra uma parede interna do furo.[0086] As shown in Figures 6B-6C, axial compression of packing member 44 caused packing member 44 to extend radially outward. This caused inner and outer support rings 86, 88 of upper support ring assembly 74 and inner and outer support rings 120, 122 of lower support ring assembly 108 to spread outward. Upper support sleeve 61 may abut outer support ring 88. Lower support sleeve 63 may abut outer support ring 122. In some embodiments, particularly those in which the one or more filler rings 132 are attached to packing member 44, packing member 44 may develop one or more external folds 326, as illustrated. In embodiments where the mechanical plug 2 has been installed in a borehole (such as a wellbore or tubing), the packer assembly 40 is now in a seated configuration in the borehole and can provide a seal against an inner wall of the borehole.

Equalization

[0087] A descrição a seguir destaca pelo menos algumas das mudanças que ocorrem na transição da configuração mostrada nas Figuras 6A a 6F para a configuração mostrada nas Figuras 7A a 7F. A fim de atuar o recurso de equalização de pressão do tampão mecânico 2, o utensílio de pesca 8 do adaptador de ferramenta de assentamento 4 pode ser engatado por uma ferramenta adequada (não mostrada), tal como uma ferramenta de assentamento ou uma ferramenta de recuperação. A ferramenta que engata no utensílio de pesca 8 pode aplicar uma força de compressão axial no utensílio de pesca 8. A força de compressão axial pode ser suficiente para derrotar, tal como por cisalhamento, o um ou mais fixadores 12 acoplando o utensílio de pesca 8 à luva de liberação 10. Como ilustrado, o utensílio de pesca 8 se moveu para baixo em direção ao corpo de adaptador 14, o que fez com que o mandril de equalização 20 se movesse para baixo em relação ao conjunto de packer 40 e ao conjunto de cunha 146.[0087] The following description highlights at least some of the changes that occur in the transition from the configuration shown in Figures 6A-6F to the configuration shown in Figures 7A-7F. In order to actuate the pressure equalization feature of the mechanical plug 2, the fishing tool 8 of the setting tool adapter 4 may be engaged by a suitable tool (not shown), such as a setting tool or a retrieval tool. The tool engaging the fishing tool 8 may apply an axial compressive force to the fishing tool 8. The axial compressive force may be sufficient to defeat, such as by shear, the one or more fasteners 12 engaging the fishing tool 8 to the release sleeve 10. As illustrated, the fishing tool 8 has moved downwardly toward the adapter body 14, which has caused the equalizing mandrel 20 to move downwardly relative to the packer assembly 40 and the wedge assembly 146.

[0088] Como ilustrado, o movimento para baixo do mandril de equalização 20 causou o movimento para baixo do mandril de liberação 298 em relação ao anel de suporte 296. Os dentes de catraca 304 no mandril de liberação 298 ficaram engatados com os dentes de catraca correspondentes 302 do anel de trava 300 no anel de suporte 296. Além disso, a força axial para baixo aplicada através do mandril de liberação 298 fez com que o fixador 316 acoplando a luva de equalização 312 ao sub portado 306 fosse derrotado, tal como por cisalhamento. Veja também a Figura 2B. O movimento para baixo subsequente do mandril de equalização 20 causou o movimento para baixo da luva de equalização 312 em relação ao sub com orifícios 306, abrindo assim a comunicação fluídica através de um ou mais orifícios laterais 310.[0088] As illustrated, downward movement of equalizing mandrel 20 caused downward movement of releasing mandrel 298 relative to support ring 296. Ratchet teeth 304 on releasing mandrel 298 became engaged with corresponding ratchet teeth 302 of lock ring 300 on support ring 296. Furthermore, downward axial force applied through releasing mandrel 298 caused fastener 316 coupling equalizing sleeve 312 to ported sub 306 to be defeated, such as by shear. See also Figure 2B. Subsequent downward movement of equalizing mandrel 20 caused downward movement of equalizing sleeve 312 relative to ported sub 306, thereby opening fluid communication through one or more side ports 310.

[0089] Assim, o fluido no furo abaixo do elemento de empacotamento 44 pode se comunicar com o fluido no furo acima do elemento de empacotamento 44 através de um ou mais orifícios laterais 310 no sub com furos 306, um ou mais orifícios laterais 308 no mandril de liberação 298, no mandril de liberação 298, no mandril de equalização 20, um ou mais orifícios laterais 22 no mandril de equalização 20 e um ou mais orifícios laterais 16 no corpo de adaptador 14. Assim, as pressões no furo acima e abaixo do elemento de empacotamento 44 podem tornar-se substancialmente equalizadas.[0089] Thus, fluid in the bore below packing member 44 may communicate with fluid in the bore above packing member 44 through one or more side ports 310 in bore sub 306, one or more side ports 308 in release mandrel 298, equalizing mandrel 20, one or more side ports 22 in equalizing mandrel 20, and one or more side ports 16 in adapter body 14. Thus, pressures in the bore above and below packing member 44 may become substantially equalized.

Mechanical Cap Release

[0090] A descrição a seguir destaca pelo menos algumas das mudanças que ocorrem na transição da configuração mostrada nas Figuras 7A a 7F para a configuração mostrada nas Figuras 8A a 8F. A fim de iniciar a liberação do tampão mecânico 2, uma ferramenta adequada (não mostrada), tal como uma ferramenta de assentamento ou uma ferramenta de recuperação, pode aplicar uma força de tração axial no utensílio de pesca 8 do adaptador de ferramenta de assentamento 4. Como ilustrado, o utensílio de pesca 8 se moveu para cima para longe do corpo de adaptador 14, o que fez com que o mandril de equalização 20 se movesse para cima em relação ao conjunto de packer 40 e ao conjunto de cunha 146. Uma força de tração axial adicional exercida sobre o utensílio de pesca 8 foi transferida através da luva de liberação 10 e do corpo de adaptador 14 para o mandril central 18.[0090] The following description highlights at least some of the changes that occur in the transition from the configuration shown in Figures 7A-7F to the configuration shown in Figures 8A-8F. In order to initiate release of mechanical plug 2, a suitable tool (not shown), such as a setting tool or a retrieval tool, may apply an axial pulling force to fishing tool 8 of setting tool adapter 4. As illustrated, fishing tool 8 has moved upwardly away from adapter body 14, which has caused equalizing mandrel 20 to move upwardly relative to packer assembly 40 and wedge assembly 146. Additional axial pulling force exerted on fishing tool 8 has been transferred through release sleeve 10 and adapter body 14 to central mandrel 18.

