BRPI0706597A2 - aparelho para tratamento de fluxo de fluìdo e processo de utilização - Google Patents

Abstract

APARELHO PARA TRATAMENTO DE FLUXO DE FLUìDO E PROCESSO DE UTILIZAçãO. Um aparelho e um método para aumentar e regular a temperatura pressão e viscosidade de de fluxo de fluidos encontrados na produção de óleo e gás. O aparelho dos aplicantes regula e aumenta a temperatura de fluidos, por e através de um aparelho de aquecimento melhorado, que pode ser colocado em uma ou mais localidades ao longo da tubulação de superfície de um poço, ou tubulação de fundo do mar. O aparelho preferencialmente pode aquecer os fluidos fluindo do reservatório para a superfície, ou alternativamente, pode aquecer os fluidos injetados da superfície no reservatório.

Description

APARELHO PARA TRATAR FLUXO DE FLUIDOREFERÊNCIA CRUZADA A APLICAÇÕES RELÀCIONADAS

A aplicação presente reivindica os benefícios da data de arquivamento nosEUA. Número de série de patente provisional 60/642.588 depositada em 11 dejaneiro de 2005.

DECLARAÇÃO SOBRE PESQUISA OU DESENVOLVIMENTOPATROCINADOS PELO GOVERNO FEDERAL DOS EUA

Não se aplica.

CAMPO da invenção

[A aplicação está relacionada de maneira geral com um aparelho para tratar umfluxo de fluido que flui dentro de um cano ou tubulação.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

É fato conhecido na produção de óleo e gás que aquecendo o fluxo de fluidovindo de um poço pode (a) reduzir a viscosidade do fluxo de fluido, (b) reduziras perdas com atrito na tubulação, (c) reduzir requisitos de pressão na cabeçado poço, (d) reduzir ou mesmo eliminar a formação de emulsões, e (e)melhorar a eficiência da bomba, que por sua vez, pode reduzir energiarequerida para entregar o fluxo de fluido do poço para superfície e podetambém reduzir a carga colocada nos componentes do sistema de elevação.Também é sabido que manter a temperatura do fluxo de fluido acima do pontode nuvem (o ponto em que a parafina, os hidratos, o betume, o asfaltino eoutros hidrocarbonetos complexos se precipitam para fora do fluido) podeeliminar a formação de depósitos restritivos dentro da cadeia de tubos deprodução que pode restringir fluxo de fluido e reduzir a razão de produção deum poço.

As técnicas atuais usadas para aquecer e melhorar a escoabilidade dos fluxosde fluido incluem cabos de aquecimento resistivo, elementos sólidos deresistência de aquecimento, aquecedores por indução, e injeção de vapor ouóleo aquecido. Essas técnicas freqüentemente têm características pobres detransferência de calor e podem levar a perdas significativas de energia para oambiente ao redor e para as partes não-produtivas do poço.Por exemplo, com cabos de aquecimento resistivo, que são enrolados nacadeia de tubulação de produção para a fornecer aquecimento ao fluxo defluido dentro da tubulação durante a produção, um problema grave é criadoporque uma parte significativa do cabo fica exposta ao ambiente em torno dopoço. Isso resulta numa perda significativa de energia e calor para o ambientecircunvizinho, em que esta energia tem pouco valor. Outro problema com osistema de cabos aquecimento resistivo é que é extremamente difícil assegurarque os cabos mantêm contato ininterrupto com os tubos de produção pois osintervalos em que não há contato surgem em locais onde o cabo não se ajustabem ao tubo. Essas folgas reduzem significativamente a eficiência datransferência de calor entre o cabo e a cadeia de tubos. Ainda outro problemacom os sistemas comuns de aquecimento resistivo é que uma porçãosignificativa da energia calorífica, que é entregue aos tubos de produção, éusada para aquecer o tubo e não o fluido no seu interior. Finalmente, comonenhum calor fornecido pelo sistema de cabo resistivos vai para o fluido abaixoda entrada bomba, a viscosidade do fluido através da bomba não muda eassim não não há benefício para o desempenho ou eficiência da bomba

Elementos de resistência sólida têm sido usados também no fundo da cadeiade tubos de produção para aquecer o fluido que passa sobre e em torno doelemento de aquecimento. O problema principal com esta configuração é queela tem características pobres de transferência de calor pela falta de fluxo defluido pelo seu centro resultando em que os elementos internos e superficiaistêm temperatura significativamente mais alta. O resultado principal é uma baixaeficiência no processo de transferência de calor. Para compensar estaeficiência baixa, esse tipo de ferramenta deve operar com temperaturassignificativamente mais alta na superfície, o que pode levar à formação decoque nas superfícies aquecidas. Este acúmulo de coque limita ainda mais atransferência de calor e exacerba o problema. Finalmente estes elementos deaquecimento são expostos aos anéis do poço sem nenhuma saia deisolamento. Isto significa que uma porção significativa da energia calorífica queeles fornecem é perdida para o ambiente circunvizinho com resultados limitados.

Os produtos existentes encontrados no mercado incluem aquecedores porindução, que aquecem a carcaça ou tubulação usando corrente induzidas paraaquecer o fluxo de fluido de produção dentro do poço. O maior problema comaquecedores por indução é que a separação entre a bobina de induçãoenergizada e a carcaça ou o tubo precisam ser muito pequenas para manterum nível mínimo de eficiência energética. Como em muitos projetos a bobinade indução é localizada no caminho do fluxo de fluido de produção, elasfreqüentemente adicionam significativas perda de pressão ao fluxo de fluido oque vai contra seu objetivo. Além disso, colocar uma corrente elétrica dentro dequalquer componente de um poço em produção tal como os tubos ou a carcaçaaumentará significativamente a razão de corrosão e pode causar falhasprematuras.

Produtos adicionais encontrados no mercado incluem produtos para injeção devapor ou líquidos quentes e métodos pelos quais líquidos aquecidos ou vaporsão injetados no poço a partir da superfície para remover o acúmulo de graxa eparafina ou aumentar a temperatura do fluido dentro do poço ou doreservatório. O principal problema com a injeção de produtos como vapor ouóleo quente é que um nível significativo de energia calorífica é perdido nessesprocessos para partes não produtivas do poço como a carcaça, os anéis e aspartes do solo em contato com a carcaça que não são parte do reservatório.

Além do mais, a infra-estrutura requerida para a injeção permanente de vaporocupa espaço considerável da superfície tornando esta aplicação indesejávelna maioria das aplicações no mar e em áreas populadas.

