BRPI1011250B1

BRPI1011250B1 - Ferramenta de poço e método para introduzir in situ um meio de tratamento líquido

Info

Publication number: BRPI1011250B1
Application number: BRPI1011250-2A
Authority: BR
Inventors: Sven Harald Tønnessen; Bengt Gunnarsson; Arthur Herman Dybevik; Jonathan Eugen Olsen
Original assignee: Agr Cannseal As
Priority date: 2009-06-16
Filing date: 2010-06-14
Publication date: 2019-10-01
Also published as: EG26548A; AU2010260647B2; AU2010260647A1; EP2454446B1; EP2454446A1; BRPI1011250A2; US9045975B2; EA201171302A1; EA020124B1; CA2761789C; DK2454446T3; CA2761789A1; US20120085539A1; EP2454446A4; NO329699B1; WO2010147476A1; MY162235A; NO20092315A; MX2011013678A

Abstract

ferramenta de poço e método para introduzir in situ um meio de tratamento líquido descreve-se uma ferramenta de poço (2,302a, 302b) e um método para introduzir in situ um meio de tratamento (151) em uma região de anel (12), compreendendo: um corpo de ancoragem (38, 338), um dispositivo de perfuração (234) para fazer um orifício (236) através de uma estrutura de tubulação (4), uma câmara de armazenamento (142a, 142b) para o meio de tratamento, um dispositivo de acionamento (132, 144, 150) para o meio de tratamento e um dispositivo de conexão para passagem de fluido (192) para a injeção do meio de tratamento. a característica distintiva é a de que o corpo de ancoragem é disposto em um módulo de ancoragem (18, 318), em que a câmara de armazenamento, o dispositivo de acionamento e o dispositivo de conexão estão operacionalmente conectados a um módulo de injeção (30, 330), em que o módulo de injeção pode ser movimentado axialmente com relação ao módulo de ancoragem (18, 318) para mover o dispositivo de conexão nas proximidades do orifício, e em que a ferramenta de poço compreende pelo menos um dispositivo para alinhamento e conexão do dispositivo de conexão face a face com o orifício.

Description

“FERRAMENTA DE POÇO E MÉTODO PARA INTRODUZIR IN SITU UM MEIO DE TRATAMENTO LÍQUIDO

Campo Técnico [001] A presente invenção se refere a uma ferramenta de poço e um método para a introdução in situ de um fluido de tratamento para dentro de qualquer anel em um poço sob a superfície, por exemplo, um poço de hidrocarbonetos ou um poço de injeção. Adicionalmente, a presente invenção pode ser usada em qualquer tipo de poço, incluindo um poço vertical, um poço de desvio, um poço multilateral e um poço horizontal. A invenção é adequada para uso tanto em perfurações de poço aberto, não revestidos, como em perfurações de poços revestidos.

[002] A presente invenção é especialmente adequada para operações corretivas de poço durante a fase de finalização de um poço, isto é, a fase em que o poço foi completado e está em operação.

[003] Nesse contexto, tal fluido de tratamento pode, por exemplo, ser constituído por uma massa de vedação adequada, por exemplo, de plásticos fundíveis, plásticos termoajustáveis, epóxi, metal, ou outros materiais adequados. Caso a massa de vedação seja um material no estado sólido do tipo fundível, a ferramenta de poço deve incluir também um dispositivo de aquecimento para fundir a massa selante antes de sua introdução no interior de um anel em um poço. Alternativa ou adicionalmente, a massa selante fundível pode ser fundida antes do transporte para dentro do poço,

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2/61 após o qual esta é mantida em um estado fundido até a introdução no anel.

[004] Como outro exemplo, o fluido de tratamento pode ser constituído por um meio de estimulação de poço, por exemplo, um ácido, um líquido com um material de suporte a ele adicionado, um material solúvel, um líquido de consolidação, um inibidor de incrustações e assim por diante.

Descrição do estado da técnica [005] Os antecedentes da presente invenção consistem em problemas e desvantagens associados ao estado de técnica concernente à introdução de um fluido de tratamento, por exemplo, uma vedação corretiva, para dentro de um anel em um poço após a finalização do poço e durante a sua fase de operação. No entanto, deve ser enfatizado que a presente invenção pode ser usada em qualquer fase durante a vida útil de um poço.

[006] Com relação a vedações corretivas, e de acordo com o estado da técnica, é costumeiro o uso de vários obturadores de poço para isolar zonas, por exemplo, uma ou mais zonas de reservatórios, ao longo de uma tubulação de poço posicionada, ou sendo posicionada em um poço. Obturadores de tal tipo são normalmente posicionados na parte externa da tubulação de poço específica e antes que esta seja transportada ao interior do poço. Tal tipo de obturador é comumente referido como um obturador de revestimento externo - ECP, por exemplo, o chamado obturador inflável. Quando a tubulação de poço é levada e posicionada no local correto no poço, o(s) obturador(es) é/são

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3/61 ativado(s) no anel em torno da tubulação de poço e é/são forçado(s) para fora e contra rochas circundantes, ou contra uma tubulação de poço circundante. A ativação de tal obturador pode ser efetuada de forma hidráulica e/ou mecânica. Pode também ser utilizado o chamado obturador de enchimento, que irá se expandir em contato, por exemplo, com óleo e/ou água no poço. As técnicas para instalação de obturadores deste tipo constituem o estado da técnica.

[007] Ademais, durante a fase pósfinalização de um poço, e particularmente em conexão com a recuperação de hidrocarbonetos a partir de um reservatório, podem surgir condições ou problemas relacionados à produção que demandem ou gerem uma necessidade de instalação de um ou mais obturadores de anel adicionais no poço. A instalação de tais obturadores corretivos de anel pode fazer parte de uma estratégia de gerenciamento de produção apropriada, uma estratégia de gerenciamento de injeção de água, ou estratégia de drenagem de reservatório. Alternativamente, tal instalação pode ser efetuada para corrigir uma situação aguda no poço. Desse modo, pode existir uma necessidade pelo isolamento de uma ou mais zonas em um poço, por exemplo, em um poço em produção ou em um poço de injeção, e a necessidade pode surgir a qualquer momento durante toda a vida útil de um poço. Normalmente, a necessidade será maior em poços horizontais e poços altamente desviados. O isolamento de zonas deficientes ou falhas podem restringir ou impedir vários esforços para estimular a recuperação a partir de um poço,

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4/61 os quais podem reduzir o fator de recuperação e a lucratividade do poço e/ou do reservatório. O isolamento insuficiente de uma zona pode também transportar a condições infortunadas e/ou de perigosas no poço. Este pode também influenciar outras necessidades de isolamento/tratamento em qualquer anel em um poço, incluindo um anel entre a parede de um furo de sondagem não revestido e uma tubulação de um poço, ou um anel entre duas tubulações de poço. Logo, isto pode influenciar, por exemplo, um anel cimentado que requeira póstratamento, ou um anel entre duas tubulações de poço, ao longo de todo o seu comprimento, ou seções longitudinais do poço.

[008] Os exemplos que se seguem apontam algumas condições de poço nas quais uma vedação de anel eficaz e seletiva pode ser de grande relevância para o desempenho de um poço:

• Bloqueio de escoamentos indesejáveis de fluidos, por exemplo, um escoamento de água, a partir de zonas/intervalos específicos e para dentro de um poço de produção, tais como extravasamentos de fluidos indesejáveis a partir de falhas, fraturas e regiões altamente permeáveis das rochas circundantes;

• Bloqueio de fluxos de fluidos indesejáveis para as chamadas zonas-ladrão em um poço de injeção, tais como fluxos de fluidos indesejáveis para falhas, fraturas e regiões altamente permeáveis das rochas circundantes; e • Posicionamento seletivo de produtos químicos para tratamento de poços, incluindo

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5/61 inibidores de incrustações e produtos químicos estimuladores, em zonas individuais de um poço de produção ou poço de injeção.

O estado da técnica e suas desvantagens [009] O uso de obturadores externos (ECPs), bem como o uso dos chamados obturadores de cascalho, constituem duas técnicas principais empregadas para o controle de zonas/isolamento de zonas de anel, particularmente em perfurações de poço aberto. Os métodos podem ser usados individualmente ou em combinação, sendo seu propósito selar um anel completamente (obturador de revestimento externo) ou restringir significantemente o fluxo de um fluido em um anel (obturador de cascalho). Um obturador de revestimento externo pode falhar enquanto é instalado, ou após ser instalado no anel do poço, pelo qual o anel é selado de forma insatisfatória.

[010] No entanto, o emprego de obturadores de revestimento externo e obturadores de cascalho ocorre antes ou durante a finalização do poço. Para formar uma vedação de anel corretiva em um poço após ter sido completado, o mais comum na técnica atual é efetuar a chamada cimentação por pressão, em que uma pasta ou suspensão de cimento

apropriada é	forçada para o	interior	do anel de	um
poço através	de aberturas	em	uma	estrutura	de
tubulação. Alternativamente,	um	gel	adequado pode
ser forçado	para o interior	do	anel	do poço.	As

aberturas na estrutura de tubulação podem ser, por exemplo, perfurações ou fendas em um revestimento, ou aberturas de filtro em uma tela de areia, etc. Para transportar a pasta de cimento ou o gel para

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6/61 um local desejado no poço, é tipicamente usado um cordão tubular, por exemplo, tubulações enroladas ou tubos de perfuração. Em tal contexto, também é utilizado pelo menos um dos chamados obturadores de sela para definir pelo menos uma zona de injeção para a pasta de cimento ou gel.

[011] O uso e/ou eficiência de tais técnicas conhecidas envolvem, entre outras coisas, maiores risco e complexidade operacionais, bem como custos de finalização adicionais para um poço. As técnicas de isolamento por zona também pecam pela falta da desejada flexibilidade operacional durante a fase de operação de um poço após a finalização.

[012] No entanto, com referência à presente invenção, a técnica anterior mais próxima parece estar descrita no documento WO 2006/098634 (Triangle Technology AS). Tal publicação descreve um método e um dispositivo para a formação in situ de uma vedação em um anel em um poço. De acordo com o documento WO 2006/098634, o dispositivo compreende, entre outras coisas, um dispositivo de perfuração para permitir que se efetue um orifício através da parede de um tubo, e também um módulo para injeção de obturador para permitir que um material líquido de obturador seja forçado para dentro do anel no poço. A seguir, o material de obturador líquido irá passar a um estado sólido e formar uma vedação no anel. Para tal propósito o módulo para injeção de obturador compreende pelo menos uma câmara de obturador contendo um material de obturador fundível no estado sólido, um dispositivo de aquecimento para permitir que o material de obturador no estado sólido seja

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7/61 fundido, um dispositivo de acionamento com um dispositivo de propulsão associado para permitir que o material de obturador fundido, líquido, seja expelido da câmara de obturador, e um dispositivo de conexão para permitir que a câmara de obturador seja conectada de maneira a haver comunicação de fluxo para o orifício através da parede do tubo e a seguir conduzir o material líquido de obturador mais para o interior do anel.

[013] Uma desvantagem da técnica de acordo com o documento WO 2006/098634 é a de que ela fica confinada ao uso de um material de obturador fundível no estado sólido para efetuar uma vedação corretiva em um anel em um poço. Ela não descreve uma solução técnica adequada para a introdução de um meio de tratamento mais geral no anel, em que tal tratamento pode ser uma massa de vedação adequada, mas em que o meio de tratamento possa ser também um meio de estimulação de poço ou outro material líquido.

[014] Em uma modalidade descrita no documento WO 2006/098634, o módulo de injeção de obturador também está conectado em comunicação de fluxo com um módulo de conexão de passagem de fluxo compreendendo o dispositivo de perfuração para efetuar um orifício através da parede do tubo. Um módulo de conexão a ser usado tanto para a perfuração da parede do tubo como para a subsequente conexão ao orifício envolve uma complexidade técnica e operacional que pode se mostrar dificultosa durante o uso como, entre outras coisas, uma fonte de problemas operacionais e possível parada de operação.

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8/61 [015] Devido aos problemas e desvantagens acima mencionados associados à técnica anterior neste campo, existe, portanto, uma demanda relevante na indústria por soluções técnicas que

possibilitem a	introdução in	situ	de	um meio	de
tratamento em	um anel em um	poço	mais	simples	e
menos custosa,	especialmente	durante	a fase	de
operação após a	finalização.

Objetivos da invenção [016] O objetivo principal da presente invenção é o de evitar ou reduzir pelo menos um dos problemas e desvantagens supracitados da técnica anterior.

