BRPI0709045B1 - sistema de conexão por via úmida de fibra ótica em um furo de poço - Google Patents

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Abstract

sistema e método de conexão por via úmida de fibra ótica em um furo de sondagem. a presente invenção refere-se a um sistema de conexão por via úmida de fibra ótica em um furo de sondagem que inclui uma primeira e segunda porções encaixáveis de um corpo de ferramenta, e uma primeira e segunda porções encaixáveis de um conector. além disso, é incluído um primeiro ímã associado com uma das primeira e segunda porções encaixáveis e um segundo ímã associado com a outra das primeira e segunda porções encaixáveis, os primeiro e segundo ímãs sendo orientados para serem mutuamente atraidos; uma primeira abertura em uma das primeira e segunda porções encaixáveis do corpo da ferramenta; uma segunda abertura na outra das primeira e segunda porções encaixáveis do corpo da ferramenta; e pelo menos uma das primeira e segunda aberturas nas primeira e segunda porções encaixáveis do corpo da ferramenta configurada e dimensionada para frouxamente receber uma das primeira e segunda porções encaixáveis do conector na mesma, e um método para a conexão por via úmida de uma fibra ótica em um ambiente de um furo de sondagem.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para SISTEMA DE CONEXÃO POR VIA ÚMIDA DE FIBRA ÓTICA EM UM FURO DE POÇO.
Referência Cruzada a Pedidos Relacionados [001] Este pedido reivindica prioridade ao pedido provisório
60/783.884, depositado em 20 de março de 2006, os conteúdos totais do qual são aqui incorporados para referência.
Antecedentes [002] Nas técnicas de exploração e recuperação de hidrocarboneto, é cada vez mais comum se ver dispositivos de tipo monitoramento e/ou controle no ambiente de um furo de poço que exigem conexões portadoras de sinal aos controladores remotos, incluindo controladores de superfície. Devido ao fato de os sistemas em um furo de poço serem geralmente construídos em peças, há necessidade da conexão de condutos portadores de sinal, enquanto no ambiente de um furo de poço, que muitas vezes é um ambiente sujo e molhado. Ambientes sujos e molhados nos quais os conectores devem tanto ser encaixados como funcionar são desafiadores com relação aos próprios conectores. Para se preparar conexões adequadas, é necessário um exame meticuloso. Além disso, visto que as conexões são freqüentemente formadas a milhas de distância do operador do poço, as forças de alinhamento e mecânicas têm que ser levadas em consideração. Por causa destas questões, os tipos de conexões que podem ser formados no ambiente de um furo de poço são relativamente limitados e apresentam um custo alto de produção.
Sumário [003] A presente invenção refere-se a um sistema de conexão por via úmida de fibra ótica em um furo de poço. O sistema inclui uma primeira e segunda porções encaixáveis de um corpo de ferramenta, e uma primeira e segunda porções encaixáveis de um corpo de conec
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2/7 tor. Além disso, também são incluídos um primeiro ímã associado com uma das primeira e segunda porções encaixáveis e um segundo ímã associado com a outra das primeira e segunda porções encaixáveis, os primeiro e segundo ímãs sendo orientados para serem mutuamente atraídos; uma primeira abertura em uma das primeira e segunda porções encaixáveis do corpo da ferramenta; uma segunda abertura na outra das primeira e segunda porções encaixáveis do corpo da ferramenta; e pelo menos uma das primeira e segunda aberturas nas primeira e segunda porções encaixáveis do corpo da ferramenta sendo configurada e dimensionada para receber frouxamente uma das primeira e segunda porções encaixáveis do corpo de conector nas mesmas.
[004] Além disso, é descrito aqui um método para a conexão por via úmida de uma fibra ótica em um ambiente de um furo de poço. O método inclui a sustentação de uma das primeira e segunda porções de um corpo de conector com um suporte flexível dentro de uma abertura de uma primeira porção de um corpo de ferramenta, a abertura frouxamente recebendo a porção de corpo de conector; a movimentação da outra das primeira e segunda porções do conector, a outra porção sendo localizada dentro de uma segunda porção do corpo de ferramenta, em contato de encaixe com uma das primeira e segunda porções; e a deformação do suporte flexível para desacoplar uma carga mecânica no conector do encaixe das primeira e segunda porções do corpo de ferramenta.
Breve Descrição dos Desenhos [005] A figura 1 é uma ilustração em perspectiva de porções macho e fêmea de um corpo de conector em uma relação mutuamente explodida.
[006] A figura 2 ilustra de modo parcialmente transparente os componentes da figura 1 em uma condição encaixada.
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3/7 [007] A figura 3 ilustra uma concretização alternativa de um corpo de conector no qual são ilustrados um fluido limpo e um membro de contenção.