Faz-se necessário um aparelho que possa aumentar a temperatura e regularmelhor e aprimorar a escoabilidade de um fluxo de fluido.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

É um objeto desta invenção fornecer um aparelho e métodos de uso queregulem e preferencialmente forneçam aumentos regulados da temperatura deum fluxo de hidrocarbonetos produzido por um poço de óleo ou gás ou parapreferencialmente aumentar a temperatura do fluxo de fluidos, por exemplo,óleo leve, diluentes, ou qualquer outro líquido inclusive água, introduzidos nopoço. É um objeto da invenção melhorar a eficiência do fluxo de fluido que éentregue à superfície por métodos convencionais de elevação ou em poços defluxo livre, reduzir os custos operacionais e/ou aumentar as taxas de produção.A invenção também preferencialmente caracteriza-se por controles desuperfície que auxiliam na regulação, sensoriamento e medição datemperatura, pressão, taxa do fluxo de fluido, e outros parâmetros do sistemade elevação. É um objeto desta invenção fornecer o aparelho e métodos deuso que regulam a temperatura de um fluxo de hidrocarbonetos produzidos porum poço de óleo ou gás ou regular a temperatura do fluxo de fluido introduzidonum poço, por exemplo em operações de injeção. É um objeto dessa invençãomelhorar a eficiência da entrega do fluxo à superfície por métodosconvencionais de elevação ou em poços de fluxo livre, a um custo operacionalmais baixo e com taxas de produção mais altas. É um objeto da invençãofornecer estes e outros benefícios por e através de métodos de uso de umaparelho preferencialmente oferecendo câmara(s) de aquecimento, câmara(s)de mistura adaptada(s) de forma única e preferencialmente saias comoadicionalmente mostrado e descrito nas especificações e figuras destaaplicação. O aparelho pode ser localizado em uma pluralidade de locais aolongo da perfuração e é preferencialmente usado para regular a temperaturados fluxos que fluem de um reservatório para a superfície, ou alternativamenteda superfície para o reservatório. A invenção também preferencialmenteoferece controles de superfície que ajudam na regulação, sensoriamento emedição da temp/eratura dos fluidos.

Outro objeto preferencial é produzir um aparelho que pode, de forma efetiva emcusto, fornecer aumentos de temperatura regulados no interior do poço a umfluxo de fluido injetado da superfície no poço (de injeção ou de produção) paralimpar as proximidades da zona de acabamento do poço e/ou remover oureduzir o dano ao revestimento para recuperar ou aumentar a produtividade dopoço. Outro objeto preferencial desta invenção é produzir um aparelho quepode, de forma efetiva em custo, fornecer um aumento de temperaturaregulado para o fluxo de fluido para o interior do poço injetado da superfícienum poço de injeção localizado num campo de produção de hidrocarbonetospara melhorar a entrega de hidrocarbonetos do reservatório para um ou maispoços em produção.

Outro objeto preferencial desta invenção é fornecer um aparelho que pode serinstalado permanentemente num poço de produção de hidrocarbonetos quepossa de forma efetiva em custo proporcionar aumentos regulados detemperatura do fluxo de fluido para interior de um poço, seja o dito fluxoinjetado da superfície num poço de produção, ou alternativamente produzidopor um poço. Já é bem compreendido que injetar água ou óleo quente ou vaporda superfície usando um poço de injeção num reservatório de hidrocarbonetopode reduzir a viscosidade dos depósitos do reservatório e melhorar a entregaaos poços produtores vizinhos. Como perdas significativas de temperaturaocorrem no fluxo de fluido de qualquer instalação de aquecimento de superfíciepara o reservatório, fica claro que proporcionar calor ao fluxo de fluido dentrodo poço próximo da zona alvo de produção no reservatório resultará emeconomia de energia.

Outro objeto preferencial desta invenção é reduzir ou eliminar os depósitos degraxa, parafina e outros hidrocarbonetos compostos que freqüentemente seformam nas zonas de produção próximas ao poço devido a mudanças napressão e temperatura do fluido quando são produzidos hidrocarbonetos.

Um objeto preferencial adicional desta invenção é eliminar a necessidade deperiodicamente injetar fluidos quentes nas áreas próximas do poço paraeliminar os depósitos de graxas, parafinas e outros compostos hidrocarbonetosque freqüentemente se formam na zona próxima do poço em produção devidoa mudanças na pressão e temperatura do fluido quando são produzidoshidrocarbonetos.

Outro objeto preferencial desta invenção é reduzir ou eliminar a necessidadede dispositivos atuais para aquecer o fluido na superfície, e a conseqüenteperda de eficiência devido à perda de calor durante a transferência dasuperfície para interior do poço ou a necessidade de remoção do sistema deelevação para sua instalação.

Um objeto preferencial adicional desta invenção é fornecer um aparelho depoço permanentemente instalado que pode aquecer o fluido que flui emqualquer direção, e que teria uma vantagem significativa sobre os processosexistentes pois eliminaria a necessidade de trabalhos adicionais eproporcionaria benefícios durante ambas as fases (produção ou injeção) daoperação.

Outro objeto preferencial desta invenção é produzir um aparelho queacuradamente e de forma efetiva em custo regule o aumento de temperaturade um fluxo de produção de hidrocarbonetos para atingir e manter umaviscosidade escolhida do fluxo de modo a reduzir as perdas por atrito viscosono interior do poço e na tubulação de produção da superfície e otimizar aeficiência operacional do sistema artificial de elevação.Outro objeto preferencial desta invenção é produzir um aparelho queacuradamente e de forma efetiva em custo regule o aumento de temperaturade um fluxo de produção de hidrocarboneto e mantenha temperatura daprodução do hidrocarboneto acima da temperatura na qual a parafina e oshidratos na produção se precipitam para fora do líquido e formam superfícies,que restringem o fluxo e aumentam os requisitos sobre a bomba.Outro objeto preferencial desta invenção é produzir um aparelho queacuradamente e de forma efetiva em custo regule o aumento de temperaturade um fluxo de fluido de hidrocarboneto de produção para manter a parafina eos hidratos em solução durante seu transporte até o tanque de armazenamentona superfície.

Outro objeto preferencial desta invenção é produzir um dispositivo queacuradamente & de forrria efetiva em custo regule o aumento da temperaturade um fluxo de fluido de hidrocarboneto de produção para desestabilizar asemulsões que podem se formar como resultado da mistura por uma bomba ououtro sistema artificial de elevação.

Outro objeto preferencial desta invenção é produzir um dispositivo que permitaque a potência total requerida para transportar óleo pesado do reservatóriopara superfície e da cabeça do poço para o tanque de armazenamento sejamantido em um valor mínimo.

Outro objeto preferencial desta invenção é produzir um dispositivo que permitao aumento das taxas de produção de poços existentes pela substituição daenergia calorífica por energia mecânica de bombeamento, e produzir umdispositivo que permita o aumento da taxa de produção de poços existentespela substituição de pressão de elevação em poços de livre fluxo ou poços deelevação a gás por energia calorífica.

Outro objeto preferencial desta invenção é produzir um dispositivo que mantémum registro acurado das pressões, temperatura e outros parâmetros do interiore da superfície de um poço, e da energia elétrica usada pelo sistema deaquecimento durante a produção dos hidrocarbonetos de um poço.

Outro objeto preferencial desta invenção é produzir um dispositivo que possaficar permanentemente instalado no poço e que não precise ser removidodurante o processo de produção.

Outro objeto preferencial desta invenção é produzir um dispositivo que secomunique com sensores localizados tanto na superfície quanto dentro do poçopara manter a temperatura da produção de hidrocarboneto dentro de umintervalo especificado.

Outro objeto preferencial desta invenção é produzir um dispositivo que érobusto, efetivo em custo e que tenha uma vida efetiva longa depois de serinstalado num poço.

