BR112019027274A2 - aparelho para conectar uma extremidade distal de um conduto de fluido a uma entrada de fluido e método para conectar uma extremidade distal de um conduto de fluido a uma entrada de fluido de uma ferramenta de cimentação ou fraturamento - Google Patents

Abstract

Um conjunto de conexão (10) para elevação e posicionamento automatizados de um chiksan (110) ou outro conduto de fluido na proximidade de uma entrada de fluido (60) de um dispositivo como, por exemplo, uma cabeça de cimento (100) ou uma cabeça de fraturamento hidráulico. Depois que um chiksan ou outra linha de fluxo é posicionada em um local desejado, é feita uma conexão segura entre a saída do chiksan ou outro conduto de fluido e a entrada de fluido, incluindo, sem limitação, quando o dispositivo está posicionado em um local elevado acima do piso de uma plataforma.

Description

“APARELHO PARA CONECTAR UMA EXTREMIDADE DISTAL DE UM CONDUTO DE FLUIDO A UMA ENTRADA DE FLUIDO E MÉTODO PARA CONECTAR UMA

EXTREMIDADE DISTAL DE UM CONDUTO DE FLUIDO A UMA ENTRADA DE FLUIDO DE UMA FERRAMENTA DE CIMENTAÇÃO OU FRATURAMENTO” Histórico da invenção

1. Domínio da Invenção

[0001] A presente invenção refere-se a um conjunto automatizado para conectar uma linha de fluxo de fluido a uma porta de entrada. Mais especificamente, a presente invenção se refere a um conjunto automatizado para conectar uma linha de fluxo de fluido (como um chiksan, mangueira Ou outro conduíte) a uma porta de entrada de um conjunto de cabeças de cimento ou cabeças de fraturamento hidráulico (“frac”).

2. Breve Descrição da Técnica Relacionada

[0002] Muitos poços de petróleo e/ou gás offshore são perfurados em ambientes marítimos usando embarcações flutuantes (como, por exemplo, navios de perfuração e plataformas de perfuração semissubmersíveis), principalmente antes da instalação de uma plataforma permanente ou outra estrutura similar. As operações de perfuração realizadas a partir de tais embarcações flutuantes diferem daquelas realizadas em estruturas permanentes em diversos aspectos.

[0003] Uma diferença importante associada à perfuração a partir de uma embarcação flutuante é a localização dos conjuntos de prevenção de explosão e cabeça de poço. Ao perfurar a partir de uma plataforma fixa ou outra estrutura semelhante, um conjunto de prevenção de explosão normalmente está localizado em uma plataforma ou em outra estrutura. No entanto, ao perfurar a partir de uma embarcação de perfuração flutuante, os conjuntos de prevenção de explosão e cabeça de poço não estão localizados na plataforma de perfuração ou outra estrutura; ao contrário, esses conjuntos estão localizadas no fundo do mar ou perto do fundo do mar. Como resultado, equipamentos especializados, conhecidos como preventores de explosão “submarinos” e conjuntos de cabeças de poço, devem ser utilizados.

[0004] Durante as operações de cimentação, um aparelho conhecido como cabeça de cimento é normalmente instalado acima da superfície de trabalho ou “piso da plataforma”, a fim de fornecer uma conexão ou interface entre o sistema de elevação de uma plataforma e o equipamento de bombeamento de superfície, por um lado, e o fundo do poço da coluna de trabalho e/ou outros produtos tubulares que se estendem para um poço, por outro lado. Essas cabeças de cimento devem permitir que a pasta de cimento flua de um conjunto de bombeamento para um poço e devem ter capacidade de fluxo suficiente para permitir o bombeamento de alta pressão de grandes volumes de cimento e outros fluidos a altas taxas de vazão. Essas cabeças de cimento também devem ter resistência à tração suficiente para suportar produtos tubulares pesados e outros equipamentos que se estendem da plataforma para um poço, além de acomodar a elevação e abaixamento de tais mercadorias e equipamentos tubulares.

[0005] Embora essas cabeças de cimento sejam tipicamente utilizadas em conexão com poços perfurados em ambientes offshore ou marítimos, deve-se notar que essas cabeças de cimento também podem ser usadas em conexão com a perfuração/equipamento de poços em terra usando plataformas de perfuração terrestres. Além disso, essas cabeças de cimento são frequentemente utilizadas (embora não necessariamente exclusivamente) em plataformas de perfuração onshore e offshore equipadas com sistemas de perfuração de acionamento superior. Em certas circunstâncias, as referidas cabeças de cimento são usadas em plataformas equipadas com uma mesa rotativa e haste, em vez de uma unidade de acionamento superior.

[0006] Em muitos casos, essas cabeças de cimento devem ser posicionadas acima do piso da plataforma durante as operações de cimentação. Em tais situações, um conduto de fluido deve se estender do sistema de bombeamento de uma plataforma (que normalmente está localizado no nível do piso da plataforma ou próximo a ela) até a referida cabeça de cimento elevada. Nas plataformas de perfuração equipadas com um sistema de acionamento superior, é possível bombear cimento e/ou outros fluidos do sistema de bombeamento de uma plataforma através da referida unidade de acionamento superior e uma mangueira de acionamento superior que se estende até uma cabeça de cimento. No entanto, essa configuração não é preferida para operações de cimentação, porque uma perda inesperada de energia ou desligamento do bombeamento pode resultar em endurecimento da pasta de cimento dentro da unidade de acionamento superior, das mangueiras de acionamento superior e/ou do equipamento auxiliar, causando danos significativos e/ou gerando tempo de inatividade para esse equipamento fundamental.

[0007] Como resultado, o sistema de acionamento superior de uma plataforma é frequentemente desviado para esse fim e um conduto de fluido temporário é normalmente utilizado para conectar um sistema de bombeamento de superfície de cimento à porta de entrada de uma cabeça de cimento e para fornecer pasta de cimento à referida cabeça de cimento. Esse conduto de fluido temporário, que pode ser relativamente pesado, pode compreender uma mangueira de alta pressão, um aparelho de ligação de fluxo giratório comumente referido como "chiksan" ou outras linhas de fluxo.

[0008] Devido ao fato de que uma cabeça de cimento pode estar localizada em um local elevado acima do piso da plataforma, a extremidade ou saída distal do referido conduto de fluido também deve normalmente ser elevada a um local elevado, a fim de posicioná-la em estreita proximidade com a referida cabeça de cimento. Além disso, esse conduto de fluido deve ser firmemente acoplado ou conectado a uma porta de entrada de fluido na referida cabeça de cimento elevada, a fim de permitir que o fluido pressurizado (incluindo, sem limitação, pasta pesada de cimento) flua através da referida cabeça de cimento.

[0009] Em muitos casos, uma cabeça de cimento normalmente é posicionada em uma posição elevada, fora do alcance das pessoas que trabalham no piso da plataforma, dificultando o acesso dessas pessoas facilmente à cabeça de cimento, a fim de conectar chiksans, linhas de fluxo e/ou outros condutos de fluido à referida cabeça de cimento. Além disso, esse pessoal geralmente é içado do chão da plataforma usando um assento ou cinto improvisado preso a um guincho ou outro dispositivo de elevação para alcançar a cabeça de cimento para esta finalidade. Quando isso ocorre, esse pessoal corre o risco de cair e sofrer ferimentos graves ou morte. Além disso, é necessário que esse pessoal carregue martelos pesados, chaves e/ou outras ferramentas usadas para facilitar a conexão do conduto de fluxo à entrada da cabeça de cimento, aumentando assim o risco de esses itens caírem acidentalmente no pessoal e/ou equipamento posicionado no piso da plataforma abaixo.

[0010] Além disso, formações subterrâneas de hidrocarbonetos são rotineiramente estimuladas de modo a aumentar sua permeabilidade geológica e produtividade. Uma técnica comum para estimular formações de hidrocarbonetos é fraturar hidraulicamente uma formação bombeando fluidos altamente pressurizados que contêm propantes suspensos, como areia, areia revestida com resina, bauxita sinterizada Ou outras partículas abrasivas. Tais misturas de fluidos e partículas são comumente referidas como pastas.

[0011] Durante as operações de fraturamento hidráulico, essas pastas são frequentemente movidas a alta pressão de uma ou mais bombas através de uma linha pressurizada para uma cabeça de fraturamento. A cabeça de fraturamento é tipicamente conectada a uma válvula de cabeça de poço presa ao topo do poço construído. A pressão elevada e as taxas de vazão tipicamente altas exigem que a arquitetura da cabeça do poço, válvulas da cabeça do poço, cabeça de fraturamento (ou “cabeça de frac”"”), conectores, adaptadores, condutos e flanges seja grande e robusta. Os condutos de alta pressão ou as linhas de fluxo que transportam a pasta são tipicamente fixados no topo ou perto do topo da cabeça de fraturamento através de uma ou mais portas de entrada laterais.

[0012] Em muitos casos, essas portas de entrada lateral podem estar a 20 pés ou mais acima da estrutura de suporte do solo ou da plataforma. As linhas que contêm alta pressão devem ser manipuladas manualmente e conectadas às portas de entrada do lado da cabeça de fraturamento antes do bombeamento. Em aplicações marítimas, essas portas de entrada laterais são muito mais altas, pois é necessário considerar o movimento e a elevação da plataforma. Novamente, as linhas de bombeamento pesadas devem ser manipuladas manualmente e presas pelo pessoal a um cinto de segurança, cesto de elevação ou outro dispositivo.

[0013] Assim, existe a necessidade de um método e aparelho para elevação/posicionamento de um chiksan ou outro conduto de fluido próximo a uma cabeça de cimento de acionamento superior, bem como para a conexão segura do referido chiksan ou outro conduto de fluido a uma cabeça de cimento de acionamento superior de elevação incluindo, sem limitação, quando a referida cabeça de cimento de acionamento superior de elevação é posicionada em um local elevado acima do piso da plataforma. Tal elevação e conexão devem ser realizadas de maneira benéfica sem a necessidade de levantar ou elevar funcionários para uma posição elevada acima do referido piso da plataforma e/ou nas proximidades da referida entrada da cabeça de cimento.

