BR112019020291A2

BR112019020291A2 - sistema de preventor incluindo êmbolo de cisalhamento cego

Info

Publication number: BR112019020291A2
Application number: BR112019020291A
Authority: BR
Inventors: Dev Bodhayan; Edward Wolfe Christopher; Trivedi Deepak; Ronald Gillette Gregory; Clay Gamble Jamie
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2017-03-30
Filing date: 2018-02-12
Publication date: 2020-04-28
Also published as: MX2019011665A; CN110462162A; WO2018182859A1; US10370927B2; KR20190122885A; NO20191225A1; US20180283127A1

Abstract

uma vedação para um êmbolo de cisalhamento cego é configurada para se estender entre um primeiro transportador e um segundo transportador do êmbolo de cisalhamento cego. a vedação inclui uma camada externa configurada para colocar em contato pelo menos um do primeiro transportador e do segundo transportador para vedar um furo de poço quando o êmbolo de cisalhamento cego está em uma posição fechada. a camada externa tem uma primeira rigidez. a vedação também inclui uma camada interna espaçada da camada externa. a camada interna tem uma segunda rigidez. a vedação inclui ainda uma estrutura antiextrusão que se estende entre a camada interna e a camada externa. a estrutura antiextrusão tem uma terceira rigidez maior que a primeira rigidez e a segunda rigidez. a camada externa cobre a estrutura antiextrusão.

Description

SISTEMA DE PREVENTOR INCLUINDO EMBOLO DE CISALHAMENTO CEGO

FUNDAMENTOS [0001] O campo da divulgação se refere geralmente a um sistema de preventer (BOP) para poços de petróleo e gás e, mais particularmente, a um sistema de BOP incluindo um êmbolo de cisalhamento cego.

[0002] Muitos sistemas de produção de petróleo e gás conhecidos incluem um sistema de preventer (BOP) que veda um furo de poço para inibir a liberação de materiais através do furo do poço. Pelo menos alguns sistemas BOP conhecidos incluem êmbolos de cisalhamento cego, incluindo transportadores que são móveis entre uma primeira posição e uma segunda posição. Durante a operação, os êmbolos de cisalhamento cego cortam um tubo que se estende através do furo de poço e os transportadores se movem para a segunda posição para vedar o furo do poço. Em pelo menos alguns êmbolos de cisalhamento cego conhecidos, uma vedação se estende entre os transportadores para inibir o vazamento de materiais quando os transportadores vedam o furo de poço.

[0003] Desta forma, existe uma necessidade de uma vedação para os êmbolos de cisalhamento cego que seja capaz de resistir às pressões no furo do poço e fornecer pressão de contato suficiente para vedar completamente o furo do poço.

BREVE DESCRIÇÃO [0004] Em um aspecto, é provida uma vedação para um êmbolo de cisalhamento cego. A vedação é configurada para se estender entre um primeiro transportador e um segundo transportador do êmbolo de cisalhamento cego. A vedação inclui uma camada externa configurada para colocar em contato pelo menos um do primeiro transportador e do segundo transportador para vedar um furo de poço quando o êmbolo de cisalhamento cego está em uma posição fechada. A camada externa tem uma primeira rigidez. A vedação também inclui uma camada interna espaçada da camada externa. A camada interna tem uma segunda rigidez. A vedação inclui ainda uma estrutura antiextrusão que se estende entre a camada interna e a camada externa. A estrutura antiextrusão tem uma terceira rigidez maior que a primeira rigidez e a segunda rigidez. A camada externa cobre a estrutura antiextrusão.

[0005] Em outro aspecto, é fornecido um êmbolo de cisalhamento cego para um sistema de preventer. O êmbolo de cisalhamento cego inclui um invólucro configurado para

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2/16 acoplar a uma pilha e receber pelo menos um tubo e pelo menos um cabo. 0 pelo menos um tubo e o pelo menos um cabo se estendem através de um furo de poço definido pela pilha. 0 êmbolo de cisalhamento cego também inclui um transportador superior incluindo uma lâmina superior e um transportador inferior incluindo uma lâmina inferior. Pelo menos um do transportador superior e o transportador inferior estão configurados para se movimentar em relação ao invólucro, de tal modo que o transportador superior e o transportador inferior são posicionáveis em uma primeira posição na qual o transportador superior e o transportador inferior estão espaçados e uma segunda posição em que o transportador superior e o transportador inferior vedam o furo de poço. A lâmina superior e a lâmina inferior estão configuradas para cortar pelo menos um tubo e pelo menos um cabo quando o transportador superior e o transportador inferior se movem entre a primeira posição e a segunda posição. 0 êmbolo de cisalhamento cego inclui ainda uma vedação que se estende entre o transportador superior e o transportador inferior. A vedação inclui uma camada externa configurada para entrar em contato com pelo menos um do transportador superior e o transportador inferior para vedar o furo de poço quando o transportador superior e o transportador inferior estão na segunda posição. A camada externa tem uma primeira rigidez. A vedação também inclui uma camada interna espaçada da camada externa. A camada interna tem uma segunda rigidez. A vedação inclui ainda uma estrutura antiextrusão que se estende entre a camada interna e a camada externa. A estrutura antiextrusão tem uma terceira rigidez maior que a primeira rigidez e a segunda rigidez. A camada externa cobre a estrutura antiextrusão.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0006] Estas e outras características, aspectos e vantagens da presente divulgação serão mais bem compreendidas quando a descrição detalhada a seguir for lida com referência aos desenhos anexos, nos quais caracteres semelhantes representam partes semelhantes em todos os desenhos, em que:

[0007] FIG. 1 é uma vista esquemática de um sistema exemplar de preventer (BOP) incluindo um êmbolo de cisalhamento cego;

[0008] FIG. 2 é uma vista em perspectiva do sistema de preventer BOP mostrado na FIG. 1;

[0009] FIG. 3 é uma vista em corte transversal do êmbolo de cisalhamento cego mostrado nas FIGs. 1 e 2;