Outro objeto preferencial desta invenção é produzir um dispositivo que possaser economicamente instalado num único ou em alguns poços, em oposição ainstalações de produção de vapor localizadas na superfície que são intensivasem capital e cujo uso é por isso restrito a campos maiores.

Outro objeto preferencial desta invenção é produzir um dispositivo que possaser usado como uma nova forma de elevação artificial, em que energiacalorífica é usada ao invés de energia mecânica tal como a de uma bomba ouao invés de um sistema de elevação por gás. Estes e outros objetos dainvenção serão valorizados por aqueles versados na indústria.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1A ilustra uma vista em perspectiva de um elemento sólido deaquecimento, que é um componente opcional do aparelho.

A Figura 1B é uma imagem dos componentes do aparelho de tratamento,incluindo um elemento de aquecimento e uma câmara de mistura.

A Figura 1C ilustra uma vista em perspectiva do aparelho incluindo umacâmara de aquecimento, um elemento de aquecimento, uma câmara demistura de uma saia envolvendo o aparelho.A Figura 1D ilustra uma vista em perspectiva do aparelho incluindo umapluralidade de elementos de aquecimento, e uma câmara de mistura formadade e envolvida por uma saia.

A Figura 1E mostra uma concretização de um envo\tóno de uma câmara deaquecimento ou de mistura caracterizada por obstruções preferenciais oualetas que podem ser usadas em concretizações do aparelho de tratamentopara manipular fluxos de fluido ou para melhorar a transferência de calor e/oumistura dos fluxos de fluido.

A Figura 2A ilustra uma vista em perspectiva de um envoltório preferencial deuma câmara de aquecimento ou de mistura incluindo obstruções que seprojetam de uma superfície interior ou da parede de uma câmara.

A Figura 2B ilustra uma vista em perspectiva do aparelho em um invólucroincluindo um corte transversal de uma saia envolvendo o aparelho, eadicionalmente ilustra uma concretização preferencial com câmaras de misturae aquecimento organizadas em série. Os elementos de aquecimento sãomostrados na forma paralela.

A Figura 3 ilustra um sistema de produção e uma vista lateral de um aparelhode tratamento para a produção de óleo e gás localizada num ponto médio dacadeia de tubos.

A Figura 4 ilustra um sistema de produção e uma vista lateral de um aparelhode tratamento para produção de óleo e gás localizado num ponto inferior dacadeia tubos.

A Figura 5 ilustra um sistema de produção e uma vista lateral de um sistema deinjeção de fluido para a produção de óleo e gás incluindo o aparelho no pontomais baixo da cadeia de tubos.

Deve-se notar, entretanto, que os desenhos anexos ilustram apenasconcretizações típicas desta invenção e não devem portanto seremconsiderados como limitadores do seu escopo, pois a invenção pode admitiroutras concretizações igualmente efetivas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Esta aplicação se relaciona a um aparelho apropriado para tratamento de fluxode fluido por:(a) aumentar a transferência temperatura para os fluxos de fluido,sejam os fluxos de fluido produzidos no interior do poço, ouinjetados da superfície;

(b) regular, e aumentar a temperatura dos fluxos de fluido no interiordo poço;

(c) ser instalado no interior do poço numa perfuração permanenteou temporariamente;

(d) aumentar a transferência temperatura para fluidos fluindo emqualquer direção; e

(e) atingir e manter uma viscosidade selecionada do fluxo de fluido.

Esta a aplicação também se relaciona a um sistema apropriado para:

(a) registrar a pressão e a temperatura no interior do poço;

(b) registrar a pressão e a temperatura da superfície;

(c) registrar e monitorar o uso de potência do aparelho durantetratamento de um fluxo de fluido; e

(d) comunicar a temperatura e a pressão e outros parâmetros dofluxo de fluido da superfície e do poço à superfície paramonitorar a efetividade do regime de aquecimento.

Na produção de óleo e gás, o aparelho é particularmente vantajoso notratamento de fluxos de fluido para:

(a) reduzir o a viscosidade do fluido pelo aquecimento do fluxo defluido;

(b) manter compostos hidrocarbonetos complexos em solução;

(c) eliminar a necessidade de remover o sistema de elevação parainstalar dispositivos conhecidos de aquecimento de superfície;

(d) manter a temperatura do fluxo de fluido acima da temperatura naqual a parafina e os hidratos se precipitam para fora do fluxo defluido;

(e) manter a parafina e os hidratos na solução do fluxo de fluidodurante o transporte do fluxo de fluido para um tanque dearmazenamento localizado na superfície;

(f) manter manter a temperatura do fluxo de fluido o paradesestabilizar as emulsões que podem ser formadas comoresultado da mistura por uma bomba ou outro sistema artificialde elevação; e

(g) aumentar as taxas de produção de poços existentes pelasubstituição de energia mecânica das bombas por energiacalorífica.

Outras vantagens do aparelho incluem mas não estão necessariamentelimitadas à capacidade de tratar o fluxo de fluido na produção de óleo gástrazidos à superfície por métodos convencionais de elevação ou fluxos de fluidoem poços de fluxo livre; a capacidade de eliminar a necessidade de injeçõesperiódicas de fluidos quentes nas áreas próximas das perfurações pararemover depósitos de graxas, parafinas e outros compostos hidrocarbonetosque podem se formar nas áreas próximas das perfurações como resultado demudanças na pressão e temperatura dos fluidos durante a produção doshidrocarbonetos; a capacidade de minimizar os requisitos de potência para aprodução de óleo pesado de um reservatório para a superfície e de umacabeça de poço para um tanque de armazenamento; e a capacidade deeliminar a necessidade de facilidades de injeção de vapor localizadas nasuperfície que são intensivas em capital e cujo uso é restrito aos grandescampo de produção

Numa primeira concretização, o aparelho de tratamento compreende (1) umelemento de aquecimento para a transferência dos aumentos de temperaturapara ao menos um fluxo de fluido, e (2) uma câmara de mistura emcomunicação fluida com o elemento de aquecimento para misturar os fluidosaquecidos. Além disso, a quantidade de calor sendo transferida do aparelhopara o fluxo de fluido pode ser programada, monitorada e ajustada. O aparelhode acordo com esta aplicação será descrito em mais detalhes com referênciaàs concretizações ilustradas nos desenhos. Os desenhos são apenasilustrativos, e não devem ser entendidos como um Iimitante da invenção, que édefinida nas reivindicações.

Em uma concretização simplificada da invenção, uma câmara de aquecimento11 conteria um só elemento de aquecimento 12 contido dentro de uma saia 32que forma a parede da câmara de aquecimento 11. O elemento deaquecimento 12 será fixado a saia 32 pelo meio de fixação 45, que pode incluirmas não está limitado a soldas, formas de metal pré-fabricadas, raios, ououtros conectores capazes de suportar as condições do poço. Uma saia 32garante que o fluido no fluxo de fluido passa próximo a um elemento deaquecimento 12 de modo a facilitar a transferência de calor para o fluxo defluido e também separar e isolar o fluxo de fluido do ambiente da perfuração.