	[017] Mais	especificamente,	o
objetivo	da presente	invenção é o	de prover	uma
solução	técnica para	a	introdução	in situ de	um
meio de	tratamento	em	um anel	localizado	no

exterior de uma estrutura de tubo em um poço.

[018] Os objetivos são atingidos por meio de recursos e características apresentados na descrição que se segue.

Descrição geral de como alcançar os objetivos [019] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é provida uma ferramenta de poço para a introdução in situ de um meio de tratamento em uma região de um anel ou anel localizado externamente a uma estrutura de tubo em um poço. Como exemplo, a estrutura de tubo pode ser constituída por um tubo de poço ou uma tela de areia ou similar no poço. De acordo com este primeiro aspecto, a ferramenta de poço compreende:

- pelo menos um corpo de ancoragem para ancoragem contra um interior da estrutura de tubo;

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9/61

- pelo menos um dispositivo de perfuração para formar pelo menos um orifício através da parede da estrutura de tubulação;

- pelo menos uma câmara de armazenamento para armazenar o meio de tratamento;

- pelo menos um dispositivo de acionamento para forçar o meio de tratamento líquido para fora da câmara de armazenamento;

- pelo menos um dispositivo de conexão para passagem de fluxo conectado de uma maneira a haver comunicação de fluxo à câmara de armazenamento, e estruturado de uma forma que permite que ele seja conectado de uma maneira a haver comunicação de fluxo ao orifício através da parede da estrutura de tubo para injeção de meios de tratamento líquido na região do anel;

- em que a ferramenta	de	poço está
estruturada para	receber sinais	de	energia	e
controle para operação da ferramenta	de	poço;
[020]	A característica	distintiva	da
ferramenta de poço	reside no fato de	que	o corpo	de

ancoragem está disposto em um módulo de ancoragem;

-	em	que pelo menos	a câmara	de
armazenamento, o	dispositivo de acionamento	e o
dispositivo	de	conexão estão operacionalmente
conectados	a um módulo de injeção;
-	em	que o módulo de	injeção	está
estruturado	de maneira a permitir	que ele	seja
movimentado	axialmente com relação	ao módulo de
ancoragem,	desse	modo permitindo que	o dispositivo
de conexão	seja	movimentado para uma posição	nas

vizinhanças do orifício após sua formação; e

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10/61

- em que a ferramenta de poço compreende pelo menos um dispositivo de alinhamento para alinhamento do dispositivo de conexão face a face com o orifício através da parede da estrutura de tubo para conexão ao orifício e subsequente injeção de meio de tratamento líquido na região do anel.

[021] O termo axial na presente descrição se refere à direção da linha central longitudinal da ferramenta de poço.

[022] A característica distintiva da ferramenta de poço da presente invenção difere de todas aquelas ferramentas de poço acima descritas para a injeção de uma massa em um anel em um poço.

[023] Por meio da ferramenta de poço e método da presente invenção, pode ser efetuada a introdução in situ de um meio de tratamento em uma região do anel, em que o meio de tratamento é transportado para o interior do poço em conjunto com a ferramenta de poço. Isto possibilita óbvias vantagens técnicas, operacionais e relacionadas a custos com relação à técnica anterior.

[024] Em tal contexto, o meio de tratamento pode ser, por exemplo, constituído por uma massa de vedação, incluindo plásticos fundíveis, plásticos termo ajustáveis, epóxi, metal, enxofre, ou outros materiais de tipos adequados. Os meios de tratamento podem também ser constituídos por um meio para estimulação de poços, incluindo produtos químicos de estimulação, inibidores de incrustação, materiais em gel e assim por diante. Além disso, podem ser usados quaisquer meios de tratamento adequados para a tarefa específica no anel do poço. O essencial na presente

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11/61 invenção não é qual meio de tratamento é usado no anel, mas sim a maneira pela qual o meio de tratamento é introduzido na sua localização no interior do anel.

[025] Além disso, a ferramenta de poço pode ser estruturada para transporte à estrutura de tubo por meio de uma linha de conexão. Logo, a linha de conexão pode compreender um cordão de tubulação, por exemplo, um cordão de tubulação composto por tubos em rolos. A linha de conexão pode também compreender um cabo flexível, por exemplo, um cabo de eletricidade. Dessa forma, a ferramenta de poço pode ser transportada para o interior do poço por meio de dispositivos de transporte convencionais.

[026] Para uso especialmente em poços altamente desviados e poços horizontais, a ferramenta de poço pode também ser estruturada para conexão a um trator de poço para transporte ao interior do poço através da linha de conexão. Tal trator de poço está usualmente provido com rodas, roletes, ou corpos de movimento similares para contato com o, e movimento no interior do tubo de poço. Alternativamente, a extremidade inferior e livre da ferramenta de poço pode estar operacionalmente conectada a uma seção guia móvel, a qual forma uma extremidade frontal protetora e estabilizadora de um conjunto da ferramenta de poço e da seção guia. De forma similar ao trator de poço, tal seção guia pode também estar provida com corpos de movimentação adequados para suporte e movimento no interior do tubo de poço.

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12/61 [027] Ademais, a ferramenta de poço pode estar estruturada para operação no interior da estrutura de poço sem a necessidade de uso de uma linha de conexão entre a ferramenta de poço e a superfície. Tal modalidade requer que a ferramenta de poço esteja estruturada de uma forma mais ou menos autônoma, em que os sinais de controle são transmitidos sem fio e em que a ferramenta de poço é autossuficiente com referência à energia. Tal ferramenta de poço pode compreender também corpos de movimentação adequados, para contato com o, e movimento no interior do tubo de poço circundante.

[028] Alternativamente, tal ferramenta de poço pode estar conectada a um trator de poço controlado remotamente e estruturado para operação sem fio. Como exemplo, a ferramenta de poço e um potencial trator de poço podem ser levados para o interior da estrutura de tubos, ou serem puxados para fora da mesma, por meio de uma linha de aço lisa, ou outra linha de conexão dos tipos acima mencionados.

[029] Para o transporte para o interior da estrutura de tubulação, tal ferramenta de poço e um potencial trator de poço podem também ser baixados para o interior da estrutura de tubos de forma controlada. Para evitar danos à ferramenta de poço e a um potencial trator de poço que descem através da estrutura de tubos, a ferramenta de poço/trator de poço pode ser conectada a uma peça de equipamento para redução de velocidade ou similar. A seguir, por meio de controle remoto sem fio, os corpos de movimentação podem ser empregados para movimentar a ferramenta de poço e um potencial

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13/61 trator de poço até a posição desejada na estrutura de tubulação.

[030] No que se segue serão descritas em maiores detalhes as características construtivas da ferramenta de poço da presente invenção.

[031] De acordo com uma primeira modalidade da ferramenta de poço, o dispositivo de perfuração pode também estar operacionalmente conectado ao módulo de injeção;

-	em que	o	módulo de	injeção	está
conectado de	uma maneira	axialmente	móvel ao	módulo
de ancoragem,	pelo que o	módulo de	injeção é	móvel
com relação ao módulo	de	ancoragem;	e
-	em que	o	módulo de	injeção	está
conectado de	forma	não	rotativa	ao módulo de

ancoragem. Tal conexão não rotativa constitui um meio ou dispositivo de alinhamento para o alinhamento axial do dispositivo de conexão com relação ao orifício através da parede da estrutura de tubo.

[032] Em tal contexto, o dispositivo de perfuração pode ser disposto em um módulo de perfuração operacionalmente conectado ao módulo de injeção.

[033] A ferramenta de poço de acordo com tal primeira modalidade constitui uma ferramenta de poço de viagem única, isto é, uma ferramenta de poço estruturada de forma a permitir todas as operações necessárias de fundo de poço por meio de uma viagem ao interior do poço.

[034] Em tal ferramenta de poço de viagem única, o módulo de injeção pode estar

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14/61 conectado de forma móvel a um dispositivo guia para impedir a rotação associado ao módulo de ancoragem.

[035] Dessa forma, tal dispositivo guia pode incluir pelo menos um dos seguintes elementos guia: um pino guia, uma faixa guia, uma sapata guia, uma barra guia e um trilho guia.

[036] Tal dispositivo guia irá impedir a rotação do módulo de injeção enquanto ele é movimentado axialmente com relação ao módulo de ancoragem, o que corrige o alinhamento axial do dispositivo de conexão com relação ao orifício através da parede da estrutura de tubo.

[037]	Em tal ferramenta	de poço	de
viagem única, o	módulo	de injeção	e	o módulo	de
ancoragem podem	estar	conectados	de	uma forma
axialmente móvel	através	de pelo menos	um corpo	de
conexão.
[038]	Como	exemplo,	tal	corpo	de

conexão pode ser constituído por uma haste de pistão axialmente móvel;

- em que uma extremidade da haste de pistão está operacionalmente conectada a um pistão em um cilindro disposto no módulo de ancoragem, enquanto a outra extremidade da haste de pistão se estende para fora a partir do cilindro e está operacionalmente conectada ao módulo de injeção. Desse modo, o módulo de injeção é axialmente móvel quanto ao movimento do pistão.

[039] Como outro exemplo, tal corpo de conexão pode ser constituído por um eixo axialmente móvel;

- em que uma extremidade do eixo, através de uma conexão roscada, está operacionalmente

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15/61 conectada a um corpo rotativo de transmissão de força disposto no módulo de ancoragem, enquanto a outra extremidade do eixo está operacionalmente conectada ao módulo de injeção. Sendo isto feito, o módulo de injeção fica axialmente móvel quanto à rotação do corpo de transmissão de força. Tal corpo de transmissão de força pode ser constituído por um corpo em forma de manga provido de rosca. Além disso, o corpo de transmissão de força pode estar conectado a um motor hidráulico, um motor elétrico, ou outra fonte similar de energia motriz para a rotação do corpo de transmissão de força. Quanto à rotação do corpo de transmissão de força, o eixo

irá se	mover	axialmente,	pelo	que o	módulo de
injeção	irá se	movimentar em	uma	direção	axial.
	[040]	Ademais,	o	corpo	de conexão

axialmente móvel pode estar conectado de forma não rotativa ao módulo de ancoragem. Tal corpo de conexão não rotativo constitui um meio ou dispositivo de alinhamento para alinhamento axial do dispositivo de conexão com relação ao orifício através da parede da estrutura de tubo.

[041] Como um exemplo deste último caso, a ferramenta de poço pode, portanto, compreender uma conexão impedindo a rotação entre o corpo de conexão axialmente móvel e o módulo de ancoragem. Além disso, tal conexão impedindo a rotação pode compreender uma conexão do tipo lingueta e sulco, por exemplo, uma conexão constituída por um rasgo de chaveta.

[042] Como outro exemplo deste último caso, o corpo de conexão axialmente móvel pode ter um formato de seção reta não circular, enquanto o

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16/61 módulo de ancoragem compreende uma abertura axial tendo um formato de seção reta não circular complementar com relação àquele do corpo de conexão. Isto irá também constituir uma conexão que previne a rotação.

[043] De acordo com uma segunda modalidade da ferramenta de poço da presente invenção, o dispositivo de perfuração pode estar

operacionalmente	conectado	a um módulo de
perfuração;
- em que	o módulo de	ancoragem, o	módulo
de perfuração e	o módulo	de injeção	estão

estruturados como módulos separados; e

- em que ambos o módulo de perfuração e o módulo de injeção estão estruturados de modo a permitir que eles sejam conectados de forma a que possam ser liberados ao módulo de ancoragem. Portanto, o módulo de injeção e o módulo de ancoragem são móveis com relação ao módulo de perfuração.

[044] A ferramenta de poço de acordo com tal segunda modalidade constitui uma ferramenta de poço de duas viagens, isto é, uma ferramenta de poço estruturada de forma a se permitir efetuar todas as operações de fundo de poço necessárias por meio de duas ou mais viagens ao interior do poço.

	[045]	Tal	ferramenta	de poço de duas
viagens pode	compreender um	instrumento	de
orientação	incluindo um primeiro	dispositivo	de
orientação	e um	segundo	dispositivo	de orientação;
	em	que	o segundo	dispositivo	de
orientação	está	estruturado de modo a permitir	que
ele seja	conectado	de maneira	liberável,	e

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17/61 posicionado com relação, ao primeiro dispositivo de orientação;

- em que o módulo de ancoragem está provido com o primeiro dispositivo de orientação; e

- em que o módulo de perfuração e o módulo de injeção estão, cada um, providos com um segundo dispositivo de orientação. Tal instrumento de orientação constituindo um dispositivo de alinhamento para alinhamento do dispositivo de conexão face a face com o orifício através da parede da estrutura de tubo.