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3/16 [0010] FIG. 4 é uma vista em perspectiva de uma parte de uma vedação exemplar do êmbolo de cisalhamento cego mostrado na FIG. 3;

[0011] FIG. 5 é uma vista em corte transversal de uma porção da vedação mostrada na FIG. 4 incluindo uma camada externa, uma camada interna e uma estrutura antiextrusão;

[0012] FIG. 6 é uma vista em perspectiva esquemática da vedação mostrada na FIG. 4 indicando áreas de tensão durante o funcionamento do sistema BOP mostrado na FIG. 1;

[0013] FIG. 7 é uma vista em perspectiva de uma parte de uma vedação exemplar alternativa do êmbolo de cisalhamento cego mostrado na FIG. 3;

[0014] FIG. 8 é uma vista em perspectiva de uma porção de uma estrutura antiextrusão da vedação mostrada na FIG. 7;

[0015] FIG. 9 é uma vista em perspectiva de uma configuração diferente da vedação mostrada na FIG. 7;

[0016] FIG. 10 é uma vista em perspectiva de uma porção de uma vedação exemplar alternativa incluindo uma estrutura antiextrusão com nervuras; e [0017] FIG. 11 é uma vista em perspectiva de uma porção de uma vedação exemplar alternativa incluindo uma estrutura antiextrusão incluindo fendas.

[0018] Salvo indicação em contrário, os desenhos aqui fornecidos pretendem ilustrar características de modalidades desta divulgação. Acredita-se que estas características são aplicáveis em uma ampla variedade de sistemas, compreendendo uma ou mais modalidades desta divulgação. Como tal, os desenhos não pretendem incluir todas as características convencionais conhecidas pelos versados na técnica como sendo necessárias para a prática das modalidades divulgadas aqui.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0019] No seguinte relatório descritivo e nas reivindicações, será feita referência a inúmeros termos, que serão definidos para ter os seguintes significados.

[0020] As formas singulares “um”, “uma”, e “o” incluem referências no plural, a menos que o contexto dite claramente o contrário.

[0021] “Opcional” ou “opcionalmente” significa que o evento ou circunstância descrito posteriormente pode ou não ocorrer e que a descrição inclui casos em que o evento ocorre e casos onde não ocorre.

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4/16 [0022] A linguagem aproximada, como aqui utilizada ao longo do relatório descritivo e das reivindicações, pode ser aplicada para modificar qualquer representação quantitativa que possa variar permissivelmente sem resultar em uma alteração na função básica à qual está relacionada. Consequentemente, um valor modificado por um termo ou termos, tais como “cerca de”, “aproximadamente” e “substancialmente”, não deve ser limitado ao valor exato especificado. Em pelo menos alguns casos, a linguagem aproximada pode corresponder à precisão de um instrumento para medir o valor. Aqui e ao longo do relatório descritivo e reivindicações, as limitações de faixa podem ser combinadas e/ou permutadas, tais faixas são identificadas e incluem todas as sub-faixas contidas na mesma, a menos que o contexto ou idioma indiquem o contrário.

[0023] Como usado aqui, o termo “extrudar” e “extrusão” se refere ao deslocamento por forças externas. O termo “antiextrusão” se refere à resistência ao deslocamento por forças externas. Como usado aqui, o termo “elástico” se refere à capacidade de retornar a uma forma neutra após a deformação.

[0024] Os métodos e sistemas aqui descritos fornecem uma vedação que suporta forças de extrusão no furo do poço e fornece pressão de contato suficiente para vedar completamente o furo do poço. Por exemplo, as modalidades da vedação incluem camadas elásticas e um membro antiextrusão acoplado às camadas elásticas para inibir a extrusão das camadas elásticas. O membro antiextrusão se estende entre as camadas elásticas, de tal modo que o membro antiextrusão suporte as camadas elásticas. Além disso, a camada elástica mais externa cobre o membro antiextrusão e as superfícies de contato adjacentes à vedação para impedir que os materiais se movam entre a vedação e as superfícies. Em algumas modalidades, o membro antiextrusão e as camadas elásticas são configurados para aumentar a ligação entre o elemento antiextrusão e as camadas elásticas. Como resultado, a vedação fornece maior pressão de contato e resiste às forças de extrusão devido a pressões no furo de poço.

[0025] FIG. 1 é uma vista esquemática de um sistema exemplar de preventer (BOP) 100 incluindo um êmbolo de cisalhamento cego 102. O sistema BOP 100 é configurado para vedar um furo de poço 104 pelo menos parcialmente definido por uma pilha 106 e inibir o fluxo de material através do furo do poço 104. Em particular, o êmbolo de cisalhamento cego 102 está configurado para cortar um tubo 108 e cabos 110 que se prolongam através do furo do poço 104 e vedam o furo do poço 104. Em modalidades alternativas, o sistema BOP

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100 tem qualquer configuração que permite que o sistema BOP 100 funcione como aqui descrito. Por exemplo, em algumas modalidades, o sistema BOP 100 inclui um êmbolo de cisalhamento e/ou um preventor anular.

[0026] FIG. 2 é uma vista em perspectiva do sistema BOP 100, incluindo o êmbolo de cisalhamento cego 102. FIG. 3 é uma vista em corte transversal do êmbolo de cisalhamento cego 102. O êmbolo de cisalhamento cego 102 inclui um invólucro 112, um transportador superior 114, uma lâmina superior 116, um transportador inferior 118, uma lâmina inferior 120 e pelo menos um atuador de êmbolo 122. Na modalidade exemplar, os atuadores de êmbolo 122 são acoplados a cada um do transportador superior 114 e transportador inferior 118. Os atuadores de êmbolo 122 estão configurados para mover o transportador superior 114 e o transportador inferior 118 em relação ao invólucro 112, de modo que o transportador superior 114 e o transportador inferior 118 sejam posicionáveis em uma primeira posição, por exemplo, uma posição aberta e uma segunda posição, por exemplo, posição fechada. Na modalidade exemplar, os atuadores de êmbolo 122 são hidráulicos. Em modalidades alternativas, o êmbolo de cisalhamento cego 102 inclui qualquer atuador de êmbolo 122 que permite que o êmbolo de cisalhamento cego 102 funcione como aqui descrito.