[0091] Além disso, o movimento para cima do mandril de equalização 20 faz com que o fixador 297 acoplando o sub de liberação 282 ao anel de suporte 296 falhe, tal como por cisalhamento. Veja também a Figura 2C. O mandril de liberação 298 e o anel de suporte 296 se movem para cima devido ao engate entre os dentes de catraca 304 no mandril de liberação 298 com os dentes de catraca 302 do anel de trava 300 no anel de suporte 296. Consequentemente, o suporte radial para que as uma ou mais linguetas de liberação 288 fiquem em engate com o alojamento de liberação 254 foi removido e, assim, o movimento para cima do mandril central 18 pode causar, como ilustrado, movimento para cima do sub de liberação 282 de modo que cada lingueta de liberação 288 fique desengatada do alojamento de liberação 254.[0091] Furthermore, upward movement of equalizing mandrel 20 causes fastener 297 engaging release sub 282 to support ring 296 to fail, such as by shear. See also Figure 2C. The release mandrel 298 and support ring 296 move upward due to engagement between the ratchet teeth 304 on the release mandrel 298 with the ratchet teeth 302 of the lock ring 300 on the support ring 296. Accordingly, the radial support for the one or more release pawls 288 to be in engagement with the release housing 254 has been removed, and thus upward movement of the central mandrel 18 can cause, as illustrated, upward movement of the release sub 282 such that each release pawl 288 is disengaged from the release housing 254.

[0092] Como ilustrado nas Figuras 9A a 9F, o mandril central 18 se moveu para cima em relação à luva de assentamento 24. O anel de retenção 34 no mandril central 18 engatou um ressalto interno 333 da luva de assentamento 24 e um movimento para cima adicional do mandril central 18 fez com que a luva de assentamento 24 se movesse para cima. O movimento para cima da luva de assentamento 24 causou o movimento para cima da luva de apoio superior 61 e isso fez com que o conjunto de anel de apoio superior 74 ficasse desengatado do elemento de empacotamento 44.[0092] As illustrated in Figures 9A through 9F, the center mandrel 18 moved upward relative to the seating sleeve 24. The retaining ring 34 on the center mandrel 18 engaged an inner shoulder 333 of the seating sleeve 24, and further upward movement of the center mandrel 18 caused the seating sleeve 24 to move upward. The upward movement of the seating sleeve 24 caused the upper support sleeve 61 to move upward, and this caused the upper support ring assembly 74 to become disengaged from the packing member 44.

[0093] Como ilustrado nas Figuras 10A a 10F, o movimento para cima da luva de apoio superior 61 também causou o movimento para cima da luva de recuperação superior 48 por meio do engate com um anel de retenção 328 na luva de recuperação superior 48. Como ilustrado, a interação entre o perfil de recuperação superior 50 da luva de recuperação superior 48 e o elemento de empacotamento 44 pode, opcionalmente, fazer com que o elemento de empacotamento 44 comece a alongar axialmente e contrair radialmente. Adicionalmente, ou alternativamente, a interação entre o perfil de recuperação superior 50 da luva de recuperação superior 48 e o elemento de empacotamento 44 pode fazer com que o elemento de empacotamento 44 comece a se mover axialmente para cima e para longe da luva de apoio inferior 63.[0093] As illustrated in Figures 10A-10F, the upward movement of the upper support sleeve 61 also caused the upward movement of the upper recovery sleeve 48 via engagement with a retaining ring 328 on the upper recovery sleeve 48. As illustrated, the interaction between the upper recovery profile 50 of the upper recovery sleeve 48 and the packing element 44 may optionally cause the packing element 44 to begin to elongate axially and contract radially. Additionally, or alternatively, the interaction between the upper recovery profile 50 of the upper recovery sleeve 48 and the packing element 44 may cause the packing element 44 to begin to move axially upward and away from the lower support sleeve 63.

[0094] Como ilustrado nas Figuras 11A-11D, o movimento para cima do elemento de empacotamento 44 também pode causar movimento para cima da luva de recuperação inferior 54 por causa da interação entre o perfil de recuperação inferior 56 da luva de recuperação inferior 54 e o elemento de empacotamento 44. Como ilustrado, um anel de retenção 330 na luva de recuperação inferior 54 pode transferir uma força para cima e movimento para cima para a luva de apoio inferior 63. Como ilustrado nas Figuras 12A-12D, o movimento para cima da luva de apoio inferior 63 pode ser transferido através da extensão do alojamento de reforço 136, do alojamento de reforço 134 e do mandril de reforço 138 para a saia do conjunto de cunha 148 através de um anel de retenção 332 no mandril de reforço 138. Como mostrado, o anel de retenção 332 no mandril de reforço 138 se moveu para cima para engatar um ressalto da saia de conjunto de cunha 148.[0094] As illustrated in Figures 11A-11D, upward movement of packing member 44 can also cause upward movement of lower recovery sleeve 54 because of the interaction between lower recovery profile 56 of lower recovery sleeve 54 and packing member 44. As illustrated, a retaining ring 330 on lower recovery sleeve 54 can transfer an upward force and upward movement to lower support sleeve 63. As illustrated in Figures 12A-12D, upward movement of lower support sleeve 63 can be transferred through the extension of stiffener housing 136, stiffener housing 134, and stiffener mandrel 138 to wedge assembly skirt 148 via a retaining ring 332 on stiffener mandrel 138. As shown, retaining ring 332 on stiffener mandrel 138 has moved upward to engage a shoulder of the wedge assembly. wedge set skirt 148.

[0095] Como ilustrado nas Figuras 13A-13D, o movimento para cima da saia de conjunto de cunha 148 pode causar movimento para cima do cone de suporte superior 166 para longe do cone de base superior 170. Assim, o cone de suporte superior 166 pode se afastar de cada rampa de extensão superior 184. Como ilustrado, cada rampa de extensão superior 184 pode girar da posição estendida para a posição retraída sob a influência de cada membro de solicitação correspondente 190.[0095] As illustrated in Figures 13A-13D, upward movement of wedge assembly skirt 148 may cause upward movement of upper support cone 166 away from upper base cone 170. Thus, upper support cone 166 may move away from each upper extension ramp 184. As illustrated, each upper extension ramp 184 may rotate from the extended position to the retracted position under the influence of each corresponding biasing member 190.