[046] Assim sendo, tal instrumento de orientação pode compreender pelo menos um dentre os seguintes elementos de orientação:

- uma faixa de orientação;

- um pino de orientação;

- uma chaveta de orientação;

- uma fenda de orientação;

- uma espiral de orientação; e

- um cone de orientação.

[047] Além disso, o dispositivo de perfuração da ferramenta de poço da presente invenção pode ser constituído por um dentre os seguintes dispositivos de perfuração para que esteja capacitado a efetuar o orifício:

- um dispositivo de perfuração;

- um implemento de impacto;

- uma arma de perfuração compreendendo pelo menos uma carga explosiva;

- um implemento de jato de água; e

- um implemento corrosivo compreendendo um agente corrosivo.

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18/61 [048] A ferramenta de poço da presente invenção pode adicionalmente compreender:

- pelo menos uma unidade de energia para transportar energia motriz para componentes operacionais na ferramenta de poço; e

- pelo menos uma unidade de controle para processamento de sinais e controle de operação da ferramenta de poço.

[049] Em tal contexto, a linha de conexão pode ser estruturada de modo a lhe permitir a transmissão de energia e sinais de controle para a unidade de energia e para a unidade de controle para operação da ferramenta de poço.

[050] Como uma alternativa, a ferramenta de poço pode compreender também:

- uma unidade de transmissão de sinais estruturada para a recepção sem fio de sinais de controle para a unidade de controle; e

- pelo menos uma fonte de energia para transportar energia à unidade de energia, à unidade de controle e à unidade de transmissão de sinais.

[051] Ao usar tal ferramenta de poço mais ou menos autônoma, a qual é operada sem uma linha de conexão, deve ser usada esta última modalidade.

[052] Os meios de tratamento a serem introduzidos em uma região do anel podem também estar localizados em um receptáculo substituível posicionado na câmara de armazenamento no módulo de injeção da ferramenta de poço.

[053] No que se segue, será feita referência a um segundo aspecto da presente invenção. De acordo com tal segundo aspecto, é

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19/61 provido um método para a introdução in situ de um meio de tratamento em uma região de um anel localizado externamente a uma estrutura de tubulação em um poço.

[054] A característica distintiva do método reside no fato de que ele compreende as seguintes etapas:

(A) usar uma ferramenta de poço de acordo com o primeiro aspecto da presente invenção;

(B) transportar pelo menos o módulo de ancoragem e o dispositivo de perfuração para o interior da estrutura de tubo até uma posição face a face com a região do anel;

(C) ancorar pelo menos um corpo de ancoragem do módulo de ancoragem contra o interior da estrutura de tubo;

(D) por meio do dispositivo de perfuração, formar pelo menos um orifício através da parede da estrutura de tubulação;

(E) mover o dispositivo de perfuração em afastamento do orifício através da parede da estrutura de tubo;

(F) mover o dispositivo de conexão, o qual está operacionalmente conectado ao módulo de injeção, para uma posição nas vizinhanças do orifício através da parede da estrutura de tubo;

(G) por meio do pelo menos um dispositivo de alinhamento da ferramenta de poço, alinhar o dispositivo de conexão face a face com o orifício através da parede da estrutura de tubo;

(H) conectar o dispositivo de conexão de uma maneira para comunicação de fluxo ao orifício através da parede da estrutura de tubo;

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20/61 (I) por meio do dispositivo de acionamento operacionalmente conectado ao módulo de injeção, forçar o meio de tratamento líquido para fora da câmara de armazenamento para injeção do meio de tratamento no interior da região do anel através do dispositivo de conexão e do orifício através da parede da estrutura de tubo, desse modo posicionando o meio de tratamento no anel; e (J) desconectar a ferramenta de poço da estrutura de tubo e puxar a ferramenta de poço para fora do poço.

[055] O método de acordo com as etapas (A) a (J) se aplica a ambas as ferramentas de poço de viagem única e de duas viagens de acordo com o primeiro aspecto da presente invenção.

[056] Na etapa (B), o método pode compreender a etapa de transportar a ferramenta de poço para o interior da estrutura de tubo por meio

de uma linha	de conexão	dos	tipos	acima
mencionados.
[057]	De acordo	com	uma primeira

modalidade, o método pode compreender também as seguintes etapas:

- antes da etapa (B), conectar operacionalmente o dispositivo de perfuração ao módulo de injeção e conectar o módulo de injeção de uma forma axialmente móvel e não rotativa ao módulo de ancoragem de modo a formar um conjunto dos mesmos;

- na etapa (B), transportar o conjunto do módulo de injeção e do módulo de ancoragem para o interior da estrutura de tubo até uma posição face a face com a região do anel;

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21/61

- na etapa (D), e por meio do dispositivo de perfuração do módulo de injeção, efetuar o orifício através da parede da estrutura de tubo; e

- nas etapas (E) e (F), mover o módulo de injeção axialmente com relação ao módulo de ancoragem, desse modo movendo simultaneamente o dispositivo de conexão do módulo de injeção para uma posição nas vizinhanças do orifício. Em tal contexto, a conexão não rotativa constitui um dispositivo de alinhamento para alinhamento axial do dispositivo de conexão com relação ao orifício.

[058] Tal primeira modalidade do método envolve o uso da ferramenta de poço de viagem única.

[059] De acordo com uma segunda modalidade, o método pode compreender também as seguintes etapas:

- antes da etapa (B), conectar operacionalmente o dispositivo de perfuração a um módulo de perfuração; e estruturar o módulo de ancoragem, o módulo de perfuração e o módulo de injeção na forma de módulos separados; e estruturar o módulo de perfuração e o módulo de injeção de modo a permitir que eles sejam conectados ao módulo de ancoragem de maneira liberável;

- na etapa (B), transportar um conjunto liberável do módulo de ancoragem e o módulo de perfuração para o interior da estrutura de tubo para uma posição face a face com a região do anel;

- na etapa (D), e por meio do dispositivo de perfuração do módulo de perfuração, fazer o orifício através da parede da estrutura de tubo;

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22/61

- na etapa (E), desconectar o módulo de perfuração do conjunto de módulo de ancoragem e puxar o módulo de perfuração para fora do poço, desse modo movendo o dispositivo de perfuração em afastamento do orifício através da parede da estrutura de tubo; e

- após a etapa (E), transportar o módulo de injeção para o interior da estrutura de tubo e

conectar	de forma liberável o módulo	de injeção	ao
conjunto	de módulo de	ancoragem,	desse modo
efetuando	simultaneamente	as etapas	(F) e (G)	do
método.	[060] Tal	segunda modalidade	do

método envolve o uso da ferramenta de poço de duas viagens.

[061] No método da presente invenção o meio de tratamento pode, por exemplo, ser constituído por uma massa de vedação ou um meio de estimulação de poço, tal como foi acima mencionado no contexto da descrição da ferramenta de poço da presente invenção.

[062] Além disso, o método da presente invenção pode ser usado em vários contextos e para vários propósitos.

[063] Dessa forma, na etapa (I) do método, o meio de tratamento pode ser injetado em uma região de um anel localizada externamente a uma tela de areia associada à estrutura de tubo.

[064] Alternativamente, o meio de tratamento pode ser injetado em um obturador de cascalho disposto no anel. Como alternativa adicional, o meio de tratamento pode ser injetado

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23/61 em uma região de um anel definida pela estrutura de tubo e um tubo externo.

[065] No que se segue será feita referência a duas modalidades exemplificativas não limitantes da presente invenção.

Breve descrição das figuras das modalidades exemplificativas

[066]	As	Figuras 1	a	18 apresentam
uma modalidade	de uma	ferramenta	de	poço de viagem
única de acordo	com a	invenção.
[067]	A	Figura	1	ilustra os

constituintes principais da ferramenta de poço de viagem única da presente invenção.

[068] As Figuras 2 a 4 apresentam, em corte parcial e em maior escala, detalhes de um módulo de ancoragem da ferramenta de poço de acordo com a Figura 1; as Figuras 2 a 4 apresentando também diferentes posições de operação do módulo de ancoragem.

[069] As Figuras 5 a 7 apresentam, em corte parcial e em maior escala, outros módulos da ferramenta de poço de acordo com a Figura 1.

[070] As Figuras 8 e 9 apresentam, em corte parcial e em maior escala, detalhes de um módulo de injeção da ferramenta de poço de acordo com a Figura 1; as Figuras 8 e 9 apresentando o módulo de injeção quando em uma posição inativa e uma posição ativa, respectivamente.

[071] A Figura 10 apresenta, em corte parcial e em maior escala, detalhes de um módulo de perfuração da ferramenta de poço de acordo com a Figura 1.

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24/61 [072] As Figuras 11 a 18 apresentam várias etapas de uma primeira modalidade do método de acordo com a invenção, quando usadas em conjunto com a ferramenta de poço de viagem única de acordo com as Figuras 1 a 10.

[073] As Figuras 19 a 33 apresentam uma modalidade de uma ferramenta de poço de duas viagens de acordo com a presente invenção.

[074] As Figuras 19 a 21 apresentam os componentes principais de tal ferramenta de poço de duas viagens.

[075] A Figura 22 apresenta, em corte parcial e em maior escala, detalhes de um módulo de injeção da ferramenta de poço de acordo com as Figuras 19 a 21; a Figura 22 apresentando o módulo de injeção quando em uma posição ativa.

[076] A Figura 23 apresenta, em corte parcial e em maior escala, detalhes de um módulo de ancoragem da ferramenta de poço de acordo com as Figuras 19 a 21, a Figura 23 apresentando o módulo de ancoragem quando em uma posição inativa.

[077] A Figura 24 apresenta um conjunto do módulo de injeção e do módulo de ancoragem de acordo com as Figuras 22 e 23, respectivamente, tanto o módulo de injeção e o módulo de ancoragem sendo apresentados em suas posições ativas, tal como indicado posteriormente nas Figuras 31 e 32.

[078] As Figuras 25 a 33 apresentam várias etapas de uma segunda modalidade do método de acordo com a presente invenção quando usadas em conjunto com a ferramenta de poço de duas viagens de acordo com as Figuras 19 a 21.

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25/61 [079] Para facilitar a compreensão da invenção, as figuras foram apresentadas de uma forma um tanto simplificada, mostrando apenas os componentes e elementos mais essenciais da presente ferramenta de poço. Os formatos, dimensões relativas e posições mútuas dos componentes e elementos podem estar um tanto distorcidos. Ademais, todas as referências a superior e inferior no contexto de um elemento ou componente se referem a uma localização mais próxima ou mais afastada, respectivamente, da superfície do poço.

Descrição______específica______das______modalidades exemplificativas

Modalidade exemplificativa N^o 1 [080] A Figura 1 apresenta os constituintes principais de uma ferramenta de poço de viagem única 2 de acordo com a invenção. As Figuras 2 a 10 apresentam detalhes de alguns dos constituintes principais, enquanto os constituintes principais são apresentados interconectados nas

Figuras	11 a	18. As Figuras	11	a	18 apresentam
várias	etapas	associadas ao	uso	da	ferramenta	de
poço 2	em um	revestimento 4	em	um	poço 6 que	se

estende para baixo até uma formação ou jazida 8 sob a superfície. Para transporte no interior do poço 6, a ferramenta de poço 2 é conectada a uma linha de conexão na forma de um cabo elétrico 10 que se estende para baixo a partir da superfície. Adicionalmente, o cabo elétrico 10 é estruturado de maneira a permitir que este transmita energia elétrica, sinais de controle e similares para/a partir da ferramenta de poço 2 durante a operação da mesma. Em tal modalidade exemplificativa, a

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26/61 ferramenta de poço 2 deve ser usada para forçar uma massa de vedação líquida para o interior de uma região de um anel 12 entre o revestimento 4 e um orifício de perfuração 14 circundante.

[081] Em outra modalidade exemplificativa (não mostrada), a ferramenta de poço 2 pode também ser usada para forçar um meio de tratamento, por exemplo uma massa de vedação líquida, para o interior de uma região de um anel localizado entre dois revestimentos de diferentes diâmetros, ou estruturas de tubo similares.

[082] Vistos em sequência, de cima para baixo, tais constituintes principais (ver Figura 1) compreendem: um conector 16, um módulo de ancoragem 18, um módulo de válvula 20, um módulo de controle 22, um módulo de óleo hidráulico 24, um módulo de bomba hidráulica 26, um módulo de armazenamento 28, um módulo de injeção 30 e um módulo de perfuração 32. Doravante, a estrutura e/ou função de tais constituintes serão descritas em maiores detalhes.