[0027] Em referência à FIG. 1, o invólucro 112 é configurado para acoplar para empilhar 106 e receber o tubo 108 e os cabos 110. Quando o transportador superior 114 e o transportador inferior 118 estão na primeira posição, o transportador superior 114 e o transportador inferior 118 estão espaçados em lados opostos do invólucro 112, de modo que o tubo 108 e os cabos 110 passam entre o transportador superior 114 e o transportador inferior 118. A medida que o transportador superior 114 e o transportador inferior 118 se movem da primeira posição para a segunda posição, o transporte superior 114 e o transporte inferior 118 se movem um em direção ao outro e comprimem o tubo 108 e os cabos 110. A lâmina superior 116 e a lâmina inferior 120 estão configuradas para entrar em contato e cortar o tubo 108 e os cabos 110 na medida em que o transportador superior 114 e o transportador inferior 118 se movem da primeira posição para a segunda posição. Na segunda posição, o transportador superior 114 e o transportador inferior 118 vedam o furo de poço 104. Na modalidade exemplar, pelo menos uma vedação 124 (mostrada na FIG. 3) se estende entre o transportador superior 114 e o transportador inferior 118 para facilitar a vedação do furo de poço 104 quando o transportador superior 114 e o transportador inferior

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118 estão na segunda posição. Além disso, os vedações superiores 126 se prolongam através do invólucro 112 para facilitar a vedação do furo do poço 104. Em modalidades alternativas, o furo do poço 104 é vedado de qualquer maneira que permite que o sistema BOP 100 funcione como aqui descrito.

[0028] Em referência à FIG. 3, na modalidade exemplar, o transporte superior 114 e o transporte inferior 118 definem um intervalo 142 entre eles. Em algumas modalidades, o intervalo 142 está em uma faixa de cerca de 0,025 milímetro (mm) (0,001 polegada (pol.)) a cerca de 0,500 mm (0,020 polegada). Em modalidades alternativas, o êmbolo de cisalhamento cego 102 inclui qualquer intervalo que possibilita que o êmbolo de cisalhamento cego 102 funcione como aqui descrito.

[0029] FIG. 4 é uma vista em perspectiva de uma porção da vedação 124 para o êmbolo de cisalhamento cego 102 (mostrado na FIG. 3). Em referência às FIGs. 1 e 3, a vedação 124 se prolonga entre o transportador superior 114 e o transportador inferior 118 para vedar o furo do poço 104 quando o transportador superior 114 e o transportador inferior 118 estão na segunda posição. Em particular, a vedação 124 é acoplado e se prolonga lateralmente ao longo do transportador inferior 118. a vedação 124 se prolonga de uma superfície do transportador inferior 118 e entra em contato com uma superfície do transportador superior 114 para vedar o furo do poço Í04 quando o transportador superior 114 e o transportador inferior 118 estão na segunda posição. Em modalidades alternativas, a vedação 124 é acoplado a qualquer parte do êmbolo de cisalhamento cego 102 que permite que o êmbolo de cisalhamento cego 102 funcione como aqui descrito. Por exemplo, em algumas modalidades, a vedação 124 é acoplado ao transportador superior 114.

[0030] Em referência à FIG. 4, na modalidade exemplar, a vedação 124 inclui uma camada externa 144, uma camada interna 146, uma estrutura antiextrusão 148, uma porção de base 150, porções de perna 152 e uma inserção 154. A camada externa 144 forma uma porção mais exterior da vedação 124 e está configurada para entrar em contato com o transporte superior 114 (mostrado na FIG. 3). A camada interna 146 forma uma porção interna da vedação 124. A camada externa 144 e a camada interna 146 estão afastadas e a estrutura antiextrusão 148 se prolonga entre a camada externa 144 e a camada interna 146. Desta forma, a vedação 124 é uma estrutura em camadas. Em modalidades alternativas, a vedação 124 tem qualquer configuração que permite que o êmbolo de cisalhamento cego 102 (mostrado na FIG. 3) funcione como aqui descrito.

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7/16 [0031] Na modalidade exemplar, a estrutura antiextrusão 148 tem uma rigidez maior que a rigidez da camada externa 144 e a rigidez da camada interna 146. Por exemplo, em algumas modalidades, a estrutura antiextrusão 148 tem uma rigidez na faixa de cerca de 35 megapascal (MPa) (5.000 libras por polegada quadrada (psi)) a cerca de 138 MPa (20.000 psi) a uma temperatura de aproximadamente 23° Celsius (C) (73° Fahrenheit (F)) e uma rigidez na faixa de cerca de 14 MPa (2.000 psi) a cerca de 55 MPa (8.000 psi) a uma temperatura de aproximadamente 121°C (250°F). A camada externa 144 e a camada interna 146 têm, cada uma, uma rigidez na faixa de cerca de 7 MPa (1.000 psi) a cerca de 28 MPa (4.000 psi) a uma temperatura de aproximadamente 23° C (73° F). A camada externa 144 e a camada interna 146 cada uma tem uma rigidez na faixa de cerca de 3 MPa (500 psi) a cerca de 14 MPa (2.000 psi) a uma temperatura de aproximadamente 121° C 250° F. Em modalidades alternativas, a vedação 124 tem qualquer rigidez que permite que o êmbolo de cisalhamento cego (mostrado na FIG. 3) opere como descrito aqui.