[0096] Uma força de tração axial adicional aplicada ao utensílio de pesca 8 do adaptador de ferramenta de assentamento 4 é transferida através do mandril central 18 e do anel de retenção 332 no mandril de reforço 138 para a saia de conjunto de cunha 148 e o cone de suporte superior 166. O movimento para cima do cone de suporte superior 166 em relação à luva de cone superior 168 cessou quando pelo menos uma chaveta 174 no cone de suporte superior 166 atingiu a extremidade da fenda correspondente 176 na luva de cone superior 168. Ver também as Figuras 4A e 4E. Posteriormente, a força de tração axial adicional, por sua vez, foi transferida para o mandril de cunha 192.[0096] An additional axial tensile force applied to the fishing tool 8 of the setting tool adapter 4 is transferred via the central mandrel 18 and the retaining ring 332 on the reinforcement mandrel 138 to the wedge assembly skirt 148 and the upper support cone 166. The upward movement of the upper support cone 166 relative to the upper cone sleeve 168 has ceased when at least one key 174 on the upper support cone 166 has reached the end of the corresponding slot 176 in the upper cone sleeve 168. See also Figures 4A and 4E. Thereafter, the additional axial tensile force has in turn been transferred to the wedge mandrel 192.

[0097] Uma força de tração axial adicional aplicada ao utensílio de pesca 8 do adaptador de ferramenta de assentamento 4 é transferida, como descrito acima, através do mandril central 18 para a luva de recuperação superior 48, desse modo fazendo com que o elemento de empacotamento 44 se alongue axialmente e contraia radialmente, como ilustrado nas Figuras 14A-14D. O mandril central 18 e o sub de liberação 282 se moveram ainda mais para cima em relação ao conjunto de cunha 146. A força de tração aplicada é transferida através do anel de recuperação 127 para a extensão de alojamento de reforço 136 até que a força de tração faça com que o fixador 139 acoplando a extensão de alojamento de reforço 136 ao anel de recuperação 127 falhe, tal como por cisalhamento. Veja também a Figura 2D. O anel de recuperação 127 move-se para cima em relação à extensão de alojamento de reforço 136, desse modo fazendo com que a luva de recuperação 125 se mova para cima. O movimento para cima da luva de recuperação 125 faz com que os anéis de apoio internos e externos 120, 122 do conjunto de anel de apoio inferior 108 se retraiam pelo menos parcialmente da sua posição para fora espalhada, como ilustrado nas Figuras 15A-15D.[0097] An additional axial tensile force applied to the fishing tool 8 of the laying tool adapter 4 is transferred, as described above, through the central mandrel 18 to the upper retrieval sleeve 48, thereby causing the packing element 44 to elongate axially and contract radially, as illustrated in Figures 14A-14D. The central mandrel 18 and the release sub 282 have moved further upward relative to the wedge assembly 146. The applied tensile force is transferred through the retrieval ring 127 to the stiffener housing extension 136 until the tensile force causes the fastener 139 coupling the stiffener housing extension 136 to the retrieval ring 127 to fail, such as by shear. See also Figure 2D. The recovery ring 127 moves upward relative to the reinforcement housing extension 136, thereby causing the recovery sleeve 125 to move upward. The upward movement of the recovery sleeve 125 causes the inner and outer backup rings 120, 122 of the lower backup ring assembly 108 to retract at least partially from their outwardly spread position, as illustrated in Figures 15A-15D.

[0098] Como ilustrado nas Figuras 15A-15D, uma força de tração axial adicional aplicada ao utensílio de pesca 8 do adaptador de ferramenta de assentamento 4 é transferida, como descrito acima, por meio do mandril central 18 para o mandril de cunha 192. Como o mandril de cunha 192 é acoplado ao sub de cisalhamento 264 por meio do anel de trava 268, o sub de cisalhamento 264 experimentou uma força para cima que, ao atingir um valor limiar, falhou (tal como por cisalhamento) os um ou mais fixadores 266 acoplando o sub de cisalhamento 264 ao conector de conjunto de cunha 256, liberando assim o sub de cisalhamento 264 e permitindo que o mandril de cunha 192 e o sub de cisalhamento 264 se movam para cima em relação ao conjunto de cone inferior 164 e ao(s) elemento(s) de cunha 160.[0098] As illustrated in Figures 15A-15D, an additional axial tensile force applied to fishing tool 8 of laying tool adapter 4 is transferred, as described above, via central mandrel 18 to wedge mandrel 192. As wedge mandrel 192 is coupled to shear sub 264 via lock ring 268, shear sub 264 has experienced an upward force that, upon reaching a threshold value, has failed (such as by shearing) the one or more fasteners 266 coupling shear sub 264 to wedge assembly connector 256, thereby releasing shear sub 264 and allowing wedge mandrel 192 and shear sub 264 to move upward relative to lower cone assembly 164 and the member(s) wedge 160.

[0099] Como ilustrado nas Figuras 16A-16D, o movimento para cima adicional do mandril central 18 resultou na luva de cone superior 168, no cone de base superior 170 e no mandril de cunha 192 se movendo para cima em relação ao(s) elemento(s) de cunha 160. Assim, o cone de base superior 170 se afastou da garra superior 224 de cada elemento de cunha 160 e os elementos de desvio 246, 248 puderam começar a retrair o(s) elemento(s) de cunha 160.[0099] As illustrated in Figures 16A-16D, further upward movement of the central mandrel 18 resulted in the upper cone sleeve 168, upper base cone 170, and wedge mandrel 192 moving upward relative to the wedge element(s) 160. Thus, the upper base cone 170 moved away from the upper jaw 224 of each wedge element 160, and the offset elements 246, 248 were able to begin retracting the wedge element(s) 160.

[0100] Durante a transição entre as Figuras 15A-15D e as Figuras 16A-16D, uma extremidade inferior da fenda 252 no mandril de cunha 192 encontrou a chaveta 250 da gaiola de cunha 236, e o movimento para cima adicional do mandril de cunha 192 fez com que a gaiola de cunha 236 se movesse para cima em relação ao conjunto de cone inferior 164. Veja também a Figura 4B. Assim, a garra inferior 226 de cada elemento de cunha 160 tornou-se axialmente separada do conjunto de cone inferior 164 e os elementos de desvio 246, 248 fizeram com que o(s) elemento(s) de cunha 160 retraísse(m).[0100] During the transition between Figures 15A-15D and Figures 16A-16D, a lower end of slot 252 in wedge mandrel 192 encountered keyway 250 of wedge cage 236, and further upward movement of wedge mandrel 192 caused wedge cage 236 to move upward relative to lower cone assembly 164. See also Figure 4B. Thus, lower jaw 226 of each wedge element 160 became axially separated from lower cone assembly 164, and offset elements 246, 248 caused wedge element(s) 160 to retract.