[083] O conector 16 interconecta o cabo elétrico 10 e a ferramenta de poço 2 quando está sendo usada no poço 6, o conector 16 conectando o cabo 10 a uma extremidade superior do módulo de ancoragem 18.

[084] Tal módulo de ancoragem 18 (ver

Figuras 2 a 4) possui duas funções. A primeira função consiste de ancorar uma parte superior da ferramenta de poço 2 à parede interna de tubo do revestimento 4. A segunda função é a de mover um corpo de conexão, o qual, nesta modalidade, é constituído por uma haste de pistão 34 maciço e

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27/61 axialmente móvel, para fora a partir de uma extremidade inferior do módulo de ancoragem 18.

[085] Para que o módulo de ancoragem efetue sua primeira função, uma primeira parte 36 do mesmo é provida com quatro elementos de agarramento 38 radialmente móveis, dos quais apenas três são mostrados nas Figuras 2 a 4. Cada elemento de garra 38 pode se mover radialmente para fora a partir de uma cavidade rebaixada 40 disposta na primeira parte 36 do módulo 18. Adicionalmente, cada elemento de agarramento 38 está provido com dentes de agarramento externos 42, bem como duas juntas de dobradiça 44, 46, dispostas de forma rotativa em uma parte axial superior e inferior, respectivamente, do elemento de garra 38. A junta de dobradiça inferior 46 está conectada de forma rotativa a uma parede inferior fixa 48 da cavidade rebaixada 40, pelo que a junta de dobradiça 46 está fixada à primeira peça 36 do módulo 18. No entanto, a junta de dobradiça superior 44 está conectada de forma rotativa a um pistão duplo 50a, 50b, em forma de anel, o qual pode se mover axialmente no interior de um primeiro cilindro de pistão 52 em forma de anel formado na primeira peça 36 do módulo

18. Um pistão superior 50a e um pistão inferior 50b do pistão duplo estão conectados através de uma haste de pistão 54 em forma de tubo envolvendo a haste de pistão 34 maciço que se estende para fora a partir da extremidade inferior do módulo de ancoragem 18. Para impedir vazamento de fluidos, a periferia de cada pistão 50a, 50b, está provida com uma respectiva gaxeta de anel 56, 58, a qual está em contato de vedação com uma parte de manga

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28/61 externa 60 que define o primeiro cilindro de pistão 52.

[086] Adicionalmente, os pistões 50a, 50b, a haste de pistão 54 e o primeiro cilindro de pistão 52 definem uma câmara de cilindro 62a, 62b, em forma de anel. Um pistão fixo 64 em forma de anel está fixado no interior da parte de manga externa 60 e se estende radialmente para o interior da câmara de cilindro 62a, 62b, em forma de anel, internamente sobre a haste de pistão 54 do pistão duplo 50a, 50b. Em sua periferia interna, o pistão fixo 64 está provido com um anel de gaxeta 66, o qual está em contato de vedação com a haste de pistão 54. Desse modo, o pistão fixo 64 separa a câmara de cilindro em forma de anel do pistão duplo 50a, 50b, em uma câmara de cilindro superior 62a e uma câmara de cilindro inferior 62b.

[087] Dois condutos hidráulicos 68, 70, (ilustrados de forma esquemática por linhas tracejadas nas Figuras 2 a 4) são formados em uma parte de manga externa 72 da primeira peça 36 do módulo 18 e estão direcionados para as câmaras de cilindro superior e inferior 62a, 62b, respectivamente, sobre cada lado do pistão fixo 64. Cada conduto hidráulico 68, 70, na extremidade oposta do mesmo está conectado a um respectivo tubo hidráulico 74, 76, enrolado, disposto no interior de uma cavidade 78 em uma segunda parte 80 do módulo de ancoragem 18. Nas Figuras 2 e 3, os tubos hidráulicos 74, 76, são apresentados em uma posição axialmente relaxada, enquanto a Figura 4 apresenta os tubos hidráulicos 74, 76, em uma posição axialmente comprimida. Em sua extremidade oposta,

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29/61 cada tubo hidráulico 74, 76, está conectado a um respectivo conduto hidráulico 68', 70' (apresentados esquematicamente por linhas tracejadas nas Figuras 2 e 4) direcionados através da haste de pistão 34 maciça se estendendo para fora a partir da extremidade inferior do módulo de ancoragem 18. A segunda parte 80 do módulo 18 também é provida com uma cobertura externa 82, em forma de manga, que protege a cavidade 78 e seus tubos hidráulicos enrolados 74, 76. A cobertura 82 pode ser movida axialmente sobre o exterior e se sobrepõe a uma parte da parte de manga externa 72 da primeira parte 36 do módulo 18.

[088] A Figura 2 apresenta o pistão duplo 50a, 50b, quando em uma posição inativa, no interior do qual os elementos de garra 38 estão retraídos no interior da cavidade rebaixada 40 na primeira peça 36 do módulo 18. No entanto, as Figuras 3 e 4 apresentam o pistão duplo 50a, 50b, quando em uma posição ativa em que os elementos de garra 38 estão estendidos radialmente para fora da cavidade rebaixada 40. Esta última é obtida através do suprimento de óleo hidráulico pressurizado à câmara de cilindro inferior 62b através dos condutos hidráulicos 70, 70', e do tubo hidráulico enrolado 76. Desse modo, o pistão duplo aciona o pistão inferior em forma de anel 50b para a direção axial em direção à cavidade rebaixada 40 e sua parede inferior fixa 48, pelo que os elementos de garra 38 são forçados radialmente para fora através das duas juntas de dobradiça 44, 46. Uma retração subsequente dos elementos de garra 38 para o interior da cavidade 40 é efetuada através do

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30/61 suprimento de óleo hidráulico pressurizado para a câmara de cilindro superior 62a através dos condutos hidráulicos 68, 68', e dos tubos hidráulicos enrolados 74. Desse modo, o pistão duplo aciona o pistão superior em forma de anel 50a na direção axial afastando-o da cavidade rebaixada 40 e sua parede inferior fixa 48.

[089] Para efetuar sua segunda função, a primeira parte 36 do módulo de ancoragem 18 é também provida com um segundo cilindro de pistão em forma de anel 84a, 84b, formado na extremidade inferior do módulo 18. Um pistão em forma de anel 86 é fixado à parte externa da haste de pistão de massa elevada 34. O pistão em forma de anel 86 se estende para fora em direção ao segundo cilindro de pistão 84a, 84b, e mais para fora sobre uma parte de manga externa 88 do cilindro 84a, 84b. Em sua periferia, o pistão 86 está provido com uma gaxeta de anel 90, a qual está em contato de vedação com a parede de manto 88. Desse modo, o pistão 86 separa o segundo cilindro de pistão em uma câmara de cilindro superior 84a e uma câmara de cilindro inferior 84b. Nas extremidades superior e inferior do cilindro de pistão 84a, 84b, a primeira parte 36 do módulo 18 está também provida com respectivas gaxetas de anel 92, 94, que estão em contato de vedação com a haste de pistão 34.

[090] Mais dois condutos hidráulicos 96, 98 (mostrados de forma esquemática por linhas tracejadas nas Figuras 2 a 4) são formados na haste de pistão 34 e estão direcionados para a as câmaras de cilindro superior e inferior 84a, 84b, respectivamente, em ambos os lados do pistão em

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forma	de anel 86.	Na	parte	superior da primeira
peça	36 do módulo	18,	a haste	de pistão	34 também
está	provida com	uma	faixa	guia 100	axialmente

direcionada rebaixada para o interior da superfície externa da haste de pistão. Um pino guia 102 radialmente direcionado está fixado à parte externa de manga 72 da primeira peça 36 do módulo de ancoragem 18 e se estende para o interior da faixa guia 100 na haste de pistão 34 (ver figuras 2 e 3). O pino guia 102 constitui um dispositivo guia

impedindo	a	rotação, associado	ao módulo	de
ancoragem	18,	pelo que o	módulo	de injeção	fica
conectado	de	forma não	rotativa	ao módulo	de
ancoragem	18.
	[091]	Ao ser	suprido	óleo hidráulico
pressurizado à	câmara de	cilindro superior	84a

através do conduto hidráulico 96, o pistão em forma de anel 86 pode ser movido na direção axial para baixo e em direção à extremidade inferior do módulo de ancoragem 18, tal como mostrado na Figura 4. Durante este movimento axial, os tubos hidráulicos enrolados 74, 76, são também unidos axialmente, o que também é mostrado na Figura 4. Tal movimento axial também provê o movimento axial simultâneo da haste de pistão maciça 34 associada. Dado que a extremidade axial oposta da haste de pistão 34 está conectada diretamente ao módulo de válvula 20, a qual está por sua vez conectada aos outros módulos 22, 24, 26, 28, 30, 32, da ferramenta de poço 2, tal movimento axial transportará ao movimento axial simultâneo de todos esses módulos 20, 22, 24, 26, 28, 30 e 32.

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32/61 [092] No que se segue serão descritas em maiores detalhes a estrutura e/ou função do módulo de válvula 20, do módulo de controle 22, do módulo de óleo hidráulico 24, do módulo de bomba hidráulica 26, do módulo de armazenamento 28, do módulo de injeção 30 e do módulo de perfuração 32. No entanto, o módulo de válvula 20 e o módulo de controle 22, que são mostrados nas Figuras 1 e 11 a

18, não serão descritos com a mesma riqueza de detalhes que no caso do módulo de ancoragem 18. A razão para tal é a de que os módulos 20 e 22 compreendem componentes conhecidos por si, bem como seus modos de operação, de forma a serem considerados como técnica anterior para uma pessoa versada na técnica.

[093] Quando a ferramenta de poço 2 está em operação no poço 6, energia elétrica e sinais de controle são transmitidos a partir da superfície e para baixo para o módulo de controle 22 através do cabo elétrico 10, do conector 16, do módulo de ancoragem 18 e do módulo de válvula 20. O módulo de controle 22 pode compreender componentes eletrônicos, incluindo processadores e software adequados, bem como sensores, transmissores de sinais, fios elétricos, baterias e assim por diante, no grau considerado necessário para prover uma operação funcional de vários componentes na ferramenta de poço 2. A energia e os sinais de controle, possivelmente também fluidos adequados, podem ser transmitidos através de linhas, tubos, condutos e/ou mangueiras, bem como acoplamentos, válvulas e similares (não são ilustrados nas figuras), os quais são adequadamente dispostos no

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33/61 ou sobre o conector 16 e os vários módulos 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30 e 32 da ferramenta de poço 2.

[094] O módulo de válvula 20 compreende um grupo de válvulas adequadas (não ilustradas) para o suprimento e distribuição adequada de fluidos, tais como óleo hidráulico, neste exemplo, para vários componentes móveis na ferramenta de poço 2. A abertura e fechamento das válvulas são controlados por sinais de controle provenientes do módulo de controle 22. A força motriz para a abertura e fechamento das válvulas pode vir do módulo de controle 22 e/ou ser provida por fontes de energia e/ou dispositivos independentes no módulo de válvulas 20. Dessa forma, o módulo de válvulas 20 e o módulo de controle 22 podem prover um fornecimento e controle adequados de óleo hidráulico do/para o pistão duplo em forma de anel 50a, 50b, e pistão em forma de anel 86. Dessa forma, os elementos de garra 38 e a haste de pistão de massa elevada 34, respectivamente, podem ser movidos de maneira adequada com relação ao módulo de ancoragem 18, tal como mostrado nas Figuras 2 a 4.

[095] O módulo de óleo hidráulico 24 (ver Figura 5) compreende um reservatório para óleo hidráulico a ser usado para o movimento dos componentes móveis nos vários módulos da ferramenta de poço 2, por exemplo para o movimento do pistão duplo em forma de anel 50a, 50b, e do pistão em forma de anel 86 no módulo de ancoragem 18. Estes últimos componentes estão conectados para comunicação de fluidos com o módulo de óleo hidráulico 24 através dos condutos hidráulicos 68,

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70, 68', 70', 96, 98, e tubos hidráulicos enrolados 74, 76, no módulo de ancoragem 18, e também através dos correspondentes condutos hidráulicos no módulo de válvulas 20 e módulo de controle 22. As correspondentes conexões de fluxo estão dispostas entre o módulo de óleo hidráulico 24 e componentes móveis no módulo de bomba hidráulico 26, no módulo de armazenamento 28 e no módulo de injeção 30.