[0014] Além disso, existe uma clara necessidade de eliminar o risco de colocar funcionários em locais elevados para realizar trabalho manual associado à conexão das cabeças de fraturamento, reduzir o tempo necessário para conectar condutos de alta pressão a esses cabeçotes de fraturamento e eliminar o risco de queda de objetos. Consequentemente, existe a necessidade de um método e aparelho para conectar remotamente, eficientemente e com segurança os condutos de alta pressão a essas cabeças de fraturamento. Sumário da invenção

[0015] O conjunto de conexão automatizada da presente invenção geralmente compreende um conjunto de içamento ou elevação montado em ou próximo a uma cabeça de cimento ou fraturamento que pode ser ligada à extremidade ou saída distal de uma mangueira de alta pressão ou linha de chiksan. O referido conjunto de elevação pode ser usado para atrair ou motivar seletivamente a referida extremidade do conduto de saída em direção a uma entrada de fluido que possui um dispositivo de fixação (como, por exemplo, um receptáculo de trava rápida) conectado ou em comunicação fluida com uma cabeça de cimento ou de fraturamento. Uma vez que a referida extremidade do conduto de saída tenha sido movida de maneira benéfica para uma posição desejada, o referido conduto de saída pode ser recebido com segurança e operacionalmente conectado ao referido receptáculo para facilitar o fluxo de fluidos pressurizados através do referido conduto e para a referida cabeça de cimento ou fraturamento.

[0016] Embora a configuração específica da presente invenção possa variar, em uma modalidade preferida, o conjunto de conexão automática da presente invenção compreende um conjunto de guincho que pode ser montado acima ou de outro modo próximo a uma cabeça de cimento ou de fraturamento. Um cabo se estende do referido conjunto de guincho para um conjunto de gancho ou elemento operacionalmente conectado à extremidade distal (saída) de um chiksan ou outro conduto de fluido temporário.

[0017] Ao retrair ou enrolar o referido conjunto de guincho, o referido cabo atua para levantar e puxar o referido conjunto de gancho e a extremidade distal do referido chiksan/conduto de fluido em direção a um receptáculo de trava rápida que está em comunicação fluida com uma porta de entrada da referida cabeça de cimento ou fraturamento. O referido receptáculo de trava rápida pode compreender uma guia de entrada voltada para baixo e substancialmente cônica para direcionar a referida extremidade distal do referido chiksan/conduto de fluido para uma porta de entrada do referido receptáculo de trava rápida.

[0018] Depois que o referido conjunto de gancho anexado à extremidade distal do referido chiksan/conduto de fluido é recebido pelo referido receptáculo de trava rápida, o referido receptáculo de trava rápida pode ser acionado remotamente para conectar com segurança o referido conjunto de gancho no local e formar uma vedação de pressão de fluido para permitir o bombeamento de fluido pressurizado (como, por exemplo, pasta de cimento) através do referido chiksan/conduto de fluido e para dentro da referida cabeça de cimento ou de fraturamento. Após as operações de bombeamento, o referido receptáculo de trava rápida pode ser acionado remotamente para desconectar o referido conjunto de ferrão e o chiksan/conduto de fluido anexado. Depois disso, o referido conjunto de guincho pode ser acionado para estender o referido cabo e abaixar o referido conjunto de ganho e a extremidade distal de tal chiksan/conduto de fluido (e para os funcionários situados no piso da plataforma) para um manuseio adicional.

[0019] Numa modalidade preferida, o conjunto de conexão automatizada da presente invenção pode ainda compreender pelo menos um pressostato de segurança que detecta a existência de uma pressão de fluido elevada através da referida conexão ou um diferencial de pressão, bem como um controlador que impede a desconexão caso qualquer uma dessas condições seja detectada. Além disso, as guias do rolo do cabo podem proteger os cabos do guincho à medida que passam por várias aberturas durante o funcionamento da presente invenção, enquanto protetores auriculares e outros escudos de proteção também podem ser empregados.

[0020] O conjunto de conexão automatizada da presente invenção elimina a necessidade de içar ou levantar funcionários para um local elevado dentro de uma torre de perfuração, a fim de conectar um conduto de fluxo de fluido (como uma mangueira de alta pressão ou linha de chiksan) à entrada de uma cabeça de cimento ou fraturamento. Numa modalidade preferida, essas funções são controladas remotamente por pessoas situadas no piso da plataforma de perfuração ou em outra área de preparação conveniente. Embora o conjunto de conexão automatizada da presente invenção seja descrito aqui principalmente em conexão com a tecnologia da cabeça de cimento e operações de cimentação, deve-se observar que o referido conjunto de conexão automatizada pode ser usado para conectar um conduto de fluido a quaisquer outras ferramentas ou equipamentos situados em um local elevado.

[0021] De acordo com um exemplo, dispõe-se de um aparelho para conectar uma extremidade distal de um conduto de fluido a uma entrada de fluido, em que o referido aparelho e a referida entrada de fluido são posicionados em um local elevado em uma torre de perfuração, compreendendo: a) um elemento de gancho operacionalmente fixado à referida extremidade distal do referido conduto de fluido e tendo pelo menos uma porta de saída; b) um conjunto de guincho disposto no referido local elevado; c) um elemento alongado tendo uma primeira extremidade, uma segunda extremidade e um comprimento, em que a referida primeira extremidade está operacionalmente fixada ao referido conjunto de guincho e a referida segunda extremidade está operacionalmente fixada ao referido elemento gancho; d) um receptáculo de entrada com um orifício adaptado para receber pelo menos uma porção do referido elemento gancho, em que o referido orifício está em comunicação fluida com a referida entrada de fluido; e e) um elemento de válvula adaptado para alternar entre uma primeira posição em que a referida porta de saída do referido elemento gancho está fechada e uma segunda posição em que a referida porta de saída do referido gancho está aberta e em que o referido elemento de válvula permanece na primeira posição, a menos que o referido elemento gancho seja pelo menos parcialmente recebido no referido furo do referido receptáculo.

[0022] O elemento de válvula pode ser destinado e/ou configurado para impedir que o fluido derrame do referido elemento gancho operacionalmente conectado à referida extremidade distal do referido conduto de fluido quando não estiver operacionalmente conectado ao receptáculo de entrada. O elemento da válvula pode ser adaptado para fazer a transição descrita acima, ou pode ser adaptado para fazer a transição através de qualquer outro método para impedir que o fluido escape de uma ou mais portas de saída de tal elemento gancho.

[0023] O aparelho pode ainda compreender um conjunto de travamento para travar seletivamente o referido elemento gancho dentro do referido furo do referido receptáculo de entrada. O conjunto de travamento pode ser controlado remotamente para longe do referido aparelho.

[0024] A rotação do referido tambor de guincho pode ser controlada remotamente para longe do referido aparelho. O referido conduto de fluido pode compreender pelo menos um chiksan ou outra linha de fluxo. O referido receptáculo de entrada pode ainda compreender uma guia de entrada cônica voltada para baixo e adaptada para direcionar o referido gancho para o referido furo.

[0025] O referido elemento gancho pode ainda compreender um corpo alongado tendo uma primeira extremidade, uma segunda extremidade, uma superfície externa e um furo de fluxo central orientado substancialmente paralelo ao eixo longitudinal do referido corpo, e a referida porta de saída pode compreender pelo menos um furo transversal que se estende do dito furo de fluxo central até a referida superfície externa.

[0026] O aparelho pode ainda compreender: a) uma manga disposta de maneira deslizante sobre o referido corpo alongado; e b) uma mola que inclina a referida luva sobre o referido furo transversal quando o referido elemento de válvula está na primeira posição. A primeira extremidade do referido corpo alongado do gancho pode compreender uma superfície externa arredondada.

[0027] O gancho pode compreender uma porção de engate móvel que está posicionada para engatar no receptáculo quando o gancho é recebido no furo do receptáculo, a porção de engate sendo acoplada operacionalmente ao elemento válvula, de modo a deslocar o elemento válvula para a segunda posição após o engate da porção de engate com o receptáculo.

[0028] Qualquer tipo de elemento válvula está dentro do escopo da presente divulgação, incluindo, mas não se limitando a, uma válvula de retenção de lodo, uma válvula de retenção (por exemplo, uma válvula de retenção com mola) etc.

[0029] De acordo com um exemplo, dispõe-se de um método para conectar uma extremidade distal de um conduto de fluido a uma entrada de fluido de uma ferramenta de cimentação ou fraturamento, em que a referida entrada de fluido da referida ferramenta de cimentação ou fraturamento está posicionada em um local elevado em uma torre de perfuração, compreendendo: a) anexar um elemento gancho à referida extremidade distal do referido conduto de fluido, em que o referido elemento gancho tem ao menos uma porta de saída; b) proporcionar um receptáculo de entrada em comunicação fluida com a referida entrada de fluido da referida ferramenta de cimentação Ou fraturamento; c) elevação do referido elemento gancho e extremidade distal do referido conduto de fluido até que o referido elemento ferrão seja pelo menos parcialmente recebido em tal receptáculo de entrada; e d) abrir um elemento de válvula para abrir ao menos uma porta de saída do referido elemento gancho.

[0030] O elemento de válvula pode impedir que o fluido escape do referido elemento gancho operacionalmente conectado à referida extremidade distal do referido conduto de fluido quando não estiver operacionalmente conectado ao receptáculo de entrada. O elemento de válvula pode ser adaptado para mudar como descrito acima, ou pode ser adaptado para mudar usando qualquer outro método para impedir que o fluido escape de um ou mais orifícios de saída do referido elemento gancho.

[0031] O referido elemento gancho e a extremidade distal do referido conduto de fluido podem ser elevados usando um conjunto de guincho compreendendo: a) um tambor de guincho rotativo operacionalmente fixado à referida ferramenta de cimentação ou fraturamento; e b) um cabo com uma primeira extremidade, uma segunda extremidade e um comprimento, em que a referida primeira extremidade está operacionalmente fixada ao referido tambor do guincho, a referida segunda extremidade está operacionalmente fixada ao referido elemento gancho e uma porção do referido cabo é enrolada em torno do referido tambor de guincho.