[0101] Como ilustrado nas Figuras 17A-17D, o movimento para cima adicional do mandril de cunha 192 em relação ao conjunto de cone inferior 164 fez com que o sub de cisalhamento 264 entrasse em contato e levantasse a luva de cone inferior 198 em relação ao cone de suporte inferior 194, separando assim axialmente o cone de base inferior 196 do cone de suporte inferior 194. Como ilustrado, cada rampa de extensão inferior 214 girou para a posição retraída sob a influência de cada elemento de viés correspondente 220. Como mostrado, o sub de cisalhamento 264 se moveu para cima em contato com um ressalto do conector de conjunto de cunha 256.[0101] As illustrated in Figures 17A-17D, further upward movement of wedge mandrel 192 relative to lower cone assembly 164 caused shear sub 264 to contact and lift lower cone sleeve 198 relative to lower support cone 194, thereby axially separating lower base cone 196 from lower support cone 194. As illustrated, each lower extension ramp 214 rotated to the retracted position under the influence of each corresponding bias element 220. As shown, shear sub 264 moved upward into contact with a shoulder of wedge assembly connector 256.

[0102] Em algumas modalidades, a magnitude da separação axial entre o cone de base inferior 196 e o cone de suporte inferior 194 pode ser governada pela interação entre uma ou mais chavetas 204 que acoplam o cone de suporte inferior 194 com a luva de cone inferior 198 e a fenda correspondente 206 na luva de cone inferior 198. Quando a extremidade da fenda correspondente 206 na luva de cone inferior 198 atinge uma ou mais chavetas 204 no cone de suporte inferior 194, o cone de suporte inferior 194, o alojamento de liberação 254 e o sub portado 306 podem ser transportados por uma ou mais chavetas 204 no cone de suporte inferior 194.[0102] In some embodiments, the magnitude of the axial separation between the lower base cone 196 and the lower support cone 194 may be governed by the interaction between one or more keys 204 that engage the lower support cone 194 with the lower cone sleeve 198 and the corresponding slot 206 in the lower cone sleeve 198. When the end of the corresponding slot 206 in the lower cone sleeve 198 reaches one or more keys 204 in the lower support cone 194, the lower support cone 194, the release housing 254, and the subcarrier 306 may be carried by the one or more keys 204 in the lower support cone 194.

[0103] Em algumas modalidades, a magnitude da separação axial entre o cone de base inferior 196 e o cone de suporte inferior 194 pode ser governada pelo sub de cisalhamento 264 encontrando um ressalto interno 334 do cone de suporte inferior 194. O cone de suporte inferior 194, o alojamento de liberação 254 e o sub portado 306 podem ser transportados pelo sub de cisalhamento 264.[0103] In some embodiments, the magnitude of the axial separation between the lower base cone 196 and the lower support cone 194 may be governed by the shear sub 264 encountering an inner shoulder 334 of the lower support cone 194. The lower support cone 194, the release housing 254, and the carried sub 306 may be carried by the shear sub 264.

[0104] Após a retração do(s) membro(s) de cunha 160, o tampão mecânico 2 não fica mais ancorado no furo no qual o tampão mecânico 2 havia sido instalado e, portanto, o tampão mecânico 2 pode ser recuperado. Durante a recuperação, o conjunto de anel de apoio superior 74 é configurado para retrair ao encontrar uma restrição no furo de poço. Como mostrado, o conjunto de anel de apoio inferior 74 é pelo menos parcialmente retraído durante a recuperação. O elemento de empacotamento 44 é fixado axialmente em relação aos conjuntos de anel de apoio superior e inferior 74, 108 durante a recuperação para fora do furo. A este respeito, o elemento de empacotamento 44 não entrará em contato com os conjuntos de anel de apoio 74, 108, impedindo assim a expansão acidental do elemento de empacotamento 44 durante a recuperação ou passagem.[0104] Upon retraction of the wedge member(s) 160, the mechanical plug 2 is no longer anchored in the hole in which the mechanical plug 2 had been installed, and therefore the mechanical plug 2 can be retrieved. During retrieval, the upper support ring assembly 74 is configured to retract upon encountering a restriction in the wellbore. As shown, the lower support ring assembly 74 is at least partially retracted during retrieval. The packing element 44 is axially fixed relative to the upper and lower support ring assemblies 74, 108 during out-of-hole retrieval. In this regard, the packing element 44 will not contact the support ring assemblies 74, 108, thereby preventing accidental expansion of the packing element 44 during retrieval or run-through.

[0105] Em resumo, um tampão mecânico da presente divulgação incorporando um conjunto de packer da presente divulgação e um conjunto de cunha da presente divulgação pode descer em um furo, incluindo descer através de uma restrição no furo. O tampão de obstrução pode ser atuado para uma configuração assentada na qual o conjunto de cunha é ancorado em uma parede do furo dentro de uma porção do furo que é maior do que o tamanho da restrição e um elemento de empacotamento das vedações do conjunto de packer contra a parede do furo. O tampão mecânico pode ser ainda atuado para desengatar da parede da porção do furo e transicionar para um tamanho que pode se encaixar através da restrição para permitir a recuperação do furo. O tampão mecânico pode ser recuperado do furo, incluindo ser recuperado através da restrição no furo.[0105] In summary, a mechanical plug of the present disclosure incorporating a packer assembly of the present disclosure and a wedge assembly of the present disclosure may descend into a borehole, including descending through a restriction in the borehole. The plugging plug may be actuated to a seated configuration in which the wedge assembly is anchored to a borehole wall within a portion of the borehole that is larger than the size of the restriction and a packing member of the packer assembly seals against the borehole wall. The mechanical plug may be further actuated to disengage from the wall of the portion of the borehole and transition to a size that may fit through the restriction to allow retrieval from the borehole. The mechanical plug may be retrieved from the borehole, including being retrieved through the restriction in the borehole.

Other Modalities

[0106] Em algumas modalidades, o tampão mecânico 2 pode ser configurado para ser transicionado da configuração assentada para a configuração liberada, mas o método de uso pode não envolver a liberação do tampão mecânico 2. Em tais modalidades, as etapas que seriam realizadas para alcançar a liberação do tampão mecânico 2 podem ser omitidas.[0106] In some embodiments, the mechanical plug 2 may be configured to be transitioned from the seated configuration to the released configuration, but the method of use may not involve releasing the mechanical plug 2. In such embodiments, the steps that would be performed to achieve release of the mechanical plug 2 may be omitted.

[0107] Em algumas modalidades, o tampão mecânico 2 pode não ser configurado para ser transicionado da configuração assentada para a configuração liberada. Em tais modalidades, os componentes que facilitam a liberação do tampão mecânico 2 podem ser modificados ou omitidos a fim de evitar uma liberação inadvertida do tampão mecânico 2.[0107] In some embodiments, the mechanical plug 2 may not be configured to be transitioned from the seated configuration to the released configuration. In such embodiments, components that facilitate the release of the mechanical plug 2 may be modified or omitted in order to prevent an inadvertent release of the mechanical plug 2.

