BR112015007584B1 - dispositivo de controle de fluxo, método de regulação de um fluxo de fluido e método de produção de um fluido - Google Patents

Abstract

Dispositivos de controle de fluxo melhorados e métodos de sua utilização são divulgados. Um dispositivo de controle de fluxo inclui um corpo organizado dentro de uma cavidade definida em uma estrutura acoplada a um tubo de base, a estrutura definindo uma perfuração e o tubo de base definindo uma ou mais portas de fluxo alinhadas com a perfuração para permitir a comunicação fluida através do mesmo, e uma câmara de fluxo definida dentro do corpo e tendo uma parte longitudinal e uma parte radial, a parte radial sendo acoplada com fluidez à perfuração tal que um fluido flui através da câmara de fluxo é transportado diretamente de ou para a perfuração e as uma ou mais portas de fluxo.

Description

FUNDAMENTOS

[0001] A presente invenção refere-se geralmente a dispositivos de controle de fluxo do poço e, mais especificamente, para dispositivos de controle de fluxo melhorados e seus respectivos métodos de uso.

[0002] Em poços de produção de hidrocarbonetos, muitas vezes é benéfico regular o fluxo de fluidos de formação de uma formação subterrânea em um poço penetrando o mesmo. Uma variedade de motivos ou finalidades pode exigir tal regulação, incluindo, por exemplo, impedir formação de cone de água e/ou gás, minimizar a produção de água e/ou gás, minimizar a produção de areia, maximizar a produção de óleo, balancear a produção de várias zonas subterrâneas, equalizar a pressão do gás entre várias zonas subterrâneas, e/ou similares.

[0003] Um número de dispositivos está disponível para regular o fluxo de fluidos da formação. Alguns destes dispositivos não são discriminatórios para diferentes tipos de fluidos de formação e podem simplesmente funcionar como um "controle de entrada" para regulamentar o acesso ao interior de um tubo de poço, tais como uma coluna de perfuração do poço. Tais dispositivos de controle de entrada podem ser simples de ligar/desligar válvulas ou eles podem ser monitorados para regular o fluxo de fluido ao longo de um continuum de caudais. Outros tipos de dispositivos para regular o fluxo de fluidos da formação podem conseguir pelo menos algum grau de discriminação entre os diferentes tipos de fluidos da formação. Tais dispositivos podem incluir, por exemplo, limitadores de fluxo tubular, limitadores de fluxo do tipo de bico, dispositivos de controle de entrada autônoma, dispositivos de controle de entrada não autônomos, portas, caminhos tortuosos, suas combinações e similares.

[0004] Durante as operações de produção, limitadores de fluxo tubular ou tipo bocal são normalmente dispostos longitudinalmente em uma estrutura acoplada a um tubo de base, tais como uma produção tubular. Tais limitadores de fluxo geram uma queda de pressão grande através do dispositivo de controle de fluxo para regular o fluxo de fluido para dentro do tubo de base nesse local específico. O fluído descarregado da tais limitadores de fluxo, no entanto, saem do dispositivo de controle de fluxo como um fluido de alta velocidade, que exige a estrutura para fornecer uma área onde a força fluida pode dissipar-se antes de entrar na tubo de produção. Sem uma área usada para dissipar a força do fluido, o fluido que sai poderia corroer partes da estrutura e, assim, potencialmente resultar na falha da estrutura por sopro ou falha mecânica.

RESUMO DA INVENÇÃO

[0005] A presente invenção refere-se geralmente para dispositivos de controle de fluxo do poço e, mais especificamente, para dispositivos de controle de fluxo melhorado e seus respectivos métodos de uso.

[0006] Em algumas modalidades, um dispositivo de controle de fluxo é divulgado. O dispositivo de controle de fluxo pode incluir um corpo organizado dentro de uma cavidade definida em uma estrutura acoplada a um tubo de base, a estrutura definindo uma perfuração e o tubo de base definindo uma ou mais portas de fluxo alinhado com a perfuração para permitir a comunicação fluida através do mesmo, e uma câmara de fluxo definido dentro do corpo e tendo uma parte longitudinal e uma parte radial, a parcela radial sendo acoplada com fluidez para a perfuração tal que um fluido flui através da câmara de fluxo é transportado diretamente de ou para a perfuração e as uma ou mais portas de fluxo.

[0007] Em outras modalidades, um método de regulação do fluxo de um fluido é divulgado. O método pode incluir receber um fluido em um dispositivo de controle de fluxo que compreende um corpo organizado dentro de uma estrutura acoplada a um tubo de base, a estrutura definindo uma perfuração e o tubo de base definindo uma ou mais portas de fluxo alinhado com a perfuração para permitir a comunicação fluida através do mesmo, flui o fluido através de uma câmara de fluxo definido dentro do corpo, a câmara de fluxo, tendo uma parte longitudinal e uma parte radial, e transportando o fluido diretamente de ou para a perfuração e as uma ou mais portas de fluxo através da parte radial, radial a parcela sendo acoplado com fluidez à perfuração.

[0008] Em ainda outras modalidades, um método de produzir um fluido é divulgado. O método pode incluir drenar o fluido através de uma tela de poço dispostos sobre um tubo de base, o tubo de base, tendo uma ou mais portas de fluxo, uma definição e uma estrutura, acoplado a estrutura definindo uma perfuração alinhada com as uma ou mais portas de fluxo para permitir comunicação fluido através do mesmo, recebendo o fluido em um dispositivo de controle de fluxo que compreende um corpo organizado dentro da estrutura, fluxo do fluido através de uma câmara de fluxo definido no corpo, a câmara de fluxo, tendo uma parte longitudinal e uma parte radial, onde a parte radial é com fluidez juntamente para a perfuração, transportando o fluido diretamente para a perfuração e as uma ou mais portas de fluxo através da parte radial e recebendo o fluido em um interior do tubo de base através de uma ou mais portas de fluxo.