[096] Nesta modalidade exemplificativa, o reservatório para óleo hidráulico é constituído por um cilindro de óleo hidráulico em forma de anel 104a, 104b. Tal cilindro 104a, 104b, está provido com um pistão flutuante livre 106 em forma de anel e axialmente móvel tendo uma gaxeta de anel externa 108 e uma gaxeta de anel interna 110 para contato de vedação com a manga externa 112 e uma manga interna 114, respectivamente, as mangas dos quais definem coletivamente o cilindro de óleo hidráulico em forma de anel 104a, 104b. O pistão flutuante livre

106 separa o cilindro de óleo hidráulico em uma câmara de cilindro superior 104a e uma câmara de cilindro inferior 104b. Em sua extremidade superior, a manga externa 112 está provido com um orifício de ventilação radial 116, o qual conecta a câmara de cilindro superior 104a em comunicação de fluxo com um líquido de poço 118 (e a pressão no líquido de poço 118) no revestimento 4, pelo que a câmara de cilindro superior 104a é preenchida com líquido de poço 118. No entanto, a câmara de cilindro inferior 104b é preenchida com óleo hidráulico 120. Em sua extremidade inferior, a manga interna 114 está provido com um orifício

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35/61 radial 122, o qual conecta a câmara de cilindro inferior 104b em comunicação de fluxo com vários tubos hidráulicos portados ao longo de um orifício axial 124 através do módulo de óleo hidráulico 24. Apesar de o orifício axial 124 compreender vários de tais tubos hidráulicos, somente dois tubos hidráulicos 126, 128, são mostrados esquematicamente por linhas tracejadas na Figura 5. Os tubos hidráulicos 126, 128, estão conectados em comunicação de fluxo ao módulo de válvula 20 e o módulo de controle 22 para controle adequado e transporte de óleo hidráulico 120 para os componentes móveis no módulo de injeção 30. No que se segue, esses últimos serão descritos em detalhes e particularmente no contexto da descrição do módulo de injeção 30. Para o transporte de óleo hidráulico 120 para os componentes móveis no módulo de injeção 30, os tubos hidráulicos 126, 128, estão também conectados em comunicação de fluxo a conexões de fluxo correspondentes no módulo de bomba hidráulica 26, no módulo de armazenamento 28 e nos constituintes do módulo de injeção 30, que estão mostrados de forma esquemática por linhas tracejadas nas Figuras 6 a 9.

[097] O módulo de bomba hidráulica 26 (ver Figura 6) compreende um motor elétrico 130 e um dispositivo de bomba hidráulica 132, os quais estão operacionalmente conectados ao módulo de armazenamento 28. O dispositivo de bomba 132 e o motor 130, ambos sendo mostrados de forma esquemática na Figura 6, estão posicionados no interior de uma cavidade em forma de cilindro 134 no módulo de bomba 26. Para transportar o óleo

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36/61 hidráulico 120 ao módulo de injeção 30, um orifício axial 136, 138 está direcionado para fora a partir de uma extremidade superior e inferior, respectivamente, da cavidade 134 para transporte dos vários tubos hidráulicos, incluindo os dois tubos hidráulicos 126, 128, provenientes do módulo de óleo hidráulico 24. O orifício axial superior 136 e a cavidade 134 também acomodam fios de conexão elétricos (não ilustrados na Figura 6) para transmissão de energia elétrica motriz e sinais de controle provenientes do módulo de controle 22 para o motor 130. O dispositivo de bomba 132, o qual usa o óleo hidráulico de junção da ferramenta de poço 2, está conectado a um tubo hidráulico 140 (mostrado esquematicamente por uma linha tracejada) direcionado para fora a partir da cavidade 134, e o orifício axial inferior 138 para transporte do óleo hidráulico do dispositivo de bomba 132 para o módulo de armazenamento separado 28 (ver Figura 7).

[098] O módulo de armazenamento 28, que está operacionalmente conectado ao módulo de injeção 30, compreende uma câmara de armazenamento em forma de cilindro 142a, 142b, provida com um pistão flutuante livre axialmente móvel 144 tendo uma gaxeta de anel externa 146 para contato de vedação com uma manga circundante 148. O pistão flutuante livre 144 separa a câmara de armazenamento em uma câmara superior 142a e uma câmara inferior 142b. A câmara superior 142a está conectada em comunicação de fluxo com o tubo hidráulico 140 proveniente do dispositivo de bomba

132, pelo que a câmara 142a é preenchida com óleo hidráulico 150 proveniente do dispositivo de bomba

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132. No entanto, a câmara inferior 142b é preenchida com um meio de tratamento, o qual, nesta modalidade exemplificativa, é constituído por uma massa de vedação líquida 151. A manga circundante 148 está também provido com condutos hidráulicos 152, 153, axialmente direcionados, que estão conectados em comunicação de fluxo aos correspondentes tubos hidráulicos 126, 128, através do módulo de bomba 26 e do módulo de armazenamento 28.

[099] Um orifício axial 154 está direcionado mais para fora a partir da extremidade inferior da câmara de armazenamento 142a, 142b. Um plugue cilíndrico 156, tendo uma gaxeta de anel periférica 158 está ligado no interior do orifício 154 por meio de um pino de corte radial 160, o qual conecta o plugue 156 à parte inferior do módulo de armazenamento 28. Quando óleo hidráulico 150 é bombeado com pressão suficiente a partir do dispositivo de bomba 132, através do tubo hidráulico 140 e adiante para o interior da estrutura câmara superior 142a, o pistão flutuante livre 144 é forçado contra a massa de vedação liquida 151 de forma a mover a massa contra o plugue 156 até que o pino de corte 160 falhe e seja cortado. A seguir, o plugue 156 e a massa de vedação 151 se movem para fora do orifício 154 e adiante ao interior do módulo de injeção 30. Assim sendo, o dispositivo de bomba 132, o pistão flutuante livre 144 e o óleo hidráulico 150 constituem um meio de acionamento para forçar a massa de vedação 151 para fora da câmara de armazenamento 142a, 142b.

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38/61 [100] Em uma modalidade alternativa não ilustrada nas figuras, a câmara inferior 142b da câmara de armazenamento pode ser preenchida com um meio de tratamento na forma de uma massa de vedação que é um material no estado sólido do tipo fundível, por exemplo, um plástico fundível, ou um metal adequado. Em tal modalidade alternativa, a câmara inferior 142b deve ser conectada a um dispositivo de aquecimento para permitir que a massa de vedação no estado sólido seja fundida antes da introdução para dentro da supracitada região do anel 12 no poço 6. Como uma alternativa, caso a massa de vedação sólida tenha sido fundida antes de ser posicionada na ferramenta de poço 2, tal dispositivo de aquecimento pode ser usado para manter a massa de vedação fundida neste estado durante o transporte da ferramenta de poço 2 para o poço 6. Como foi acima mencionado, os meios de tratamento podem também ser um meio de estimulação de poço ou outro material líquido. Além disso, o módulo de armazenamento 28 e sua câmara de armazenamento 142a, 142b, podem assumir qualquer formato e tamanho adequados para a finalidade específica no poço e/ou do meio de tratamento.

[101] O módulo de injeção 30 (ver Figuras 8 e 9) compreende, tal como pode ser visto em sequência da extremidade superior para a inferior, um orifício axial 162, uma válvula de distribuição 164, quatro condutos de válvula de distribuição 166 (somente um dos quais é mostrado nas figuras), uma cavidade cilíndrica 168, uma parede de partição radialmente direcionada 170 tendo um orifício central 172 e também uma gaxeta

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39/61 de anel 174 disposta em torno do orifício 172, e um cilindro de pistão 176a, 176b, formado na parte inferior do módulo 30. Além disso, o cilindro 176a,

176b, compreende um pistão axialmente móvel 178 tendo uma gaxeta de anel periférica 180, que está em contato de vedação com uma manga externa 182. A manga externa 182 define o cilindro de pistão 176a, 176b, e a cavidade 168 no módulo 30. O pistão 178 separa o cilindro de pistão em uma câmara de cilindro superior 176a e uma câmara de pistão inferior 176b. Adicionalmente, dois condutos hidráulicos 184, 186, mostrados esquematicamente por linhas tracejadas nas Figuras 8 e 9, são formados no interior da manga externa 182 e estão direcionados para adiante até as câmaras de cilindro superior e inferior 176a, 176b, respectivamente, em ambos os lados do pistão 178. Para transporte do óleo hidráulico 120 para os componentes móveis no módulo de injeção 30, os condutos hidráulicos 184, 186, são conectados em comunicação de fluxo com, entre outras coisas, os tubos hidráulicos 126, 128, através do módulo de óleo hidráulico 24 e do módulo de bomba 26 e também os condutos hidráulicos 152, 153, através do módulo de armazenamento 28. O pistão 178 no módulo de injeção 30 está também conectado a uma haste de pistão 188 que se estende axialmente e com vedação para cima através do orifício 172 na parede de partição 170 e adiante para o interior da estrutura cavidade cilíndrica 168. Em sua extremidade superior, a haste de pistão 188 está provida com um colar de ligação 190.

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40/61 [102] Para efetuar sua função de injeção primária, entre outras coisas, o módulo de injeção 30 da presente modalidade exemplificativa está provido com quatro dispositivos de conexão para passagem de fluxo na forma de coxins de conexão 192 radialmente móveis, apenas alguns de tais coxins 192 sendo mostrados nas Figuras 8 e 9. Pode ser possivelmente usado um número adequado diferente de dispositivos de conexão/coxins de conexão em outras modalidades (não ilustradas). No entanto, na presente modalidade, cada coxim de conexão 192 é formado com uma superfície externa periférica 194 tendo um formato parcialmente circular para permitir que ele vede completamente por contato contra o revestimento 4. Para tal finalidade, a superfície externa 194 está também provida com uma gaxeta de anel 196, que circunda um conduto de massa de vedação central 198 que termina no interior de um recesso circular 200 no interior da superfície externa 194. O conduto de massa de vedação 198 está conectado em comunicação de fluxo com um soquete semiesférico 202 formado em uma parte no lado superior 204 do coxim de conexão 192. Um soquete semiesférico 206 correspondente é formado em uma parede superior 208 da cavidade cilíndrica 168. O soquete 206 está conectado em comunicação de fluxo com um correspondente circuito de válvula de distribuição 166, à válvula de distribuição 164 e ao orifício axial 162 na parte superior do módulo de injeção 30. Uma junção de cabeçote esférico para passagem de fluxo 210 propicia uma conexão móvel entre a parte superior do módulo de injeção 30 e a parte lateral superior

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204 do coxim de conexão 192. Para tal propósito, cada extremidade da junção de cabeçote esférico 210 está provida com um cabeçote esférico para passagem de fluxo 212, 214, que está suportado de forma móvel no soquete semiesférico 206 e no soquete semiesférico 202, respectivamente. Cada cabeçote esférico 212, 214, está provido com uma respectiva gaxeta de anel 216, 218, para contato de vedação com o correspondente soquete 206, 202.

[103] Cada coxim de conexão 192 pode se mover radialmente para fora da cavidade cilíndrica 168 através de uma correspondente abertura 220 na manga externa 182 do módulo de injeção 30. Para tal propósito, uma junta de dobradiça 222 está disposta entre cada coxim de conexão 192 e o colar de ligação 190 na haste de pistão 188. A junta de dobradiça 222 está rotativamente ligada ao colar de ligação 190 e a uma parte inferior do coxim de conexão 192.

[104] A Figura 8 ilustra o pistão 178 axialmente móvel do módulo 30 quando em uma posição inativa em que os coxins de conexão 192 estão retraídos para o interior da cavidade. No entanto, a Figura 9 mostra o pistão 178 em uma posição ativa em que os coxins de conexão 192 são estendidos radialmente para fora da cavidade 168 através das aberturas 220 na manga externa 182 do módulo 30. Isto é conseguido através do suprimento de óleo hidráulico pressurizado 120 para a câmara de cilindro inferior 176b do cilindro de pistão através do conduto hidráulico 186 e das conexões de fluxo nos outros módulos. No entanto, a retração dos coxins de conexão 192 é obtida pelo suprimento

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42/61 de óleo hidráulico pressurizado 120 para a câmara de cilindro superior 176a do cilindro de pistão através do conduto hidráulico 184 e das conexões de fluxo nos outros módulos.

