BRPI0804823A2 - equipamento para medição óptica de dupla temperatura e pressão e de vazão e respectiva ferramenta de manuseio - Google Patents
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Abstract
A presente invenção compreende um sistema para medição de temperatura e pressão em poços de petróleo. Consta de um único mandril híbrido onde são alocados um sensor óptico de dupla pressão e temperatura, capaz de efetuar medições de temperatura e pressão tanto no anular quanto na coluna de produção de um poço de petróleo e um tubo venturi insertável inserido na direção de um sensor óptico de diferencial de pressão, capaz de efetuar medições de vazão, cujos aspectos de instalação são substancialmente facilitados. A construção proposta permite que um único mandril híbrido (30) faça as leituras de pressão e temperatura no anular e na coluna e vazão. Também permite variações de vazão sem necessidade de parar a produção por longos períodos para substituição do mandril híbrido (30), bastando apenas a substituição do venturi insertável (12) por meio de uma ferramenta GS (17) de inserção e extração, o que é uma operação que demanda um tempo muito menor.
Description
EQUIPAMENTO PARA MEDIÇÃO ÓPTICA DE DUPLA TEMPERATURAE PRESSÃO E DE VAZÃO E RESPECTIVA FERRAMENTA DEMANUSEIO
CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção se refere a um dispositivo que conjuga em umúnico conjunto a medição tanto da temperatura e pressão quanto da vazãoem poços de petróleo, sendo tais medidas feitas em tempo real por meiode sensores ópticos. O dispositivo usa venturi insertavel, o qual permitemedir a vazão do poço, com a vantagem de permitir a sua substituiçãosempre que um venturi com características diferentes do que está sendousado for necessário. A invenção se aplica de maneira especial amedições em poços de petróleo.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
O uso de fibras ópticas como sensores / transmissores para amedição das mais variadas grandezas físicas e químicas é uma tecnologiaque se encontra em franco desenvolvimento. Face às suas característicasde baixo peso, flexibilidade, longa distância de transmissão, baixareatividade do material, isolamento elétrico, imunidade eletromagnética,longa vida útil, além de dispensar circuitos eletrônicos e elementosmecânicos móveis no local de medição, quando combinadas com o uso deRedes de Bragg, tornam a fibra óptica extremamente vantajosa paramedições em locais de difícil acesso. Essa é uma situação comum, porexemplo, na exploração de poços de produção de petróleo.
TÉCNICA RELACIONADA
Tendo em vista o aproveitamento dessas características das fibrasópticas foram desenvolvidos transdutores para medição de temperatura epressão, descrito no documento de patente brasileiro PI 0403240-3, etransdutores empregados para a medição de vazão, descrito nodocumento de patente brasileiro PI 0403786-3, com o uso de fibra óptica.
Mas, faltavam, ainda, dispositivos adequados para a aplicaçãodesses transdutores na medição da pressão, temperatura e vazão empoços de petróleo. Inicialmente foi desenvolvido um protótipo que utilizavadois mandris separados para aplicar os transdutores ópticos descritos nosdocumentos acima citados: um mandril para medir somente pressão etemperatura e outro mandril para medir vazão. Essa configuraçãoapresentava três problemas: um problema estava na medição da pressãoe temperatura na coluna, já que o mandril que mede pressão etemperatura só mede estas grandezas no anular do poço de petróleo, poissó existia uma tomada de pressão. Outro problema estava na mediçãosimultânea das três grandezas, já que era necessário utilizar algunsconectores ópticos para que estes dois mandris fossem conectados entresi. Com a presença de conectores ópticos, as perdas ópticas eram muitomaiores e o sinal óptico se tornava fraco, além de ser muito maistrabalhoso e difícil de montar e o último problema é que o mandril devazão só podia ser utilizado para poço de injeção de fluido e não parapoço de produção.
Buscou-se resolver os problemas constatados na técnica anterioratravés da criação de um novo mandril com uma configuração capaz depermitir o alojamento em sua estrutura tanto do sensor de pressão etemperatura quanto do sensor de vazão, permitindo que as mediçõesfossem feitas simultaneamente em poços de petróleo onshore e offshorede forma compacta. Além disso, o novo mandril torna menos trabalhoso emais eficaz sua montagem, pois não há necessidade de se utilizarconectores ópticos. O novo mandril também pode ser utilizado tanto parapoços de injeção quanto para poços de produção.
Além disso, a invenção é capaz de medir a pressão e a temperaturatanto no anular como na coluna do poço de petróleo, visto que o sensorutilizado é diferente do descrito na patente PI 0403240-3. O sensor usadoé conhecido como 2P2T (dupla pressão e temperatura).