[0108] Em algumas modalidades, o conjunto de packer 40 da presente divulgação pode ser utilizado com outras ferramentas e sistemas além do tampão mecânico 2. Por exemplo, o conjunto de packer 40 pode ser usado como um sistema de vedação para um packer de fundo de poço/tubulação, um suspensor de revestimento vedador, um conjunto de teste de fluxo, uma cunha de desvio, uma ferramenta de teste de pressão, uma ferramenta de teste de produção (tal como uma ferramenta de teste da coluna de perfuração), uma ferramenta de packer de tempestade, um suspensor de revestimento ou qualquer outra ferramenta de serviço de fundo de poço ou tubulação.[0108] In some embodiments, the packer assembly 40 of the present disclosure may be used with other tools and systems in addition to the mechanical plug 2. For example, the packer assembly 40 may be used as a sealing system for a downhole/tubing packer, a sealing casing hanger, a flow test assembly, a bypass wedge, a pressure testing tool, a production testing tool (such as a drill string testing tool), a storm packer tool, a casing hanger, or any other downhole or tubing service tool.

[0109] Em algumas modalidades, as várias modalidades do conjunto de packer 40 da presente divulgação podem ser configuradas para serem transicionadas da configuração assentada para a configuração liberada, mas o método de uso pode não envolver a liberação do conjunto de packer 40. Em tais modalidades, as etapas que seriam realizadas para conseguir a liberação do conjunto de packer 40 podem ser omitidas.[0109] In some embodiments, the various embodiments of the packer assembly 40 of the present disclosure may be configured to be transitioned from the seated configuration to the released configuration, but the method of use may not involve releasing the packer assembly 40. In such embodiments, the steps that would be performed to achieve release of the packer assembly 40 may be omitted.

[0110] Em algumas modalidades, o conjunto de packer 40 pode não ser configurado para ser transicionado da configuração assentada para a configuração liberada. Em tais modalidades, os componentes que facilitam a liberação do conjunto de packer 40 podem ser modificados ou omitidos a fim de evitar uma liberação inadvertida do conjunto de packer 40.[0110] In some embodiments, the packer assembly 40 may not be configured to be transitioned from the seated configuration to the released configuration. In such embodiments, components that facilitate the release of the packer assembly 40 may be modified or omitted in order to prevent an inadvertent release of the packer assembly 40.

[0111] Em algumas modalidades, o conjunto de cunha 146 da presente divulgação pode ser utilizado com outras ferramentas e sistemas além do tampão mecânico 2. Por exemplo, o conjunto de cunha 146 pode ser usado como um sistema de ancoragem para um packer de fundo de poço/tubulação, um suspensor de revestimento protetor, um conjunto de teste de fluxo, uma cunha de desvio, uma ferramenta de teste de pressão, uma ferramenta de teste de produção (tal como uma ferramenta de teste da coluna de perfuração), uma ferramenta de packer de tempestade, um suspensor de revestimento ou qualquer outra ferramenta de serviço de fundo de poço ou tubulação.[0111] In some embodiments, the wedge assembly 146 of the present disclosure may be used with other tools and systems in addition to the mechanical plug 2. For example, the wedge assembly 146 may be used as an anchoring system for a downhole/tubing packer, a protective casing hanger, a flow test assembly, a bypass wedge, a pressure testing tool, a production testing tool (such as a drillstring testing tool), a storm packer tool, a casing hanger, or any other downhole or tubing service tool.

[0112] Em algumas modalidades, as várias modalidades do conjunto de cunha 146 da presente divulgação podem ser configuradas para serem transicionadas da configuração assentada para a configuração liberada, mas o método de uso pode não envolver a liberação do conjunto de cunha 146. Em tais modalidades, as etapas que seriam realizadas para conseguir a liberação do conjunto de cunha 146 podem ser omitidas.[0112] In some embodiments, the various embodiments of the wedge assembly 146 of the present disclosure may be configured to be transitioned from the seated configuration to the released configuration, but the method of use may not involve releasing the wedge assembly 146. In such embodiments, the steps that would be performed to achieve release of the wedge assembly 146 may be omitted.

[0113] Em algumas modalidades, o conjunto de cunha 146 pode não ser configurado para ser transicionado da configuração assentada para a configuração liberada. Em tais modalidades, os componentes que facilitam a liberação do conjunto de cunha 146 podem ser modificados ou omitidos a fim de evitar uma liberação inadvertida do conjunto de cunha 146.[0113] In some embodiments, the wedge assembly 146 may not be configured to be transitioned from the seated configuration to the released configuration. In such embodiments, components that facilitate release of the wedge assembly 146 may be modified or omitted in order to prevent inadvertent release of the wedge assembly 146.

[0114] Em uma modalidade, um conjunto de packer inclui um mandril de packer e um elemento de empacotamento disposto em torno do mandril de packer. Uma luva de recuperação superior está disposta em torno do mandril de packer e se estendendo entre o mandril de packer e uma extremidade superior do elemento de empacotamento, e uma luva de recuperação inferior está disposta em torno do mandril de packer e se estendendo entre o mandril de packer e uma extremidade inferior do elemento de empacotamento. Um conjunto de apoio superior é disposto de forma móvel em torno da luva de recuperação superior e adjacente à extremidade superior do elemento de empacotamento. Um conjunto de apoio inferior é disposto de forma móvel em torno da luva de recuperação inferior. O conjunto de apoio inferior tem um conjunto de anel de apoio inferior configurado para encerrar uma superfície externa da extremidade inferior do elemento de empacotamento. Uma luva de recuperação é seletivamente móvel em relação ao conjunto de anel de apoio inferior e configurada para retrair pelo menos parcialmente o conjunto de anel de apoio inferior.[0114] In one embodiment, a packer assembly includes a packer mandrel and a packing member disposed about the packer mandrel. An upper recovery sleeve is disposed about the packer mandrel and extending between the packer mandrel and an upper end of the packing member, and a lower recovery sleeve is disposed about the packer mandrel and extending between the packer mandrel and a lower end of the packing member. An upper support assembly is movably disposed about the upper recovery sleeve and adjacent the upper end of the packing member. A lower support assembly is movably disposed about the lower recovery sleeve. The lower support assembly has a lower support ring assembly configured to enclose an outer surface of the lower end of the packing member. A recovery sleeve is selectively movable relative to the lower support ring assembly and configured to at least partially retract the lower support ring assembly.