[0032] O método pode ainda compreender o acionamento de um conjunto de travamento para fixar o referido elemento gancho no referido receptáculo de entrada e uma vedação de pressão de fluido pode ser formada entre o referido elemento gancho e o referido receptáculo de entrada.

[0033] o referido conjunto de travamento pode ser controlado a partir de um local distante da referida ferramenta de cimentação ou fraturamento.

[0034] O método pode ainda compreender as etapas de: a) bombear cimento, pasta de fraturamento ou outro fluido através do referido conduto de fluido, elemento gancho, receptáculo de entrada e ferramenta de cimentação Ou fraturamento; b) detectar a pressão do fluido através do referido receptáculo de entrada; e c) impedir a desconexão do referido elemento gancho do referido receptáculo de entrada caso a pressão do fluido seja detectada.

[0035] A rotação do referido tambor de guincho pode ser controlada remotamente longe da referida ferramenta de cimentação ou fraturamento. O referido conduto de fluido pode compreender pelo menos um chiksan ou outra linha de fluxo. O referido receptáculo de entrada pode ainda compreender uma guia de entrada cônica voltada para baixo e com um orifício e adaptada para direcionar o referido elemento gancho para o referido orifício.

[0036] O referido elemento gancho pode ainda compreender um corpo alongado tendo uma primeira extremidade, uma segunda extremidade, uma superfície externa e um furo de fluxo central orientado de modo substancialmente paralelo ao eixo longitudinal do referido corpo, e a referida porta de saída pode compreender pelo menos um furo transversal que se estende do furo de fluxo central até a referida superfície externa.

[0037] O método pode compreender ainda: a) uma manga disposta de maneira deslizante sobre o referido corpo alongado; e b) uma mola que inclina a referida manga sobre o referido furo transversal quando o referido elemento de válvula está na primeira posição. A primeira extremidade do referido corpo alongado de gancho pode compreender uma superfície externa substancialmente arredondada.

[0038] De acordo com um exemplo, também dispõe-se de um aparelho para conectar uma extremidade distal de um conduto de fluido a uma entrada de fluido, em que o referido aparelho e a referida entrada de fluido são posicionados em um local elevado em uma torre de perfuração, compreendendo: a) um elemento gancho operacionalmente fixado à referida extremidade distal do referido conduto de fluido e tendo pelo menos uma porta de saída; b) um conjunto de guincho disposto no referido local elevado; c) um elemento alongado tendo uma primeira extremidade, uma segunda extremidade e um comprimento, em que a referida primeira extremidade está operacionalmente fixada ao referido conjunto de guincho e a referida segunda extremidade está operacionalmente fixada ao referido elemento gancho; d) um receptáculo de entrada com um orifício adaptado para receber pelo menos uma parte do referido elemento gancho, em que o referido orifício está em comunicação fluida com a referida entrada de fluido; e e) um elemento de válvula destinado a impedir que o fluido derrame do referido elemento gancho operacionalmente conectado à referida extremidade distal do referido conduto de fluido quando não estiver operacionalmente preso ao receptáculo de entrada, compreendendo, mas não se limitando a: i) uma manga deslizável disposta sobre o referido corpo de gancho; e ii uma mola, inclinando a referida manga sobre a referida porta de saída; em que o referido elemento de válvula é adaptado para alternar entre uma primeira posição em que o orifício de saída do referido elemento gancho está fechado e uma segunda posição em que o orifício de saída do referido elemento gancho está aberto e em que o referido elemento de válvula permanece na referida primeira posição, a menos que oO referido elemento gancho seja pelo menos parcialmente recebido no referido furo do referido receptáculo ou qualquer outro método para impedir que o fluido escape de um ou mais orifícios de saída do referido elemento gancho. Breve descrição dos desenhos/figuras

[0039] O sumário, bem como qualquer descrição detalhada das modalidades preferidas, é melhor compreendido quando lido em conjunto com os desenhos e figuras aqui contidos. Com o objetivo de ilustrar a invenção, os desenhos e figuras mostram certas modalidades preferidas. Deve-se entender, no entanto, que a invenção não se limita aos métodos e dispositivos específicos exibidos em tais desenhos ou figuras.

[0040] FIG. 1 representa uma vista em perspectiva lateral de um conjunto de cabeça de cimento de acionamento superior convencional conectado a um conduto de fluido para fornecer pasta de cimento ou outro fluido à referida cabeça de cimento.

[0041] FIG. 2 representa uma vista lateral do conjunto de conexão automatizada da presente invenção instalado em uma posição elevada acima do piso da plataforma de perfuração durante o processo de elevação da extremidade distal de uma linha de fluxo de pasta de cimento para o referido conjunto de conexão automatizada.

[0042] FIG. 2A representa uma vista lateral do conjunto de conexão automatizada da presente invenção, posicionado em uma posição elevada acima do piso da plataforma de perfuração após a conexão da extremidade distal de uma linha de fluxo de pasta de cimento ao referido conjunto de conexão automatizada.

[0043] FIG. 3 representa uma vista em perspectiva aérea de uma modalidade preferida do conjunto de conexão automatizada da presente invenção.

[0044] FIG. 4 representa uma vista em perspectiva inferior de uma modalidade preferida do conjunto de conexão automatizada da presente invenção.

[0045] FIG. 5 representa uma vista lateral de uma modalidade preferida do conjunto de conexão automatizada da presente invenção.

[0046] FIG. 6 representa uma vista em perspectiva aérea de um elemento gancho da presente invenção.

[0047] FIG. 7 representa uma vista lateral de um elemento gancho da presente invenção.

[0048] FIG. 8 representa uma vista em corte lateral de um elemento gancho da presente invenção.

[0049] FIG. 9 representa uma vista lateral em corte parcial de um elemento gancho engatado com um conjunto de receptáculo da presente invenção.

[0050] FIG. 10 representa uma vista detalhada da área destacada da FIG. 9.

[0051] FIG. 11 representa uma vista lateral em corte parcial do conjunto de conexão automatizado da presente invenção (incluindo um elemento gancho) durante o processo de elevação e conexão do referido elemento gancho a um conjunto receptáculo da presente invenção.

[0052] FIG. 12 representa uma vista detalhada da área destacada da FIG. 11.

[0053] FIG. 13 representa uma vista aérea e em corte parcial do conjunto de conexão automatizada da presente invenção.

[0054] FIG. 14 representa uma vista lateral de um conduto de fluido conectado ao conjunto de conexão automatizada da presente invenção.

[0055] FIG. 15 representa uma vista lateral de conjuntos de conexão automatizados da presente invenção instalados em várias cabeças de fraturamento hidráulicas. Descrição detalhada de uma modalidade preferida

[0056] Fazendo referência aos desenhos, a FIG. 1 representa uma vista em perspectiva lateral de um conjunto de cabeça de cimento de acionamento superior convencional 100 conectado a um conduto de fluido 110 para fornecer pasta de cimento ou outro fluido à referida cabeça de cimento, como, por exemplo, durante uma operação de cimentação convencional realizada em um poço de petróleo ou gás. O referido conjunto de cabeça de cimento 100 geralmente compreende o elemento superior do corpo 101, que pode ser conectado a uma conexão inferior da unidade de acionamento superior de uma plataforma ou outro equipamento (não ilustrado) usando o elemento de conexão rosqueado 103. O elemento inferior do corpo 102 pode ser fixado a outros componentes do equipamento de cimentação (como, por exemplo, conjuntos de lançamento de dardos ou tampões) bem conhecidos pelos versados na técnica.

[0057] Como representado na FIG. 1, o conjunto convencional da cabeça de cimento 100 compreende ainda a placa de torque 104 com ilhó ou olhal 105. Uma corrente, cabo ou outro elemento alongado semelhante com resistência à tração suficiente pode ser operacionalmente fixada ao olhal 105 da placa de torque 104 e presa a um componente de plataforma (como uma viga de suporte da torre ou outro objeto estacionário) para fornecer resistência às forças de torque e impedir a rotação da referida placa de torque 105. A aplicação da força de torque ao conjunto de cabeça de cimento 100 de uma maneira bem conhecida pelos versados na técnica (tipicamente a partir de uma unidade de acionamento superior) permite a rotação dos componentes rotativos do conjunto da cabeça de cimento 100, enquanto protege os componentes não rotativos do referido conjunto da cabeça de cimento 100 contra a rotação.

[0058] Deve-se observar que o conjunto de cabeça de cimento 100 inclui tipicamente outros componentes conectados operacionalmente abaixo do elemento de corpo inferior 102; no entanto, esses componentes não são descritos aqui para fins de, mas normalmente seriam incluídos como parte de uma configuração típica de montagem de cabeça de cimento. Os referidos componentes inferiores, por sua vez, podem ser operacionalmente fixados a uma coluna de revestimento ou outros membros tubulares que podem se estender para um poço subterrâneo.

[0059] Como representado na FIG. 1, o conjunto de cabeça de cimento convencional 100 pode incluir vantajosamente o conjunto de giro 130 bem conhecido pelos versados na técnica. O referido conjunto giratório 130 inclui o alojamento giratório externo 132 com receptáculo de porta de entrada de fluido 131 que está operacionalmente conectado e em comunicação fluida com o conduto de fluido 110. O conjunto giratório 130 é fornecido, em parte, para permitir o fluxo da pasta de cimento ou outro fluido que flui através do conduto 110 para o conjunto de cabeça de cimento 100 (e, finalmente, para um furo de poço situado abaixo do referido conjunto de cabeça de cimento 100), permitindo a rotação simultânea de certos componentes do conjunto de cabeça de cimento 100.

[0060] Além disso, o conjunto giratório 130 permite o fluxo de fluido de controle de um suprimento/reservatório de fluido (não representado na FIG. 1) para motores acionados por fluido usados para alimentar atuadores e/ou outros dispositivos utilizados para a operação remota de vários componentes do conjunto de cabeça de cimento 100. Especificamente, o conjunto giratório 130 permite que os condutos hidráulicos 133, conectados às portas 134, forneçam fluido de controle hidráulico para partes rotativas do conjunto da cabeça de cimento 100, enquanto impedem que os referidos condutos hidráulicos 133 se enrolem ou sejam danificados durante essa rotação de uma maneira bem conhecida pelos versados na técnica.