As formas ideais para os elementos de aquecimento incluem mas não estãolimitadas a uma folha ou placas, um elemento sólido ou haste (Fig.lA), um tubooco simples (Fig.lB), ou um tubo ou oco complexo (Fig.lD) desde que essasformas exponham uma maior porcentagem de suas superfícies ao fluxo defluido e melhorem a transferência de calor. Um benefício preferencial émaximizar a superfície aquecida exposta ao fluxo de fluido enquanto semantém uma baixa queda de pressão. A queda de pressão é função direta daárea da superfície perpendicular à direção do fluxo de fluido. A Figura 1Bdemonstra os componentes preferenciais de uma primeira concretização doaparelho 10, a saber um elemento de aquecimento 12, e ao menos umacâmara de mistura 14, que como visto na Fig.lC está em comunicação fluidacom a câmara de aquecimento 11. Elemento(s) simples de aquecimento 12preferencialmente abrangem um dispositivo sólido de aquecimento, uma via outubo em que o fluxo de fluido trafega por ou sobre em que uma ou mais dasparedes do(s) elemento(s) de aquecimento 12 são aquecidas para proporcionaruma superfície de transferência de calor. Na sua forma de projeto maissimples, um elemento de aquecimento 12 preferencialmente abrange umelemento eletricamente aquecido 12, um elemento sólido ou uma estrutura ocacontida dentro da tubulação de produção como mostrado em que o fluxo passapor e/ou em torno do elemento de aquecimento 12. Um elemento deaquecimento sólido 12 é exibido na Figura 1A em que o fluxo passa apenas emtorno de um diâmetro externo do elemento de aquecimento. Numaconcretização oca do elemento de aquecimento 12 (Fig.lB), háaproximadamente duas vezes a área de superfície por unidade decomprimento (superfícies interna e externa) expostas ao fluxo de fluido do quenum elemento sólido com as mesmas dimensões (superfície externa apenas),portanto, esta é uma concretização preferencial dado que mais energiacalorífica será transferida para o fluxo de fluido do que com um elemento sólidode aquecimento. Com a concretização oca, a temperatura interna das paredesdo elemento de aquecimento serão mais baixas sobre as mesmas condiçõesde operação. Dito de outra forma, isso significa que em termos de capacidadede transferência de calor o elemento oco de aquecimento 12 concretizadoneste projeto é um método energeticamente mais eficiente para aquecer o fluxode fluido do que um elemento sólido. Portanto, um dos grandes benefícios daversão oca do elemento de aquecimento 12 é que o fluxo de fluido passa por eem torno de uma área fechada em que os lados são formados de uma ou maissuperfícies diretamente (resistência) ou indiretamente (indução) aquecidas, queestão expostas ao fluxo de fluido em todos os lados. Quando o fluxo passasobre qualquer superfície aquecida, a temperatura da porção do fluxo de fluidoimediatamente adjacente à superfície aquecida é mais alta e as temperaturasmais afastadas da superfície aquecimento são mais baixas. Efetivamente, umfluxo de fluido se separa em camadas em que o fluido mais próximo dasuperfície aquecida é mais quente e flui mais rápido do que o fluido maisafastado da superfície aquecida. Isso significa que para otimizar a taxa detransferência de® calor dève-se prestar muita atenção á distância máxima quequalquer porção do fluxo de fluido pode ficar em torno da superfície aquecida.Se a distância for muito grande, o resultado é ineficiente e resulta em regulaçãode temperatura irregular. Com um elemento de aquecimento 12, é possívelcontrolar precisamente essa distância, particularmente quando é usado ummodo preferencial que empregue múltiplos elementos de aquecimento 12 emparalelo, como exibido na Figura 1D.

Na produção de óleo e gás, quando o fluido passa perto ou em contato comuma superfície aquecida, a temperatura dessa porção do fluxo de fluidoimediatamente adjacente à superfície aquecida aumenta para um valor próximoda temperatura da superfície aquecida, enquanto que a temperatura da porçãodo fluxo de fluido mais afastada da superfície aquecida aumenta menos. Umavez aquecido, o fluxo de fluido se separa em camadas em que a(s) camad(a)sde fluido mais próxima(s) da superfície aquecida possuem uma a temperaturamais alta e viscosidade mais baixa do que a(s) camada(s) mais afastada(s) dasuperfície aquecida. A presença de múltipla(s) camada(s) no fluido pode levar aperdas por fricção viscosa dentro da tubulação do poço e da cadeia de tubosna superfície e reduzir a eficiência operacional de qualquer sistema deelevação usado durante a produção. O presente aparelho 10 supera asdificuldades acima pelo (1) aumento da transferência temperatura para umfluxo de fluido 5, e (2) mistura do fluxo de fluido aquecido 5 antes da tiragem dofluxo de fluido 5 do aparelho 10. Em outras palavras, as duas ou mais camadasde fluido aquecidas podem ser misturadas dentro do aparelho 10 paraequalizar a temperatura, viscosidade, e pressão do fluxo de fluido 5, e por outrolado remover as camadas do fluxo de fluido 5.

Após completar a perfuração, o aparelho 10 é transportado para para umaposição dentro do poço fixando-se o aparelho 10 à cadeia de tubos 34enquanto a cadeia de tubos 34 está sendo colocada no poço. Uma saia 32, quepreferencialmente um tubo contínuo que forma as câmara de aquecimento 11 eas câmaras de mistura 14, é conectado diretamente à cadeia de tubos 34. Oaparelho 10 é preferencialmente rosqueado assim como um tubo de produção,mas ele pode ser conectado à cadeia de tubos 34 por outros meios, inclusivemas não limitado^ parafusos, solda ou fixação por retração.Um elemento de aquecimento 12 pode ter um número infinito de formas quevariam do tubo redondo na Figura 1D a um tubo com superfícies irregulares oupoligonais (Veja Figura 1E), e com ou sem as obstruções 30 como exibido naFigura 2A. Elementos de aquecimento individuais 12 podem ser montados emsérie num aparelho tratamento 10 (Veja Figura 2B) ou em paralelo. Numamontagem em paralelo, o fluxo de fluido deve passar por ou em torno de aomenos um dos elementos individuais de aquecimento 12.Cada um dos elementos de aquecimento 12, câmaras de aquecimento 11,câmara de mistura 14, e saia 32 podem ser construídos de qualquer materialdurável o suficiente para suportar as várias condições de tratamento incluindomas não necessariamente limitado aos ambientes químicos de pH ecorrosividade variável, temperatura e pressão variável, e outras cargascolocadas no aparelho 10. Materiais próprios para formar as câmaras deaquecimento 11 as câmaras de mistura 14 os elementos de aquecimento 12 ea saia 32 incluem mas não estão limitados a aço, alumínio, plásticos, ligas deaço com outros metais, cerâmicas, borracha, PVC1 e combinações deles. Umprojeto particularmente vantajoso e preferencial para as câmaras deaquecimento e mistura e as saias é uma liga de aço configurada para suportarpressões de até 25 MPa ou 25.000.000 Pascais e temperaturas de até 350graus Celsius. Cada elemento(s) de aquecimento 12, câmaras de aquecimento11, e câmara de mistura 14 podem também ser construídos de materiaisincluindo mas não necessariamente limitados àqueles materiais resistentes adescamação, rachamento, flexão excessiva e reperfilagem que resultam dodesgaste natural, calor, umidade, e outras influências mecânicas e químicasexternas ou aquelas que são comumente conhecidas na indústria deaparelhamento de poços.