[0032] Além disso, na modalidade exemplar, a estrutura antiextrusão 148 resiste às forças de extrusão 149 na camada externa 144 e na camada interna 146. Desta forma, a estrutura antiextrusão 148 impede o deslocamento lateral da vedação 124 devido às forças de extrusão 149. Além disso, a pressão de contato da vedação 124 no transportador superior 114 (mostrado na FIG. 3) é aumentada porque a camada externa 144 cobre a estrutura antiextrusão 148. Em particular, a camada externa 144 tem uma maior elasticidade e uma menor rigidez que a estrutura antiextrusão 148 e provê uma pressão de contato aumentada entre a vedação 124 e o transportador superior 114 (mostrado na FIG. 3). Desta forma, a vedação 124 provê uma vedação completa e evita que os materiais passem entre a vedação 124 e o transportador superior 114. A estrutura antiextrusão 148 tem uma elasticidade menor e uma rigidez maior que a camada externa 144 e a camada interna 146. A estrutura antiextrusão 148 é posicionada entre a camada externa 144 e a camada interna 146 para resistir à deformação da vedação 124 devido a pressões no furo do poço 104 (mostrado na FIG. 1). Por exemplo, em algumas modalidades, a vedação 124 é configurado para suportar pressões de até 15.000 libras por polegada quadrada (psi).

[0033] FIG. 5 é uma vista em corte transversal de uma porção da vedação 124 incluindo a camada externa 144, a camada interna 146 e a estrutura antiextrusão 148. Na modalidade exemplar, a estrutura antiextrusão 148 inclui uma primeira superfície 156, uma segunda superfície 158, uma terceira superfície 160 e uma quarta superfície 162. A primeira

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8/16 superfície 156 e a segunda superfície 158 estão opostas uma à outra. A primeira superfície 156 entra em contato com a camada externa 144 e a segunda superfície 158 entra em contato com a camada interna 146. A terceira superfície 160 e a quarta superfície 162 se prolongam entre a primeira superfície 156 e a segunda superfície 158. Consequentemente, a estrutura antiextrusão 148 tem uma forma de seção transversal quadrilateral. Além disso, a estrutura antiextrusão 148 é alongada. A primeira superfície 156 e a segunda superfície 158 definem uma espessura 164 da estrutura antiextrusão 148 entre elas. Em algumas modalidades, a espessura 164 está em uma faixa de cerca de 13 mm (0,5 pol.) a cerca de 127 mm (5 pol.). Em modalidades alternativas, a estrutura antiextrusão 148 tem qualquer forma que permite que a vedação 124 funcione como aqui descrito.

[0034] Além disso, na modalidade exemplar, a camada externa 144 inclui uma primeira superfície 166 e uma segunda superfície 168. A segunda superfície 168 é oposta à primeira superfície 166. A primeira superfície 166 é configurada para entrar em contato com o transportador superior 114 (mostrado na FIG. 3) e a segunda superfície 168 é configurada para entrar em contato com a estrutura antiextrusão 148. A primeira superfície 166 e a segunda superfície 168 definem uma espessura 170 da camada externa 144 entre as mesmas. Em algumas modalidades, a espessura 170 está na faixa de cerca de 1,3 mm (0,05 pol.) A cerca de 25,4 mm (1 pol.). A espessura 170 facilita a camada externa 144 que cobre a estrutura antiextrusão 148 e fornece uma pressão de contato desejada entre o transportador superior 114 (mostrado na FIG. 3) e a vedação 124. Em modalidades alternativas, a vedação 124 inclui qualquer camada externa 144 que permite que a vedação 124 funcione como aqui descrito.

[0035] Além disso, na modalidade exemplar, a camada interna 146 inclui uma primeira superfície 167 e uma segunda superfície 169. A segunda superfície 169 é oposta à primeira superfície 167. A primeira superfície 167 é configurada para entrar em contato com a estrutura antiextrusão 148. A primeira superfície 167 e a segunda superfície 169 definem uma espessura 171 da camada interna 146 entre elas. Em algumas modalidades, a espessura 171 está em uma faixa de cerca de 1,3 mm (0,05 pol.) a cerca de 25,4 mm (1 pol.). Em modalidades alternativas, a vedação 124 inclui qualquer camada interna 146 que permite que a vedação 124 funcione como aqui descrito.

[0036] Além disso, na modalidade exemplar, a vedação 124 inclui diferentes materiais. Por exemplo, em algumas modalidades, a camada externa 144 e a camada interna

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146 incluem elastômeros, tais como borracha de nitrila-butadieno hidrogenado (HNBR), fluoroelastômeros e borracha nitrila carboxilada (XNBR). Além disso, em algumas modalidades, a estrutura antiextrusão 148 inclui termoplásticos, tais como náilon e poliéter éter cetona (PEEK). Em modalidades alternativas, a vedação 124 inclui qualquer material que permite que a vedação 124 funcione como aqui descrito. Por exemplo, em algumas modalidades, a vedação 124 inclui, sem limitação, plásticos, elastômeros, metais e combinações dos mesmos.

[0037] Em referência à FIG. 4, na modalidade exemplar, as porções da perna 152 se prolongam de extremidades opostas da porção da base 150 em ângulos em relação à porção de base 150. As porções de perna 152 são acopladas à porção de base 150 pelos cotovelos 151. Desta forma, a vedação 124 é em forma de U. Enquanto apenas uma porção de perna 152 e um cotovelo 151 são mostrados na FIG. 4, na modalidade exemplar, a vedação 124 é substancialmente simétrica, de tal modo que as porções de perna 152 e os cotovelos 151 acoplados a extremidades opostas da porção de base 150 sejam iguais. A estrutura antiextrusão 148 se estende através da porção de base 150, através dos cotovelos 151 e nas porções de perna 152. A camada externa 144 e a camada interna 146 se prolongam ao longo da estrutura antiextrusão 148 através da porção de base 150, através dos cotovelos 151 e nas partes de perna 152. Em modalidades alternativas, a vedação 124 inclui qualquer porção que permite que a vedação 124 funcione como aqui descrito.

[0038] Além disso, na modalidade exemplar, a vedação 124 inclui ainda um corpo 172 e uma tampa 174. O corpo 172 se estende ao longo e abaixo da camada interna 146. O corpo 172 inclui um material elástico e facilita a vedação 124 do furo do poço de vedação 104 (mostrado na FIG. 1). A tampa 174 está posicionada em uma parte inferior do corpo 172 e está espaçada da camada externa 144, da estrutura antiextrusão 148 e da camada interna 146. O tampão 174 inclui um material relativamente rígido. Em modalidades alternativas, a vedação 124 inclui qualquer componente que permite que a vedação 124 funcione como aqui descrito.