[105] Além disso, o orifício axial

162 na parte superior do módulo de injeção 30 corresponde ao orifício axial 154 na parte inferior do módulo de armazenamento 28. Quando o pistão axialmente móvel 178 do módulo 30 está em sua posição ativa, de modo a estender os coxins de conexão 192 radialmente para fora da cavidade 168, a massa de vedação 151 pode ser forçada para frente a partir do módulo de armazenamento 28 e mais adiante para, e através de, cada coxim de conexão 192. Tal é conseguido através da ativação do dispositivo de bomba 132 e forçando o pistão flutuante livre 144 do módulo de armazenamento 28 para baixo para o interior da câmara de armazenamento 142a, 142b. Dessa forma, o plugue 156 e a massa de vedação 151 são expelidos pelo orifício 154 no módulo de armazenamento 28 e para o interior do orifício axial 162 no módulo de injeção 30 e mais adiante para a válvula de distribuição 164 do mesmo. O plugue 156 é capturado na válvula de distribuição 164 e a massa de vedação 151 é distribuída para os quatro condutos de válvula de distribuição 166. A massa de vedação 151 flui a partir de cada conduto de válvula de distribuição 166 e através da respectiva junção de cabeçote esférico 210 e do conduto de massa de vedação 198 no respectivo coxim de conexão 192, terminando desse modo no recesso circular 200 na superfície externa 194 do coxim. Tal é efetuado após ter se

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43/61 formado um correspondente orifício 236 (ver Figura 13) no revestimento 4 por meio de um dispositivo de perfuração 234, o qual está operacionalmente conectado ao módulo de injeção 30 através do módulo de perfuração 32. Em tal contexto, o módulo de injeção 30 está também provido com pelo menos um fio elétrico 224 (ilustrado por meio de uma linha tracejada nas Figuras 8 a 10) levado até o interior do módulo de perfuração 32 para a transmissão de sinais de controle para o dispositivo de perfuração

234. Os	sinais de	controle emanam do módulo	de
controle	22 através	dos módulos	intermediários	24,
26, 28 e	30.
	[106] O módulo de	perfuração 32	ver
Figura	10), que é	o módulo	mais inferior	da
ferramenta de poço	2, possui uma parte de nariz
graduada	226 para	facilitar	o transporte	da

ferramenta de poço 2 para o interior do poço 6. O módulo 32 compreende também uma cavidade cilíndrica 228 que está circundada por uma manga externa 230 provido com quatro recessos 232 na manga 230, dos quais apenas dois recessos 232 são mostrados na Figura 10. A espessura reduzida da manga 230 entre os recessos 232 e a cavidade 228 define dessa forma zonas enfraquecidas 233 na manga externa 230. Um explosivo 234, que compreende uma chamada carga conformada, está conectado a cada recesso 232 e zona enfraquecida 233. Cada explosivo 234 é posicionado contra o interior da respectiva zona enfraquecida 233 na manga externa 230, cada explosivo 234 constituindo um dispositivo de perfuração. Para a recepção de sinais de controle de acionamento ou disparo, cada explosivo 234 está

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44/61 conectado a um fio de ramal elétrico 224', proveniente do fio elétrico 224, que é portado a partir do módulo de injeção 30 para o interior da estrutura cavidade 228. No momento do disparo, cada explosivo 234 detona um orifício direcional através da correspondente zona enfraquecida 233 e através do revestimento 4, tal como ilustrado na Figura 13.

[107] Será feita agora referência às Figuras 11 a 18 para a descrição de várias etapas em uma primeira modalidade do método da presente invenção.

[108] Na etapa (A) do método é usada a ferramenta de poço 2 de viagem única.

[109] Na etapa (B), e por meio do cabo elétrico 10, a ferramenta de poço 2 é levada ao interior do revestimento 4 até uma posição no poço 6 face a face com a região do anel 12 a ser provida com a massa de vedação líquida 151 (ver Figura 11).

[110] Na etapa (C) (ver Figura 12), os quatro elementos de agarramento radialmente móveis 38 do módulo de ancoragem 18 são ancorados contra o interior do revestimento 4, tal como foi acima descrito (ver Figura 3). Em tal contexto, e na presente modalidade, os quatro coxins de conexão radialmente móveis 192 do módulo de injeção 30 são também ativados e são forçados para fora contra o revestimento 4 (ver Figura 9). Dessa forma, a ferramenta de poço 2 é centralizada no revestimento 4. Em tal etapa não é efetuada qualquer injeção da massa de vedação 151 através do módulo de injeção 30.

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45/61 [111] Na etapa (D) (ver Figura 13), e por meio dos quatro explosivos 234 do módulo de perfuração 32, quatro orifícios 36 correspondentes são efetuados através da parede do revestimento 4, apenas dois orifícios 236 sendo mostrados na Figura 13. A seguir, os quatro coxins de conexão radialmente móveis 192 são desativados e são retraídos para o interior do módulo de injeção 30, tal como mostrado na Figura 14.

[112] Na etapa (E) (ver Figura 15), o módulo de perfuração 32 e seus quatro dispositivos de perfuração 234 são movidos em afastamento dos orifícios 236. Tal é efetuado por ativação do módulo de ancoragem 18 de modo a efetuar sua segunda função, tal como foi acima descrito (ver Figura 4). Desse modo a segunda peça 80 do módulo de ancoragem 18 é movida na direção axial para baixo de forma a comprimir axialmente os tubos hidráulicos enrolados 74, 76, entre outras coisas. Como foi acima mencionado, tal movimento axial também provê o movimento axial simultâneo da haste de pistão maciço 34 associada e, portanto, todos os outros módulos 20, 22, 24, 26, 28, 30, e 32 na ferramenta de poço 2.

[113] Desse modo, tal como descrito na etapa (F), também os quatro coxins de conexão axialmente móveis 192 do módulo de injeção 30 são movidos para uma posição nas vizinhanças do respectivo orifício 236. Na Figura 15, os coxins de conexão 192 são apresentados em uma posição retraída no interior do módulo de injeção 30.

[114] Na ferramenta de poço 2, os coxins de conexão 192 no módulo de injeção 30 e os

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46/61 respectivos dispositivos de perfuração 234 no módulo de perfuração 32 ficam alinhados uns com relação aos outros e a uma distância axial correspondente ao curso da haste de pistão maciço 34 no módulo de ancoragem 18. Tal disposição constitui, portanto, tal como dito na etapa (G), um dispositivo de alinhamento que permite aos coxins de conexão 192 serem alinhados face a face com os respectivos orifícios 236.

[115] Na etapa (H) (ver Figura 16), os coxins de conexão são conectados em comunicação de fluxo com os respectivos orifícios 236. Tal ocorre da mesma forma que foi acima descrita no contexto das Figuras 9 e 12.

[116] Na etapa (I), a massa de vedação líquida 151 é forçada para fora da câmara de armazenamento 142a, 142b, e é injetada na região do anel 12 através dos coxins de conexão 192 e dos orifícios 236 no revestimento 4, tal como ilustrado na Figura 17. Desse modo, a massa de vedação 151 é posicionada no interior do anel 12. Isto é efetuado por meio do dispositivo de bomba 132 no módulo de bomba hidráulica 26, do pistão livre 144 no módulo de armazenamento 28 e do óleo hidráulico 150, que coletivamente constituem um dispositivo de acionamento para a massa de vedação 151.

[117] Finalmente, na etapa (J), os coxins de conexão 192 (no módulo de injeção 30) e os elementos de garra 38 no módulo de ancoragem 180 da ferramenta de poço 2 são desconectados do revestimento 4, após o que a ferramenta de poço 2 é puxada para fora do poço 6, tal como mostrado na Figura 18.

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Modalidade exemplificativa N^o 2 [118] As Figuras 19 a 21 apresentam os constituintes principais de uma ferramenta de poço de duas viagens de acordo com a presente invenção, compreendendo dois conjuntos de ferramentas liberáveis, incluindo um primeiro conjunto de ferramentas 302a e um segundo conjunto de ferramentas 302b. As Figuras 22 a 24 apresentam detalhes de dois constituintes principais da ferramenta de poço 302a, 302b. As Figuras 25 a 33 apresentam várias etapas de uma segunda modalidade do presente método. Em tal modalidade, a ferramenta de poço de duas viagens 302a, 302b, é usada no revestimento 4 no poço 6. Alguns dos componentes principais na ferramenta de poço 302a, 302b, são idênticos aos componentes principais na ferramenta de poço de viagem única 2, enquanto outros constituintes são novos ou modificados com relação àqueles apresentados para a ferramenta de poço 2.

[119] Em tal contexto deve ser mencionado que a ferramenta de poço 302a, 302b, em outra modalidade exemplificativa (não é mostrada), pode também ser usada para forçar um meio de tratamento, por exemplo, a massa de vedação 151, para o interior de uma região de um anel localizado entre dois revestimentos de diferentes diâmetros, ou estruturas de tubo similares.

[120] A ferramenta de poço de duas viagens 302a, 302b, compreende os seguintes constituintes principais da ferramenta de poço de viagem única 2: o conector 16 ao qual está conectado o cabo elétrico 10, o módulo de válvula 20, o módulo de controle 22, o módulo de óleo

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48/61 hidráulico 24, o módulo de bomba hidráulica 26, o módulo de armazenamento 28. Adicionalmente, a ferramenta de poço 302a, 302b, compreende uma ferramenta de operação 304, um módulo de ancoragem 318, um módulo de injeção 330 e um módulo de perfuração 332. As Figuras 22 a 24 apresentam outros detalhes do módulo de ancoragem 318 e do módulo de injeção 330. Todos dentre o módulo de ancoragem 318, o módulo de injeção 330 e o módulo de perfuração 332 são modificados com relação aos correspondentes módulos 18, 30 e 32, na ferramenta de poço de viagem única 2.

[121]

Na presente modalidade, o módulo de ancoragem 318, o módulo de injeção 330 e o módulo de perfuração 332 são estruturados como módulos separados, em que tanto o módulo de perfuração 332 como o módulo de injeção 330 são estruturados de um modo que lhes permita ser conectados de maneira liberável ao módulo de ancoragem 318. Desse modo, tanto o módulo de perfuração 332 como o módulo de injeção 330 são móveis com relação ao módulo de ancoragem 318. Isto é relevante para o uso da ferramenta de poço de duas viagens 302a, 302b, no poço 6.

122]

No contexto da primeira viagem para baixo no poço 6, o primeiro conjunto de ferramenta 302a da ferramenta de poço é levado ao interior do revestimento 4. Em uma vista superior e voltada para baixo, tal primeiro conjunto de ferramenta 302a compreende o conector 16, a ferramenta de operação 304, o módulo de perfuração 332 e o módulo de ancoragem 318, tal como ilustrado na Figura 19.

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49/61 [123] Em tal contexto, a ferramenta de operação 304 constitui uma ferramenta de combinação simplificada que substitui muitas das funções descritas para o módulo de válvula 20, módulo de controle 22, módulo de óleo hidráulico 24 e módulo de bomba hidráulica 26 acima mencionados. A ferramenta de operação 304 está, portanto, estruturada de modo a permitir que ela transmita energia motriz e sinais de controle adequados para a operação do módulo de perfuração 332 e do módulo de ancoragem 318. A estrutura e a função da ferramenta de operação 304 não serão descritas em maiores detalhes dado que sua função e modo de operação foram descritos para os módulos 20, 22, 24 e 26. As ferramentas de operação são também consideradas como constituindo técnica anterior, dado que elas existem em diferentes variantes para uso no contexto de várias operações de fundo de poço.

[124] O módulo de perfuração 332 (ver Figura 19) também não será descrito em detalhes dado que ele representa uma modificação do módulo de perfuração 32 na ferramenta de poço de viagem única 2. De forma similar ao módulo 32, o presente módulo de perfuração 332 compreende quatro recessos 232, zonas enfraquecidas 233 e explosivos 234 tendo cargas conformadas, bem como os fios elétricos associados conectados à ferramenta de operação 304 para a detonação controlada dos explosivos 234 através do cabo elétrico 10. O módulo de perfuração 332 está também estruturado para conexão entre a ferramenta de operação 304 e o módulo de perfuração 332 para transporte de óleo hidráulico para

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50/61 componentes móveis no módulo de ancoragem 32. Além disso, uma parte inferior do módulo de perfuração 332 está provida com duas faixas de orientação 306 externas, axialmente direcionadas (ver Figura 28, que mostra apenas uma faixa de orientação 306). As faixas de orientação 306 estão estruturadas para conexão liberável aos correspondentes pinos de orientação 308 (ver Figuras 23 e 24) dispostos internamente no módulo de ancoragem 318. Além disso, uma parte inferior do módulo de injeção 330 está provida com duas faixas de orientação 410 externas, em forma de Y (ver Figuras 22 e 29) estruturadas para conexão liberável aos correspondentes pinos de orientação 308 no módulo de ancoragem 318. Em tal modalidade exemplificativa, as faixas de orientação 306 (e 410), bem como os pinos de orientação 308 estão dispostos diametralmente opostos uns aos outros.