[0115] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, o conjunto de packer compreende ainda um anel de enchimento disposto de forma móvel entre o mandril de packer e o elemento de empacotamento.[0115] In one or more of the embodiments described in this document, the packer assembly further comprises a filler ring movably arranged between the packer mandrel and the packing element.

[0116] Em uma ou mais das modalidades descritas nestedocumento, o elemento de empacotamento é ligado ao anel de enchimento.[0116] In one or more of the embodiments described in this document, the packing element is connected to the filling ring.

[0117] Em uma ou mais das modalidades descritas nestedocumento, o elemento de empacotamento compreende uma estrutura unitária de material de empacotamento.[0117] In one or more of the embodiments described in this document, the packaging element comprises a unitary structure of packaging material.

[0118] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, a luva de recuperação superior tem um perfil de recuperação superior incorporado no elemento de empacotamento e a luva de recuperação inferior tem um perfil de recuperação inferior incorporado no elemento de empacotamento.[0118] In one or more of the embodiments described herein, the upper recovery sleeve has an upper recovery profile incorporated into the packing element and the lower recovery sleeve has a lower recovery profile incorporated into the packing element.

[0119] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, o conjunto de apoio superior inclui uma luva de apoio superior; e um conjunto de anel de apoio superior acoplado à luva de apoio superior e configurado para encerrar uma superfície externa da extremidade superior do elemento de empacotamento.[0119] In one or more of the embodiments described herein, the upper support assembly includes an upper support sleeve; and an upper support ring assembly coupled to the upper support sleeve and configured to enclose an outer surface of the upper end of the packaging element.

[0120] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, o conjunto de anel de apoio superior compreende ainda um primeiro anel de apoio interno adjacente à superfície externa da extremidade superior do elemento de empacotamento e um primeiro anel de apoio externo adjacente ao primeiro anel de apoio interno; e a luva de apoio superior é configurada para encostar no primeiro anel de apoio externo quando o packer está em uma configuração assentada.[0120] In one or more of the embodiments described herein, the upper support ring assembly further comprises a first inner support ring adjacent the outer surface of the upper end of the packing member and a first outer support ring adjacent the first inner support ring; and the upper support sleeve is configured to abut the first outer support ring when the packer is in a seated configuration.

[0121] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, o conjunto de apoio inferior inclui uma luva de apoio inferior acoplada ao conjunto de anel de apoio inferior.[0121] In one or more of the embodiments described herein, the lower support assembly includes a lower support sleeve coupled to the lower support ring assembly.

[0122] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, o conjunto de anel de apoio inferior compreende ainda um segundo anel de apoio interno adjacente à superfície externa da extremidade inferior do elemento de empacotamento e um segundo anel de apoio externo adjacente ao segundo anel de apoio interno; e a luva de apoio inferior é configurada para encostar no segundo anel de apoio externo quando o packer está em uma configuração assentada.[0122] In one or more of the embodiments described herein, the lower support ring assembly further comprises a second inner support ring adjacent to the outer surface of the lower end of the packing member and a second outer support ring adjacent to the second inner support ring; and the lower support sleeve is configured to abut the second outer support ring when the packer is in a seated configuration.

[0123] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, o conjunto de packer inclui um mecanismo de reforço configurado para aplicar uma força direcionada para cima no conjunto de apoio inferior, em que a luva de recuperação é conectada de forma liberável ao mecanismo de reforço.[0123] In one or more of the embodiments described herein, the packer assembly includes a booster mechanism configured to apply an upwardly directed force to the lower support assembly, wherein the recovery sleeve is releasably connected to the booster mechanism.

[0124] Em uma modalidade, um método de manipulação de um elemento de empacotamento em um furo inclui fornecer uma luva de recuperação superior com um perfil de recuperação superior embutido no elemento de empacotamento e fornecer uma luva de recuperação inferior com um perfil de recuperação inferior embutido no elemento de empacotamento. O método também inclui mover um conjunto de apoio superior em relação à luva de recuperação superior em direção a uma extremidade superior do elemento de empacotamento; e mover um conjunto de apoio inferior em relação à luva de recuperação inferior em direção a uma extremidade inferior do elemento de empacotamento. O conjunto de apoio inferior tem um anel de apoio inferior encerrando uma superfície externa da extremidade inferior do elemento de empacotamento. Uma distância axial entre a luva de recuperação superior e a luva de recuperação inferior é reduzida, desse modo comprimindo axialmente o elemento de empacotamento. O elemento de empacotamento é deformado para contato com uma parede circundante do furo e fazendo com que o anel de apoio inferior se espalhe para fora ao longo de uma superfície externa de uma extremidade inferior do elemento de empacotamento. O elemento de empacotamento é liberado da parede circundante. Uma luva de recuperação é movida em relação ao anel de apoio inferior para retrair o conjunto de anel de apoio inferior.[0124] In one embodiment, a method of manipulating a packing element in a bore includes providing an upper recovery sleeve with an upper recovery profile embedded in the packing element and providing a lower recovery sleeve with a lower recovery profile embedded in the packing element. The method also includes moving an upper support assembly relative to the upper recovery sleeve toward an upper end of the packing element; and moving a lower support assembly relative to the lower recovery sleeve toward a lower end of the packing element. The lower support assembly has a lower support ring enclosing an outer surface of the lower end of the packing element. An axial distance between the upper recovery sleeve and the lower recovery sleeve is reduced, thereby axially compressing the packing element. The packing element is deformed into contact with a surrounding wall of the bore and causing the lower support ring to spread outwardly along an outer surface of a lower end of the packing element. The packing element is released from the surrounding wall. A recovery sleeve is moved relative to the lower backup ring to retract the lower backup ring assembly.

[0125] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, deformar o elemento de empacotamento para contato com uma parede circundante do furo inclui espalhar um anel de apoio superior do conjunto de apoio superior para fora ao longo de uma superfície externa de uma extremidade superior do elemento de empacotamento.[0125] In one or more of the embodiments described herein, deforming the packing element into contact with a surrounding wall of the bore includes spreading an upper support ring of the upper support assembly outwardly along an outer surface of an upper end of the packing element.

[0126] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, a liberação do elemento de empacotamento da parede circundante inclui aumentar uma distância axial entre o anel de apoio inferior e a extremidade inferior do elemento de empacotamento.[0126] In one or more of the embodiments described herein, releasing the packing element from the surrounding wall includes increasing an axial distance between the lower support ring and the lower end of the packing element.