A câmara de aquecimento 12 pode incluir uma construção sólida, ou comoalternativa, a câmara de aquecimento 12 pode ser definida por pelo menosuma abertura através dela e incluir ao menos uma superfície externa e aomenos uma superfície interna e conseqüentemente aumentar a área desuperfície para transferência dos aumentos de temperatura a um fluxo de fluido5. Neste documfento, o-termo "transferência dos aumentos temperatura" serefere ao aparelho 10 aumentando a (e.g. transferência de calor para)temperatura de ao menos um fluxo de fluido 5 de uma temperatura inicialanterior ao tratamento do fluxo de fluido 5 pelo aparelho 10 para uma segundatemperatura atingida durante ou imediatamente a seguir ao tratamento do fluxode fluido 5 pelo aparelho 10. Neste documento, o termo "fluido" se refere aqualquer líquido ou gás escoável por e em tomo de (1) tubo convencional e (2)o aparelho que inclui pelo menos uma câmara de aquecimento. Da mesmaforma, o fluido pode possuir quaisquer condições de pressão e característicasde viscosidade apropriadas para manter a escoabilidade através do tubo e doaparelho 10. O aparelho 10 presente é portanto configurado para tratar fluidosincluindo mas não necessariamente limitados a líquidos e gases baseados emhidrocarbonetos, e líquidos e gases baseados em água.Temperaturas típicas de poço em poços de óleo variam no intervalo de 50 ° a95 0CeIsius. Tipicamente, o aparelho 10 pode preferencialmente aumentar atemperatura de qualquer o fluxo de fluido 5 para até cerca de 180 °C. É claro,que o aumento de temperatura em qualquer fluxo de fluido 5 depende não sóda quantidade de calor que é transferida do aparelho 10 ao fluxo de fluido 5,mas também da temperatura inicial do fluxo de fluido 5 antes do tratamentocom aparelho 10.

O comprimento do aparelho de tratamento 10 é uma função da mudançadesejada de temperatura na razão de fluxo que é esperado do poço. Em últimainstância, o diâmetro ou largura do aparelho 10 é determinado pelo diâmetro dopoço e/ou do invólucro em que o aparelho 10 será posicionado durante aoperação. Embora aparelho 10 não esteja limitado a qualquer tamanho ouforma particulares, o comprimento de uma câmara de aquecimento preferencial11 numa concretização preferencial é aproximadamente 1 m, com umcomprimento aproximado de uma câmara de mistura 14 de 0,5 m. Embora umavariedade tamanhos do aparelho tratamento 10 sejam preferenciais, uma faixapreferencial do comprimento do aparelho 10 (incluindo as câmaras deaquecimento e mistura) está na faixa de 10 m a 40 m.

Como mostrado na FIG. 1B, o elemento de aquecimento 12 incluipreferencialmente uma abertura na ponta inicial 16 configurada para receberum fluxo de fluido 5 e uma segunda ponta terminal 18 configurada para atiragem do fluxo de fluido 5. A a segunda ponta 18 é configurada para estar emcomunicação fluido com a câmara de mistura 14. Como mostrado na FIG. 1C,o elemento de aquecimento 12 é preferencialmente envolvido pela saia 32, cujasaia 32 forma a parede de uma câmara de aquecimento 11. A porção da saia32 que forma a parede da câmara de aquecimento 11 é alternativamentereferida como envoltório 20 neste documento. O envoltório 20 é tambémconfigurado preferencialmente para envolver o(s) elemento(s) de aquecimento12 do aparelho tratamento 10.

A câmara de aquecimento 11 inclui um ou mais elementos de aquecimento 12alinhados em série ou em paralelo, ou ambos. Em adição, a câmara deaquecimento 11 pode incluir uma pluralidade configurações. Onde a câmaraaquecimento 12 inclui uma configuração tubular, a parede da câmara deaquecimento 12 pode incluir uma pluralidade formas incluindo mas nãonecessariamente limitadas à redonda, oval ou formas multilaterais incluindomas não necessariamente limitadas a retangular, poligonal, e formasirregulares. A câmara de aquecimento 12 pode também incluir obstruções 30de uma forma similar às câmaras de mistura 14 projetando-se da superfícieinterior da parede da câmara de aquecimento 12, como mostrado na Figura 1Ee 2A.

Mesmo se os elementos de aquecimento 11 e as câmaras de mistura 14puderem ser arranjados em qualquer combinação e alinhados em série ou emparalelo, é vantajoso para o aparelho 10 ser configurado de modo que aomenos um elemento de aquecimento 12 transfira calor para o fluxo de fluido 5antes que o fluxo de fluido 5 entre na câmara final de mistura 14. Por exemplo,um fluxo de fluido 5 pode fluir de uma câmara de mistura 14 para um elementode aquecimento 11 e então para outra câmara de mistura 14; um fluxo de fluido5 pode fluir através de uma série de elementos de aquecimento 11 para umasérie de câmaras de mistura 14; ou um fluxo de fluido 5 pode alternar atravésde uma combinação de múltiplos elementos de aquecimento/câmara demistura, desde que o fluxo de fluido 5 flua ao final de uma câmara de mistura14 antes de ser èntregue ao fluxo de fluido 5.

Como exibido na Figura 1B-D, um componente principal aparelho detratamento 10 é uma câmara de mistura 14. Uma câmara de mistura 14 é umasegunda seção do aparelho de tratamento 10, que está em comunicação fluidacom o elemento de aquecimento 12 e a câmara de aquecimento 11. A(s)câmara(s) de mistura 14 recebe(m) o(s) fluxo(s) de fluido que flui sobre eatravés de uma ou mais câmara de aquecimento 11 e elementos deaquecimento 12 para proporcionar um espaço em que o fluido épreferencialmente equalizado em termos de temperatura e pressão. Em termosde estrutura, esta câmara de mistura 14 é preferencialmente uma via nãoaquecida que pode ou não conter palhetas, obstruções 30 ou aletas (Figura 2A)para girar e misturar o fluido (uma câmara de mistura aquecida pode tambémser usada). Na sua forma mais simples de projeto, uma câmara de mistura 14consiste de um tubo oco ou uma câmara que recebe um fluxo de fluido de umou mais elementos de aquecimento 12 em uma câmara de aquecimento 11. Acâmara de mistura 14 deve ter comprimento suficiente para "misturar" estesmúltiplos fluxos para equalizar sua temperatura e pressão. O resultado é quemúltiplos fluxos de fluido de trajetórias de fluido individuais que se originam dedentro dos elementos de aquecimento 12 e câmaras de aquecimento 11 sãoconvertidas para um fluxo único de fluido e com uma só temperatura e uma sópressão. Esta "mistura" é benéfica à eficiência global e à operação de umelemento de aquecimento pois ela elimina as diferenças de temperaturas epressão entre fluxos de fluido individuais que cumpriram trajetos diferentes nacâmara de aquecimento 11 devido a diferenças na seção transversal e nasáreas de superfície aquecidas. A "mistura" também é benéfica pois ela reduz oimpacto se qualquer trajetória de fluxo dentro da câmara de aquecimento 11 forobstruída com material estranho durante operação. Isso torna possível projetarcâmaras de aquecimento 11 com trajetórias de fluido pequenas ou complexasque podem ser mais suscetíveis a obstrução do que se não houvesse câmarade mistura 14 incluída no projeto.