[0039] FIG. 6 é uma vista em perspectiva esquemática da vedação 124 que indica áreas de tensão durante o funcionamento do sistema BOP100 (mostrado na FIG. 1). Durante a operação, a vedação 124 inclui áreas de alta tensão 180, áreas de tensão média 182 e áreas de baixa tensão 184. A vedação 124 é mais propensa a extrusão em áreas de alta tensão 180 que em áreas de tensão média 182 e áreas de baixa tensão 184. Devido à estrutura

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10/16 antiextrusão 148, as áreas de alta tensão 180 são significativamente reduzidas e/ou eliminadas. Em particular, a estrutura antiextrusão 148 reduz a tensão na porção de base 150 e no cotovelo 151, de tal modo que a porção de base 150 e do cotovelo 151 não incluam áreas de tensão elevada 180. Como resultado, a vedação 124 tem um risco reduzido de extrusão.

[0040] FIG. 7 é uma vista em perspectiva de uma porção de uma vedação 200 para o êmbolo de cisalhamento cego 102 (mostrado na FIG. 3). FIG. 8 é uma vista em perspectiva de uma porção de uma estrutura antiextrusão 202 da vedação 200. A vedação 200 inclui a estrutura antiextrusão 202 e uma camada elástica 204. A camada elástica 204 tem uma primeira rigidez. A estrutura antiextrusão 202 tem uma segunda rigidez maior que a primeira rigidez. Consequentemente, a estrutura antiextrusão 202 evita a extrusão da camada elástica 204 durante a operação. Em modalidades alternativas, a vedação 200 inclui qualquer camada que permite que a vedação 200 funcione como aqui descrito.

[0041] Em referência à FIG. 8, na modalidade exemplar, a estrutura antiextrusão 202 inclui um membro alongado 206 e uma pluralidade de nervuras 208. O membro alongado 206 inclui extremidades opostas 210, uma primeira superfície 214, uma segunda superfície 216, uma terceira superfície 218 e uma quarta superfície 220. A primeira superfície 214, a segunda superfície 216, a terceira superfície 218 e a quarta superfície 220 se prolongam entre as extremidades 210 e em tomo de um eixo longitudinal 212 do membhro alongado 206 para definir um perímetro do membro alongado 206. Em modalidades alternativas, a estrutura antiextrusão 202 inclui qualquer membro alongado 206 que permite que a estrutura antiextrusão 202 funcione como aqui descrito.

[0042] Além disso, na modalidade exemplar, as nervuras 208 se estendem por todo o perímetro definido pela primeira superfície 214, segunda superfície 216, terceira superfície 218 e quarta superfície 220 do membro alongado 206. As nervuras 208 estão uniformemente espaçadas ao longo do membro alongado 206 da primeira extremidade 210 até a segunda extremidade 210. As nervuras 208 definem uma pluralidade de espaços 222 para receber porções da camada elástica 204 e facilitar a ligação da estrutura antiextrusão 202 à camada elástica 204. Na modalidade exemplar, cada nervura 208 tem uma espessura em uma faixa de cerca de 2 mm (0,08 pol.) a cerca de 20 mm (0,8 pol.). Além disso, na modalidade exemplar, as nervuras adjacentes 208 são espaçadas por uma distância em uma faixa de cerca de 5 mm (0,2 pol.) a cerca de 50 mm (2 pol.). Em modalidades alternativas, a estrutura

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11/16 antiextrusão 202 inclui qualquer nervura 208 que permite que a estrutura antiextrusão 202 funcione como aqui descrito.

[0043] Além disso, na modalidade exemplar, as nervuras 208 são retangulares. Desta forma, as nervuras 208 são simétricas em tomo do eixo longitudinal 212. As nervuras 208 são substancialmente semelhantes entre si e são espaçadas uniformemente ao longo do membro alongado 206. Em modalidades alternativas, as nervuras 208 possuem qualquer forma que permite que a vedação 200 funcione como aqui descrito. Por exemplo, em algumas modalidades, a estrutura antiextrusão 202 inclui nervuras 208 tendo formas diferentes. Em outras modalidades, pelo menos algumas nervuras 208 são irregulares.

[0044] Além disso, na modalidade exemplar, o membro alongado 206 e as nervuras 208 incluem termoplásticos, tais como náilon e poliéter éter cetona (PEEK). Além disso, o membro alongado 206 e as nervuras 208 são integralmente formados. Em modalidades alternativas, a estrutura antiextrusão 202 é formada de qualquer maneira e inclui qualquer material que permita que a vedação 124 funcione como aqui descrito. Por exemplo, em algumas modalidades, a estrutura antiextrusão 202 inclui, sem limitação, plásticos, elastômeros, metais e combinações dos mesmos.

[0045] Em referência às FIGs. 7 e 8, na modalidade exemplar, a estrutura antiextrusão 202 é acoplada à camada elástica 204, de modo que porções da camada elástica 204 se estendam para os espaços 222 e entrem em contato com as nervuras 208 e o membro alongado 206. Desta forma, a vedação 200 é configurado para prover uma área de contato aumentada entre a estrutura antiextrusão 202 e a camada elástica 204 para facilitar a ligação da estrutura antiextrusão 202 à camada elástica 204. Na modalidade exemplar, a camada elástica 204 cobre substancialmente a estrutura antiextrusão 202, de tal modo que a estrutura antiextrusão 202 seja substancialmente isolada de um exterior da vedação 200. Em modalidades alternativas, a estrutura antiextrusão 202 e a camada elástica 204 são acopladas de qualquer maneira que permita que a vedação 200 funcione como aqui descrito.