Tendo em vista que é comum que tais mandris estejam instaladosem tubulações a mais de 1.000 metros de profundidade, foi desenvolvida,também, uma ferramenta especial conhecida como ferramenta "GS" quetem a finalidade de realizar a inserção e extração de venturis insertáveisque se fixam de maneira removível no mandril sem que o mandril híbridoseja retirado do fundo do poço. Esta ferramenta "GS" trabalha emconjunto com a já conhecida operação por arame (wire line).
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
A presente invenção compreende um equipamento paramedição de temperatura, pressão e vazão em poços de petróleo. Constade um único mandril híbrido em que são montados um transdutor duplopara medir pressão e temperatura na coluna e no anular e um transdutorde diferencial de pressão, para a medida de vazão. Nesta configuraçãoexistem quatro tomadas de pressão: duas para medir pressão interna nacoluna e externa no anular e duas para medir diferença de pressão internana coluna (vazão). Adicionalmente monta-se um tubo venturi insertávelque se fixa de maneira removível no mandril. Nessa configuração énecessário realizar uma única emenda óptica cabo-sensor para queambos os sensores sejam conectados em série, o que torna o sistemacompacto, otimizando assim a montagem, tornando-a muito mais rápida eeficaz.
O mandril híbrido da presente invenção é constituído,essencialmente, por um corpo superior, um corpo central, um corpoinferior, tampas central e laterais, um venturi insertável, transdutor dedupla pressão e temperatura, e transdutor de pressão diferencial. Talconfiguração permite que vários mandris sejam intercalados na coluna deprodução, possibilitando medições em diferentes níveis no interior dopoço.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
A Figura 1 mostra uma vista lateral do mandril híbrido da invenção.
A Figura 2 mostra uma vista superior do mandril híbrido dainvenção.
A Figura 3 mostra um corte conforme indicado na Figura 2.
A Figura 4 mostra uma vista explodida do mandril híbrido.
A Figura 5a mostra vista em perspectiva do venturi tipo pack off.
A Figura 5b mostra vista lateral do pack off.
A Figura 5c mostra um corte conforme indicado na Figura 5b.
A Figura 6a mostra uma vista em perspectiva da ferramenta deinserção e extração (GS).
A Figura 6b mostra uma vista explodida da ferramenta GS.
A Figura 6c mostra uma vista lateral da ferramenta GS montada.
A Figura 6d mostra um corte conforme indicado na Figura 6c.
A Figura 7a mostra uma vista em perspectiva do venturi de injeção.
A Figura 7b mostra uma vista lateral do venturi de injeção.
A Figura 7c mostra um corte conforme indicado na Figura 7b.
A Figura 8a mostra uma vista em perspectiva do venturi deprodução.
A Figura 8b mostra uma vista explodida do venturi de produção.
A Figura 8c mostra uma vista lateral parcialmente em corte doventuri de produção.
A figura 9 mostra uma perspectiva da tampa central, com a parteinferior voltada para cima.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA CONCRETIZAÇÃO PREFERIDA
Visando facilitar a compreensão do invento, sua descrição detalhadaserá feita com base nas figuras que acompanham este relatório e dele éparte integrante.
Conforme pode ser observado nas Figuras 1 a 4, o equipamentopara medição, objeto da presente invenção, é montado em um mandrilhíbrido (30) constituído, essencialmente, dos seguintes componentes:corpo superior (1), corpo central (2), corpo inferior (3) tampa central (5),tampas laterais (4), venturi insertavel (12), transdutor duplo (7) de pressãoe temperatura, e transdutor (18) de pressão diferencial. Dadas às altaspressões a que o mandril híbrido (30) deve suportar, além de temperaturasrelativamente elevadas, ele deve ter estrutura e elementos de fixaçãoadequados a tal situação, como será detalhado ao longo do presenterelatório.
O corpo superior (1) e o corpo inferior (3) são fixados cada um emuma extremidade do corpo central (2), formando uma peça única. Paragarantir a estanqueidade, são usados anéis de vedação (8) do tipo o' ring,como mostrado com maior detalhe na Figura 4.
Em sua face superior o corpo central (2) apresenta dois orifícios (19)- mostrados em detalhe da Figura 4 - os quais se comunicam com ointerior do venturi insertável (12) - mostrado em detalhe na Figura 3 - ecom o transdutor (18) de pressão diferencial, para permitir que ele faça aleitura do diferencial de pressão; e um terceiro orifício (20), que secomunica com o interior do mandril híbrido (30) e com o transdutor duplo(7) de pressão e temperatura, de modo a permitir que ele faça a leitura depressão e temperatura na coluna do poço. O corpo central (2) tem, ainda,furos roscados (21) na sua face superior para fixação dos parafusos (6) datampa central (5) e dos parafusos (9) dos transdutores (18) de pressãodiferencial e (7) de dupla pressão e temperatura.