[008] A figura 4 é uma ilustração esquemática de uma porção do corpo de ferramenta apresentando a porção macho do corpo de conector disposta na mesma e sustentada por um suporte flexível.
[009] A figura 5 é uma ilustração esquemática de uma porção do corpo de ferramenta apresentando a porção fêmea do corpo de conector disposta na mesma e sustentada por um suporte flexível.
[0010] A figura 6 é uma ilustração esquemática das ilustrações das figuras 4 e 5 em uma configuração conectada.
Descrição Detalhada dos Desenhos [0011] Com referência à figura 1, um corpo de conector 10 é ilustrado apresentando uma porção macho 12 e uma porção fêmea 14. As porções são ilustradas como corpos cilíndricos, mas será entendido que qualquer forma geométrica é aceitável. A porção macho 12 inclui uma projeção 16 que é recebível em comunicação relativamente estanque com um rebaixo 18 na porção fêmea 14. Uma dimensão de profundidade do rebaixo 18 deve ser selecionada para meramente assegurar uma interface ótica confiável. A projeção macho 16 inclui uma face de fibra ótica 20 que se destina a ficar apo iada nas proximidades, ou, em uma concretização, em um contato físico, com relação a uma face de fibra ótica fêmea 22, quando a primeira porção 12 e a segunda porção 14 forem encaixadas; por esse motivo, o comprimento da projeção macho deve ser apropriado à dimensão de profundidade do rebaixo 18. Cada dos comprimentos notados são medidos a partir de um ressalto 27 e de um ressalto 29 da porção macho 12 e da porção fêmea 14, respectivamente.
[0012] Para ajudar no alinhamento da porção macho 12 e da porção fêmea 14 durante o encaixe do corpo de conector 10, a projeção
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4/7 inclui uma borda chanfrada 24 que pode se comunicar com uma superfície troncocônica 26 na porção fêmea 14 para pressionar pelo menos a porção macho 12 ou a porção fêmea 14 para uma posição alinhada melhor uma com relação à outra porção, a porção macho 12 ou a porção fêmea 14. Também é bem possível que tanto a porção macho 12 como a porção fêmea 14 venham a se mover mutuamente com a interseção da borda chanfrada 24 e da superfície troncocônica 26. A locução pode se comunicar foi usada aqui porque também é aleatoriamente possível que as porções macho e fêmea venham a se alinhar sem contato entre a borda chanfrada 24 e a superfície 26. Com alinhamento inicial da porção macho 12 e da porção fêmea 14 devido à interação entre a borda chanfrada 24 e a superfície troncocônica 26, bem como da projeção macho 16 e do rebaixo fêmea 18, é utilizada uma interação magnética para ajudar no processo de encaixe. Um ímã 28 na porção macho 12 e um ímã 30 na porção fêmea 14 são dispostos de modo a serem atraídos mutuamente. Os ímãs 28 e 30 irão ajudar no alinhamento e adicionalmente funcionam para atrair a porção macho 12 e a porção fêmea 14 do corpo de conector 10 para o engate totalmente encaixado. Os ímãs 28 e 30 podem ter qualquer forma anular, conforme ilustrado, ou pode se apresentar em outras formas geométricas. Além disso, os ímãs 28 e 30 podem ser substituídos por uma pluralidade de ímãs no lugar de cada um ou de ambos. Uma vez que os ímãs 28 e 30 tenham se aproximado um do outro durante o encaixe do corpo de conector 10, a força atrativa tende a prender as porções 12 e 14 do corpo de conector 10 entre si.