[125] Um pino de orientação 308 constitui um primeiro dispositivo de orientação, e uma faixa de orientação 306, 410, constitui um segundo dispositivo de orientação para a ferramenta de poço 302. Caso seja desejável, os dispositivos de orientação podem ser trocados, de tal forma que a faixa de orientação 306, 410, constitua o primeiro dispositivo de orientação, enquanto o pino de orientação 308 constitui o segundo dispositivo de orientação. Tal faixa de orientação pode também ter outro formato, por exemplo, um formato helicoidal em que um pino de orientação ou similar é rosqueado quando da inserção na faixa de orientação.

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51/61 [126] Com referência ao módulo de perfuração 32, os elementos de orientação 306 e 308 foram montados já na superfície antes que o primeiro conjunto de ferramenta 302a seja transportado para o interior do revestimento 4. No entanto, com referência ao módulo de injeção 30, os elementos de orientação 410 e 308 são montados da primeira vez no poço 6, o que será descrito a seguir.

[127] O módulo de ancoragem 318 será agora descrito em maiores detalhes (ver Figuras 23 e 24). Como foi acima mencionado, o módulo de ancoragem 318 representa uma modificação do módulo de ancoragem 18 anterior, o qual possui uma função de ancoragem e uma função de movimentação. O objetivo da função de movimentação é o de mover a haste de pistão maciço 34 e, portanto, a maior parte da ferramenta de poço 2, na direção axial após a ancoragem do módulo 18. No entanto, a única função do presente módulo de ancoragem 318 é a de ancorar uma parte inferior da ferramenta de poço 302a, 302b, contra a parede de tubo interna do revestimento 4, o que é efetuado fora do contexto da primeira viagem para baixo ao interior do poço 6. Por esta razão, o módulo de ancoragem 318 não apresenta os elementos que causam o movimento axial da haste de pistão 34 no módulo de ancoragem 18.

[128] Dessa forma, e de forma similar ao módulo 18, o módulo de ancoragem 318 compreende quatro elementos de agarramento radialmente móveis 338 dispostos no interior de uma cavidade rebaixada 340. Cada elemento de garra 338 está provido com dentes de garra externos 342, bem como de duas

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52/61 juntas de dobradiça 344, 346, dispostas de forma rotativa em uma parte axial superior e inferior, respectivamente, do elemento de agarramento 338. A junta de dobradiça inferior 346 está rotativamente conectada a uma parede inferior fixa 348 da cavidade rebaixada 340, enquanto a junta de dobradiça superior 344 está rotativamente conectada a uma parte inferior de uma manga guia axialmente móvel 350. A manga guia 350 é axialmente móvel ao longo do interior de uma parte de manga externa 352, que define uma cavidade cilíndrica 354. Uma manga de liberação 356 tendo um colar superior 358 está disposto sobre o interior da manga guia 350. O colar 358 está ligado a manga guia 350 por meio de um pino de corte 360, cuja função será descrita em detalhes no que se segue, e no contexto do módulo de injeção 330. A manga de liberação interno 356 compreende também uma parte inferior graduada 362, cuja circunferência está provida com várias linguetas de travamento 364 direcionadas radialmente para fora, pressionadas por molas. Por meio das linguetas de travamento 364, a parte inferior 362 da manga de liberação 356 está ligado de forma liberável ao interior de uma parte superior graduada 366 de uma haste de pistão 334 axialmente direcionada. As linguetas de travamento 364 são passadas através de aberturas 368 correspondentes na parte superior 366 da haste de pistão 334 e adiante ao interior de um correspondente sulco de travamento 370 em forma de anel formado no interior da manga guia 350. Desse modo, a parte superior 364 da haste de pistão 334

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53/61 está localizada entre a parte inferior 362 da manga de liberação 356 e a manga guia 350.

[129] Além disso, um pistão em forma de anel 386 está fixado ao exterior da haste de pistão 334 e se estende para fora sobre uma parte de manga externa 388 de um cilindro de pistão 384a, 384b, formado em uma parte inferior do módulo de ancoragem 318. Desse modo, o pistão 386 separa o cilindro de pistão em uma câmara de cilindro superior 384a e uma câmara de cilindro inferior 384b. Um conduto hidráulico 390 (ilustrado esquematicamente por uma linha tracejada nas Figuras 23 e 24) é levado através das partes de manga externa 352 e 3888 e direcionado até a câmara de cilindro superior 384a para fornecimento de óleo hidráulico a partir da ferramenta de operação 304. Caso desejável ou necessário, as partes de manga externa 352, 388, podem também ser providas com outro conduto direcionado para a câmara de cilindro inferior 384b para fornecimento do óleo hidráulico. Adicionalmente, respectivas gaxetas de anel 392, 394, estão dispostas na extremidade superior do cilindro de pistão 384a, 384b e na periferia do pistão 386, respectivamente. As gaxetas de anel 392, 394, estão em contato de vedação com a haste de pistão 334 e com a parte de manga externa 388, respectivamente. Além disso, uma parte de pistão mais estreita 396 da haste de pistão 334 se estende para baixo e para frente ao interior de um orifício 398 disposto na extremidade inferior do módulo de ancoragem 318. Tal extremidade inferior também é formada com uma parte de nariz graduada 400 para facilitar o transporte do primeiro conjunto de

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54/61 ferramenta 302a da ferramenta de poço 302 para o interior do poço 6.

[130] Em uma parte superior do módulo de ancoragem 318 e no interior da parte de manga externa 352, também é formado um sulco de travamento em forma de anel 402 voltado para o interior da cavidade 354 Adicionalmente, tais pinos de orientação 308 (apenas um pino 308 dos quais aparece na Figura 23) se estendem para o interior da estrutura cavidade 354 no lado inferior do sulco de travamento 402. Tanto os pinos de orientação 308 como o sulco de travamento 402 são estruturados para acoplamento liberável com elementos correspondentes no módulo de perfuração 32 e o módulo de injeção 330, os quais serão descritos em maiores detalhes com a descrição do módulo de injeção 330.

[131] A Figura 23 apresenta o módulo de ancoragem 318 quando em uma posição inativa em que os elementos de agarramento 338 estão retraídos para o interior da cavidade rebaixada 340 no módulo 318, enquanto a Figura 24 apresenta o pistão em forma de anel 386 em uma posição ativa em que os elementos de garra 338 estão estendidos radialmente para fora da cavidade 340. Esta última é obtida através do suprimento de óleo hidráulico pressurizado para a câmara de cilindro superior 384a através do conduto hidráulico 390. Desse modo, o pistão 386 é levado na direção axial para baixo, puxando a manga guia 350 através da manga de liberação 356 e do pino de corte 360. Isto força os elementos de agarramento 338 radialmente para fora através das duas junções de dobradiça 44, 46, tal

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55/61 como ilustrado na Figura 24. Simultaneamente, a parte de pistão mais estreita 396 da haste de pistão 334 irá se mover para baixo no interior do orifício 398 na parte inferior do módulo de ancoragem 318. Desse modo, uma parte longitudinal da parte de pistão 396 irá se mover através de um anel de cremalheira 404 disposto em torno de uma parte superior do orifício 398. Os dentes no anel de cremalheira 404 possuem uma forma tal que eles permitem o movimento para baixo, porém resistem ao movimento para cima da parte de pistão 396. Tal resistência ao movimento para cima da parte de

pistão 396	propicia uma	ancoragem	boa e s	egura dos
elementos	de garra 338	contra	a	parede	de tubo
interna do	revestimento	4.
	132] No	que se		segue	é feita
referência	às Figuras	22 e	24	para	descrição
adicional	do módulo de injeção	330.	Tal como
mencionado	, o módulo de	injeção	330 repre	senta uma
modificação do módulo de	injeção	30 acima	descrito.

O módulo de injeção 330 também possui duas funções. A primeira função consiste de efetuar a injeção da massa de vedação líquida 151 no interior do anel 12. A segunda função é a de efetuar uma conexão controlada e liberável ao módulo de ancoragem 318 no contexto de uma segunda viagem para baixo ao interior do poço 6, contexto este em que o módulo de injeção 330 constitui uma parte do segundo conjunto de ferramenta 302b (ver Figura 21) da ferramenta de poço 302. Isto será descrito em maiores detalhes no que se segue.

[133] Para efetuar a primeira função no poço 6, o módulo de injeção 330 compreende todos

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56/61 os constituintes do módulo de injeção 30. Tais constituintes apresentam a mesma estrutura e modo de operação descritos no contexto do módulo de injeção 30. Nas Figuras 22 e 24, tais constituintes recebem, portanto, as mesmas referências numéricas que aquelas do módulo de injeção 30.

[134]

Para efetuar a segunda função no poço 6, o módulo de injeção 330 também compreende uma unidade de conexão 406 estruturada para conexão controlada e liberável com o módulo de ancoragem 318. Uma parte superior da unidade de conexão 406 compreende um anel de travamento externo em formato de anel 408 estruturado para conexão liberável ao sulco de travamento em forma de anel 402 no interior da parte de manga externa 352 no módulo de ancoragem 318. Tal parte superior compreende também as faixas de orientação externas e em forma de Y 410, as quais estão estruturadas para a recepção controlada dos pinos de orientação 308 no interior da parte de manga externa 352. Este é equivalente aos dispositivos de orientação correspondentes no módulo de perfuração 332.

135]

Para auxiliar a inserção e conexão liberável no interior do módulo de ancoragem 318, a parte inferior da unidade de conexão 406 é constituída por um eixo de ancoragem liberável e axialmente direcionado 412. Em sua extremidade externa e livre, o eixo de ancoragem 412 está provido com um cabeçote conector 414 tendo um anel de travamento 416 constituído por segmentos de travamento inclinados radialmente e direcionados axialmente 416a que, em uma extremidade interna dos mesmos, estão fixados ao eixo 412 e que, na

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57/61 extremidade externa e livre dos mesmos, estão providos com respectivas linguetas de travamento 416b. O eixo de ancoragem 412 compreende também uma parte longitudinal mais estreita formando uma depressão axialmente direcionada 418 no interior da qual os segmentos de travamento 416a e as linguetas de travamento 416b podem se flexionar radialmente para dentro e para fora no contexto da conexão e desconexão do módulo de ancoragem 318.

[136] A Figura 24 ilustra o módulo de injeção 330 e o módulo de ancoragem 318 quando conectados, em que os coxins de conexão 192 no módulo de injeção 330 e os elementos de garra 338 no módulo de ancoragem 318 estão ilustrados em suas posições ativas e radialmente estendidas. A figura ilustra também o eixo de ancoragem 412 inserido na manga guia 350 e a manga de liberação 356 no módulo de ancoragem 318. Em tal posição o cabeçote conector 414 e o anel de travamento 416 foram inseridos para além do colar 358 da manga de liberação 356 de forma a estar em um acoplamento de travamento com o interior da manga de liberação 356. Simultaneamente, o anel de travamento em forma de anel 408 no exterior do módulo de injeção 330 é posicionado em acoplamento liberável no interior do

sulco	de	travamento	em	forma de anel	402 na parte
superior	do módulo	de	ancoragem	318,	enquanto	os
pinos	de	orientação	308	no módulo	de	ancoragem	318
foram	guiados para	o	interior	da	s faixas	de

orientação em forma de Y 410 no exterior do módulo de injeção 330. Por meio dos dispositivos de orientação, os coxins de conexão 192 do módulo de injeção 330 podem ser alinhados face a face com os

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58/61 orifícios 236, os quais foram formados através da parede do revestimento 4 pelo módulo de perfuração 32. Por tal razão, os coxins de conexão 192 no módulo de injeção 330 e os explosivos 234 no módulo de perfuração 332 estão dispostos a uma distância igual de um dado ponto no módulo de ancoragem 318, por exemplo, a partir dos elementos de garra 338.