[0061] Como observado acima, o conduto de fluido 110 é tipicamente utilizado para conectar um sistema de bombeamento de cimento de superfície a uma porta de entrada de fluido do conjunto giratório 130 do conjunto de cabeça de cimento 100. O referido conduto de fluido 110, que pode compreender uma mangueira de alta pressão, um chiksan de fluxo giratório ou outras linhas de fluxo, está equipado com conectores 112 para conectar uma extremidade distal 111 do referido conduto de fluido 110 a um receptáculo de entrada de fluido 131 do conjunto giratório 130 do conjunto de cabeça de cimento 100. Como representado na FIG. 1, os referidos conectores 112 compreendem uma união de martelo do tipo WECO 1502; no entanto, deve-se observar que os referidos conectores 112 podem compreender qualquer número de diferentes conectores temporários bem conhecidos pelos versados na técnica. Na configuração representada na FIG. 1, a válvula 113 pode ser opcionalmente instalada entre o conduto 110 e o conjunto da cabeça de cimento 100 como um mecanismo de segurança para bloquear seletivamente o fluxo de fluido entre o referido conduto 110 e o conjunto da cabeça de cimento 100, quando desejado.

[0062] Durante a operação, o conjunto da cabeça de cimento 100 é frequentemente posicionado em uma posição elevada fora do alcance do pessoal que trabalha no piso da plataforma, dificultando esse acesso fácil ao conjunto da cabeça de cimento 100, a fim de conectar o conduto de fluido 110 ao receptáculo da porta de entrada 131 do conjunto de cabeça de cimento 100 e para desconectar o referido conduto de fluido do referido conjunto de cabeça de cimento 100. Para fazer tal conexão, a extremidade distal 111 do referido conduíte de fluido 110 (que pode frequentemente incluir equipamentos acessórios relativamente pesados, como a válvula 113 e os conectores 112) tipicamente deve ser conduzida a um local elevado para que se posicione a referida extremidade distal 111 próximo ao referido conjunto de cabeça de cimento 100. Posteriormente, a referida extremidade distal 111 do conduto de fluido 110 deve ser acoplada com segurança ou conectada ao receptáculo da porta de entrada de fluido 131 do referido conjunto de cabeça de cimento elevado 100, usando um conector 112, a fim de permitir que o fluido pressurizado (incluindo, sem limitação, pasta de cimento pesada) flua por tal conduto de fluido 110 e para o conjunto da cabeça de cimento 100 através do conjunto giratório 130.

[0063] Durante operações de cimentação convencionais, a extremidade distal 111 do conduto de fluido 110 (juntamente com qualquer equipamento auxiliar, como a válvula 113) é elevada usando o sistema de elevação de uma plataforma a partir do piso da plataforma até uma posição elevada na proximidade do conjunto da cabeça de cimento 100. Na maioria dos casos, um cabo desse sistema de elevação é fixado na referida extremidade distal 111 do conduto de fluido 110 ou próximo a ela. Esse cabo é frequentemente fixado a uma distância suficiente da referida extremidade distal 111, de modo que o conduto de fluido 110 possa girar, proporcionando uma folga suficiente para que uma pessoa agarre e manipule o referido conduto de fluido 110 a fim de fixar com segurança o referido conduto 110 ao referido conjunto de cabeça de cimento 100.

[0064] Funcionários também devem ser içados do piso da plataforma, normalmente usando um assento ou arnês improvisado preso a um guincho ou outro dispositivo de elevação, para posicioná-los próximo à cabeça de cimento elevada 100 e à extremidade distal 111 do conduto 110. Quando levantados dessa maneira, esses funcionários correm o risco de cair e sofrer ferimentos graves ou morte. Além disso, essa pessoa normalmente deve transportar martelos pesados, chaves e/ou outras ferramentas usadas para facilitar a conexão de um conector 112 ao conjunto da cabeça de cimento 100, aumentando assim o risco de tais itens serem acidentalmente derrubados no pessoal e/ou no equipamento posicionado no piso da plataforma.

[0065] FIG. 2 representa uma vista lateral do conjunto de conexão automatizada 10 da presente invenção posicionado dentro da torre de perfuração 200. O conjunto de conexão automatizada 10 é operacionalmente fixado à unidade de acionamento superior 220, a qual pode ser elevada e abaixada dentro e em relação à referida torre 200; na configuração representada na FIG. 2, o conjunto de conexão automatizado 10 está posicionado em um local elevado dentro da torre 200 que está fora do alcance do pessoal situado no piso da plataforma 210, ao menos quando não dispõem de auxílio. Os componentes da cabeça de cimento 230 (como lançadores de dardos ou tampões e/ou outro equipamento) estão situados abaixo e em comunicação fluida com o referido conjunto de conexão automatizada 10, enquanto uma coluna de revestimento ou outros produtos tubulares 240 se estende para um furo de poço subterrâneo 250. Como refletido na FIG. 2, a extremidade distal 111 de uma linha de fluxo de pasta de cimento 110 é representada sendo elevada para a referida posição elevada do referido conjunto de conexão automatizada 10.

[0066] FIG. 2A também representa uma vista lateral do conjunto de conexão automatizado 10 da presente invenção posicionado em uma posição elevada dentro da torre 200 acima do piso da plataforma de perfuração 210. O conjunto de conexão automática 10 é operacionalmente fixado à unidade de acionamento superior móvel 220 que é elevada dentro da torre

200. Os componentes da cabeça de cimento 230 (como lançadores de dardos ou plugues e/ou outro equipamento) estão situados abaixo e em comunicação fluida com o referido conjunto de conexão automatizado 10, enquanto uma coluna de revestimento ou outros produtos tubulares 240 se estende para um furo de poço subterrâneo 250. Na configuração representada na FIG. 2A, a extremidade distal 111 da linha de fluxo 110 está conectada e em comunicação fluida com o referido conjunto de conexão automatizada 10.

[0067] FIG. 3 representa uma vista em perspectiva aérea de uma modalidade preferida do conjunto de conexão automatizada da presente invenção. O referido conjunto de conexão automatizada 10 compreende ainda o conjunto giratório 40, que executa muitas das mesmas funções operacionais que o conjunto giratório de fluido convencional 130 representado na FIG. 1 O conjunto giratório 40 inclui o alojamento giratório externo 42 com receptáculo de porta de entrada de fluido 41; o mandril central giratório 45 é disposto de maneira rotativa dentro do referido alojamento giratório externo 42. O conjunto giratório 40 é fornecido, em parte, para permitir a comunicação da pasta de cimento ou outro fluido que flui através de um conduto de fluido externo para o conjunto de conexão automatizado 10 (e, finalmente, para um furo de poço situado abaixo do referido conjunto de conexão automatizado 10), permitindo simultaneamente a rotação de certos componentes do conjunto de conexão automatizado 10.

[0068] O mandril central giratório 45 tem um membro de conexão rosqueado superior 12 que pode ser operacionalmente fixado a um membro de conexão inferior correspondente da unidade de acionamento superior da plataforma (como, por exemplo, a unidade de acionamento superior 220 representada nas FIGS. 2 e 2A). A conexão rosqueada superior 12 é representada como uma conexão rosqueada fêmea, mas deve-se observar que a referida conexão roscada superior 12 pode, alternativamente, ser um elemento de conexão rosqueado macho ou outro tipo de membro de conexão, permitindo a fixação operacional segura do mandril central giratório 45 a tal unidade de tração superior ou outro conjunto de elevação da plataforma.

[0069] Além disso, o conjunto giratório 40 permite o fluxo de fluido de controle de um reservatório/suprimento de fluido (não representado na FIG. 3) para motores acionados por fluido utilizados para acionar atuadores e/ou outros dispositivos utilizados para operação remota de vários equipamentos situados abaixo do conjunto de conexão automatizado 10 (como, por exemplo, componentes da cabeça de cimento 230 representados nas FIGS. 2 e 2A). Especificamente, o conjunto giratório 40 permite que os condutos hidráulicos sejam conectados às portas 44, a fim de fornecer fluido de controle hidráulico aos componentes rotativos do conjunto de conexão automatizado 10, enquanto evita que os referidos conduítes hidráulicos fiquem emaranhados ou danificados durante essa rotação.

[0070] Ainda com referência à FIG. 3, o membro de conexão inferior 13 está disposto no mandril central giratório 45. O referido membro de conexão inferior 13 fornece um meio para fixação operacional do referido mandril central giratório 45 ao equipamento ou componentes situados abaixo do referido conjunto de conexão automatizado 10 (como, por exemplo, componentes da cabeça de cimento 230 e/ou coluna de revestimento ou outros produtos tubulares 240 representados nas figuras 2 e 2A). A conexão rosqueada inferior 13 é representada como uma conexão rosqueada macho com roscas externas 14 para facilitar a conexão segura e o suporte de equipamentos e/ou tubos relativamente pesados situados abaixo do conjunto de conexão automatizado 10. No entanto, deve-se observar que a referida conexão rosqueada inferior 13 pode ser alternativamente um membro de conexão rosqueado fêmea ou outro tipo de membro de conexão que permite a fixação operacional segura do conjunto de conexão automatizado 10 ao equipamento ou componentes situados abaixo do referido conjunto de conexão automatizado 10 (como, por exemplo, componentes da cabeça de cimento e/ou coluna de revestimento ou outros produtos tubulares).