[0009] As características e vantagens da presente invenção serão prontamente aparentes para aqueles versados na técnica em cima de uma leitura da descrição das modalidades preferidas que se segue.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0010] As figuras a seguir estão incluídas para ilustrar certos aspectos da presente invenção e não devem ser vistas como exclusivas modalidades. O assunto divulgado é capaz de consideráveis modificações, alterações, combinações e seus equivalentes na forma e função, como ocorrerão para aqueles versados na técnica e tendo o benefício desta divulgação.

[0011] A Fig. 1 ilustra uma visão transversal de um sistema de poço que pode incorporar princípios de divulgação do presente.

[0012] A Fig. 2 é uma visão ampliada de seção transversal de uma parte do sistema de sistema da Fig. 1, de acordo com uma ou mais modalidades.

[0013] A Fig. 3 ilustra uma visão transversal de um dispositivo de controle de fluxo exemplar, de acordo com uma ou mais modalidades.

[0014] A Fig. 4 ilustra uma visão transversal de outro dispositivo de controle de fluxo exemplar, de acordo com uma ou mais modalidades.

[0015] A Fig. 5 ilustra uma visão transversal de um outro dispositivo de controle de fluxo exemplar, de acordo com uma ou mais modalidades.

[0016] A Fig. 6 ilustra uma visão transversal de outro dispositivo de controle de fluxo exemplar, de acordo com uma ou mais modalidades.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0017] A presente invenção refere-se geralmente a dispositivos de controle de fluxo do poço e, mais especificamente, a dispositivos de controle de fluxo melhorados e seus respectivos métodos de uso.

[0018] Os dispositivos de controle de fluxo exemplares divulgados neste documento podem redirecionar um fluxo de alta velocidade de fluxo de fluido, tal que o fluido é incapaz de danificar uma estrutura que contém o dispositivo de controle de fluxo através da erosão ou abrasão aos mesmos. Em vez disso, o fluxo de fluido de alta velocidade é encaminhado diretamente para o tubo de base para fins de produção, desse modo, ignorando a necessidade de dissipar o fluxo do fluido antes de entra no tubo de base. Como resultado, os dispositivos de controle de fluxo exemplar podem permitir que a estrutura deve ser fabricada com um tamanho menor, proporcionando assim um menor dispositivo de controle de afluência que reduz a complexidade e os custos de fabricação. Além disso, o menor modelo de pacote pode ser vantajoso em ambientes de poços onde o espaço é muitas vezes limitado e valioso.

[0019] Referindo-se a Fig. 1, ilustrado é um sistema de poço 100 que pode incorporar princípios da presente divulgação, de acordo com uma ou mais modalidades. Conforme ilustrado, o sistema de poço 100 pode incluir um poço 102 que tem uma seção de matéria geralmente vertical 104 que faz a transição para uma seção sem invólucro geralmente horizontal 106 que se estendem através de uma formação de terra subterrânea 108. Em algumas modalidades, a seção vertical 104 pode se estender descendente de uma parte do poço 102 que tem uma coluna de perfuração 110 cimentado nele. Uma coluna de perfuração, tais como a tubo de produção ou um tubo de base 112 pode ser instalada em ou caso contrário estenderam-se até o poço 102.

[0020] Uma ou mais telas de poço 114, um ou mais dispositivos de controle de fluxo 116 e um ou mais obturadores 118 podem ser interligados ao longo do tubo de base 112, tais como ao longo de partes do tubo de base 112 que estendem através da seção horizontal 106 do poço 102. O obstrutor 118 pode ser configurado para selar um espaço anular 120 definido entre o tubo de base 112 e as paredes do poço 102. Como resultado, fluidos 122 podem ser produzidos a partir de vários intervalos ou "zonas produtoras" da formação subterrânea circundante 108 através de partes isoladas do espaço anular 120 entre pares adjacentes do obstrutor 118.

[0021] Conforme ilustrado, em algumas modalidades, uma tela de poço 114 e um dispositivo de controle de fluxo 116 pode ser interligado com o tubo de base 112 e posicionado entre um par de obstrutor 118. Em operação, a tela do poço 114 pode ser configurada para filtrar os fluidos 122 fluindo para o tubo de base 112 do espaço anular 120. O dispositivo de controle de fluxo 116 pode ser configurado para restringir ou, de outra forma, regular o fluxo dos fluidos 122 no tubo de base 112, de forma que a produção da ponta e do calcanhar do poço seja substancialmente igualada.

[0022] Aqueles versados na técnica compreenderão que o sistema de poço 100 da Fig. 1 é apenas um exemplo de uma grande variedade de sistemas de poço no qual os princípios de divulgação podem ser utilizados. Por conseguinte, deve ser claramente entendido que os princípios de divulgação não são necessariamente limitados a qualquer um dos detalhes do sistema de poço 100 retratado, ou os vários componentes dos mesmos, retratado nos desenhos ou caso contrário aqui descritos. Por exemplo, não é necessário, em consonância com os princípios de divulgação para o poço 102 incluir um poço vertical geralmente seção 104 ou um poço horizontal geralmente seção 106. Além disso, não é necessário que os fluidos 122 somente sejam produzidos a partir da formação 108, desde que, em outros exemplos, fluidos podem ser injetados em formação 108, ou fluidos podem ser tanto injetados e produzidos a partir da formação 108, sem partir do âmbito da divulgação.