A(s) câmara(s) de mistura 14 recebem fluxos de fluido da(s) câmara(s) deaquecimento, entretanto, elas podem ser montadas em combinações variáveis.Por exemplo, uma câmafa de mistura 14 pode entregar o fluxo de fluido a umaoutra câmara de aquecimento 11 onde múltiplos elementos de aquecimento 12estão montados em série (Figura 2B) ou diretamente à tubulação de produçãopara tiragem para.superfície. Além do mais, as câmaras de mistura 14 podemincluir atletas ou obstruções 30 presas à superfície interior para promover amistura dos fluxos e a equalização da temperatura e da pressão (Veja asFiguras 2A e 1E). As câmaras de mistura 14 também podem variar de umaforma cilíndrica regular e incorporar superfícies mais complexas tais como umprojeto de Venturi para conseguir objetivos desejáveis de pressão do fluxo defluido.

A câmara de mistura 14 é envolvida por uma saia 32, cuja porção da saia 32sobre a câmara de mistura 14 também define e é referida aqui como um recinto22. A câmara de mistura 14 inclui o recinto 22 definido por uma entrada 24 parareceber fluxos de fluido 5 de uma câmara de aquecimento 11, e tem uma saída26 para tiragem do fluxo de fluido 5 de uma câmara de mistura 14. 0 recinto 22forma um reservatório entre a entrada 24 e a saída 26 configurado paraequalizar substancialmente a viscosidade, temperatura e pressão do fluxo defluido 5. Em adição, o recinto 22 inclui ao menos uma superfície externa eexposta ao meio ambiente, e ao menos uma superfície interna exposta aoreservatório da câmara de mistura 14. Adequadamente, os envoltórios dacâmara de aquecimento 11 e da câmara de mistura 14 são configurados paraconectar-se seladamente ou ser moldados juntos para uma transferência defluido ótima. Como exibido na Figura 2B, um aparelho de tratamento 10 podepreferencialmente incluir uma ou mais câmaras de aquecimento 11 conectadasa uma ou mais câmaras de mistura 14, preferencialmente envolvidas por umasaia 32 de modo que um fluxo de fluido 5 passe ao menos por uma câmara deaquecimento 11 e uma câmara de mistura 14.

O recinto 22 pode também incluir uma pluralidade de formas inclusive mas nãonecessariamente limitadas a redonda, oval ou formas multilaterais. Oreservatório da câmara de mistura 14 pode ainda incluir uma ou mais paredesinternas 28 formando canais de fluxos entre elas e/ou incluir uma ou maisobstruções 30 para misturar o fluxo recebido de uma câmara de aquecimento11. Obstruções 30 adequadas incluem mas não são necessariamente limitadasa saliências que se projetam da superfície interior da câmara de mistura 14,tais como preferencialmente exibidas Figura 1E e 2A.

A Figura 2B exibe uma funcionalidade preferencial importante da unidadetratamento 10, a saber, a saia 32. A saia 32 é outra funcionalidade preferencialdo aparelho de tratamento e é uma cobertura que envolve as câmaras deaquecimento 11 e de mistura 14 para prover integridade estrutural e garantirque um fluxo de fluido passe por e em torno do(s) elemento(s) de aquecimento12. A saia 32 também fornece um isolamento benéfico entre o fluxo de fluidoaquecido 5 e o meio ambiente, limitando a perda de calor e melhorando aeficiência operacional. Uma saia 32 preferencialmente inclui um tubo montadosobre a combinação de câmaras de aquecimento 11 e de mistura 14 paraconter o fluxo de fluido, prover integridade estrutural, e reduzir a perda de calorara o ambiente. Como um elemento de aquecimento 12 preferencialmentepermite fluxo de fluido tanto do lado da superfície interna quanto da externa,algum tipo de saia é 32 preferencial para conter e orientar o fluxo de fluido. Asaia 32 neste projeto contém as montagens que consistem de uma ou maiscâmaras de aquecimento 11 e de mistura 14 e fornece integridade estrutural àmontagem final (Figura 2B). Finalmente, a saia 32 provê isolamento detemperatura entre o fluxo de fluido aquecido e o ambiente em que estáinstalado.

Na configuração preferencial mais simples, uma saia 32 pode consistir dequalquer material delgado de parede cuja função primária seja orientar o fluxode fluido através das câmaras de aquecimento 11 e mistura 14 semconsideração com relação às suas propriedades estruturais ou de isolamento.Em outra configuração preferencial, uma saia 32 pode ser construída detubulação pesada de parede para suprir suporte estrutural à montagem dascâmaras de aquecimento ou 11 e de mistura 14 e para equipamentos quepossam ser instalados abaixo destas montagens. O material usado na saia 32pode ser selecionado para maximizar o isolamento de calor entre o fluxo defluido de produção e o ambiente onde ele é usado.

O aparelho 10 pode ainda incluir uma saia 32 configurada para envolver aomenos parte do'aparelho 10. Convenientemente, a saia 32 é configurada para(a) selar e dirigir o fluxo de fluido dentro do aparelho 10, (b) prover integridadeestrutural ao aparelho 10, e (c) reduzir a perda de calor para o meio ambiente.Como mostrado na FIG. 3, a saia 32 é preferencialmente configurada paraenvolver até 100% do comprimento do aparelho de tratamento 10. Numaconcretização particularmente vantajosa, a saia 32 envolve ao menos oelemento de aquecimento 12. Além do mais, a saia 32 pode compreenderqualquer material inclusive mas não necessariamente limitado a materiaisdelgados de parede e materiais pesados de paredes. Materiais e delgados deparede podem ser definidos como materiais configurados para orientar o fluxode fluido através de um aparelho 10 sem consideração às propriedadesestruturais ou isolante da saia 32. Materiais pesados de parede podem serdefinidos como aqueles materiais que fornecem suporte estrutural ao aparelho10 e/ou equipamentos que possam ser instalados no poço abaixo aparelho 10.

A saia 32 pode ainda ser revestida com material(is) que auxiliem no isolamentode calor.