[0071] A guia de entrada alargada voltada para baixo 60 está conectada ao hub de conexão de fluido 70. O conduto de fluxo 80 tem uma primeira extremidade 81 e uma segunda extremidade 82; como representado na FIG. 3, o referido conduto de fluxo 80 inclui uma seção curva ou dobrada 83 para utilizar com mais eficiência o espaço disponível. O conector 84 conecta a primeira extremidade 81 ao hub de conexão de fluido 70, enquanto o conector 85 conecta a segunda extremidade 82 à válvula de plugue 90 com o conjunto de acionamento 91. O referido conjunto de acionamento 91 pode compreender um conjunto de acionamento hidráulico, pneumático ou eletrônico para abrir e fechar a válvula de plugue 90 que pode ser operado de forma benéfica remotamente a uma distância do referido conjunto de conexão automatizado 10. O conduto de curva de fluxo 86 é conectado à válvula de plugue 90 usando o conector 87; a referida curva de fluxo é, por sua vez, conectada ao receptáculo de entrada de fluido 41 do alojamento externo giratório 42. O elemento gancho macho 150, descrito em mais detalhes abaixo, é parcialmente recebido dentro da guia de entrada alargada 60. A tampa do alojamento 27 também é fornecida no conjunto de conexão automatizada 10.

[0072] FIG. 4 representa uma vista em perspectiva inferior do conjunto de conexão automatizada 10 da presente invenção. O conjunto giratório 40 inclui o alojamento giratório externo 42, enquanto o mandril central giratório 45 está disposto de maneira rotativa dentro do referido alojamento giratório externo 42. A porção superior do mandril central giratório 45 pode ser operacionalmente fixada a um membro de conexão inferior da unidade de acionamento superior da plataforma (através da conexão rosqueada 12, não visível na FIG. 4). O membro de conexão inferior 13, disposto próximo à parte inferior do mandril central giratório 45, fornece um meio para fixação operacional do referido —“mandril central giratório 45 ao equipamento ou componentes situados abaixo do referido conjunto de conexão automatizado 10 (como, por exemplo, componentes da cabeça de cimento e/ou torre de revestimento ou outros produtos tubulares). O orifício de fluxo central 46 se estende através de ao menos uma porção do referido mandril central giratório 45. Os orifícios de fluxo transversais se estendem através do mandril central giratório 45, de modo que o orifício de fluxo central 46 esteja em comunicação fluida com o alojamento giratório 42.

[0073] A guia de entrada alargada voltada para baixo 60 com furo central 61 está conectada ao hub de conexão de fluido 70. Na configuração representada na FIG. 4, o membro gancho macho 150 é conectado à extremidade distal 111 do conduto de fluido 110 usando o conector 112. A válvula 113 é opcionalmente instalada em linha dentro do conduto 110 usando os conectores 112 como um mecanismo de segurança Para bloquear seletivamente o fluxo de fluido entre o conduto 110 e o referido conjunto de conexão automatizado 10, quando desejado. Como representado na FIG. 4, os referidos conectores 112 compreendem uniões de martelo do tipo WECO 1502; no entanto, deve-se observar que OoOS referidos conectores 112 podem compreender qualquer número de diferentes “conectores temporários bem conhecidos pelos versados na técnica.

[0074] Ainda fazendo referência à FIG. 4, o cabo 21 é fixado à extremidade distal do elemento gancho 150 e serve para conectar o referido elemento gancho 150 ao conjunto de conexão automatizado 10. O eixo longitudinal do elemento gancho alongado 150 é geralmente alinhado com o referido cabo 21 e o eixo longitudinal do furo central 61 da guia de entrada alargada 60. A base de suporte substancialmente plana do guincho 28 está disposta sobre o conjunto giratório 40, enquanto a tampa do alojamento 27 está disposta sobre a referida base de suporte do guincho 28.

[0075] FIG. 5 representa uma vista lateral de uma modalidade preferida do conjunto de conexão automatizada 10 da presente invenção. O referido conjunto de conexão automatizada 10 geralmente compreende o conjunto giratório 40 tendo o alojamento giratório externo 42 e o receptáculo da porta de entrada 41. O mandril central giratório 45 está disposto de maneira rotativa dentro do referido alojamento giratório externo 42. A porção superior do mandril central giratório 45 tem um elemento de conexão rosqueado superior 12 (não visível na FIG. 5) que pode ser operacionalmente fixado a um elemento de conexão inferior correspondente de uma unidade de acionamento superior de uma plataforma.

[0076] O conjunto giratório 40 permite o fluxo de fluido de controle de um suprimento/reservatório de fluido (não representado na FIG. 5) para motores acionados por fluido usados para acionar atuadores e/ou outros dispositivos utilizados para operação remota de vários equipamentos situados abaixo do conjunto de conexão automatizado 10. Os condutos hidráulicos podem ser conectados para controlar as portas de fluido 44, a fim de fornecer fluido de controle hidráulico aos componentes rotativos do conjunto de conexão automatizado 10. O elemento de conexão inferior 13 é disposto na porção inferior do mandril central giratório 45 e fornece um meio para fixação operacional do referido mandril central giratório 45 para o equipamento ou os componentes situados abaixo do referido conjunto de conexão automatizada 10 (como, por exemplo, componentes da cabeça de cimento e/ou revestimento ou outros produtos tubulares).

[0077] A guia de entrada alargada voltada para baixo 60 está conectada ao cubo de conexão de fluido 70. O conduíte de fluxo 80 tem uma primeira extremidade 81, segunda extremidade 82 e seção curva ou dobrada 83. O conector 84 conecta a primeira extremidade 81 ao hub de conexão de fluido 70, enquanto o conector 85 conecta a segunda extremidade 82 à válvula de plugue 90 com conjunto de acionamento 91. O conduto de curva de fluxo 86, que é conectado em uma extremidade à válvula de plugue 90 usando o conector 87, também é conectado ao receptáculo de entrada de fluido 41 do alojamento externo giratório 42. O elemento gancho macho 150 é parcialmente recebido dentro do furo central (não visível na FIG. 5) da guia de entrada alargada 60. A base de suporte substancialmente plana do guincho 28 está disposta sobre o conjunto giratório 40, enquanto a tampa do alojamento 27 está disposta sobre a referida base de suporte 28 do guincho.

[0078] FIG. 6 representa uma vista em perspectiva aérea de um elemento gancho 150 da presente invenção, enquanto a FIG. 7 representa uma vista lateral do referido membro gancho masculino 150. O referido membro gancho masculino 150 geralmente compreende um elemento de corpo central alongado 151 com seção de nariz 155. A seção de diâmetro externo reduzido 156 define a superfície do ombro voltada para baixo 159, enquanto a seção de perfil arredondado 157 tem uma superfície externa substancialmente curva Ou convexa. O membro de base 160 está conectado com rosqueamento ao membro do corpo central 151. O referido membro de base 160 tem a seção do corpo 162 e a seção de diâmetro externo reduzido 163 que define a superfície do ombro cônico voltada para baixo

164. A placa de base 167 com terminais de ajuste 168 é recebida com rosca nas roscas dispostas ao longo de uma porção do elemento do corpo 151. O elemento de placa 165 com abertura 166 é disposto entre a seção do corpo 162 do elemento de base 160 e a placa de base ajustável 167.

[0079] O elemento de manga da válvula substancialmente cilíndrico 170 está disposto de maneira deslizante sobre o elemento do corpo central 151. O membro de luva de válvula 170 tem a seção virada 174 que define a superfície do ombro de viés voltada para baixo 171. A mola 173 é disposta ao longo da superfície externa do membro do corpo 151 entre a placa de base ajustável 167 e a seção virada 174 da manga de válvula 170; a referida mola 173 atua na superfície do ombro de inclinação 171 para forçar ou inclinar a manga da válvula móvel em uma direção para longe da placa de base 167.

[0080] O membro de tampa 180 que possui um furo central 181 é conectado com rosca à seção de nariz 155 do elemento de corpo central 151. Uma porção do cabo 21 se estende através do orifício central 181 do elemento de tampa 180 e é fixada ao elemento gancho macho 150. Em uma modalidade preferida, o referido elemento de tampa 180 também possui seção de diâmetro externo reduzido 185, definindo a superfície de ombro cônica voltada para baixo 186, bem como a superfície externa arredondada ou curva 184.

[0081] FIG. 8 representa uma vista em corte lateral do membro gancho masculino 150 da presente invenção. O referido membro gancho macho 150 geralmente compreende o elemento do corpo central alongado 151 tendo a superfície externa 154 e o orifício de fluxo central interno 152, bem como a seção de nariz 155. Os orifícios ou portas de fluxo transversais 153 são dispostos na extremidade superior do orifício de fluxo central interno 152 e se estendem radialmente para fora através do membro do corpo 151; o referido membro do corpo 151 pode ter uma área virada de diâmetro externo aumentado nas proximidades dos referidos orifícios transversais 153. A seção 156, com diâmetro externo reduzido, define a superfície do ombro voltada para baixo 159, enquanto a seção de perfil arredondado 157 tem uma superfície externa substancialmente curvada ou convexa.

[0082] O membro de base 160 com furo de fluxo central 161 está conectado com rosca ao membro de corpo central 151; nesta configuração, o orifício de fluxo central 161 está substancialmente alinhado com o orifício de fluxo central 152 do elemento central do corpo 151. O elemento base 160 possui seção de corpo 162 e seção 163 com diâmetro externo reduzido que define a superfície de ressalto cônica voltada para baixo

164.

[0083] A placa de base 167 com terminais de ajuste 168 é recebida com rosca nas roscas dispostas ao longo de uma porção da superfície externa 154 do elemento central do corpo

151. A rotação da placa de base 167 dentro das referidas roscas faz com que a referida placa base se desloque ao longo do eixo longitudinal do referido elemento de corpo 151. O membro da placa 165 é disposto entre a seção do corpo 162 do membro de base 160 e a placa de base ajustável 167.

[0084] Um membro de manga de válvula substancialmente cilíndrico 170 é disposto de maneira deslizante sobre o membro central do corpo 151 em geral, e a seção virada 158 do membro do corpo 151, em particular. O membro de manga de válvula 170 tem a seção virada 174 que define a superfície do ombro de viés voltada para baixo 171.