[0127] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, o método inclui aumentar uma distância axial entre a luva de recuperação superior e a luva de recuperação inferior, desse modo alongando axialmente o elemento de empacotamento.[0127] In one or more of the embodiments described herein, the method includes increasing an axial distance between the upper recovery sleeve and the lower recovery sleeve, thereby axially lengthening the packing element.

[0128] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, aumentar a distância axial inclui usar o conjunto de apoio superior para mover a luva de recuperação superior para longe da luva de recuperação inferior.[0128] In one or more of the embodiments described herein, increasing the axial distance includes using the upper support assembly to move the upper recovery sleeve away from the lower recovery sleeve.

[0129] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, o método inclui recuperar o elemento de empacotamento com o anel de apoio inferior na posição pelo menos parcialmente retraída.[0129] In one or more of the embodiments described herein, the method includes recovering the packaging element with the lower support ring in the at least partially retracted position.

[0130] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, o método inclui retrair o anel de apoio superior quando o anel de apoio superior entra em contato com uma restrição no furo durante a recuperação.[0130] In one or more of the embodiments described herein, the method includes retracting the upper support ring when the upper support ring contacts a restriction in the bore during recovery.

[0131] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, o método inclui o elemento de empacotamento sendo fixado axialmente em relação ao anel de apoio inferior e ao anel de apoio superior durante a recuperação ou descida.[0131] In one or more of the embodiments described herein, the method includes the packing element being axially fixed relative to the lower support ring and the upper support ring during recovery or descent.

[0132] Em uma modalidade, uma ferramenta de fundo de poço inclui um mandril central, um conjunto de cunha disposto em torno do mandril central e um conjunto de packer disposto em torno do mandril central. O conjunto de packer inclui um mandril de packer e um elemento de empacotamento disposto em torno do mandril de packer. Uma luva de recuperação superior está disposta em torno do mandril de packer e se estendendo entre o mandril de packer e uma extremidade superior do elemento de empacotamento, e uma luva de recuperação inferior está disposta em torno do mandril de packer e se estendendo entre o mandril de packer e uma extremidade inferior do elemento de empacotamento. Um conjunto de apoio superior é disposto de forma móvel em torno da luva de recuperação superior e adjacente à extremidade superior do elemento de empacotamento. Um conjunto de apoio inferior é disposto de forma móvel em torno da luva de recuperação inferior. O conjunto de apoio inferior tem um conjunto de anel de apoio inferior configurado para encerrar uma superfície externa da extremidade inferior do elemento de empacotamento. Uma luva de recuperação é seletivamente móvel em relação ao conjunto de anel de apoio inferior e configurada para retrair pelo menos parcialmente o conjunto de anel de apoio inferior.[0132] In one embodiment, a downhole tool includes a central mandrel, a wedge assembly disposed around the central mandrel, and a packer assembly disposed around the central mandrel. The packer assembly includes a packer mandrel and a packing element disposed around the packer mandrel. An upper recovery sleeve is disposed around the packer mandrel and extending between the packer mandrel and an upper end of the packing element, and a lower recovery sleeve is disposed around the packer mandrel and extending between the packer mandrel and a lower end of the packing element. An upper support assembly is movably disposed around the upper recovery sleeve and adjacent the upper end of the packing element. A lower support assembly is movably disposed around the lower recovery sleeve. The lower support assembly has a lower support ring assembly configured to enclose an outer surface of the lower end of the packing element. A recovery sleeve is selectively movable relative to the lower backup ring assembly and configured to at least partially retract the lower backup ring assembly.

[0133] Em mais uma das modalidades aqui descritas, o conjunto de cunha inclui um mandril de cunha e um conjunto de cone acoplado ao mandril de cunha. O conjunto de cone inclui um cone de base e uma rampa de extensão acoplada ao cone de base, em que a rampa de extensão é móvel entre uma posição radialmente retraída e uma posição radialmente estendida e solicitada para a posição radialmente retraída por um elemento de viés. O conjunto de cunha também pode incluir um elemento de cunha disposto adjacente ao cone de base, em que o elemento de cunha é configurado para deslizar entre as posições retraída e estendida ao longo de uma superfície externa do cone de base e ao longo de uma superfície externa da rampa de extensão.[0133] In yet another embodiment described herein, the wedge assembly includes a wedge mandrel and a cone assembly coupled to the wedge mandrel. The cone assembly includes a base cone and an extension ramp coupled to the base cone, wherein the extension ramp is movable between a radially retracted position and a radially extended position and biased to the radially retracted position by a bias member. The wedge assembly may also include a wedge element disposed adjacent to the base cone, wherein the wedge element is configured to slide between the retracted and extended positions along an outer surface of the base cone and along an outer surface of the extension ramp.

[0134] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, o conjunto de cunha é configurado para transicionar de uma configuração de descida para uma configuração assentada antes de o conjunto de packer transicionar de uma configuração de descida para uma configuração assentada.[0134] In one or more of the embodiments described herein, the wedge assembly is configured to transition from a descending configuration to a seated configuration before the packer assembly transitions from a descending configuration to a seated configuration.

[0135] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, o conjunto de packer é configurado para transicionar da configuração assentada para uma configuração liberada antes de o conjunto de cunha transicionar da configuração assentada para uma configuração liberada.[0135] In one or more of the embodiments described herein, the packer assembly is configured to transition from the seated configuration to a released configuration before the wedge assembly transitions from the seated configuration to a released configuration.

[0136] Em uma ou mais das modalidades descritas neste documento, a ferramenta de fundo de poço inclui um mecanismo de liberação primário configurado para permitir seletivamente que o conjunto de packer transicione da configuração assentada para a configuração liberada; e um mecanismo de liberação secundário configurado para permitir seletivamente que o conjunto de cunha transicione da configuração assentada para a configuração liberada.[0136] In one or more of the embodiments described herein, the downhole tool includes a primary release mechanism configured to selectively allow the packer assembly to transition from the seated configuration to the released configuration; and a secondary release mechanism configured to selectively allow the wedge assembly to transition from the seated configuration to the released configuration.

[0137] Embora o exposto seja direcionado a modalidades da presente divulgação, outras modalidades e modalidades adicionais da divulgação podem ser concebidas sem que se afaste do escopo básico da mesma, e o escopo da mesma é determinado pelas reivindicações a seguir.[0137] Although the foregoing is directed to embodiments of the present disclosure, other embodiments and additional embodiments of the disclosure may be conceived without departing from the basic scope thereof, and the scope thereof is determined by the following claims.