Como pode ser mais bem visualizado na Figura 4, no corpo central(2) estão fixadas também as guias (22) para encaixe de anéis (nãomostrados) que guiam a passagem da fibra óptica (não mostrada) atravésdos rasgos (24) das tampas laterais (4) para o furo (26) da tampa central(5). O transdutor (7) de dupla pressão e temperatura e o transdutor (18) depressão diferencial são fixados ao corpo central (2) por meio dosparafusos de fixação (9).
Para garantir uma completa vedação entre o corpo central (2) e atampa central (5) é usado um anel (15), de formato substancialmenteretangular. Com este mesmo objetivo, são colocados anéis tipo o' ríngs (10e 11) em todos os parafusos (6) no espaço entre a tampa central (5) e ocorpo central (2). Como um reforço adicional de vedação, os parafusos (6)que prendem a tampa central (5) podem receber arruelas de vedação (14).Da mesma forma, é conveniente que sejam colocados anéis de vedação(40) junto aos orifícios (19 e 20) para garantir a perfeita vedação entre ocorpo central (2) e os dois transdutores (7 e 18).
O corpo inferior (3) e superior (1) tem como finalidade principalpermitir a conexão do mandril híbrido (30) da presente invenção à colunade produção de petróleo, apresentando para tanto rosca externa naextremidade do corpo inferior (3) e rosca interna na extremidade do corpoinferior (1). Eles recebem cada um uma tampa lateral (4), que é fixada pormeio dos parafusos de fixação (6). As tampas laterais (4) apresentamranhuras (24) em sua face inferior para permitir a passagem do cabo defibra óptica até o interior do mandril híbrido (30).
Nas laterais dos corpos central (2), superior (1) e inferior (3) sãoaplicadas ranhuras (23), onde são encaixados os cabos de fibra óptica(não mostrados) para protegê-los contra possíveis danos durante omanuseio do dispositivo (vide Figura 1). Após a colocação dos cabos nasranhuras (23), elas recebem tampas (13), que são afixadas por parafusos(27), respectivamente, nos corpos central (2), superior (1) e inferior (3),para manter os cabos adequadamente presos.
Como ilustrado em detalhe na Figura 9, a tampa central (5)apresenta um rebaixo (25) ao longo de sua face inferior, que começapróximo a uma extremidade e termina próximo à outra extremidade. Emcada extremidade da tampa central o rebaixo se comunica com o exteriorpor meio de um furo (26 e 26'). Os furos (26 e 26') coincidem com osrasgos (24) das duas tampas laterais (4), para a passagem da fibra óptica(vide Figura 3). Nos locais coincidentes com o transdutor (18) de pressãodiferencial e transdutor (7) de dupla pressão e temperatura, o rebaixo (25)se alarga, para permitir o encaixe dos mesmos. Dentro do rebaixo (25)existem, ainda, dois ressaltos (28), para enrolar a fibra óptica. A tampacentral (5) apresenta, ainda, um orifício (36) (vide Figura 4) coincidentecom o transdutor duplo (7) de pressão e temperatura de modo a permitirque ele faça a leitura de pressão e temperatura no anular onde o mandrilhíbrido (30) está inserido. Entre a tampa central (5) e o transdutor duplo (7)é inserido um anel de vedação (39), de modo a isolar interferências com aleitura feita pelo transdutor duplo (7) da pressão e temperatura no exteriordo mandril híbrido (30). Caso necessário, o orifício (36) pode ser fechadocom um bujão (37) e um anel tipo o' ríng (38).
O venturi insertável (12) apresenta-se de dois tipos: um para injeção(12a), mostrado nas Figuras 7a a 7c, e outro para produção (12b),mostrado nas Figuras 8a a 8c. O primeiro para ser usado nas operaçõesde injeção de fluidos nos poços e o segundo para ser usado nasoperações de extração de petróleo. Qualquer dos dois tipos tem a mesmaconstrução básica. Externamente têm um perfil cilíndrico e internamenteapresentam uma redução da seção reta, para produzir o efeito venturi.Além desses dois tipos, também foi desenvolvido um outro tipo de venturiconhecido como pack off (29), mostrado nas Figuras 5a a 5c. Este pack offé um tipo de venturi cego que tem a finalidade de proteger os sensoresópticos para que os mesmos não sejam danificados quando a coluna deprodução do poço de petróleo é pressurizada para se assentar o obturador(packer).