[0085] Anéis de vedação elastoméricos ou de borracha 172 formam uma vedação de pressão de fluido entre a superfície externa da seção superior 158 e a superfície interna da manga da válvula 170. A mola 173 é disposta ao longo da superfície externa do elemento do corpo 151 entre a placa base ajustável 167 e a seção superior 174 da manga de válvula 170; a referida mola 173 atua na superfície de ressalto de inclinação 171 para forçar a manga móvel da válvula para longe da placa de base 167 e inclina a referida luva de válvula 170 em uma posição normalmente fechada, bloqueando ou obstruindo as portas de fluxo transversal 153.

[0086] O acessório de parada de extremidade do cabo 50 é fixado à extremidade distal 2la do cabo 21. O referido acessório de parada do cabo 50 é disposto dentro do recesso interno 160 formado na seção do nariz 155 do elemento central do corpo 151. O elemento de bobina espaçadora 183 é disposto sobre o batente da extremidade do cabo acessório 50. O membro de tampa 180 tendo o orifício de passagem central 181 e a seção rosqueada 182 é conectado com rosca à seção de nariz 155 do elemento central do corpo 151, fixando assim o referido acessório de parada de extremidade de cabo 50 e o elemento de bobina espaçadora 183 no lugar. O cabo 21 se estende através do orifício central 181 do elemento de tampa

180. Em uma modalidade preferida, o referido elemento de tampa 180 também possui uma seção de diâmetro externo reduzido 185, bem como uma superfície externa arredondada ou curva 184. A superfície cônica do ombro 186 é formada entre a área ou seção de diâmetro externo reduzido 185 e superfície externa arredondada 184 do elemento de tampa 180.

[0087] FIG. 9 representa uma vista lateral em corte parcial de um membro gancho macho 150 engatado no conjunto de conexão automatizado 10 da presente invenção, enquanto a FIG. representa uma vista detalhada da área destacada da FIG. 9. Nas vistas representadas nas FIGS. 9 e 10, o conjunto de conexão automatizado 10 compreende um conjunto de guincho disposto dentro da cobertura protetora de invólucro 27. O conjunto de guincho 20 geralmente tem o cabo 21 parcialmente enrolado no tambor do guincho 26, que é ele próprio rotativamente disposto ao redor do mandril central giratório

45. Uma porção do cabo 21 é desenrolado do tambor do guincho 26, passa através da guia de enrolamento nivelado 31 e pela polia 29 com a guia de polia 30. Numa modalidade preferida, a guia de polia 30 mantém a tensão no cabo 21 à medida que passa sobre a polia 29. Como representado nas FIGS. 9 e 10, uma porção do elemento gancho macho 150 é recebida dentro do furo 61 do guia de entrada 60 do conjunto de conexão automatizado 10.

[0088] FIG. 11 representa uma vista lateral em corte parcial do conjunto de conexão automatizado 10 da presente invenção durante o processo de elevação do elemento gancho macho 150 para engate com o referido conjunto de conexão automatizado 10. A FIG. 12 representa uma vista detalhada da área destacada da FIG. 11. Como nas FIGS. 9 e 10, o conjunto de conexão automatizado 10 compreende um conjunto de guincho disposto dentro da tampa protetora do invólucro 27; a referida tampa do invólucro 27 protege os componentes nela contidos da exposição a intempéries ou fatores ambientais prejudiciais, bem como de colisões inadvertidas ou contato com outros objetos. O conjunto do guincho 20 geralmente possui o cabo 21 parcialmente enrolado no tambor do guincho 26, que é ele próprio disposto rotativamente em torno do mandril central giratório 45. Uma porção do cabo 21 é desenrolada do tambor do guincho 26, passa através da guia de vento nivelado 31 e sobre a polia 29 tendo guia de polia 30. Como representado nas FIGS. 1 1 e 12, o membro gancho macho 150 não é recebido dentro do furo 61 do guia de entrada 60 do conjunto de conexão automatizado 10.

[0089] Com referência às FIGS. 9 e 1 1, o guia de vento de nível 31 compreende um elemento em forma de placa com abertura 32. O guia de enrolamento nivelado 31 é fixado à bobina de enrolamento nivelada 33, que é disposta de maneira móvel ao longo da superfície externa do eixo 34 com ranhuras de guia helicoidais 35. A rotação do eixo 34 em torno do seu eixo longitudinal central faz com que o elemento de bobina 33 se desloque dentro das ranhuras helicoidais 35 que, por sua vez, fazem com que o referido elemento de bobina 33 e o guia de vento de nível fixo 31 se movam para frente e para trás ao longo do comprimento do eixo 34. Dessa maneira, a guia de enrolamento nivelada 31 garante enrolamento uniforme e nivelado do cabo 21 em torno da superfície externa do tambor de guincho 26 (e desenrolamento do referido cabo 21 do referido tambor de guincho 26).

[0090] FIG. 13 representa uma vista em seção parcial aérea do conjunto de conexão automatizado 10 da presente invenção com a tampa do alojamento 27 removida. O cabo 21 é parcialmente enrolado no tambor de guincho 26, que é disposto rotativamente em torno da superfície externa do mandril central giratório 45. A engrenagem retentora de acionamento do guincho 22 é operacionalmente fixada ao tambor de guincho

26. Uma parte do cabo 21 é desenrolada do tambor de guincho 26, passa através da guia de enrolamento nivelado 31 e sobre a polia 29 com guarda de polia 31.

[0091] O motor de acionamento do guincho 24, montado operacionalmente na base de suporte do guincho 28, tem um eixo de acionamento conectado a uma engrenagem de acionamento que, por sua vez, engata com a engrenagem reta 22. O motor de acionamento do guincho 24 aciona a referida engrenagem de acionamento que engata com a engrenagem reta 22 para girar o tambor do guincho 26 em torno de um eixo rotacional que está orientado de modo substancialmente paralelo ao eixo longitudinal do mandril central giratório 45. Numa modalidade preferida, o referido motor de acionamento 24 é acionado hidraulicamente; no entanto, deve-se observar que o referido motor de acionamento 24 pode ser alimentado de forma benéfica usando outra fonte de energia, como, a título de ilustração, energia pneumática ou elétrica.

[0092] FIG. 14 representa uma vista lateral do elemento gancho 150 engatado com um conjunto de receptáculo da presente invenção. o referido conjunto de conexão automatizada 10 geralmente compreende o conjunto giratório 40 com alojamento giratório externo 42. O mandril central giratório 45 é disposto de maneira rotativa dentro do referido alojamento giratório externo 42. O elemento de conexão inferior 13 é disposto na porção inferior do mandril central giratório 45 e fornece um elemento de conexão para fixação operacional do referido mandril central giratório 45 ao equipamento ou componentes situados abaixo do referido conjunto de conexão automatizada 10 (como, por exemplo, componentes da cabeça de cimento e/ou revestimento ou outros produtos tubulares).

[0093] A guia de entrada alargada voltada para baixo 60 está conectada ao cubo de conexão de fluido 70. Um conduto de fluxo com seção curva 83 se estende entre o cubo de conexão de fluido e a válvula de plugue 90 com o conjunto de acionamento 91. O membro gancho macho 150, conectado à extremidade distal 111 do conduto de fluido 110 equipado com a válvula 113, é parcialmente recebido dentro do furo central (não visível na FIG. 14) da guia de entrada alargada 60. A base de suporte substancialmente plana do guincho 28 está disposta sobre o conjunto giratório 40, enquanto a tampa do alojamento 27 está disposta sobre a referida base de suporte do guincho 28.

[0094] Durante a operação, o conjunto de conexão automatizada 10 da presente invenção pode ser posicionado em um local desejado, como, por exemplo, um local elevado acima do piso da plataforma de perfuração, fora do alcance do pessoal posicionado no referido piso da plataforma, como representado na FIG. 2. A extremidade distal 21a do cabo 21 pode ser operacionalmente fixada a um elemento gancho macho 150, como representado na FIG. 8. Um comprimento desejado do cabo 21 pode ser desenrolado do tambor de guincho 26 do conjunto de guincho 20, permitindo assim que o membro gancho macho 150 seja posicionado no chão da plataforma ou em outro local conveniente para o funcionário acessar e manipular o referido gancho macho 150.

[0095] Uma vez posicionado no piso da plataforma ou em outro local conveniente, o elemento gancho macho 150 pode ser anexado à saída de um conduto de fluido 110 usado para bombear pasta de cimento e/ou outro fluido a uma cabeça de cimento elevada (como, por exemplo, uma linha chiksan ou um conduto de fluido 110 representado na FIG. 1). Com referência à FIG. 4, o elemento gancho macho 150 pode ser conectado à extremidade distal 111 do conduto de fluido 110 usando o conector 112. A válvula 113 pode opcionalmente ser instalada em linha dentro do conduto 110 usando os conectores 112 como um mecanismo de segurança para bloquear seletivamente o fluxo de fluido entre o referido conduto 110 e a conexão automatizada montagem 10, quando desejado. Como representado na FIG. 2, com o referido elemento gancho 150 conectado ao conduto 110, o cabo 21 pode ser rebobinado seletivamente ou preso no tambor de guincho 26 do conjunto de guincho 20, fazendo com que o elemento gancho 150 e a extremidade distal anexada do conduto 110 sejam elevados a partir do piso da plataforma ou outra área de preparação conveniente em direção ao conjunto de conexão automatizada 10.

[0096] Fazendo referência às FIGS. 1 1 e 12, o cabo 21 pode continuar a ser rebobinado ou enrolado no tambor de guincho 26 do conjunto de guincho 20, fazendo com que o elemento gancho 150 e a extremidade distal acoplada do conduto 110 se aproximem do conjunto de conexão automatizado

10. Conforme o elemento gancho 150 se aproxima do conjunto de conexão automatizado 10, o eixo longitudinal do referido elemento gancho macho alongado 150 é geralmente alinhado com o eixo longitudinal do referido cabo 21, bem como o eixo longitudinal do furo central 61 da guia de entrada alargada

60. Conforme o referido cabo 21 continua puxando o elemento gancho 150 para cima, o referido membro gancho 150 entra no furo 61 da guia de entrada alargada 60; a superfície externa arredondada 184 do elemento de tampa 180 pode cooperar com à superfície interna cônica 62 da guia de entrada alargada 160 para reduzir as forças de atrito, reorientar o alinhamento entre o elemento de gancho 150 e o furo 61 e incentivar uma penetração mais profunda do elemento gancho 150 no referido furo 61.