Como exibido na Figura 3, o aparelho tratamento 10 é preferencialmenteequipado com um controlador de superfície 40. O controlador de superfície 40regula a voltagem fornecida ao aparelho de tratamento 10 no poço em respostaa sinais recebidos dos sensores 38 do aparelho de tratamento 10, e usandocomponentes eletrônicos incluindo mas não limitados a tiristores ouretificadores controlados de silício (SCRs). Esta regulação é controlada por ummicroprocessador, que é um componente maior do controlador de superfície40. O controlador de superfície 40 preferencialmente armazena informaçãosobre as condições do poço (temperaturas, pressões, etc) para acesso futuro ede modo que os engenheiros possam monitorar e analisar as condições,Painéis de comando são comumente usados em muitas aplicações paracontrolar a potência entregue a um motor ou outro dispositivo elétrico. Estesistema de sensores 38 e os reguladores preferenciais mantém a temperaturado fluxo de fluido 5 dentro de mais ou menos um grau Celsius da temperaturaalvo, embora este nível preferencial de sensibilidade não deva ser entendidocomo um limitador da invenção, pois pode também ser regulado emsensibilidades menores.- Estes dispositivos incluem comumente alguma formade chave liga/desliga e alguma forma de proteção contra sobrecarga tais comofusíveis. Um controlador de superfície 40 é uma forma especializada de painelde controle que preferencialmente provê três componentes adicionais que nãosão normalmente encontrados num painel de controle - um dispositivoeletrônico que pode modificar a voltagem de potência elétrica multifásica, umdispositivo para receber e interpretar dados recebidos do sensor 38 do poço, eum microprocessador com software para controlar as operações do dispositivode modificação da voltagem para atingir resultados desejados. Para estaaplicação, o objetivo primário é ajustar acurada e continuamente a voltagementregue ao aparelho de tratamento 10 em resposta aos sinais recebidos deum sensor 38 usando componentes eletrônicos de regulação de voltagem soborientação de um programa no microprocessador ou por atuação manual. Háum número de diferentes alternativas conhecidas para regulagem eletrônica devoltagem incluindo tiristores, SCRs e outros dispositivos. Quaisquer dessesdispositivos podem ser adequados para uso no controlador de superfície 40.Similarmente, há um grande número de projetos de microprocessadoresalternativos e software de controle associados para controlar a operação de umtiristor ou SCR. Quaisquer desses dispositivos pode ser adequados para usonum controlador de superfície 40.

Como é exibido nas Figura 3-5, este aparelho de tratamento 10 épreferencialmente posicionado ao longo da cadeia de tubos de produção 34instalados no poço, seja no ponto mais baixo da cadeia de tubos (Figura 4) ouem algum ponto intermediário (Figura 3). Como mostrado nas Figuras 3-5, apotência é fornecida ao aparelho de tratamento 10 usando um cabo de força 36conhecido e adequado para estas aplicações. Este cabo de força énormalmente unido à tubulação de produção 34 usando cintas de aço.

Como exibido na FIG. 6, a potência é fornecida ao aparelho 10 de uma fonte depotência 42 através do cabo de força 36. Numa concretização particularmentevantajosa, ao menos um controlador de superfície 40 é posicionado em umponto entre a fonte de potência 42 e a cabeça do poço 44, de forma que apotência e outra comunicação possam ser transferidas da fonte de potência 42ao controlador de superfície 40 e do controlador de superfície 40 à cabeça dopoço 44 e daí finalmente ao aparelho 10 através dos cabos de força 36. Sobcondições normais de operação, o cabo de força 36 é preso à cadeia de tubos34 usando cintas de aço, embora outros meios de união possam sercontemplados. As cintas de aço preferenciais que prendem os cabos aos tubosde produção são comumente usadas para prender os cabos de potência deuma bomba submersível. Se necessário, um transformador elevador podetambém ser instalado entre o controlador de superfície 40 e a cabeça de poço44 para aumentar o nível da voltagem aplicada ao aparelho 10.

Um ou mais sensores de poço 38 (temperatura ou pressão/temperatura) sãopreferencialmente instalados próximos da saída do aparelho de tratamento 10para medir a temperatura do fluxo de fluido de modo que a potência suprida aoaparelho de tratamento 10 possa ser ajustada para atingir os resultados ótimosdesejados. As leituras dos sensores 38 são entregues ao controlador desuperfície 40 seja através do cabo de força 36 ou por outros meios tais comofibras óticas ou transmissão sem fio, incluindo mas não limitado a sinais demicroondas, celular ou rádio. Para aplicações de produção, os sensores sãopreferencialmente fixados diretamente no aparelho 10 próximo de uma saídana direção do topo do aparelho; enquanto que para aplicações de injeção, ossensores são preferencialmente fixados diretamente no aparelho 10 numaposição mais baixa no aparelho 10. É possível operar o aparelho usando umsensor montado quase em qualquer lugar da cadeia de tubos, mas é preferívellocalizar sensores no ou próximo do aparelho 10.

Como mostrado na FIG.4, um ou mais sensores 38 de temperatura e/outemperatura/pressão podem ser instalados à jusante do elemento deaquecimento 11. Convenientemente, os sensores 38 medem a temperaturae/ou pressão do fluxo de fluido 5 de modo que a potência suprida ao aparelho10 pode ser ajustada, se necessário, para conseguir as característicasdesejadas do fluxo de fluido 5. Além do mais, mais de um sensor 38 pode serposicionado em vários pontos ao longo da cadeia de tubos 34, do fundo dopoço ao tanque de armazenamento, para cada um ou ambos os processos deprodução e injeção. Em alguns casos, tais como quando o aparelho tratamento10 é usado parà ambos produção e para injeção ou quando a temperatura epressão de superfície são importantes, é vantajoso ter múltiplos sensores 38localizados em pontos adicionais ao longo do trajeto do fluido do fundo do poçoao tanque de armazenamento.

O controlador de superfície 40 é preferencialmente localizado entre a fonte depotência 42 e a cabeça do poço 44 e é conectado usando cabos elétricosconhecidos e adequados tanto da fonte de potência para a cabeça do poçoquanto para o cabo de potência 36 do poço. Na maioria das aplicações, umtransformador elevador será também preferencialmente instalado entre ocontrolador de superfície 40 e a cabeça do poço 44 para aumentar a voltagemem uma razão constante.

Como exibido na Figura 4, variações alternativas dos métodos de uso doaparelho de tratamento 10 estão contempladas. Nessa particularconcretização, o aparelho de tratamento 10 pode ser usado numa aplicação deprodução tal como com um poço de fluxo livre, bombeado, ou elevado por gásem que o objetivo primário é reduzir a perda de pressão do fluxo de fluido,eliminar depósitos de parafina ou hidratos, ou melhorar a eficiência operacionalda bomba abaixando a viscosidade do fluido. Nessas aplicações, o aparelho detratamento 10 pode ser localizado no fundo da cadeia de tubos 34 abaixo daentrada da bomba se uma for usada. O componente pode também serlocalizado em qualquer lugar ao longo da cadeia de tubos 34 tal como perto deuma válvula de gás da operação de elevação (Figura 3) ou no fundo do marnuma instalação offshore para suprir o nível desejado de calor ao fluxo defluido 5 na mais propícia localização. Esse sistema de aquecimento de poçopode também ser usado como uma forma de elevador artificial em aplicaçõesnas quais o fluxo de fluido 5 contém um nível suficiente de gás em solução enas quais esse gás pode ser liberado ou extraído da solução pelo aquecimentopara reduzir a gravidade específica do fluxo de fluido e fazer o fluido fluir parasuperfície. Nestas aplicações, o elemento de poço pode ser localizado empontos múltiplos em que o aquecimento irá fornecer o nível mais efetivo demudança na gravidade específica do fluido. Ainda outro método preferencial deuso do aparelho é em aplicações offshore, particularmente em aplicaçõesoffshore, em qàe a temperatura da água é muito baixa (ou próxima docongelamento). Nessas situações, o dispositivo pode ser usado (1) paraaquecer o fluido nas linhas de fluxo subaquáticas para manter baixaviscosidade e reduzir a pressão requerida da bomba para movimentar o fluido;e/ou (2) instalado na cadeia de tubos de produção no fundo do mar comodescrito neste documento para compensar a perda temperatura do fluxo defluido causado pela exposição à água fria do mar em torno do tubo a montante.Em ainda outra concretização, como exibido na Figura 5 este aparelho detratamento 10 pode ser usado como um sistema de aquecimento de poço epode também ser usado em aplicação de injeção em que o objetivo primário émelhorar a entrega de fluido do reservatório à perfuração pela eliminação dedanos próximos da perfuração, redução da viscosidade do fluido noreservatório ou próximo da perfuração ou outra aplicação similar. Nessasaplicações, o elemento de poço pode ser localizado próximo ao invólucro daperfuração para minimizar a perda de calor entre o elemento de aquecimento ea formação.