O venturi insertável (12a) de injeção apresenta várias ranhuras aolongo de seu diâmetro externo. Uma primeira ranhura (16) se comunicacom quatro furos que partem da seção de menor diâmetro do venturi e,após a montagem do venturi insertável (12a) no mandril híbrido (30), ficaalinhada com um dos dois orifícios (19). Próximas a essa primeira ranhuraestão duas outras ranhuras (31), uma de cada lado, que recebem o' ríngspara produzir uma perfeita vedação contra a parede interna do mandrilhíbrido (30), de modo a isolar interferências com a leitura feita pelotransdutor (18) de pressão diferencial. Mais à esquerda fica uma quartaranhura (32) que, após a montagem do venturi insertável (12a) no mandrilhíbrido (30), fica alinhada com o segundo dos dois orifícios (19). Destaranhura saem quatro ranhuras longitudinais (33) que vão até quatro rasgos(34) transversais, os quais se comunicam com o interior do venturiinsertável (12a) em sua seção de maior diâmetro. Após a montagem doventuri insertável (12a) no mandril híbrido (30), um desses rasgostransversais (34) fica alinhado com o orifício (20), permitindo ao transdutorduplo (7) de pressão e temperatura, medir temperatura e pressão nointerior da coluna do poço. No caso do transdutor duplo (7), o alinhamentode um dos rasgos transversais (34) com o orifício (20) junto ao venturiinsertável (12) só existe para que a tomada de pressão não seja obstruída,ou seja, para que haja a comunicação do transdutor duplo (7) com acoluna do poço. Ainda, a pressão reinante nesse ponto, é transmitidaatravés do rasgo transversal (34), da ranhura longitudinal (33) e da quartaranhura (32) ao segundo dos dois orifícios (19), permitindo ao transdutor(18) de pressão diferencial medir a pressão diferencial entre a maior e amenor seção do venturi. À esquerda dos rasgos transversais (34) fica umaquinta ranhura (35) que também recebe um o' ring. Esse o' ring, junto como o'ring à esquerda da primeira ranhura (16) produzem uma segunda áreavedada para evitar interferências com as leituras dos dois transdutores (7e18).
O venturi insertável (12b) de produção possui configuração igual aoventuri insertável (12a) de injeção, porém, com seu perfil girado em 180° eapresentando maior dimensão. Como precisa resistir à forte pressão debaixo para cima exercida pelo petróleo em extração, o venturi insertável(12b) recebe um prendedor (42) com travas (43) que tem o objetivo deprendê-lo no mandril híbrido (30), impedindo que o petróleo em extração oempurre. O prendedor (42) é encaixado no venturi insertável (12b), comoindicado nas Figuras 8a e 8b. A maior dimensão do venturi insertável (12b)de produção se deve ao acréscimo desse prendedor (42).
Ressalte-se que o venturi insertável (12a) de injeção recebe pressãode cima para baixo do fluido sendo injetado no poço e, por isso, nãoprecisa ter travas porque uma diferença sutil de diâmetro no final do corpodo venturi de injeção assenta o venturi no mandril, impedindo que o venturiinsertável (12a) de injeção seja empurrado pelo fluido.
O transdutor (7) do tipo dupla pressão e dupla temperatura,chamado 2P2T, permite medir pressão e temperatura tanto no anularcomo na coluna de produção em um poço de petróleo. A leitura destetransdutor (7) é feita utilizando-se um equipamento de leitura óptica,também conhecido como sistema de aquisição de dados, descrito nodocumento de patente brasileiro PI 0403268-3.
A leitura da pressão e da temperatura no anular e na coluna é feitapelo sistema de aquisição de dados óptico, descrito na patente brasileiraPI 0403268-3, que lê a variação do comprimento de onda da Rede deBragg dos sensores ópticos e através de uma equação de calibração, estavariação do comprimento de onda é transformada em pressão etemperatura.
Ocorre um procedimento similar com a vazão: o sistema de leituraóptico lê a variação do comprimento de onda em duas tomadas, essadiferença de comprimento de onda é transformada através de umaequação de calibração para diferença de pressão. Pela equação deBernoulli, já conhecida na física, a diferença de pressão é transformadaem vazão.
O transdutor (18), para medida de pressão diferencial é similar aodescrito no documento de patente brasileiro PI 0403786-3.