[0097] Com referência às FIGS. 9 e 10, o enrolamento contínuo do cabo 21 no tambor do guincho 26 do conjunto do guincho 20 resulta no membro gancho macho 150 sendo recebido no orifício 61 até o elemento de tampa 180 do elemento gancho macho 150 entrar em contato com o elemento 63 de parada final. Nessa posição, os cilindros abastecidos por fluido 65 podem ser acionados remotamente a partir de um local distante do referido conjunto de conexão automatizada, travando os dedos de pinça 66 em sua posição e impedindo o movimento radialmente para fora dos referidos dedos de pinça 66. Nesta posição travada, os dedos de pinça 66 recuam para a área de diâmetro reduzido 185 de membro de tampa 180 do elemento gancho macho 150; os referidos dedos de pinça agem contra a superfície cônica do ombro 186 do elemento de tampa 180 do elemento gancho 150, fixando assim o referido elemento gancho 150 no lugar e evitando o desengate ou a retirada inadvertida ou indesejada do referido elemento gancho 150 do furo 61.

[0098] Em uma modalidade preferida, os interruptores de proximidade 68 e 69 são fornecidos para detectar condições associadas ao conjunto de conexão automatizado 10 e fornecer sinais para um operador em um local remoto quando as referidas condições são satisfeitas. O interruptor de proximidade 69 detecta se o membro de tampa 180 é totalmente recebido dentro do furo 61. Da mesma forma, o interruptor de proximidade 68 detecta se os dedos de pinça 66 estão totalmente recuados contra o elemento de tampa 180, travando desse modo o elemento gancho macho 150 em sua posição dentro do referido furo 61. os referidos interruptores de proximidade enviam sinais visíveis e/ou audíveis via circuito com fio ou transmissão sem fio para um local remoto que pode ser observado por um operador.

[0099] Quando o elemento gancho macho 150 é recebido inicialmente dentro do furo 61, a seção de virada 174 da manga de válvula 170 (que tem um diâmetro externo maior que o diâmetro interno do ombro de atuação cônico da manga de válvula 64) entra em contato e engata no ombro de atuação 64 da manga de válvula. O enrolamento contínuo do cabo 21 no tambor do guincho 26 do conjunto do guincho 20 resulta no recebimento do elemento gancho macho 150 mais profundo no furo 61, fazendo com que a mola de desvio 173 seja comprimida entre a seção virada 174 da manga da válvula 170 e a placa de base 167. A compressão da referida mola de inclinação 173 faz com que a manga da válvula 170 se desloque axialmente ao longo da superfície externa do membro do corpo 151 do elemento gancho macho 150, expondo assim as portas transversais 153, que são posicionadas dentro da câmara de fluxo interna 67 no hub de conexão 70. Dessa maneira, a manga da válvula 170 pode alternar entre uma primeira posição normalmente fechada, em que as portas transversais 153 são bloqueadas ou fechadas (como quando o elemento gancho 150 não é recebido em uma distância predeterminada dentro do furo 61) e uma segunda posição aberta em que as referidas portas transversais 153 estão abertas (como quando o elemento gancho 150 é recebido a uma distância predeterminada dentro do furo 61). Como a câmara de fluxo 67 está em comunicação fluida com o conduto de fluxo 80, tendo a seção curva 83, enquanto os anéis de vedação elastoméricos ou de borracha 172 formam uma vedação de pressão de fluido entre a superfície externa do elemento gancho macho 150 e a superfície interna do furo 61, ambas acima e abaixo da referida câmara de fluxo 67.

[0100] Depois que o referido elemento gancho 150 é recebido dentro do furo 61 e travado em sua posição, o fluido pressurizado (incluindo, sem limitação, pasta de cimento) pode ser bombeado das bombas de superfície através do referido conduto de fluido 110. Fazendo referência à FIG. 14, esse fluido pressurizado pode sair do conduto 110 pela extremidade distal 111 do referido conduto 110. Esse fluido pressurizado que sai da extremidade distal 111 do conduto 110 pode então entrar no furo interno do elemento gancho macho 150 (mostrado na FIG. 8). Fazendo referência à FIG. 10, o referido fluido pressurizado pode então sair do referido elemento gancho 150 através das portas transversais expostas 153 e entrar na câmara de fluxo interna 67 no hub de conexão de fluido 70.

[0101] Com referência à FIG. 3, esse fluido pressurizado pode geralmente passar através do hub de conexão de fluido 70, para dentro do conduto de fluxo de fluido 80, através da válvula de plugue aberta 90, através do conector de fluxo de cotovelo 87 e receptáculo da porta de entrada 41 e para o alojamento giratório externo 42. Esse fluido pode então fluir através conjunto giratório 40 de uma maneira bem conhecida pelos versados na técnica, no orifício de fluxo central 46 (não visível na FIG. 3) do mandril giratório central 45 e, finalmente, no equipamento ou componentes situados abaixo do referido conjunto de conexão automatizado 10 (tais como, por exemplo, componentes da cabeça de cimento e/ou uma coluna de revestimento ou outros produtos tubulares que se estendem para um furo de poço subterrâneo).

[0102] Quando for desejável a soltura do referido conduto de fluido 110 do conjunto de conexão automatizado 10 (como, por exemplo, após operações de bombeamento de cimento), o processo de conexão descrito acima pode geralmente ser repetido na ordem inversa. Com referência à FIG. 10, os cilindros acionados por fluido 65 podem ser acionados remotamente a partir de um local distante do referido conjunto de conexão automatizado, destravando assim os dedos de pinça 66 e permitindo que os referidos dedos de pinça 66 se expandam ou se movam radialmente para fora. Isso permite que os dedos de pinça 66 se afastem da área de diâmetro reduzido 185 do membro de tampa 180 do elemento gancho macho 150 e do engate contra a superfície cônica do ombro 186 do elemento de tampa 180. Sem os referidos dedos de pinça agindo na referida superfície de ombro cônica 186, o referido elemento gancho 150 não está mais travado contra o movimento descendente e pode ser seletivamente desengatado ou retirado do furo 61.

[0103] Com referência às FIGS. 11 e 12, quando o cabo 21 é desenrolado do tambor de guincho 26, o referido cabo 21 passa sobre a polia 29, permitindo que o elemento gancho macho 150 se retire do furo 61. Quando isso ocorre, a seção virada 174 da manga da válvula 170 se afasta e desengata o ombro de atuação da luva da válvula 64. Como tal, o desenrolamento contínuo do cabo 21 do tambor do guincho 26 do conjunto do guincho 20 resulta na remoção das forças de compressão axial da mola de inclinação 173, permitindo assim que a dita mola de inclinação 173 se estenda ou se expanda. A extensão da referida mola de inclinação 173 faz com que a manga de válvula 170 se desloque axialmente ao longo da superfície externa do membro do corpo 151 do membro ferrão macho 150, cobrindo desse modo as portas transversais 153 e bloqueando o fluxo de fluido através das referidas portas transversais e elemento ganchol50 quando o referido elemento gancho 150 é retirado e desengatado do referido furo 61.

[0104] Um comprimento desejado do cabo 21 pode ser desenrolado do tambor de guincho 26, o que permite que o elemento gancho 150 (conectado à extremidade distal 111 do conduíte de fluido 110) seja abaixado de uma posição elevada para um piso de plataforma ou outra área de preparação conveniente abaixo. Esse processo de redução é auxiliado pela gravidade. Com o referido conduto de fluido 110 abaixado para o local desejado (como um piso da plataforma ou outra área conveniente de preparação), o referido conduto de fluido 110 pode ser desconectado com segurança e conveniência do elemento gancho 150 como parte do processo de desmontagem. O design relativamente compacto do conjunto de conexão automatizado 10 permite que todo o conjunto seja “rebocado” em uma torre de perfuração quando não estiver em uso, reduzindo assim o tempo e as despesas associadas à montagem e desmontagem do referido conjunto.

[0105] Numa modalidade preferida, o conjunto de conexão automatizada da presente invenção pode ainda compreender pelo menos um pressostato de segurança que detecta a existência de uma pressão de fluido elevada através da referida conexão, bem como salvaguardas do controlador que impedem a desconexão no caso de pressão elevada. Tais meios de segurança fornecem proteção adicional contra desconexão ou separação inadvertida ou indesejada dos referidos elementos de conexão sob pressão.

[0106] FIG. 15 representa uma vista lateral dos conjuntos de conexão automatizados 300 e 400 da presente invenção, utilizados em conexão com várias cabeças de fraturamento hidráulicas. Em aplicações de cimentação, normalmente há apenas uma porta de entrada lateral associada a uma cabeça de cimento elevada ou a um aparelho semelhante, portanto, normalmente é necessário apenas um conjunto de conexão automatizada. No entanto, com cabeçotes de fraturamento hidráulico, vários orifícios entrada lateral são frequentemente empregados; como resultado, vários conjuntos de conexão automatizada (como os conjuntos 300 e 400) podem ser dispostos na configuração “empilhada” para conectar vários condutos às referidas portas de entrada.

[0107] Embora isso não seja representado na FIG. 15, deve- se observar que os referidos condutos de fraturamento hidráulico podem ser fixados aos elementos gancho macho 350 e 450, que podem ser recebidos dentro das guias de entrada 360 e 460, respectivamente. Os referidos conjuntos de conexões automatizadas múltiplas 300 e 400 podem ser usados para levantar cada um desses conduítes individualmente em sequência ou, alternativamente, todos os conduítes podem ser levantados e conectados simultaneamente (embora o peso combinado de todos esses conduítes de bombeamento seja substancial). Os referidos conjuntos de conexão automatizada 300 e 400 podem ser alimentados através de mangueiras pneumáticas ou hidráulicas, mas a modalidade preferida compreende um conjunto de abastecimento independente.