[0023] Além disso, não é necessário que pelo menos uma tela de poço 114 e o dispositivo de controle de fluxo 116 estar posicionado entre um par de obstrutores 118. Não é necessário que um único dispositivo de controle de fluxo 116 seja usado em conjunto com uma única tela do poço 114. Ao contrário, qualquer número, arranjo ou combinação de tais elementos pode ser utilizada, sem partir do âmbito da divulgação. Em algumas aplicações, não é necessário para um dispositivo de controle de fluxo 116 ser usado com uma tela de poço correspondente 114. Por exemplo, em operações de injeção, o fluido injetado pode ser colocado através de um dispositivo de controle de fluxo 116, sem também fluir através de uma tela de poço 114.

[0024] Além disso, não é necessário para as telas de poço 114, um dispositivo de controle de fluxos 116, obturadores 118 ou quaisquer outros componentes da tubo de base 112 deve ser posicionado em seções não revestidas 104, 106 de poço 102. Pelo contrário, qualquer seção do poço 102 pode ser revestida ou não revestida, e qualquer parte do tubo de base 112 pode ser posicionada em uma matéria ou a seção revestida 102, poço sem partir do âmbito da divulgação.

[0025] Aqueles versados na técnica prontamente irão reconhecer as vantagens de ser capaz de regular o fluxo de fluidos 122 no tubo da base 112 de cada zona da formação subterrânea 108, por exemplo, para impedir a ocorrência de cone de água 124 ou cone de gás 126 na formação 108. Outros usos para a regulação do fluxo em um poço incluem, mas não estão limitados a, balanceamento de produção a partir de (ou injeção em) vários fusos horários, minimizando a produção ou injeção de fluidos indesejáveis, maximizando a produção ou injeção de fluidos desejados, etc. Os dispositivos de controle de fluxo exemplar 116, conforme descrito mais detalhadamente abaixo, podem fornecer tais benefícios, aumentando a resistência ao fluxo de fluido se a velocidade do fluido aumenta além de um nível selecionado e assim equilibrando o fluxo entre as zonas de produção que serve para evitar que o cone de água 124 ou cone de gás 126.

[0026] Referindo-se agora a Fig. 2, com referência contínua a Fig. 1, ilustrando é uma visão transversal ampliada de uma parte do sistema 100 da Fig. 1, incluindo um dos dispositivos de controle de fluxo, 116 e uma parte de uma das telas de poço 114, de acordo com uma ou mais modalidades. Deve se notar que o dispositivo de controle de fluxo 116 é retratado de forma simplificada para fins descritivos e, portanto, não deve ser considerado limitação ao âmbito da divulgação. Conforme ilustrado, o dispositivo de controle de fluxo 116 podem ser arranjado dentro ou caso contrário constituem parte integrante de uma estrutura 202 acoplada de forma operável ao tubo de base 112. A tela do poço 114 pode ser acoplada a ou caso contrário anexada à estrutura 202 e estender-se axialmente daí sobre o exterior do tubo de base 112. Em algumas modalidades, a tela do poço 114 pode ser do tipo conhecido pelos versados na técnica como uma tela de poço de fio enrolado. Em outras modalidades, no entanto, a tela de poço 114 pode ser qualquer outro tipo ou combinação de tela de poço tais como, mas não se limitando a, telas sinterizadas, telas expansíveis, telas pré-embalados, telas de malha de arame, combinações e similares.

[0027] Em algumas modalidades, o dispositivo de controle de fluxo 116 pode ser definido na estrutura de 202, tais como pelo interior da estrutura de usinagem 202 ou coisa parecida. Em outras encarnações, no entanto, o dispositivo de controle de fluxo 116 pode ser um componente mecânico separado que pode ser instalado ou caso contrário inserido em uma cavidade 204 devidamente definido na estrutura 202 para a recepção do dispositivo de controle de fluxo 116. O dispositivo de controle de fluxo 116 pode ser fixado dentro da cavidade 204 usando vários métodos de acoplamento ou técnicas conhecidas para aqueles versados na técnica. Por exemplo, o dispositivo de controle de fluxo 116 pode ser instalado e fixado na estrutura 202 pelo encaixe de contração, encaixe de pressão, selos de anel de vedação, fixadores mecânicos, soldadura ou brasagem, adesivos industriais, segmentação, combinações dos mesmos e similares.

[0028] Em operação exemplar, um fluido 206 (por exemplo, o fluido 122 da Fig. 1) do espaço anular 120 pode ser retirado em ou outra forma de fluxo através da tela de poço 114 e desse modo é filtrada antes de desembocar em uma enseada 208 do dispositivo de controle de fluxo 116. Em algumas encarnações, o fluido 206 pode ser uma composição de fluidos provenientes da formação circundante 108 e pode incluir um ou mais componentes de fluidos, tais como óleo e água, óleo e gás, gás e água, óleo, água e gás, etc. Em algumas modalidades, o dispositivo de controle de fluxo 116 pode incluir ou caso contrário exibir uma câmara de diâmetro de fluxo reduzido 210 ao longo de seu comprimento axial. A câmara de diâmetro reduzido fluxo 210 pode ser configurada para regular o fluxo de fluido através do dispositivo de controle de fluxo 116, gerando uma queda de pressão através do dispositivo de controle de fluxo 116 que geralmente restringe o fluxo de fluido através dele.