O mandril híbrido (30) da presente invenção trabalha com venturisinsertáveis (12), que têm diferentes valores de betas (o beta significa arelação entre o maior e o menor diâmetro do venturi), de modo a adequá-lo à vazão do poço onde está instalado. Os venturis insertáveis (12) quesão utilizados nos mandris híbridos podem possuir diferentes betas quecorrespondem a vazões diferentes. Dentre os vários tipos de venturisinsertáveis (12), os mais comuns são os de beta 0,21; 0,4; 0,5 e 0,6(produção e injeção de cada um).
O princípio de funcionamento da medida de vazão é o seguinte: apassagem do fluxo através do venturi gera por meio das diferenças develocidades nas tomadas de pressões internas, um diferencial de pressãoentre o maior e o menor diâmetro do venturi (betas). Essa diferença depressão é medida no transdutor diferencial de pressão óptico que transduza diferença de pressão em variação de comprimento de onda. O sistemade leitura de superfície mede esta variação, e em função das constantesde calibração deste sensor transforma a variação do comprimento de ondaóptico em medida diferencial de pressão. Com base na medida dodiferencial de pressão, se calcula por meio das equações de venturi avazão propriamente dita. A medida de vazão pode ser pelo fluxoascendente ou descendente, ou seja, de acordo com o sentido do fluxo osensor pode medir em ambas as direções. Os venturis insertáveis (12) domandril híbrido (30) são construídos para vários tipos de betas (relaçãomatemática entre o menor e o maior diâmetro do venturi).
Uma ferramenta especial foi desenvolvida para inserir e extrair osventuris insertáveis (12), chamada ferramenta GS (17), a qual é mostradanas Figuras 6a a 6d, e é utilizada em conjunto com a já conhecidooperação por arame (wire Une). Esta ferramenta GS (17) desce, assenta,coloca e retira qualquer tipo de venturi insertável (12), inclusive o venturicego pack off (29), na posição de descida. Possui garras (44) em suaponta que são projetadas para assentar e travar no pescoço de pescariainterno (55) - mostrado em detalhe na Figura 7c - do venturi insertável(12). A ferramenta GS (17) é usada simplesmente introduzindo as garras(44) e a alma (45) dentro do pescoço de pescaria interno (55) do venturiinsertável (12). As garras (44) se retraem comprimindo a mola (46) dagarra ao topar na parte superior chanfrada do venturi insertável (12), e seescondem na alma (45). As garras (44), ao alcançarem a restrição edevido à expansão da mola (46), engatam-se dentro da restrição dopescoço de pescaria interno (55) do venturi insertável (12) pronto paraaplicação (colocação do venturi insertável). Quando o venturi insertável(12) é devidamente colocado em seu lugar de fixação, são feitaspercussões para baixo rompendo o pino de cisalhamento (47) e a alma(45) move-se para baixo escondendo as garras (44) com a expansão damola (46) que mantém a alma na posição inferior.
Para se retirar o venturi insertável (12), deve-se colocar um novopino de cisalhamento (47) e descer a ferramenta GS (17). Quando aferramenta GS (17) encontra a restrição do venturi insertável (12), sãorealizados sucessivos golpes ou percussões para baixo até ocorrer oengate do venturi insertável (12) na ferramenta GS (17). Quando aferramenta GS (17) encaixa no venturi insertável (12), este é puxado paracima e retirado. Por estas características, a ferramenta GS (17) pode serutilizada em operações de pescaria externa.
Compõem, ainda, a ferramenta GS (17) o pescoço de pescaria (48),o parafuso de fixação (49), o sub superior (50), a mola (51) do cilindro, oretentor (52) da mola, o retentor (53) das garras, e o cilindro (54).
O pescoço de pescaria (48) é projetado de forma que caso aferramenta GS (17) solte do wire Une, seja possível recuperá-la mediante apescaria externa. O parafuso de fixação (49) serve para evitar odesenroscar do pescoço de pescaria (48) da alma (45), ou seja, para nãoafrouxar o pescoço de pescaria (48) da alma (45). O sub superior (50) é aparte superior que se desloca da ferramenta GS (17). A mola do cilindro(51) serve para deslocar toda a parte móvel da ferramenta GS (17). Oretentor (52) da mola é uma parte da ferramenta GS (17) que mantém amola comprimida junto ao pino de cisalhamento (47). O retentor (53) dasgarras serve para manter as garras (44) corretamente posicionadas eeqüidistantes. O cilindro (54) é a parte externa da ferramenta GS (17) quemovimenta todas as partes móveis da ferramenta GS (17).