[0108] O conjunto de conexão automatizada da presente invenção elimina a necessidade de içar ou levantar funcionários para um local elevado dentro de uma torre de perfuração, a fim de conectar um conduto de fluxo de fluido (como uma mangueira de alta pressão ou linha de chiksan) à entrada de um cabeça de cimento elevada ou nas entradas das cabeças de fraturamento hidráulico. Numa modalidade preferida, essas funções são controladas remotamente DPpor pessoas situadas no piso da plataforma de perfuração ou em outra área de preparação conveniente. Embora o conjunto de conexão automatizada da presente invenção seja descrito aqui principalmente em conexão com a tecnologia da cabeça de cimento e operações de cimentação, deve-se observar que a presente invenção pode ser usada para conectar um conduto de fluido a qualquer número de outras ferramentas ou equipamentos situados em um local elevado, incluindo, sem limitação, cabeças de fraturamento hidráulico. Não obstante qualquer coisa em contrário contida neste documento, toda e qualquer dimensão ou seleção de material aqui descrita é apenas ilustrativa e não se destina a ser e não deve ser interpretada como limitativa de qualquer maneira.

[0109] Os exemplos aqui divulgados referem-se a um aparelho e método associado para conectar uma extremidade distal de um conduto de fluido a uma entrada de fluido, em que o referido aparelho e a referida entrada de fluido são posicionados em um local elevado em uma torre de perfuração, compreendendo: a) um elemento gancho operacionalmente fixado à referida extremidade distal do referido conduto de fluido e tendo pelo menos uma porta de saída; b) um conjunto de guincho disposto no referido local elevado; c) um membro alongado tendo uma primeira extremidade, uma segunda extremidade e um comprimento, em que a referida primeira extremidade está operacionalmente fixada ao referido conjunto de guincho e a referida segunda extremidade está operacionalmente fixada ao referido elemento gancho; d) um receptáculo de entrada com um orifício adaptado para receber pelo menos uma porção do referido elemento gancho, em que o referido orifício está em comunicação fluida com a referida entrada de fluido; e e) um membro de válvula (por exemplo, a manga de válvula 170) configurado para impedir que o fluido derrame do referido elemento gancho operacionalmente conectado à referida extremidade distal do referido conduto de fluido quando não estiver operacionalmente fixado ao receptáculo de entrada, compreendendo, mas não limitado a: i) uma manga disposta de maneira deslizante sobre o referido corpo de gancho; e ii) uma mola, inclinando a referida manga sobre a referida porta de saída; em que o referido membro de válvula é adaptado para alternar entre uma primeira posição em que o referido orifício de saída do referido membro do gancho está fechado e uma segunda posição em que o referido orifício de saída do referido membro gancho está aberto e em que o referido membro de válvula permanece na referida primeira posição, a menos que o referido membro gancho seja pelo menos parcialmente recebido no referido furo do referido receptáculo ou qualquer outro método para impedir que o fluido escape de um ou mais orifícios de saída do referido membro gancho.

[0110] O membro de válvula (por exemplo, manga 170) pode ser adaptado para mudar conforme disposto acima, ou pode ser adaptado para mudar empregando qualquer outro método para impedir que o fluido escape de um ou mais orifícios de saída do referido membro gancho.

[0111] A invenção acima descrita possui várias características particulares que devem preferencialmente ser utilizadas em combinação, embora cada uma seja útil separadamente, sem se afastar do escopo da invenção. Embora a modalidade preferida da presente invenção seja mostrada e descrita aqui, deve-se entender que a invenção pode ser realizada de outra forma que não a aqui especificamente ilustrada ou descrita, e que certas mudanças na forma e disposição das peças e na maneira específica de praticar a invenção podem ser feitas dentro da ideia ou dos princípios subjacentes da invenção.

Claims (22)

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho para conectar uma extremidade distal de um conduto de fluido a uma entrada de fluido, caracterizado pelo fato de o referido aparelho e a referida entrada de fluido serem posicionados em um local elevado em uma torre de perfuração, compreendendo: a) um elemento gancho operacionalmente fixado à referida extremidade distal do referido conduto de fluido e tendo pelo menos uma porta de saída; b) um conjunto de guincho disposto no referido local elevado; c) um membro alongado tendo uma primeira extremidade, uma segunda extremidade e um comprimento, sendo que a referida primeira extremidade está operacionalmente fixada ao referido conjunto de guincho e a referida segunda extremidade é operacionalmente ligada ao referido elemento gancho; d) um receptáculo de entrada com um orifício adaptado para receber pelo menos uma porção do referido elemento gancho, sendo que o referido orifício está em comunicação fluida com a referida entrada de fluido; e e) um membro de válvula adaptado para alternar entre uma primeira posição sendo que a referida porta de saída do referido membro ferrão está fechada e uma segunda posição sendo que a referida porta de saída do referido ferrão está aberta e sendo que o referido membro da válvula permanece na referida primeira posição, a menos que o referido elemento gancho seja pelo menos parcialmente recebido no referido orifício do referido receptáculo.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda um conjunto de travamento para travar seletivamente o referido elemento gancho dentro do referido furo do referido receptáculo de entrada.

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o referido conjunto de travamento ser controlado remotamente, longe do referido aparelho.

4, Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de a rotação do referido tambor de guincho ser remotamente controlada para longe do referido aparelho.

5. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de o referido conduto de fluido compreender pelo menos um chiksan ou outra linha de fluxo.

6. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizado pelo fato de o referido receptáculo de entrada compreender ainda uma guia de entrada cônica voltada para baixo e adaptada para direcionar o referido gancho no referido furo.

7. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizado pelo fato de o referido elemento gancho compreender ainda um corpo alongado tendo uma primeira extremidade, uma segunda extremidade, uma superfície externa e um furo de fluxo central orientado substancialmente paralelo ao eixo longitudinal do referido corpo, e sendo que a porta de saída compreende pelo menos um furo transversal que se estende do referido furo de fluxo central para a referida superfície externa.

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de compreender ainda: a) uma manga disposta de maneira deslizante sobre o referido corpo alongado; e b) uma mola, inclinando a referida manga sobre o referido pelo menos um furo transversal quando o referido membro da válvula está na referida primeira posição.

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de a referida primeira extremidade do referido corpo alongado de gancho compreender uma superfície externa arredondada.

10. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 9, caracterizado pelo fato de o membro de válvula ser configurado para impedir que o fluido derrame do gancho quando o gancho não é recebido no receptáculo de entrada.

11. Método para conectar uma extremidade distal de um conduto de fluido a uma entrada de fluido de uma ferramenta de cimentação ou fraturamento, sendo que a referida entrada de fluido da referida ferramenta de cimentação ou fraturamento é posicionada em um local elevado em uma torre de perfuração caracterizado pelo fato de compreender: a) fixar um elemento gancho à referida extremidade distal do referido conduto de fluido, sendo que o referido elemento gancho tem ao menos uma porta de saída; b) prover um receptáculo de entrada em comunicação de fluido com a referida entrada de fluido da referida ferramenta de cimentação ou fraturamento; c) elevar o referido elemento gancho e a extremidade distal do referido conduto de fluido até o referido elemento gancho ser pelo menos parcialmente recebido no referido receptáculo de entrada; e d) abrir um membro de válvula para abrir o referido pelo menos um orifício de saída do referido elemento gancho.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de o referido elemento gancho e a extremidade distal do referido conduto de fluido serem elevados usando um conjunto de guincho compreendendo: a) um tambor de guincho rotativo operacionalmente fixado à referida ferramenta de cimentação ou fraturamento; e b) um cabo com uma primeira extremidade, uma segunda extremidade e um comprimento, sendo que a referida primeira extremidade está operacionalmente fixada ao referido tambor do guincho, a referida segunda extremidade está operacionalmente fixada ao referido elemento gancho e uma porção do referido cabo é enrolada em torno do referido tambor do guincho.

13. Método, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de compreender ainda acionar um conjunto de travamento para fixar o referido elemento gancho no referido receptáculo de entrada, sendo que uma vedação de pressão de fluido é formada entre o referido elemento gancho e o referido receptáculo de entrada.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de o referido conjunto de travamento ser controlado a partir de um local distante da referida ferramenta de cimentação ou fraturamento.

15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 a 14, caracterizado pelo fato de compreender ainda as etapas de: a) bombear cimento, pasta de fraturamento ou outro fluido através do referido conduto de fluido, elemento ferrão, receptáculo de entrada e ferramenta de cimentação Ou fraturamento; b) detectar a pressão do fluido através do referido receptáculo de entrada; e c) impedir a desconexão do referido elemento gancho do referido receptáculo de entrada caso a pressão do fluido seja detectada.

16. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de a rotação do referido tambor de guincho ser controlada remotamente, longe da referida ferramenta de cimentação ou fraturamento.

17. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 a 16, caracterizado pelo fato de o referido conduto de fluido compreender pelo menos um chiksan ou outra linha de fluxo.

18. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 a 17, caracterizado pelo fato de o referido receptáculo de entrada compreender ainda uma guia de entrada cônica voltada para baixo com um orifício e adaptada para direcionar o referido elemento gancho para o referido orifício.

19. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 a 18, caracterizado pelo fato de o referido elemento gancho compreender ainda um corpo alongado tendo uma primeira extremidade, uma segunda extremidade, uma superfície externa e um furo de fluxo central orientado substancialmente paralelo ao eixo longitudinal do referido corpo, e sendo que o referido pelo menos um orifício de saída compreende pelo menos um orifício transversal que se estende do referido orifício de fluxo central até a referida superfície externa.

20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de compreender ainda: a) uma manga disposta de maneira deslizante sobre o referido corpo alongado; e b) uma mola, inclinando a referida mango sobre o referido furo transversal quando o referido membro da válvula está na referida primeira posição.

21. Método, de acordo com a reivindicação 19 ou 20 caracterizado pelo fato de a referida primeira extremidade do referido corpo alongado do gancho compreender uma superfície externa substancialmente arredondada.

22. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 21, caracterizado pelo fato de o membro da válvula estar configurado para impedir que o fluido derrame do membro gancho quando o membro gancho não é recebido no receptáculo de entrada.

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