[0029] Depois de passar pela câmara de fluxo 210, o fluido 206 pode ter alta do dispositivo de controle de fluxo 116 através de uma tomada 212 que com fluidez, comunica-se com uma câmara adjacente 214 definido no alojamento do 202. O fluido 206 saindo do dispositivo de controle de fluxo 116 pode apresentar uma maior velocidade devido à queda de pressão causada pela redução na área da câmara de fluxo 210. Em algumas encarnações, a câmara de 214 pode ser configurada para receber e dissipar tal velocidade do fluido antes que o fluido 206 eventualmente é transportado para um interior 216 do tubo de base 112 para fins de produção. Sem câmara 214, o fluido de alta velocidade 206 pode prejudicar senão mediante ou diretamente afetar partes da estrutura 202, assim, potencialmente causando erosão prejudicial aos mesmos e possivelmente resultando um eventual fracasso da estrutura 202. Conforme ilustrado, o fluido 206 pode sair da câmara 210 através de uma perfuração 218 definido na estrutura 202 e entrar no tubo de base 112 através de uma ou mais portas de fluxo 220 definido no tubo de base 112. A perfuração 218 e pelo menos uma das portas de fluxo 220 podem ser substancialmente alinhadas ou caso contrário coaxiais, tal que é possível a comunicação fluida através das duas. Em pelo menos uma modalidade, a perfuração 218 pode ser um sulco usinada na parte inferior da estrutura 202.

[0030] Enquanto Fig. 2 mostra um dispositivo de controle de fluxo único 116 sendo usado em conjunto com uma única tela de poço 114, aqueles versados na técnica compreenderão que vários dispositivos de controle de fluxo 116 podem ser usados com um ou vários telas de poço 114, sem partir do âmbito da divulgação. Por exemplo, em algumas modalidades, vários dispositivos de controle de fluxo 116 podem ser dispostos em paralelo, dentro da estrutura 202 e configurados para receber o fluido 206 de uma ou mais telas de poço 114. Em outras modalidades, vários dispositivos de controle de fluxo 116 podem ser dispostos em série (por exemplo, saída para o arranjo de entrada de dispositivos de controle de fluxo 116) dentro da estrutura 202 e configurado para receber o fluido 206 em sequência de séries de uma ou mais telas de poço 114. Em algumas modalidades, o dispositivo de controle de fluxo 116 pode ser arranjado de tal forma que o fluido 206 flui através do dispositivo de controle de fluxo 116 antes de fluir através da tela de poço 114. Consequentemente, será apreciado que os princípios de divulgação não estão limitados aos detalhes ou configurações estruturais da modalidade específica representada na Fig. 2.

[0031] Referindo-se agora a Fig. 3, com continua referência as Figs. 1 e 2, ilustrado é uma visão transversal de um dispositivo de controle de fluxo exemplar 300, de acordo com uma ou mais modalidades. O dispositivo de controle de fluxo 300 pode função semelhante do dispositivo de controle de fluxo 116 da Fig. 2 e, portanto, pode ser melhor compreendido com referência aos mesmos. Particularmente, o dispositivo de controle de fluxo 300 pode ser configurado para regular a produção de fluido 206 no tubo de base 112, gerando um diferencial de pressão através do dispositivo de controle de fluxo 300 que restringe o fluxo de fluido através do mesmo. Em outras modalidades, o dispositivo de controle de fluxo 300 da mesma forma devidamente pode operar em operações de injeção ou estimulação, onde um fluido é injetado a circundante formação 108 através do dispositivo de controle de fluxo 300. Ao contrário o dispositivo de controle de fluxo 116 da Fig. 2, no entanto, o dispositivo de controle de fluxo 300 pode não descarregar o fluido 206 em uma câmara adjacente 214 (Fig. 2) definido no alojamento do 202. Em vez disso, o dispositivo de controle de fluxo 300 pode ser configurado para transmitir o fluido 206 diretamente para a perfuração 218 definido na estrutura 202 e, consequentemente, para a porta 220 definido no tubo de base 112.

[0032] Conforme ilustrado, o dispositivo de controle de fluxo 300 pode incluir um corpo geralmente alongado 302 tendo uma câmara de fluxo 304 definido ou caso contrário formado nele. A câmara de fluxo 304 pode ter uma entrada 305a e uma tomada 305b, e a câmara de fluxo 304 pode estender entre elas. Em algumas modalidades, o corpo 302 pode ser na forma de um cilindro alongado. Em outras modalidades, no entanto, o corpo 302 pode ser formada ou em forma de outra maneira em outras configurações geométricas, como um prisma alongada ou poliedro (por exemplo, retangular), sem partir do âmbito da divulgação.

[0033] O corpo 302 pode ser feita de um ou mais materiais resistentes ao desgaste e/ou resistente à erosão. Em algumas modalidades, por exemplo, o corpo 302 pode ser feita de um carboneto, tal como o carboneto de tungstênio. Em outras modalidades, no entanto, o corpo 302 pode ser feito de outros materiais resistentes ao desgaste e/ou resistente à erosão, tais como, mas não limitando a, cerâmica, aço temperado, aço (ou outro material rígido ou metal) revestido ou caso contrário revestido com um revestimento resistente à erosão ou revestimento, suas respectivas combinações e similares.

[0034] Semelhante à câmara de fluxo 210 do dispositivo de controle de fluxo 116 da Fig. 2, a câmara de fluxo 304 pode expor ou caso contrário fornecer um diâmetro reduzido ou área de fluxo configurada para restringir o fluxo de fluido através do dispositivo de controle de fluxo 300 e, assim, regular a produção do tubo de base 112 ou injeção na formação circundante 108. Conforme ilustrado, a câmara de fluxo 304 pode incluir e uma parte longitudinal 306a uma parte radial 306b. Especificamente, a parte longitudinal 306a pode ser um comprimento ou seção da câmara de fluxo 304 que se estende geralmente na perpendicular na direção radial em relação ao tubo de base 112, e a parte radial 306b pode ser uma seção da câmara de fluxo 304 que estende geralmente perpendicular a direção radial em relação ao tubo de base 112 ou comprimento. Em algumas modalidades, a entrada 305a pode transmitir o fluido 206 à parte longitudinal 306a e a tomada 305b pode descarregar o fluido 206 depois de ter passado através da parte radial 306b. Em outras modalidades, no entanto, o fluxo do fluido 206 pode ser revertido tal que a função de entrada e saída 305a, b pode ser revertida. Em qualquer caso, a parte radial 306b pode ser fluida acoplada ou alinhada com a perfuração 218 tal que o fluido comunicação através da câmara de fluxo 304 e a perfuração 218 Porto 220 é efetivamente habilitada.