Exemplo de aplicação
O equipamento para medição de dupla temperatura e pressão evazão em poços de petróleo foi submetido aos testes de qualificaçãorealizados numa câmara termohiperbárica que reproduz as condições deum poço de petróleo sob carregamentos térmicos e de pressãohidrostática interna e externa. O termo pressão interna é utilizado emreferência a uma pressão aplicada no interior do mandril híbrido (coluna),ao passo que o termo pressão externa se refere a uma pressão aplicadano interior da câmara termohiperbárica, porém, externa ao mandril híbrido(anular). No teste hidrostático a pressão interna foi aplicada no valor de7500 psi por 10 minutos à temperatura ambiente, registrando as mediçõesde temperatura e pressão dos transdutores de referência da câmara. Emseguida, a pressão foi zerada e a temperatura elevada a 90°C. Aplicou-seentão 7500 psi por 10 minutos e rapidamente a pressão foi zerada. Comoo mandril híbrido não apresentou vazamentos ou perda de pressão omesmo foi considerado aprovado. A pressão externa foi aplicada no valorde 7500 psi por 10 minutos à temperatura ambiente, registrando asmedições de temperatura e pressão dos transdutores de referência dacâmara. Em seguida, a pressão foi zerada e a temperatura elevada a90°C. Aplicou-se então 7500 psi por 10 minutos e zerou-se rapidamente apressão. Como o mandril híbrido não apresentou vazamentos ou perda depressão o mesmo foi considerado aprovado.
Embora o EQUIPAMENTO PARA MEDIÇÃO ÓPTICA DE DUPLATEMPERATURA E PRESSÃO E DE VAZÃO E RESPECTIVAFERRAMENTA DE MANUSEIO que acaba de ser descrito com relaçãoaos exemplos e desenhos anexados, seja a forma de realização preferidada invenção, compreender-se-á que diversas modificações poderão serintroduzidas sem se sair do âmbito de sua proteção, podendo algunselementos ser substituídos por outros com a mesma função técnica, emespecial os materiais utilizados, suas dimensões, formas e proporções.
Claims (17)
1.- EQUIPAMENTO PARA MEDIÇÃO ÓPTICA DE DUPLATEMPERATURA E PRESSÃO E DE VAZÃO, caracterizado porcompreender um único mandril híbrido (30) onde são alocados um sensoróptico de dupla pressão e temperatura e um sensor de pressão diferencial,o qual é constituído pelos seguintes componentes: corpo superior (1),corpo central (2), corpo inferior (3), tampa central (5), duas tampas laterais(4), venturí insertável (12), transdutor duplo (7) de pressão e temperatura etransdutor (18) de pressão diferencial, no qual:- o corpo superior (1) e o corpo inferior (3) são fixados cada um em umaextremidade do corpo central (2), formando uma peça única;- o venturí insertável (12) é fixado, de modo removível, no interior docorpo central (2);- o corpo superior (1), corpo central (2), corpo inferior (3) têm suasuperfície superior plana, na qual são fixadas uma das tampas laterais(4), a tampa central (5) e a segunda tampa lateral (4);- o transdutor duplo (7) de pressão e temperatura e o transdutor (18) depressão diferencial são fixados à face superior do corpo central (2),ficando inseridos dentro de um rebaixo (25) da tampa central (5).
2.- EQUIPAMENTO PARA MEDIÇÃO ÓPTICA DE DUPLATEMPERATURA E PRESSÃO E DE VAZÃO, de acordo com areivindicação 1, caracterizado por o corpo central (2) apresentar, em suaface superior, dois orifícios (19) que se comunicam com o interior doventurí insertável (12) e com o transdutor (18) de pressão diferencial, parapermitir que ele faça a leitura do diferencial de pressão, e um terceiroorifício (20), que se comunica com o interior do mandril híbrido (30) e como transdutor duplo (7) de pressão e temperatura de modo a permitir queele faça a leitura de pressão e temperatura na coluna do poço.
3.- EQUIPAMENTO PARA MEDIÇÃO ÓPTICA DE DUPLATEMPERATURA E PRESSÃO E DE VAZÃO, de acordo com areivindicação 1, caracterizado por o corpo centrai (2) ter, ainda, furosroscados (21) na sua face superior para fixação dos parafusos (6) datampa central (5) e dos parafusos (9) do transdutor (18) de pressãodiferencial e do transdutor (7) de dupla pressão e temperatura.
4.- EQUIPAMENTO PARA MEDIÇÃO ÓPTICA DE DUPLATEMPERATURA E PRESSÃO E DE VAZÃO, de acordo com areivindicação 1, caracterizado por a tampa central (5) apresentar umorifício (36) coincidente com o transdutor duplo (7) de pressão etemperatura de modo a permitir que ele faça a leitura de pressão etemperatura no anular onde o mandril híbrido (30) está inserido.