[137] Após o módulo de injeção 330 ter injetado a massa de vedação 151 na região do anel 12, o módulo de injeção 330 pode ser liberado do módulo de ancoragem 318 puxando-se a unidade de conexão 406 no módulo de injeção 330 para fora do módulo de ancoragem 318. Isto é efetuado puxando-se o cabo elétrico 10 para cima usando-se uma força de liberação suficiente. Em tal contexto, o pino de corte 360 será rompido e as linguetas de travamento pressionadas por molas 364 serão forçadas para fora de seu sulco de travamento 370 na manga guia 350. Desse modo a manga de liberação 356 será liberado da manga guia 350 no módulo de ancoragem 318 e, devido ao colar 358 na manga de liberação 356, bem como o anel de travamento 416 no eixo de ancoragem 412, seguirá o eixo de ancoragem 412 quando ele for puxado para fora do módulo de ancoragem 318. Isto

não é ilustrado	em quaisquer	das	figuras.
[138]	No	que	se	segue é	feita
referência às Figuras	25 a	33	para descrição de
várias etapas em	uma segunda	modalidade do	presente
método.
[139]	Na	etapa	(A)	do método	é usada
a ferramenta de	poço	302a,	302b de duas	viagens

acima mencionada.

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59/61 [140] Na etapa (B), e por meio do cabo elétrico 10, o primeiro conjunto de ferramenta da ferramenta de poço 302a, que é liberável, é levado ao interior do revestimento 4 até uma posição no poço 6 face a face com a região do anel 12 para ser provido com a massa de vedação líquida 151 (ver Figura 25).

[141] Na etapa (C) (ver Figura 26), os quatro elementos de garra radialmente móveis 338 do módulo de ancoragem 318 são ancorados contra o interior do revestimento 4, tal como foi acima descrito (ver Figura 23).

[142] Na etapa (D) (ver Figura 27), e por meio dos quatro explosivos 234 do módulo de perfuração 332, quatro orifícios 236 correspondentes são efetuados através da parede do revestimento 4, apenas dois orifícios 236 sendo mostrados na Figura 27.

[143] Na etapa (E) (ver Figura 28), o módulo de perfuração 332 é puxado para fora do módulo de ancoragem 318 instalado por meio do cabo elétrico 10, pelo que o módulo de perfuração é afastado dos orifícios 236. A seguir, o módulo de perfuração 332 e a ferramenta de operação 304 são puxados para fora do poço 6.

[144] Na etapa (F) (ver Figura 29), o segundo conjunto de ferramenta da ferramenta de poço 302b é levado ao interior do revestimento 4 por meio do cabo elétrico 10. Tal conjunto de ferramenta 302b compreende, além do módulo de injeção 330, vários constituintes correspondentes aos constituintes na ferramenta de poço 2. Nas Figuras 21 e 29 a 33 tais constituintes recebem,

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60/61 portanto, as mesmas referências numéricas que aquelas da ferramenta de poço 2. Tais constituintes incluem o conector 16, o módulo de válvula 20, o módulo de controle 22, o módulo de óleo hidráulico 24, o módulo de bomba hidráulica 2 6 e o módulo de armazenamento 28. Os constituintes 16, 20, 22, 24, 26 e 28 apresentam a mesma estrutura e modo de operação descritos no contexto da ferramenta de poço 2. Desse modo, também os coxins de conexão 192 do módulo de injeção 330 são movidos para baixo para uma posição nas vizinhanças dos orifícios 236.

[145] Na etapa (G) (ver Figura 30), e por meio do cabo elétrico 10, entre outras coisas, o módulo de injeção 330 é conectado de forma liberável ao módulo de ancoragem 318 instalado. Desse modo, os coxins de conexão 192 do módulo de injeção 330 são alinhados face a face com os orifícios por meio das faixas de orientação em forma de Y 410 sobre o exterior do módulo de injeção 330 e os pinos de orientação 308 no módulo de ancoragem 318. Tais elementos de orientação 410, 308, constituem dispositivos de alinhamento para o correto posicionamento dos coxins de conexão 192 com relação aos orifícios 236.

[146] Na etapa (H) (ver Figura 31), os coxins de conexão 192 são conectados em comunicação de fluxo a respectivos orifícios 236 através da parede do revestimento 4. Isto é efetuado por ativação dos coxins de conexão 192 hidraulicamente de forma a levá-los radialmente para fora do módulo de injeção 330 até que entrem em contato com a parede do revestimento 4, e de uma forma pela qual os coxins de conexão 192 se acoplam

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61/61 em vedação por pressão em torno dos respectivos orifícios 236. Isto está escrito em detalhes acima.

[147] Na etapa (I) (ver Figura 32), a massa de vedação líquida 151 é forçada para fora da câmara de armazenamento 142a, 142b, na unidade de armazenamento 28. Isto é efetuado por meio do dispositivo de bomba 132 no módulo de bomba hidráulica 26 e do pistão livre 144 no módulo de armazenamento 28. Dessa forma, o dispositivo de bomba 132, o pistão livre 144 e o óleo hidráulico 150 constituem um dispositivo de acionamento operacionalmente conectado ao módulo de injeção 330. Por meio de tal dispositivo de acionamento, a massa de vedação liquida 151 é injetada para o interior da estrutura região do anel 12 através dos coxins de conexão 192 e dos orifícios 236, pelo que a massa de vedação 151 é posicionada no anel 12.

[148] Finalmente, na etapa (J) (ver Figura 32), os coxins de conexão 192 são desconectados do revestimento 4. Então, o segundo conjunto de ferramenta 302b e o módulo de ancoragem 318 são puxados para fora do poço 6.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Ferramenta de poço (302a, 302b) para introduzir in situ um meio de tratamento líquido (151), em uma região de um anel (12) localizado externamente a uma estrutura de tubo (4) em um poço (6), a ferramenta de poço (302a, 302b) compreendendo:

- pelo menos um corpo de ancoragem (38, 338) para ancoragem contra um interior da estrutura de tubo (4);

- pelo menos um dispositivo de perfuração (234) para formar pelo menos um orifício

(236) através de uma parede da estrutura de tubulação (4); - pelo menos uma câmara de armazenamento (142a , 142b) para armazenar o meio de tratamento líquido (151); - pelo menos um dispositivo de acionamento (132, 144, 150) para forçar o meio de tratamento líquido (151) para fora da câmara de armazenamento (142a , 142b) - pelo menos um dispositivo de conexão para passagem de fluxo (192) conectado de uma maneira para comunicação de fluxo à pelo menos uma

câmara de armazenamento (142a, 142b) e estruturado de modo a permitir que o pelo menos um dispositivo de conexão para passagem de fluxo (192) seja conectado de uma maneira para comunicação de fluxo ao pelo menos um orifício (236) através da parede da estrutura de tubo (4) para injeção do meio de tratamento líquido (151) na região do anel (12);

em que a ferramenta de poço (302a, 302b) é estruturada para receber sinais de energia e

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2/6 controle para operação da ferramenta de poço (302a,

302b), em que o pelo menos um corpo de ancoragem (338) é disposto em um módulo de ancoragem (318);

em que pelo menos a câmara de armazenamento (142a, 142b), o dispositivo de acionamento 132, 144, 150) e o dispositivo de conexão (192) são operacionalmente conectados a um módulo de injeção (330); em que o módulo de injeção (330) é

estruturado de maneira a permitir que o mesmo seja movimentado axialmente com relação ao módulo de ancoragem (318), desse modo permitindo que o dispositivo de conexão (192) seja movido para uma posição nas proximidades do orifício (236) após a formação do mesmo; e em que a ferramenta de poço (302a, 302b) compreende pelo menos um dispositivo de alinhamento para alinhamento do dispositivo de conexão (192) face a face com o pelo menos um orifício (236) através da parede da estrutura de tubo (4) para conexão ao pelo menos um orifício (236) e subsequente injeção do meio de tratamento líquido (151) na região do anel (12), caracterizada pelo fato de que o pelo menos um dispositivo de perfuração (234) é operacionalmente conectado a um módulo de perfuração (332);

em que o módulo de ancoragem (318), o módulo de perfuração (332) e o módulo de injeção (330) são estruturados como módulos separados;

em que o módulo de perfuração (332) e o módulo de injeção (330) são estruturados de modo a

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3/6 permitir que os mesmos sejam conectados de forma liberável ao módulo de ancoragem (318), pelo que o módulo de perfuração (332) e o módulo de injeção (330) sejam móveis com relação ao módulo de ancoragem (318); e a ferramenta de poço compreendendo um instrumento de orientação incluindo um primeiro dispositivo de orientação (308) e um segundo dispositivo de orientação (306, 410);

em que o segundo dispositivo de orientação (306, 410) é estruturado de modo a permitir que o mesmo seja conectado de forma liberável, e posicionado com relação ao primeiro dispositivo de orientação (308);

em que o módulo de ancoragem (318) é provido com o primeiro dispositivo de orientação (308); e em que o módulo de perfuração (332) e o módulo de injeção (330) são, cada um, providos com um segundo dispositivo de orientação (306, 410);

o instrumento de orientação constituindo um dispositivo de alinhamento para alinhamento do dispositivo de conexão (192) face a face com o pelo menos um orifício (326) através da parede da estrutura de tubo (4).

2. Ferramenta de poço (302a, 302b), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a ferramenta de poço (302a, 302b) é estruturada para ser transportada para o interior da estrutura de tubo (4) por meio de uma linha de conexão (10).

3. Ferramenta de poço (302a, 302b), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada

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4/6 pelo fato de que o meio de tratamento líquido (151) é constituído por um dentre uma massa de vedação e um meio de estimulação de poço.

4. Método para introduzir in situ um meio de tratamento líquido (151), em uma região de um anel (12) localizado externamente a uma estrutura de tubo (4) em um poço (6), caracterizado pelo fato de que o método compreende as seguintes etapas:

(A) prover uma ferramenta de poço (302a, 302b), do tipo definido na reivindicação 1;

(B) conectar operacionalmente o dispositivo de perfuração (234) a um módulo de perfuração (332); e estruturar o módulo de ancoragem (318), o módulo de perfuração (332) e o módulo de injeção (330) como módulos separados; e estruturar o módulo de perfuração (332) e o módulo de injeção (330) de modo a permitir que os mesmos sejam conectados de maneira liberável ao módulo de ancoragem (318);

(C) transportar um conjunto liberável (302a) do módulo de ancoragem (318) e o módulo de perfuração (234) para o interior da estrutura de tubo (4) até uma posição face a face com a região do anel (12);

(D) ancorar o pelo menos um corpo de ancoragem (338) do módulo de ancoragem (318) contra o interior da estrutura de tubo (4);

(E) por meio do dispositivo de perfuração (234) do módulo de perfuração (332), formar pelo menos um orifício (236) através da parede da estrutura de tubulação (4);

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5/6 (F) desconectar o módulo de perfuração (332) do conjunto de módulo de ancoragem (318) e puxar o módulo de perfuração (332) para fora do poço (6), desse modo movendo o pelo menos um dispositivo de perfuração (234) em afastamento do pelo menos um orifício (236) através da parede da estrutura de tubo (4);

(G) transportar o módulo de injeção (330) para o interior da estrutura de tubo (4) e conectar de forma liberável o módulo de injeção (330) ao conjunto de módulo de ancoragem (318), desse modo simultaneamente movendo o dispositivo de conexão (192), que é operacionalmente conectado ao módulo de injeção (330), para uma posição nas proximidades do pelo menos um orifício (236) através da parede da estrutura de tubo (4), e por meio do pelo menos um dispositivo de alinhamento da ferramenta de poço (302a, 302b), alinhar o pelo menos um dispositivo de conexão (192) face a face com o pelo menos um orifício (236) através da parede da estrutura de tubo (4);

(H) conectar o pelo menos um dispositivo de conexão (192) de uma maneira para comunicação de fluxo ao pelo menos um orifício (236) através da parede da estrutura de tubo (4);

(I) por meio do pelo menos um dispositivo de acionamento (132, 144, 150) operacionalmente conectado ao módulo de injeção (330), forçar o meio de tratamento líquido (151) para fora da pelo menos uma câmara de armazenamento (142a, 142b) para injeção do meio de tratamento líquido (151) no interior da região do anel (12) através do pelo menos um dispositivo de conexão

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6/6 (192) e do pelo menos um orifício (236) através da parede da estrutura de tubo (4), desse modo posicionando o meio de tratamento líquido (151) no anel (12); e (J) desconectar a ferramenta de poço (302a, 302b) da estrutura de tubo (4) e puxar a ferramenta de poço (302) para fora do poço (6).

5.

Método de acordo com reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que, na etapa (B), o método compreende a etapa de transportar a ferramenta de poço (302a, 302b) para o interior da estrutura de tubo (4) por meio de uma linha de conexão (10).

6.

Método de acordo com reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o meio de tratamento líquido (151) é constituído por um dentre uma massa de vedação líquida e um meio de estimulação de poço.