[0035] Na modalidade ilustrada, as partes longitudinais e radiais 306a,b podem ser arranjadas geralmente ortogonais uma a outra. Como será discutido mais detalhadamente abaixo, no entanto, a configuração angular entre as partes longitudinais e radiais 306a, b pode variar de ortogonalidade, sem partir do âmbito da divulgação. Por exemplo, a parte longitudinal 306a pode variar de extensão geralmente paralela ao tubo de base 112 para várias configurações angulares variando entre paralelo e perpendicular aos mesmos. Da mesma forma, a parte radial 306b pode variar de extensão geralmente perpendicular ao tubo de base 112 para várias configurações angulares variando entre perpendicular e paralelo aos mesmos.

[0036] As partes longitudinais e radiais 306a,b pode ser acopladas com fluidez em um joelho 308 da câmara de fluxo 304, proporcionando assim um caminho de fluxo contíguo para fluidos 206 para fluir através do dispositivo de controle de fluxo 300 durante operações (por exemplo, produção, estimulação, injeção, etc.). Em algumas modalidades, conforme ilustrado, o joelho 308 pode fornecer uma arqueado ou suave transição entre o longitudinais e partes radiais 306a, b. Em outras modalidades, no entanto, o joelho 308 pode fornecer uma transição abrupta ou afiada entre a parte radial e longitudinal 306a, b, sem partir do âmbito da divulgação.

[0037] O dispositivo de controle de fluxo 300 pode ser organizado dentro de uma cavidade 310 definida ou formada na estrutura 202. Na modalidade ilustrada, a cavidade 310 podem incluir ou caso contrário com fluidez ser acoplada a uma conduíte de entrada 312 também definida na estrutura 202. O conduíte de entrada 312 geralmente pode ser configurado para colocar a cavidade 310, ou o dispositivo de controle de fluxo 300, em comunicação fluida com a tela do poço 114. Em outras modalidades, no entanto, como discutido abaixo, o conduíte de entrada 312 pode ser omitido e a cavidade 310, ou o dispositivo de controle de fluxo 300, em vez disso pode estar em comunicação direta de fluido com a tela de poço 114.

[0038] Na modalidade ilustrada, o dispositivo de controle de fluxo 300 pode ser inserido radialmente na cavidade 310 através de uma abertura 316 definida na estrutura 202. Depois de devidamente inserido ou caso contrário introduzido na cavidade 310, a abertura 316 pode ser ocluída ou caso contrário selado com uma tampa 318, impedindo a remoção do dispositivo de controle de fluxo 300 da estrutura 202. Em algumas modalidades, a tampa 318 pode ser soldada ou braseada no corpo 202, fixando desse modo a tampa 318 aos mesmos. Em outras modalidades, no entanto, a tampa 318 pode ser fixada o corpo 202 usando um ou mais métodos de fixação conhecidos ou técnicas, incluindo, mas não limitados a, encaixe de contração, encaixe de imprensa, prendedores mecânicos, dispositivos de acoplamento mecânico (por exemplo, anéis de pressão e similares), adesivos industriais, segmentação, combinações destes e similares.

[0039] Em uma ou mais modalidades, o dispositivo de controle de fluxo 300 pode ser mais seguro dentro da cavidade 310 independente da medida de fixação da tampa 318. Por exemplo, o dispositivo de controle de fluxo 300 pode ser instalado e fixado na estrutura 202 pelo encaixe de contração ou encaixe de pressão do corpo 302 na cavidade 310 tal que um ajuste de interferência é gerada que impede a remoção do dispositivo de controle de fluxo 300 daí decorrente. Em outras modalidades, no entanto, o dispositivo de controle de fluxo 300 pode ser instalado e mantido na cavidade 310 usando anéis de vedação, sistemas de fixação mecânicos, dispositivos de acoplamento mecânico (por exemplo, anéis pressão e similares), soldadura, brasagem, adesivos industriais, segmentação, combinações dos mesmos e similares.

[0040] Em operação exemplar, tão brevemente mencionado acima, o dispositivo de controle de fluxo 300 pode ser configurado para transmitir ou caso contrário canalizar o fluido de entrada 206 diretamente para a perfuração 218 definido na estrutura 202 e, consequentemente, para uma ou mais portas 220 definido no tubo de base 112. Como resultado, o fluido de alta velocidade 206 sai da câmara de fluxo 304 pode não interferir em ou caso contrário diretamente afetar partes da estrutura 202 que potencialmente poderiam causar erosão prejudicial aos mesmos e possivelmente resultar na eventual falha da estrutura 202. Desde que o corpo 302 do dispositivo de controle de fluxo 300 é feito de um material resistente ao desgaste e/ou resistente à erosão, o fluido de alta velocidade 206 pode ter pouco ou nenhum impacto sobre o corpo 302, tais como sofrer erosão ou abrasão que danificaria de outra maneira a câmara de fluxo 304. Em vez disso, a câmara de fluxo 304 simplesmente pode ser configurada para receber e redirecionar o fluxo do fluido 206.