5.- EQUIPAMENTO PARA MEDIÇÃO ÓPTICA DE DUPLATEMPERATURA E PRESSÃO E DE VAZÃO, de acordo com areivindicação 1, caracterizado por os corpos inferior (3) e superior (1)terem como finalidade principal permitir a conexão do mandril híbrido (30)à coluna de produção de petróleo, apresentando para tanto rosca externana extremidade do corpo inferior (3) e rosca interna na extremidade docorpo inferior (1).
6.- EQUIPAMENTO PARA MEDIÇÃO ÓPTICA DE DUPLATEMPERATURA E PRESSÃO E DE VAZÃO, de acordo com areivindicação 1, caracterizado por as tampas laterais (4) terem ranhuras(24) em sua face inferior para permitir a passagem das fibras ópticas pelointerior do mandril híbrido (30).
7.- EQUIPAMENTO PARA MEDIÇÃO ÓPTICA DE DUPLATEMPERATURA E PRESSÃO E DE VAZÃO, de acordo com areivindicação 1, caracterizado por a tampa central (5) apresentar umrebaixo (25) ao longo de sua face inferior, que começa próximo a umaextremidade e termina próxima à outra extremidade; em cada extremidadeda tampa central (5) o rebaixo se comunica com o exterior por meio defuros (26, 26') cada qual coincidindo com o rasgo (24) das duas tampaslaterais (4), para a passagem da fibra óptica; nos locais coincidentes comos transdutores (18) de pressão diferencial e (7) de dupla pressão etemperatura, o rebaixo (25) se alarga, para permitir o encaixe dosmesmos; apresentar, dentro do rebaixo (25), dois ressaltos (28) paraenrolar a fibra óptica.
8.- EQUIPAMENTO PARA MEDIÇÃO ÓPTICA DE DUPLATEMPERATURA E PRESSÃO E DE VAZÃO, de acordo com areivindicação 1, caracterizado por o venturi insertável (12) ser inserido eretirado do mandril híbrido (30) por meio de uma ferramenta especialchamada ferramenta GS (17).
9.- EQUIPAMENTO PARA MEDIÇÃO ÓPTICA DE DUPLATEMPERATURA E PRESSÃO E DE VAZÃO, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo uso de dois tipos de venturi insertável(12), um para injeção (12a), e outro para produção (12b) sendo o primeiropara ser usado nas operações de injeção de fluidos nos poços e osegundo para ser usado nas operações de extração de petróleo.
10.- EQUIPAMENTO PARA MEDIÇÃO ÓPTICA DE DUPLATEMPERATURA E PRESSÃO E DE VAZÃO, de acordo com areivindicação 9, caracterizado por qualquer dos dois tipos ter a mesmaconstrução básica, externamente um perfil cilíndrico e internamenteapresentam uma redução da seção reta para produzir o efeito venturi.
11.- EQUIPAMENTO PARA MEDIÇÃO ÓPTICA DE DUPLATEMPERATURA E PRESSÃO E DE VAZÃO, de acordo com areivindicação 9, caracterizado por o venturi insertável (12a) de injeçãoapresentar várias ranhuras ao longo de seu diâmetro externo, sendo que:- uma primeira ranhura (16) se comunica com quatro furos que partemda seção de menor diâmetro do venturi e, após a montagem do venturiinsertável (12a) no mandril híbrido (30), fica alinhada com um dos doisorifícios (19);- duas outras ranhuras (31), próximas a essa primeira ranhura, uma decada lado, recebem o' rings para produzir uma perfeita vedação contraa parede interna do mandril híbrido (30), de modo a isolar interferênciascom a leitura feita pelo transdutor (18) de pressão diferencial;- uma quarta ranhura (32), mais à esquerda, que após a montagem doventuri insertável (12a) no mandril híbrido (30), fica alinhada com osegundo dos dois orifícios (19);- desta quarta ranhura (32) saem quatro ranhuras longitudinais (33) quevão até quatro rasgos (34) transversais, os quais se comunicam com ointerior do venturi insertável (12a) de injeção em sua seção de maiordiâmetro e, após a montagem do venturi insertável (12a) de injeção nomandril híbrido (30), um desses rasgos transversais (34) fica alinhadocom o orifício (20), permitindo ao transdutor duplo (7) de pressão etemperatura, medir temperatura e pressão na coluna do poço depetróleo;- a pressão reinante nesse ponto a montante do venturi é transmitida,através do rasgo transversal (34), da ranhura longitudinal (33) e daquarta ranhura (32) ao segundo dos dois orifícios (19), permitindo aotransdutor (18) de pressão diferencial medir a pressão diferencial entrea maior e a menor seção do venturi;- à esquerda dos rasgos transversais (34) fica uma quinta ranhura (35)que também recebe um o' ring, o qual junto com o o' ríng à esquerda daprimeira ranhura (16) produzem uma segunda área vedada para evitarinterferências com as leituras dos dois transdutores (7 e 18).