[0013] Ainda com referência à figura 1, um segmento de fibra ótica é ilustrado se estendendo da porção macho 12 e um segmento de fibra ótica 34 é ilustrado se estendendo da porção fêmea 14. Nos segmentos de fibra ótica 32 e 34 são dispostos o suporte flexível 36 e o suporte flexível 38, respectivamente. Os suportes flexíveis têm por
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5/7 finalidade sustentar, respectivamente, a porção macho 12 e a porção fêmea 14 do corpo de conector 10 em uma localização desejada dentro de um corpo de ferramenta discutido abaixo com referência às figuras 4-6. É notado que as figuras 4-6 do desenho representam a configuração descrita aqui dentro de ferramentas de o utro modo comercialmente disponíveis pela Baker Oil Tools, sob o número de produto H488-75 e H444-75, se referindo a um obturador e a uma âncora de reconexão, respectivamente. Os componentes destas ferramentas não são pertinentes à invenção; por isso, não são descritos em detalhes. O suporte flexível 38, por exemplo, apresentará uma rigidez suficiente para prender a porção fêmea 14 do corpo de conector em uma posição relativamente estacionária, uma vez que nenhuma carga adicional significativa é aplicada sobre a porção fêmea 14 do corpo de conector
10. A rigidez do suporte 38 é selecionada para ser insuficiente para manter uma posição da porção fêmea 14, quando qualquer carga significativa for aplicada sobre a mesma. Em tal caso, o suporte flexível 38 será deformado em uma ou mais das inúmeras maneiras estimadas de modo que a fibra ótica 34 no mesmo não seja danificada. Tais maneiras estimadas incluem a flexão em um padrão helicoidal, em um padrão curvado suave, e em outros padrões que facilitam grandes flexões de raio suaves na fibra ótica do que flexões acentuadas da mesma, o que tende a degradar o desempenho da fibra. Adicionalmente com relação à rigidez, pretende-se que a rigidez do suporte flexível 36 ou 38 também seja tal de modo a prender as porções do conector no lugar, quando não houver nenhuma força externa atuando aí, e de que ainda as porções de conector possam ser movidas ao redor durante o alinhamento da porção 12 e da porção 14 para efetivamente submeter suas posições às forças externas. Os suportes flexíveis 36 e 38 garantem, portanto, a finalidade tripla de sustentar a porção de conector no lugar, de flexionar para permitir o alinhamento da mesma e de desa
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6/7 coplar a carga mecânica no conector. Deve ser entendido que cada ou ambos os suportes flexíveis ilustrados podem ter estas propriedades. Uma maior flexibilidade será alcançada com os suportes flexíveis apresentando estas propriedades, quando da sustentação tanto da porção macho 12 como da porção fêmea 14, conforme ilustrado nas figuras 4-6. Com ambas as porções flexivelmente sustentadas, é possível um maior grau de movimento do corpo de conector. O conceito de desacoplamento do suporte flexível é importante porque as porções de corpo do conector 12 e 14 têm que ser encaixadas antes do encaixe das porções de corpo da ferramenta para que as porções de corpo não se encaixem por completo. Devido a tal disposição, os corpos de conector rigidamente montados seriam submetidos a qualquer carga que seja inerente no encaixe das porções de corpo da ferramenta depois que o corpo do conector estiver totalmente encaixado. Isto exigiria que o corpo de conector fosse significativamente mais robusto para sustentar essas cargas, implicando assim em um custo significativamente maior de produção e em uma menor expectativa de vida desse conector, na medida em que condições do furo de poço, tais como trepidações e vibrações, estariam fortemente ligadas ao conector, senão para a configuração descrita aqui. Pelo fato de o(s) suporte(s) flexível(veis) 36 e 38 permitir(em) o movimento das porções de corpo de conector 12 e 14, embora as sustentem, as porções de corpo do conector são montáveis nas aberturas frouxamente receptoras 40 e 42, respectivamente nas porções de corpo de ferramenta 44 e 46, respectivamente (vide figuras 4-6). Isto permite que a porção de corpo de conector 14 ou 12 apresente um maior grau de liberdade do que de outro modo teria dentro da porção de corpo da ferramenta 44, se a abertura de recebimento 40 fosse estritamente tolerante ao corpo de conector. Múltiplos graus de liberdade são providos pelo suporte flexível 38 e/ou 36. Na figura 6, pode ser visualmente apreciado que há uma curvatura
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7/7 nos suportes flexíveis 36 e 38 para fins ilustrativos. É importante apreciar que o suporte flexível 36, o suporte flexível 38, ou ambos 36 e 38 podem ser utilizados em qualquer aplicação específica. Uma vez que pelo menos uma porção do corpo de conector 10 é sustentada por um suporte flexível, e não de outro modo montada rígida no corpo da ferramenta, são obtidos os benefícios da disposição explicada.
[0014] Em uma concretização alternativa do corpo de conector
110, e com referência à figura 3, um fluido de limpeza 50 é contido dentro do rebaixo 18 por meio de um membro de contenção 52. O membro de contenção que pode ser aberto com a aproximação da projeção macho 16 ou certamente por meio do contato da face 20 da projeção macho 16 com o membro 52, no caso de o membro 52 ser uma membrana rompível. Esta concretização permite que o corpo de conector 10 fique livre de quaisquer contaminantes que de outro modo poderiam ser aninhados entre a face 20 e a face 22, impedindo assim a transmissão ótica da seção de fibra 32 para a seção de fibra 34, ou vice-versa. Com a abertura do membro 52, o fluido limpo 50, que pode ser, por exemplo, um fluido hidráulico ou gel correspondente de índice ou outro fluido opticamente compatível, é forçado para se mover entre o espaço intersticial relativamente anular definido entre a projeção macho 16 e o rebaixo 18. A pressão para a expulsão de tal fluido é gerada pelo avanço da projeção 16 no rebaixo 18. O fluido de limpeza desloca os contaminantes que poderiam de outro modo impedir a transmissão ótica. Em outros aspectos, esta co ncretização é similar à concretização anterior.