[0046] FIG. 9 é uma vista em perspectiva de outra configuração da vedação 200. A configuração da vedação 200 mostrada na FIG. 9 é substancialmente semelhante à configuração mostrada na FIG. 7, exceto as nervuras 208 que se estendem para o exterior da vedação 200. O membro alongado 206 é substancialmente coberto pela camada elástica 204. Em modalidades alternativas, a camada elástica 204 cobre qualquer porção da estrutura antiextrusão 202 que permite que a vedação 200 funcione como aqui descrito. Por exemplo,

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12/16 em algumas modalidades, algumas nervuras 208 se prolongam para o exterior da vedação 200 e algumas nervuras 208 são cobertas pela camada elástica 204.

[0047] FIG. 10 é uma vista em perspectiva de uma porção de uma vedação 300 para o êmbolo de cisalhamento cego 102 (mostrado na FIG. 3). A vedação 300 inclui uma estrutura antiextrusão 302 e uma camada elástica 304. A estrutura antiextrusão 302 inclui um membro alongado 306 e nervuras 308. O membro alongado 306 inclui uma primeira superfície 310, uma segunda superfície 312, uma terceira superfície 314 e uma quarta superfície 316. As nervuras 308 se estendem em torno de uma porção do membro alongado 306. Especificamente, as nervuras 308 se estendem sobre a segunda superfície 312, terceira superfície 314 e quarta superfície 316. Desta forma, a estrutura antiextrusão 302 é assimétrica em relação a um eixo longitudinal da estrutura antiextrusão 302. Em modalidades alternativas, a vedação 300 inclui qualquer estrutura antiextrusão 302 que permita que a estrutura antiextrusão 302 funcione como aqui descrito.

[0048] Na modalidade exemplar, a estrutura antiextrusão 302 é acoplada à camada elástica 304 tal estrutura antiextrusão 302 é parcialmente coberta pela camada elástica 304. Pelo menos uma parte das nervuras 308 e primeira superfície 310 são descobertas, de tal modo que as nervuras 308 e a primeira superfície 310 sejam expostas a um exterior da vedação 300. Em modalidades alternativas, a estrutura antiextrusão 302 e a camada elástica 304 são acopladas de qualquer maneira que permita que a vedação 300 funcione como aqui descrito.

[0049] FIG. 11 é uma vista em perspectiva de uma porção de uma vedação 400 para o êmbolo de cisalhamento cego 102 (mostrado na FIG. 3). A vedação 400 inclui uma estrutura antiextrusão 402, uma camada elástica 404, uma porção de base 406, cotovelos 408 e porções de perna 410. As porções de perna 410 se estendem em ângulos em relação à porção de base 406 e são acopladas às extremidades opostas da porção de base 406 pelos cotovelos 408. Desta forma, a vedação 400 é em forma de U. A estrutura antiextrusão 402 se estende através da porção de base 406, através dos cotovelos 408 e nas porções de perna 410. A estrutura antiextrusão 402 está em conformidade com uma forma da porção de base 406, dos cotovelos 408 e das porções de perna 410. Os cotovelos 408 formam porções curvas de estrutura antiextrusão entre a porção de base 406 e as porções de perna 410. Desta forma, a estrutura antiextrusão 402 é pelo menos parcialmente curva. Em modalidades alternativas,

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13/16 a vedação 400 tem qualquer forma que permita que a vedação 400 funcione como aqui descrito.

[0050] Na modalidade exemplar, a estrutura antiextrusão 402 define uma pluralidade de fendas 412 para facilitar a estrutura antiextrusão 402 em conformidade com formas diferentes e que se prolongam ao longo da camada elástica 404. Em particular, as fendas 412 permitem que a estrutura antiextrusão 402 tenha uma forma curva e se estenda através do cotovelo 408. A estrutura antiextrusão 402 está posicionada de tal modo que as fendas 412 sejam espaçadas ao longo do cotovelo 408 quando a estrutura antiextrusão 402 é acoplada à camada elástica 404. As fendas 412 são aberturas estreitas, substancialmente lineares, que se prolongam para a estrutura antiextrusão 402. Em modalidades alternativas, a estrutura antiextrusão 402 inclui qualquer fenda 412 que permite que a estrutura antiextrusão 402 funcione como aqui descrito. Por exemplo, em algumas modalidades, as fendas 412 são espaçadas ao longo da estrutura antiextrusão 402. Em outras modalidades, diferentes porções da estrutura antiextrusão 402 definem diferentes fendas 412.

[0051] Além disso, na modalidade exemplar, a camada elástica 404 é acoplada à estrutura antiextrusão 402, de tal modo que porções da camada elástica 404 se prolonguem para as fendas 412. Desta forma, as fendas 412 aumentam a área de superfície disponível para ligação entre a camada elástica 404 e a estrutura antiextrusão 402. Em modalidades alternativas, a estrutura antiextrusão 402 e a camada elástica 404 são acopladas de qualquer maneira que permita que a vedação 400 funcione como aqui descrito.

[0052] Além disso, na modalidade exemplar, a estrutura antiextrusão 402 inclui uma primeira superfície 414 e uma segunda superfície 416. A primeira superfície 414 e a segunda superfície 416 definem uma espessura 418 entre elas. Em algumas modalidades, a espessura 418 está em uma faixa de cerca de f3 mm (0,5 pol.) a cerca de 127 mm (5 pol.). Em modalidades alternativas, a estrutura antiextrusão 402 tem qualquer espessura que permite que a estrutura antiextrusão 402 funcione como aqui descrito.

[0053] Além disso, na modalidade exemplar, as fendas 4Í2 se estendem da primeira superfície 414 em direção à segunda superfície 416 através de uma porção de espessura 418. Na modalidade exemplar, as fendas 412 se estendem através de uma maioria, isto é, mais que a metade, de espessura 418. Desta forma, as fendas 412 diminuem a espessura 418 em porções da estrutura antiextrusão 402 e permitem que a estrutura antiextrusão 402 se flexione

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14/16 entre diferentes posições. Em modalidades alternativas, as fendas 412 se prolongam a qualquer distância que permita que a vedação 400 funcione como aqui descrito.