12.- EQUIPAMENTO PARA MEDIÇÃO ÓPTICA DE DUPLATEMPERATURA E PRESSÃO E DE VAZÃO, de acordo com areivindicação 10, caracterizado por o venturi insertável (12b) de produçãopossuir configuração igual ao venturi insertável (12a) de injeção, porém,com seu perfil girado em 180° e com maior dimensão devido a receber umprendedor (42) com travas (43) para prendê-lo no mandril híbrido (30),impedindo que o petróleo em extração o empurre.
13.- EQUIPAMENTO PARA MEDIÇÃO ÓPTICA DE DUPLATEMPERATURA E PRESSÃO E DE VAZÃO, de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo uso de um terceiro tipo de venturi,conhecido como pack off (29), que é um tipo de venturi cego e tem afinalidade de proteger os sensores ópticos para que os mesmos não sejamdanificados quando a coluna de produção do poço de petróleo épressurizada para se assentar o obturador.
14.- EQUIPAMENTO PARA MEDIÇÃO ÓPTICA DE DUPLATEMPERATURA E PRESSÃO E DE VAZÃO, de acordo com areivindicação 1, caracterizado por a estrutura do mandril híbrido (30), oselementos de união de suas várias partes e os elementos de vedaçãoentre suas várias partes serem adequados a suportar altas pressões etemperatura elevadas.
15.- EQUIPAMENTO PARA MEDIÇÃO ÓPTICA DE DUPLATEMPERATURA E PRESSÃO E DE VAZÃO, de acordo com areivindicação 1, caracterizado por nas laterais dos corpos central (2),superior (1) e inferior (3) haver ranhuras externas (23), onde sãoencaixados os cabos de fibra óptica sendo que após a colocação doscabos nas ranhuras (23), elas recebem tampas (13), que são afixadas,respectivamente, nos corpos central (2), superior (1) e inferior (3), deforma a manter os cabos adequadamente presos.
16.- FERRAMENTA DE MANUSEIO, para utilização com o equipamentopara medição de dupla temperatura e pressão e vazão, caracterizada pordescer, assentar, colocar e retirar o venturi insertável (12) em um mandrilhíbrido (30).
17.- FERRAMENTA DE MANUSEIO, de acordo com a reivindicação 16,caracterizada por compreender pescoço de pescaria (48), parafuso defixação (49), sub superior (50), mola (51) do cilindro, retentor (52) da mola,mola (46) da garra, retentor (53) das garras, pino de cisalhamento (47),alma (45), garras (44) e cilindro (54), na qual:- as garras (44) são projetadas para assentar e travar no pescoço depescaria interno (55) do venturi insertável (12), as quais se retraem,comprimindo a mola (46) da garra ao topar na parte superior chanfradado venturi insertável (12), escondendo-se na alma (45) e, aoalcançarem a restrição e devido a expansão da mola (46), engatam-sedentro da restrição do pescoço de pescaria interno (55) do venturiinsertável (12);- o pino de cisalhamento (47) ser quebrável e, quando isso ocorre, aalma (45) move-se para baixo escondendo as garras (44) com aexpansão da mola (46); que mantém a alma na posição inferior;- o pescoço de pescaria (48) é projetado de forma a permitir que, se aferramenta GS (17) se soltar do wire Une, seja possível recuperá-lamediante a pescaria externa;- o parafuso de fixação (49) evita que o pescoço de pescaria (48)desenrosque da alma;- o sub superior (50) é a parte superior que se desloca da ferramenta GS(17);- a mola (51) do cilindro serve para deslocar toda a parte móvel daferramenta GS (17);- o retentor (52) da mola mantém a mola comprimida junto ao pino decisalhamento (47);- o retentor (53) das garras as mantém corretamente posicionadas eeqüidistantes;- o cilindro (54), a parte externa, tem a função de movimentar todas aspartes móveis da ferramenta GS (17).
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| GB2423101A (en) | Sensor gauge with uniform or smaller diameter than communication conduit |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B03A | Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette] | ||
| B08F | Application dismissed because of non-payment of annual fees [chapter 8.6 patent gazette] | ||
| B08G | Application fees: restoration [chapter 8.7 patent gazette] | ||
| B07A | Application suspended after technical examination (opinion) [chapter 7.1 patent gazette] | ||
| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 05/11/2008, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. |