Claims (7)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Sistema de conexão por via úmida de fibra ótica em um furo de poço caracterizado pelo fato de que compreende:
    uma primeira e segunda porções encaixáveis de um corpo de ferramenta (44, 46);
    uma primeira e segunda porções encaixáveis de um corpo de conector (10, 110) incluindo:
    um primeiro ímã (28) associado com uma das primeira e segunda porções encaixáveis do corpo de conector (10, 110) e um segundo ímã (30) associado com a outra das primeira e segunda porções encaixáveis do corpo de conector (10, 110), os primeiro e segundo ímãs (28, 30) sendo orientados para atraírem um ao outro;
    uma primeira abertura (40) em uma das primeira e segunda porções encaixáveis do corpo da ferramenta;
    uma segunda abertura (42) na outra das primeira e segunda porções encaixáveis do corpo da ferramenta;
    pelo menos uma das primeira e segunda aberturas (40, 42) na primeira e segunda porções encaixáveis do corpo de ferramenta (44, 46) sendo configurada e dimensionada para receber de forma folgada uma das primeira e segunda porções encaixáveis do corpo de conector (10, 110) na mesma; e um suporte flexível (36, 38) em comunicação operável com a porção encaixável do corpo de conector (10, 110) recebida na abertura (40, 42) dimensionada e configurada de forma folgada, o suporte flexível (36, 38) tendo rigidez suficiente para resistir à carga mecânica associada com o encaixe das primeira e segunda porções encaixáveis do corpo de ferramenta (44, 46).
  2. 2. Sistema de conexão por via úmida de fibra ótica em um furo de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o suporte flexível (36, 38) é disposto anularmente em torno de
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    2/3 um conduto de fibra ótica (32, 34) disposto para transmissão ótica através do corpo de conector (10, 110) quando encaixado.
  3. 3. Sistema de conexão por via úmida de fibra ótica em um furo de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o suporte flexível (36, 38) é deformado subsequente ao encaixe do corpo de conector (10, 110) e antes do encaixe total do corpo de ferramenta (44, 46) para desacoplar a carga mecânica do corpo de ferramenta (44, 46) a partir do corpo de conector (10, 110).
  4. 4. Sistema de conexão por via úmida de fibra ótica em um furo de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ambas as primeira e segunda porções do corpo de conector (10, 110) são sustentadas por suportes flexíveis (36, 38) individuais e dispostas em aberturas (40, 42) configuradas de forma frouxa e dimensionadas no corpo de ferramenta (44, 46).
  5. 5. Sistema de conexão por via úmida de fibra ótica em um furo de poço caracterizado pelo fato de que compreende uma primeira e segunda porções encaixáveis de um corpo de ferramenta (44, 46);
    uma primeira e segunda porções encaixáveis de um corpo de conector (10, 110), um dentre as primeira e segunda porções encaixáveis do corpo de conector (10, 110) sendo configurada como uma porção macho (12) enquanto a outra dentre as primeira e segunda porções encaixáveis é configurada como uma porção fêmea (14), a porção fêmea (14) incluindo um volume de fluido limpo (50) mantido na mesma por um membro de contenção (52) que pode ser aberto;
    um primeiro ímã (28) associado com um dentre as primeira e segunda porções encaixáveis do corpo de conector (10, 110) e um segundo ímã (30) associado com a outra dentre as primeira e segunda porções encaixáveis do corpo de conector (10, 110), os primeiro e segundo ímãs (28, 30) sendo orientados para atrair um ao outro;
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    3/3 uma primeira abertura (40) em uma dentre as primeira e segunda porções encaixáveis do corpo de ferramenta (44, 46);
    uma segunda abertura (42) na outra dentre as primeira e segundas porções encaixáveis; e pelo menos um dentre as primeira e segunda aberturas (40, 42) nas primeira e segunda porções encaixáveis do corpo de ferramenta (44, 46) sendo configuradas e dimensionadas para receber de forma frouxa um dentre as primeira e segunda porções encaixáveis do corpo de conector (10, 110) nas mesmas.
  6. 6. Sistema de conexão por via úmida de fibra ótica em um furo de poço, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o membro de contenção (52) que pode ser aberto, pode ser aberto por uma ruptura pela porção macho (12) do corpo de conector (10, 110).
  7. 7. Sistema de conexão por via úmida de fibra ótica em um furo de poço, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o fluido limpo (50) é um fluido hidráulico ou um gel correspondente de índice.
BRPI0709045-5A 2006-03-20 2007-03-15 sistema de conexão por via úmida de fibra ótica em um furo de poço BRPI0709045B1 (pt)

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