Claims

1. A retrievable downhole tool for use in an underground wellbore, the downhole tool comprising: a recovery member (8) configured for selective attachment to a recovery tool; a packer mandrel (42); a packing element (44) disposed about the packer mandrel, the packing element movable between a first position and a second radially expanded, axially shortened position; an upper recovery sleeve (48) disposed about the packer mandrel and extending between the packer mandrel and an upper end of the packing element; an upper support assembly (60) movably disposed about the upper recovery sleeve and adjacent an upper end of the packing element; a lower recovery sleeve (54) disposed about the packer mandrel and extending between the packer mandrel and a lower end of the packing element; a lower support assembly (62) movably disposed about the lower recovery sleeve, the lower support assembly having a lower support ring assembly (108) configured to move from a first position in which the support ring encloses an outer surface of the lower end of the packing member, to a second position in which the lower support ring is spread outwardly at the lower end of the packing member; and a retrieval sleeve (125) selectively movable relative to the lower support ring assembly and configured to at least partially retract the lower support ring assembly from the second spread outwardly position.

2. Retrievable downhole tool according to claim 1, characterized in that it further comprises a filling ring (132) movably arranged between the packer mandrel (42) and the packing element (44).

3. Retrievable downhole tool according to claim 2, characterized in that the packing element (44) is connected to the packing ring (132).

4. Retrievable downhole tool according to claim 1, characterized in that the packing element (44) comprises a unitary structure of packing material.

5. The retrievable downhole tool of claim 1, wherein the upper recovery sleeve (48) has an upper recovery profile (50) incorporated into the packing element (44) and the lower recovery sleeve (54) has a lower recovery profile (56) incorporated into the packing element.

6. The retrievable downhole tool of claim 1, wherein the upper support assembly (60) comprises: an upper support sleeve (61); and an upper support ring assembly (74) coupled to the upper support sleeve and configured to enclose an outer surface of the upper end of the packing element (44).

7. The retrievable downhole tool of claim 6, wherein: the upper support ring assembly (86) further comprises a first inner support ring adjacent the outer surface of the upper end of the packing element (44), and a first outer support ring (88) adjacent the first inner support ring; and the upper support sleeve (61) is configured to abut the first outer support ring when the packer is in a seated configuration.

8. The retrievable downhole tool of claim 6, wherein the lower support assembly comprises: a lower support sleeve (63) coupled to the lower support ring assembly (108).

9. The retrievable downhole tool of claim 8, wherein: the lower support ring assembly (108) further comprises a second inner support ring adjacent the outer surface of the lower end of the packing member (44), and a second outer support ring adjacent the second inner support ring; and the lower support sleeve is configured to abut the second outer support ring when the packer is in a seated configuration.

10. The retrievable downhole tool of claim 8, further comprising a reinforcement mechanism (134) configured to apply an upwardly directed force to the lower support assembly (62), wherein the recovery sleeve (125) is releasably connected to the reinforcement mechanism.

11. A method of manipulating a packing element in a borehole, comprising: providing an upper recovery sleeve (48) having an upper recovery profile (50) embedded in the packing element (44); providing a lower recovery sleeve (54) having a lower recovery profile (56) embedded in the packing element; moving an upper support assembly (60) relative to the upper recovery sleeve toward an upper end of the packing element; moving a lower support assembly (62) relative to the lower recovery sleeve toward a lower end of the packing element, the lower support assembly having a lower support ring (108) enclosing an outer surface of the lower end of the packing element; reducing an axial distance between the upper recovery sleeve and the lower recovery sleeve, thereby axially compressing the packing element; deforming the packing element into contact with a surrounding wall of the borehole and causing the lower support ring to spread outwardly along the outer surface from a lower end of the packing member; and thereafter increasing the axial distance between the upper recovery sleeve and the lower recovery sleeve, and releasing the packing member from the surrounding wall; and at least partially retracting the spread out lower support ring by moving a recovery sleeve (125) relative to the lower support ring.

12. The method of claim 11, wherein deforming the packing element (44) for contact with a surrounding wall of the bore includes: spreading an upper support ring (74) of the upper support assembly (60) outwardly along an outer surface of an upper end of the packing element.

13. The method of claim 12, wherein releasing the packing element (44) from the surrounding wall comprises: increasing an axial distance between the lower support ring (108) and the lower end of the packing element.

14. The method of claim 13, wherein increasing the axial distance between the upper recovery sleeve (48) and the lower recovery sleeve (54) further comprises axially lengthening the packing element (44) by increasing the axial distance between the upper (50) and lower (56) recovery profiles embedded in the packing element.

15. The method of claim 14, wherein increasing the axial distance between the upper recovery sleeve (48) and the lower recovery sleeve (54) comprises using the upper support assembly (60) to move the upper recovery sleeve away from the lower recovery sleeve.

16. The method of claim 12, further comprising recovering the packaging element (44) with the lower support ring (108) in the at least partially retracted position.

17. The method of claim 16, further comprising at least partially retracting the upper support ring (74) when the upper support ring contacts a restriction in the bore during recovery.

18. The method of claim 16, wherein the packing element (44) is axially fixed relative to the lower support ring (108) and the upper support ring (74) during recovery.

19. Downhole tool, characterized by the fact that it comprises: a central mandrel (18); a wedge assembly (146) disposed around the central mandrel; and a packer assembly (40) disposed around the central mandrel, the packer assembly comprising: a packer mandrel (42); a packing element (44) disposed around the packer mandrel and movable between a first position and a second radially expanded, axially shortened position; an upper recovery sleeve (48) disposed about the packer mandrel and extending between the packer mandrel and an upper end of the packing member; an upper support assembly (60) movably disposed about the upper recovery sleeve and adjacent the upper end of the packing member; a lower recovery sleeve (54) disposed about the packer mandrel and extending between the packer mandrel and a lower end of the packing member; a lower support assembly (62) movably disposed about the lower recovery sleeve, the lower support assembly having a lower support ring assembly (108) configured to move from a first position in which the lower support ring encloses an outer surface of the lower end of the packing member, to a second position in which the lower support ring is spread outwardly at the lower end of the packing member; and a recovery sleeve (125) selectively movable relative to the lower support ring assembly and configured to at least partially retract the lower support ring assembly.

20. The downhole tool of claim 19, wherein the wedge assembly (146) further comprises: a wedge mandrel (192); a cone assembly (162) coupled to the wedge mandrel, the cone assembly comprising: a base cone (170), and an extension ramp (184) coupled to the base cone, the extension ramp: movable between a radially retracted position and a radially extended position, and biased to the radially retracted position by a biasing element (190); and a wedge element (160) disposed adjacent the base cone, the wedge element configured to slide between the retracted and extended positions along an outer surface (180) of the base cone and along an outer surface (188) of the extension ramp.