Este sistema de aquecimento pode também ser usado para aumentar atemperatura do fluxo de fluido 5 próximo da superfície de modo a reduzir apressão necessária na cabeça do poço para entregar o fluido da cabeça dopoço para o tanque de armazenamento ou para a tubulação. Nestasaplicações, o elemento de aquecimento pode estar localizado no poço próximoda superfície ou mesmo dentro da tubulação de produção de superfície nasuperfície.

Esse sistema de aquecimento pode também ser usado para conseguir algumacombinação das aplicações acima em qual caso, ele pode ser conectado deforma diferente.

O aparelho 10 pode ser posicionado em qualquer ponto ao longo da cadeia detubos 34, seja no ponto mais baixo da cadeia de tubos 34, como mostrado naFigura 4, ou em qualquer ponto intermediário da cadeia de tubos 34, comomostrado na Figura 3. Em pelo menos uma segunda implementação, mais doque um aparelho 10 pode podem ser posicionados em pontos múltiplos aolongo da cadeia de tubos 34. Durante a produção, a formação de fluidos fuiprimeiro para dentro do poço através de perfurações onde o fluxo de fluido 5 éintroduzido na cadeia de tubos 34 ou aparelho 10 e flui através e/ou em tornodo aparelho 10 enquanto o fluxo de fluido 5 flui para superfície via a cadeia detubos 34.

Pessoas com habilidades normais no assunto reconhecerão que muitasmodificações podem ser feitas na presente aplicação sem se afastar do espíritoe do escopo da aplicação. A(s) concretização(ões) descrita(s) aqui têm aintenção de ser(em) apenas ilustrativa(s) e não deve(m) ser tomada(s) comolimitante(s) da invenção, que é definida nas reivindicações.

Claims (20)

1. 1. Um aparelho equalizador de viscosidade de uma fluxo de fluídocaracterizado por:(a) uma câmara aquecedora para transferir aumentos de temperaturaao dito fluxo de fluído; e(b) uma câmara misturadora em comunicação através do fluído coma dita câmara para misturar o dito fluxo de fluído.

2. O aparelho da reivindicação 1, caracterizado por:adicionalmente compreender uma cobertura que envelopa as ditascâmaras de aquecimento e de mistura.

3. O aparelho da reivindicação 1, caracterizado por:a dita câmara aquecedora compreender um ou mais membrosaquecedores.

4. O aparelho da reivindicação 1, caracterizado por:os ditos um ou mais membros aquecedores estarem em série.

5. O aparelho da reivindicação 3, caracterizado por:os ditos um ou mais membros aquecedores estarem em paralelo.

6. O aparelho da reivindicação 1, caracterizado por:os ditos um ou mais membros aquecedores serem definidos pelo menospor uma abertura rotável.

7. O aparelho da reivindicação 1, caracterizado por:os ditos um ou mais membros aquecedores compreenderem uma oumais obstruções que se projetam para fora de uma superfície interna dadita câmara aquecedora.

8. O aparelho da reivindicação 1, caracterizado por:o fluxo de fluído dentro da dita câmara poder alcançar temperaturas até 180°C.

9. O aparelho da reivindicação 1, caracterizado por:a dita câmara misturadora compreender uma ou mais paredes formandocanais entre elas.

10. O aparelho da reivindicação 1, caracterizado por:a dita câmara misturadora compreender uma ou mais obstruções que seprojetam para fora de uma superfície interna da dita câmaramisturadora.

11. O aparelho da reivindicação 1, caracterizado por:o dito aparelho ser configurado para ser instalado em declive num poço.

12. O aparelho da reivindicação 1, caracterizado por:a alimentação para o dito aparelho ser fornecida por pelo menos um cabode alimentação.

13. Um aparelho para transferir aumentos de temperatura num fluxo defluído, caracterizado por:(a) um membro aquecedor para transferir aumentos de temperaturaao dito fluxo de fluído; e(b) uma câmara misturadora em comunicação através do fluído como dito membro para misturar o dito fluxo de fluído.

14. Um conjunto para regular aumentos de temperatura num fluxo de fluídoem declive, caracterizado por:(a) um aparelho em declive para aquecer e misturar o dito fluxo defluído;(b) uma fonte de alimentação superficial em comunicação com o ditoaparelho;(c) um sensor em declive para coletar os dados de temperatura dodito fluxo de fluído;(d) um controlador superficial em comunicação elétrica com o ditosensor;(e) sendo a dita alimentação fornecida ao dito aparelho a partir dadita fonte de alimentação regulada para manter uma selecionadatemperatura de fluxo de fluído em resposta à data relacionadacom o sensor no controlador superficial.

15. Um processo para equalizar a viscosidade de um fluxo de fluídoaquecido, caracterizado por:englobar as seguintes etapas:(a) introdução do dito fluxo de fluído num aparelho que compreende,numa primeira parte, um membro aquecedor para transferiraumentos de temperatura ao dito fluxo de fluído;(b) introdução do dito fluxo de fluído aquecido numa câmaramisturadora em comunicação com o dito membro aquecedor,através do dito fluído;(c) mistura do dito fluxo de fluído aquecido na dita câmaramisturadora.

16. 0 processo da reivindicação 15, caracterizado por:a alimentação fornecida ao dito aparelho ser ajustável.

17. 0 processo da reivindicação 15, caracterizado por:os ditos aumentos de temperatura serem de cerca de 50°C até cerca de-180°C.

18. 0 processo da reivindicação 15, caracterizado por:os ditos aumentos de temperatura poderem ser ajustados através decorrespondentes ajustes à alimentação fornecida ao dito aparelho.

19. 0 processo da reivindicação 15, caracterizado por:os ditos membros aquecedores compreenderem um ou mais câmarasaquecedoras para transferir aumentos de temperatura ao dito fluxo defluído.

20. 0 processo da reivindicação 15, caracterizado por:a dita câmara misturadora compreender uma ou mais obstruções que seprojetam para fora de uma superfície interna da dita câmara misturadorapara misturar o dito fluxo de fluído.