[0041] Aqueles versados na arte prontamente apreciarão as vantagens que isso pode proporcionar. Além de poupar a estrutura 202 da erosão prejudicial provocada pelo fluido a alta velocidade 206, o dispositivo de controle de fluxo 300 também pode permitir a estrutura 202 para ser fabricado em um tamanho menor. Em particular, desde que a câmara de fluxo 304 redireciona o fluxo do fluido 206 diretamente para a perfuração 218 e a parte, 220, não há nenhuma necessidade para a câmara 214 (Fig. 2), que caso contrário exigiria a estrutura 202 para ser estendido longitudinalmente para acomodar o comprimento axial necessário para a adequada dissipação de fluido a alta velocidade 206. Como resultado, um projeto de pacote menor pode ser fornecido, diminuindo assim a complexidade e os custos de fabricação. Como será apreciado, o menor modelo de pacote pode revelar-se vantajoso em ambientes de poços onde o espaço é muitas vezes limitado e valioso.

[0042] Referindo-se agora a Fig. 4, com a referência continua a Fig. 3, ilustrada, está uma visão transversal de outro dispositivo de controle de fluxo exemplar 400, de acordo com uma ou mais modalidades. O dispositivo de controle de fluxo 400 pode ser substancialmente semelhante ao dispositivo de controle de fluxo 300 da Fig. 3 e, portanto, pode ser melhor compreendido com referência aos mesmos, onde numerais similares indicam componentes similares não descritos mais detalhadamente. Semelhante ao dispositivo de controle de fluxo 300 da Fig. 3, o dispositivo de controle de fluxo 400 pode incluir o corpo 302 e 304 uma definição de câmara de fluxo. Além disso, o corpo 302 pode ser arranjada ou caso contrário mantida dentro da cavidade 310 definido na estrutura 202.

[0043] Ao contrário do dispositivo de controle de fluxo 300 da Fig. 3, no entanto, o dispositivo de controle de fluxo 400 pode ser inserido longitudinalmente na cavidade 310 ou axialmente e adequadamente fixado nele. Em algumas modalidades, por exemplo, a cavidade 310 pode ser definida ou caso contrário formada de forma a apresentar um diâmetro ou espessura ligeiramente menor que o diâmetro ou espessura do corpo 302. Após o aquecimento da estrutura 202, o diâmetro ou espessura da cavidade 310 pode expandir termicamente, permitindo assim que o corpo 302 a ser inserido sem obstrução. Uma vez que a estrutura 202 se resfrie, um ajuste de interferência pode ser gerado entre o corpo 302 e a cavidade 310, desse modo inamovível fixar o dispositivo de controle de fluxo 300 dentro da estrutura 202.

[0044] Em outras modalidades, o diâmetro ou espessura da cavidade 302 pode ser substancialmente o mesmo se não é um pouco menor que o diâmetro ou espessura do corpo 302 e o corpo 302 pode ser encaixado por pressão na cavidade, fixação inamovível, assim, também o dispositivo de controle de fluxo 300 dentro da estrutura 202. Em ainda outras modalidades, o dispositivo de controle de fluxo 300 pode ser instalado e mantido na cavidade 310 usando anéis vedantes, sistemas de fixação mecânicos, dispositivos de acoplamento mecânico (por exemplo, anéis pressão e similares), soldadura, brasagem, adesivos industriais, segmentação, combinações e similares. Operação exemplar e vantagens do dispositivo de controle de fluxo 400 podem ser substancialmente semelhantes ao funcionamento exemplar e vantagens do dispositivo de controle de fluxo 300 da Fig. 3, geralmente como descritas acima e, portanto, não serão discutidas novamente.

[0045] Referindo-se agora a Fig. 5, com a referência continua as Figs. 3 e 4, ilustrada, está uma visão transversal de outro dispositivo de controle de fluxo exemplar 500, de acordo com uma ou mais modalidades. O dispositivo de controle de fluxo 500 pode ser em alguns aspectos semelhante ao dispositivo de controle de fluxo 300 e 400 das Figs. 3 e 4, respectivamente e portanto, pode ser melhor compreendido com referência aos mesmos, onde numerais similares indicam componentes similares não descritos mais detalhadamente. Semelhante aos dispositivos de controlo de fluxo 300 e 400, o dispositivo de controle de fluxo 500 pode incluir o corpo 302 e a câmara de fluxo 304 nela definida. Além disso, o corpo 302 pode ser disposta ou mantida de outro modo dentro da cavidade 310 definida na estrutura 202, como geralmente descrito acima.

[0046] Ao contrário do fluxo dispositivo de controle 300 e 400, no entanto, as partes longitudinais e radiais 306a,b da câmara de fluxo 304 não podem ser arranjados ortogonais um ao outro. Em vez disso, a parte radial 306b pode estender da parte longitudinal 306a num ângulo entre paralelo e perpendicular ao tubo de base 112. Na modalidade ilustrada, por exemplo, a parte radial 306b pode estender a parte longitudinal 306a a cerca de um ângulo de 45° em relação ao tubo de base 112 ou parte longitudinal 306a. Aqueles versados da técnica compreenderão que o ângulo entre as partes longitudinais e radiais 306a, b pode ser maior ou menor que 45°. Por exemplo, o ângulo entre as partes longitudinais e partes radiais 306a, b pode variar entre 0° e 45° ou não em qualquer lugar entre 45° e 90°, sem partir do âmbito da divulgação.

[0047] Além disso, enquanto o joelho 308 é mostrado na Fig. 5 como sendo abrupta ou afiada, igualmente é contemplada neste documento para ter uma transição arqueada ou joelho suave 308 entre as partes longitudinais e radiais 306a, b mostradas no dispositivo de controle de fluxo, 500. Operação exemplar e vantagens do dispositivo de controle de fluxo 500 podem ser substancialmente semelhantes ao funcionamento exemplar e vantagens do dispositivo de controle de fluxo 300 da Fig. 3, como geralmente descritas acima e, portanto, não serão discutidas novamente.