[0054] Além disso, na modalidade exemplar, as fendas adjacentes 412 são espaçadas por uma distância em uma faixa de cerca de 1 mm a cerca de 10 mm. O material entre as fendas 412 provê rigidez à vedação 400 para resistir às forças de extrusão. Em particular, as fendas 412 são configuradas para permitir que a estrutura antiextrusão 402 se flexione sem diminuir substancialmente a resistência às forças de extrusão. Em modalidades alternativas, as fendas 412 são espaçadas por qualquer distância que permita que a vedação 400 funcione como aqui descrito.

[0055] Em referência às FIGs. 1 e 11, um método de montagem do êmbolo de cisalhamento cego 102 inclui acoplar a vedação 400 a pelo menos um transportador inferior 118 e transportador superior 114, de tal modo que a vedação 400 seja configurada para vedar o furo do poço 104 quando o transportador superior 114 e o transportador inferior 118 estiverem na posição fechada. Em algumas modalidades, a vedação 400 é acoplada ao transportador inferior 118 e a porção de base 406 é posicionada em uma ranhura no transportador inferior 118. O método também inclui a formação do cotovelo 408 entre a porção de base 406 e a porção de perna 410, de tal modo que a porção de perna 410 se estenda em um ângulo em relação à porção de base 406. O método inclui ainda prover uma camada elástica 404 que se prolonga através da porção de base 406 e do cotovelo 408. A camada elástica 404 está configurada para entrar em contato com o transportador superior 114 para vedar o furo do poço 104 quando o êmbolo de cisalhamento cego 102 está na posição fechada. O método também inclui acoplar a estrutura antiextrusão 402 à camada elástica 404, de tal modo que porções da camada elástica 404 se estendam para as fendas 412. Em algumas modalidades, a estrutura antiextrusão 402 e a camada elástica 404 são acopladas em conjunto utilizando adesivo. Em modalidades adicionais, a estrutura antiextrusão 402 e a camada elástica 404 são acopladas de qualquer maneira que permita que a vedação 400 funcione como aqui descrito. Por exemplo, em algumas modalidades, a estrutura antiextrusão 402 é pelo menos parcialmente incorporada na camada elástica 404 durante a formação da vedação 400.

[0056] Na modalidade exemplar, o método inclui fendas de formação 412 na estrutura antiextrusão 402 para facilitar a estrutura antiextrusão 402 que se estende através do cotovelo 408. Em particular, as fendas 412 proporcionam flexibilidade à estrutura

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15/16 antiextrusão 402 para permitir que a estrutura antiextrusão 402 se curve e se adapte à forma do cotovelo 408. Em algumas modalidades, as fendas 412 são formadas removendo o material da estrutura antiextrusão 402, tal como por corte ou estrutura antiextrusão “corte kerf ’ 402. Em outras modalidades, as fendas 412 são formadas na estrutura antiextrusão 402 quando a estrutura antiextrusão 402 é formada. Em modalidades alternativas, a estrutura antiextrusão 402 é formada de qualquer maneira que permite que a estrutura antiextrusão 402 funcione como aqui descrito.

[0057] Os métodos e sistemas descritos anteriormente fornecem uma vedação que suporta forças de extrusão no furo do poço e vedam completamente o furo do poço. Por exemplo, as modalidades da vedação incluem camadas elásticas e um membro antiextrusão acoplado às camadas elásticas para inibir a extrusão das camadas elásticas. O membro antiextrusão se estende entre as camadas elásticas, de tal modo que o membro antiextrusão suporte as camadas elásticas. Além disso, a camada elástica mais externa cobre o membro antiextrusão e as superfícies de contato adjacentes à vedação para impedir que os materiais se movam entre a vedação e as superfícies. Em algumas modalidades, o membro antiextrusão e as camadas elásticas são configurados para aumentar a ligação entre o elemento antiextrusão e as camadas elásticas. Como resultado, a vedação fornece maior pressão de contato e resiste às forças de extrusão devido a pressões no furo de poço.

[0058] Um efeito técnico exemplar dos métodos, sistemas e aparelhos aqui descritos inclui pelo menos um de: (a) aumento da confiabilidade dos sistemas BOP; (b) fornecimento de vedações para êmbolos de cisalhamento cegos que tenham uma maior resistência à extrusão durante a operação; (c) aumento da pressão de contato de vedação de vedações para êmbolos de cisalhamento cego; (d) aumento da ligação entre camadas de vedação para êmbolos de cisalhamento cego; e (e) redução do custo de montagem de vedações para êmbolos de cisalhamento cego.

[0059] Modalidades exemplares do métodos BOP, sistemas e aparelhos não estão limitadas às modalidades específicas aqui descritas, mas, em vez disso, os componentes dos sistemas e/ou as etapas dos métodos podem ser utilizados independente e separadamente dos outros componentes e/ou das etapas aqui descritas. Por exemplo, os métodos também podem ser usados em combinação com outros sistemas que requerem vedação e não estão limitados à prática apenas com os sistemas e métodos como aqui descritos. Em vez disso, a modalidade

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16/16 exemplificativa pode ser implementada e utilizada em conjunto com muitas outras aplicações, equipamentos e sistemas que podem se beneficiar de vedações melhoradas.

[0060] Embora características específicas de várias modalidades da divulgação possam ser mostradas em alguns desenhos e não em outros, isto é apenas para conveniência. De acordo com os princípios da divulgação, qualquer característica de um desenho pode ser referenciada e/ou reivindicada em combinação com qualquer característica de qualquer outro desenho.

[0061] Esta descrição escrita utiliza exemplos para divulgar as modalidades, incluindo o melhor modo, e também para permitir que qualquer versado na técnica pratique as modalidades, incluindo fazer e usar qualquer dispositivo ou sistema e executar quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da divulgação é definido pelas reivindicações e pode incluir outros exemplos que ocorrerem para aqueles versados na técnica. Tais outros exemplos se destinam a estar dentro do escopo das reivindicações se eles tiverem elementos estruturais que não difiram da linguagem literal das reivindicações, ou se eles incluírem elementos estruturais equivalentes com diferenças não substanciais da linguagem literal das reivindicações.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Vedação (124) para um êmbolo de cisalhamento cego (102), a dita vedação configurada para se estender entre um primeiro transportador (114) e um segundo transportador (118) do êmbolo de cisalhamento cego, caracterizada pelo fato de que a dita vedação compreende:

uma camada externa (144) configurada para entrar em contato com pelo menos um do primeiro transportador e o segundo transportador para vedar um furo de poço (104) quando o êmbolo de cisalhamento cego está em uma posição fechada, a dita camada externa tendo uma primeira rigidez;

uma camada interna (146) espaçada da dita camada externa, a dita camada interna tendo uma segunda rigidez; e uma estrutura antiextrusão (148) que se estende entre a dita camada interna e a dita camada externa, a dita estrutura antiextrusão tendo uma terceira rigidez maior que a primeira rigidez e a segunda rigidez, em que a dita camada externa cobre a dita estrutura antiextrusão.
2. Vedação (124) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a dita estrutura antiextrusão (148) compreende uma primeira superfície (156) e uma segunda superfície (158) oposta à dita primeira superfície, dita primeira superfície configurada para entrar em contato com a dita camada externa (144), dita segunda superfície configurada para entrar em contato com a dita camada interna (146).
3. Vedação (124) de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que a dita camada externa (144) compreende uma primeira superfície (166) e uma segunda superfície (168) oposta à dita primeira camada externa, a dita segunda camada externa configurada para entrar em contato com a dita primeira superfície da estrutura antiextrusão (156).
4. Vedação (124) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a dita camada externa (144) tem uma espessura na faixa de cerca de 2,5 milímetros (mm) (0,1 polegada (pol.)) a cerca de 25 mm (1 polegadas).
5. Vedação (124) de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que a dita estrutura antiextrusão (148) tem uma espessura na faixa de cerca de 13 mm (0,5 pol.) a cerca de 127 mm (5 pol.).

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6. Vedação (124) de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que a dita camada interna (146) tem uma espessura na faixa de pelo menos 1,3 mm (0,05 pol.).
7. Vedação (124) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende ainda uma porção de base (150), uma primeira porção de perna (152) e uma segunda porção de perna (152), em que a dita primeira porção de perna e a dita segunda porção de perna se estendem das extremidades opostas da dita porção de base para formar um formato em U.
8. Vedação (124) de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que a dita estrutura antiextrusão (148) se estende através da dita porção de base (150) e pelo menos parcialmente para a dita primeira porção da perna (152) e a dita segunda porção da perna (152).
9. Vedação (124) de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a dita camada externa (144) se estende ao longo da estrutura antiextrusão (148) por toda a porção de base (150).
10. Êmbolo de cisalhamento cego (102) para um sistema de preventer (100), caracterizado pelo fato de que o dito êmbolo de cisalhamento cego compreende:

um invólucro (112) configurado para acoplar a uma pilha (106) e receber pelo menos um tubo (108) e pelo menos um cabo (110), o pelo menos um tubo e o pelo menos um cabo que se estendem através de um furo de poço (104) definido pela pilha;

um transportador superior (114) compreendendo uma lâmina superior (116);

um transportador inferior (118) compreendendo uma lâmina inferior (120), pelo menos um do dito transportador superior e do cito transportador inferior configurado para se mover em relação ao dito invólucro, de modo que o dito transportador superior e o dito transportador inferior sejam posicionáveis em uma primeira posição na qual o dito transportador superior e o dito transportador inferior são espaçados e uma segunda posição na qual o dito transportador superior e o dito transportador inferior vedam o furo de poço, a dita lâmina superior e a dita lâmina inferior configuradas para cortar pelo menos um tubo e o pelo menos um cabo quando o dito transportador superior e o dito transportador inferior se movem entre a primeira posição e a segunda posição; e uma vedação (124)que se estende entre o dito transportador superior e o dito transportador inferior, a dita vedação compreendendo:

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3/3 uma camada externa (144) configurada para entrar em contato com pelo menos um do dito transportador superior e do dito transportador inferior para vedar o furo de poço quando o dito transportador superior e o dito transportador inferior estiverem na segunda posição, a dita camada externa tendo uma primeira rigidez;

uma camada interna (146) espaçada da dita camada externa, a dita camada interna tendo uma segunda rigidez; e uma estrutura antiextrusão (148) que se estende entre a dita camada interna e a dita camada externa, a dita estrutura antiextrusão tendo uma terceira rigidez menor que a primeira rigidez e a segunda rigidez, em que a dita camada externa cobre a estrutura antiextrusão.
11. Embolo de cisalhamento cego (102) de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a dita estrutura antiextrusão (148) compreende uma primeira superfície (156) e uma segunda superfície (158) oposta à dita primeira superfície, a dita primeira superfície configurada para entrar em contato com a dita camada externa (144) e a dita segunda superfície configurada para entrar em contato com a dita camada interna (146).
12. Êmbolo de cisalhamento cego (102) de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a dita camada externa (144) compreende uma primeira superfície (166) e uma segunda superfície (168) oposta à dita primeira camada externa, a dita segunda camada externa configurada para entrar em contato com a dita primeira superfície da estrutura antiextrusão (156).
13. Embolo de cisalhamento cego (102) de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a dita camada externa (144) tem uma espessura na faixa de cerca de 1,3 milímetros (mm) (0,05 polegada (pol.)) a cerca de 25,4 mm (1 pol.).
14. Embolo de cisalhamento cego (102) de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a dita estrutura antiextrusão (148) tem uma espessura na faixa de cerca de 13 mm (0,5 pol.) a cerca de 127 mm (5 pol.).
15. Embolo de cisalhamento cego (102) de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a dita camada interna (146) tem uma espessura de pelo menos 1,3 mm (0,05 pol.).