[0048] Referindo-se agora a Fig. 6, com a referência continua as Figs. 3-5, ilustrada, está uma visão transversal de outro dispositivo de controle de fluxo exemplar 600, de acordo com uma ou mais modalidades. O dispositivo de controle de fluxo 600 pode ser em alguns aspectos semelhante ao dispositivo de controle de fluxo 300, 400, e 500 das Figs 3-5, respectivamente, e portanto pode ser melhor compreendido com referência aos mesmos, onde numerais similares indicam componentes similares não descritos mais detalhadamente. Semelhante ao dispositivo de controle de fluxo 300, 400, e 500, o dispositivo de controle de fluxo 600 pode incluir o corpo 302 e a câmara de fluxo 304 definida neste documento Além disso, o corpo 302 pode ser arranjada ou caso contrário mantida dentro da cavidade 310 definida na estrutura 202, como geralmente descrita acima.

[0049] Ao contrário os dispositivos de controle fluxo 300, 400 e 500, no entanto, o todo o comprimento da câmara de fluxo 304 do dispositivo de controle de fluxo 600 pode ser substancialmente linear ou em linha reta. Especificamente, as partes longitudinais e radiais 306a, b da câmara de fluxo 304 pode ser substancialmente alinhada ou caso contrário coaxial com o outro, e o joelho 308, portanto, pode estar ausente do corpo 302. Além disso, a câmara de fluxo 304 pode ser dobrada em relação ao tubo de base 112 tal que a parte radial 306b pode continuar a ser acoplada com fluidez ou caso contrário, alinhado com a perfuração 218 e capaz de entregar o fluido 206 diretamente aos mesmos e, consequentemente, para a porta 220 definido no tubo de base 112.

[0050] Como resultado, o dispositivo de controle de fluxo 600 pode ser capaz de adequadamente restringir o fluxo de fluido através do mesmo enquanto beneficia simultaneamente aproveitar as vantagens de dirigir o fluxo de fluido diretamente para o tubo de base 112 e evitando assim prejudicial erosão ou abrasão da estrutura 202 causado pelo fluido a alta velocidade 206 descarregado da câmara de fluxo, 304. Operação exemplar e vantagens do dispositivo de controle de fluxo 600 podem ser substancialmente semelhantes ao funcionamento exemplar e vantagens do dispositivo de controle de fluxo 300 da Fig. 3, geralmente como descritas acima e, portanto, não serão discutidas novamente.

[0051] Note que qualquer um dos dispositivos de controle de fluxo exemplar aqui descritos podem ser inseridos e caso contrário mantidos dentro da cavidade 310 também radialmente, descritos com referência a Fig. 3, ou no sentido longitudinal, conforme descrito em referência a Fig. 4, sem partir do âmbito da divulgação.

[0052] Portanto, a presente invenção está bem adaptada para atingir os fins e vantagens mencionadas bem como aqueles que são inerentes nele. As modalidades particulares divulgadas acima são ilustrativas apenas, como a presente invenção pode ser modificada e praticada em maneiras diferentes mas equivalentes aparentes para aqueles versados na técnica tendo o benefício dos ensinamentos neste documento. Além disso, não há limitações destinam-se aos detalhes da construção ou design aqui mostrado, exceto conforme descrito nas reivindicações abaixo. Assim, é evidente que o particulares modalidades ilustrativas divulgadas acima podem ser alteradas, combinado, ou modificadas e todas essas variações são consideradas dentro do âmbito e o espírito da presente invenção. A invenção ilustrativamente divulgada neste documento devidamente pode ser praticada na ausência de qualquer elemento que não é especificamente divulgado neste documento e/ou qualquer elemento opcional divulgadas neste documento. Composições e métodos são descritos em termos de "composto", "contendo", ou "incluindo"vários componentes ou etapas, as composições e métodos podem também "consistem essencialmente de" ou "consistem em" os vários componentes e etapas. Todos os números e intervalos divulgados acima podem variar por uma certa quantidade. Sempre que um intervalo numérico com um limite inferior e limite superior é divulgado, qualquer faixa de número e qualquer incluída caindo dentro da escala especificamente é divulgada. Em particular, a cada intervalo de valores (da forma, "de cerca de a até cerca de b," ou, equivalentemente, "de aproximadamente a até b", ou, equivalentemente, "de aproximadamente a-b") divulgado neste documento deve ser entendido como estabelecido cada número e intervalo englobado dentro do mais amplo intervalo de valores. Também, os termos em reivindicações têm seu significado simples, comuns, a menos que caso contrário claramente e explicitamente definido pelo titular da patente. Além disso, os artigos indefinidos "um" ou "uns," como usado em reivindicações, é definido neste documento para significar um ou mais de um elemento que introduz. Se houver qualquer conflito nos usos de uma palavra ou termo nesta especificação e uma ou mais patentes ou outros documentos que podem ser incorporados a adendo por referência, devem ser adaptadas as definições que são consistentes com esta especificação.

Claims (20)

1. Dispositivo de controle de fluxo (300), compreendendo: um corpo (302); uma estrutura (202); e um tubo de base (112); caracterizado por o corpo (302) ser fixado dentro de uma cavidade (310) definida na estrutura (202) acoplada ao tubo de base (112), o corpo (302) tendo uma entrada e uma saída e a estrutura (202) definindo uma perfuração (218) permanentemente alinhada na direção radial, enquanto em uso, com a saída e uma ou mais portas de fluxo (220) definidas no tubo de base (112) para permitir a comunicação fluida através da mesma; e uma câmara de fluxo (304) definida dentro do corpo (302) e tendo uma parte longitudinal (306a) e uma parte radial (306b), a parte radial (306b), sendo acoplada com fluidez para a perfuração (218) tal que um fluido fluindo através da câmara de fluxo (304) é transmitido diretamente de ou para a perfuração (218) e a uma ou mais portas de fluxo (220).

2. Dispositivo de controle de fluxo (300), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o corpo (302) é pelo menos um dentre um cilindro alongado e um prisma alongado.

3. Dispositivo de controle de fluxo (300), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o corpo (302) compreende um material resistente à erosão selecionado do grupo constituído por carbonetos, cerâmica, aço temperado, um metal ou outro material rígido, revestido com um revestimento resistente à erosão ou revestimentos e suas respectivas combinações.

4. Dispositivo de controle de fluxo (300), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parte longitudinal (306a) e a parte radial (306b) são acopladas com fluidez em um joelho (308) definido no corpo (302).

5. Dispositivo de controle de fluxo (300), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a parte longitudinal (306a) se estende paralela ao tubo de base (112) e a parte radial (306b) se estende perpendicular ao tudo de base (112).

6. Dispositivo de controle de fluxo (300), de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a parte longitudinal (306a) se estende paralela ao tubo de base (112) e a parte radial (306b) se estende em um ângulo entre paralelo e perpendicular ao tubo de base (112).

7. Dispositivo de controle de fluxo (300), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as partes longitudinais e radiais (306a, b) estão alinhadas e a câmara de fluxo (304) tem um ângulo em relação ao tubo de base (112).

8. Dispositivo de controle de fluxo (300), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o corpo (302) é inserido na cavidade (310) radialmente através de uma abertura (316) definida na estrutura (202).

9. Dispositivo de controle de fluxo (300), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a abertura (316) é obstruída com uma tampa (318) fixada à estrutura (202) para impedir a remoção do corpo (302) da estrutura (202).

10. Dispositivo de controle de fluxo (300), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o corpo (302) é inserido na cavidade (310) longitudinalmente e mantido nela usando uma técnica selecionada do grupo constituído por encaixe de contração, encaixe de pressão, anéis de vedação, fixadores mecânicos, dispositivos de acoplamento mecânico, soldadura, brasagem, adesivos industriais, segmentação e suas combinações.

11. Método de regulação de um fluxo de fluido, caracterizado pelo fato de que compreende: receber um fluido em um dispositivo de controle de fluido (300) que compreende um corpo (302) fixado dentro de uma estrutura (202) acoplada a um tubo de base (112), o corpo (302) tendo uma entrada e uma saída e a estrutura (202) definindo uma perfuração (218) permanentemente alinhada na direção radial, enquanto em uso, com a saída e uma ou mais portas de fluxo (220) definidas no tubo de base (112) para permitir a comunicação fluida através da mesma; fluir o fluido através de uma câmara de fluxo (304) definida dentro do corpo (302), a câmara de fluxo (304) tendo uma parte longitudinal (306a) e uma parte radial (306b); e transportar o fluido diretamente para ou da perfuração (218) e pelas uma ou mais portas de fluxo (220) através da parte radial (306b).

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que ainda compreende acoplar com fluidez a parte longitudinal (306a) e a parte radial (306b) em um joelho (308) definido na câmara de fluxo (304).

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a parte longitudinal (306a) se estende paralela ao tubo de base (112) e a parte radial (306b) se estende perpendicular ao tudo de base (112).

14. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a parte longitudinal (306a) se estende paralela ao tubo de base (112) e a parte radial (306b) se estende em um ângulo entre paralelo e perpendicular ao tubo de base (112).

15. Método de produção de um fluido, caracterizado pelo fato de que compreende: retirar o fluido através de uma tela de poço (114) disposta sobre um tubo de base (112), o tubo de base (112) tendo uma ou mais portas de fluxo (220) definidas neste e uma estrutura (202) acoplada nele, a estrutura (202) definindo uma perfuração (218) radialmente alinhada com as uma ou mais portas de fluxo (220) para permitir a comunicação fluida através do mesmo; receber o fluido em um dispositivo de controle de fluxo (300) que compreende um corpo (302) fixado dentro da estrutura (202), o corpo (202) tendo uma entrada e uma saída, em que a saída é permanentemente alinhada na direção radial, enquanto em uso, com a perfuração (218) e a uma ou mais portas de fluxo (220); fluir o fluido através de uma câmara de fluxo (304) definida dentro do corpo (302), a câmara de fluxo (304) tendo uma parte longitudinal (306a) e uma parte radial (306b), em que a parte radial (306b) é acoplada de forma fluida à perfuração (218); transportar o fluido diretamente para a perfuração (218) e pelas uma ou mais portas de fluxo (220) através da parte radial (306b); e receber o fluido em um interior do tubo de base (112) através da uma ou mais portas de fluxo (220).

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que ainda compreende restringir um fluxo do fluido através do dispositivo de controle de fluxo (300) com a câmara de fluxo (304).

17. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende ainda acoplar de forma fluida a parte longitudinal (306a) e a parte radial (306b) em um joelho (308) definido na câmara de fluxo (304).

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a parte longitudinal (306a) se estende paralela ao tubo de base (112) e a parte radial (306b) se estende perpendicular ao tubo de base (112).

19. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a parte longitudinal (306a) se estende paralela ao tubo de base (112) e a parte radial (306b) se estende em um ângulo entre paralelo e perpendicular ao tubo de base (112).

20. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o corpo (302) está inserido longitudinalmente em uma cavidade (310) definida na estrutura (202), o método ainda compreendendo manter o corpo (302) dentro da cavidade (310) usando uma técnica selecionada do grupo constituído por encaixe de contração, encaixe de pressão, anéis de vedação, fixadores mecânicos, dispositivos de acoplamento mecânico, soldadura, brasagem, adesivos industriais, segmentação e suas combinações.

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