BRPI0905283A2 - método para verificar o status de um canhão de perfuração, método para verificar o status de um sistema de canhão de perfuração, sistema para verificar o status de um canhão de perfuração, método para verificar a condição ambiental relativa a um canhão de perfuração e sistema para verificar a condição ambiental relativa a um canhão de perfuração - Google Patents
método para verificar o status de um canhão de perfuração, método para verificar o status de um sistema de canhão de perfuração, sistema para verificar o status de um canhão de perfuração, método para verificar a condição ambiental relativa a um canhão de perfuração e sistema para verificar a condição ambiental relativa a um canhão de perfuração Download PDFInfo
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Abstract
METODO PARA VERIFICAR O STATUS DE UM CANHAO DE PERFURAçAO, MéTODO PARA VERIFICAR O STATUS DE UM SISTEMA DE CANHAO DE PERFURAçAO, SISTEMA PARA VERIFICAR O STATUS DE UM CANHAO DE PERFURAçAO, MéTODO PARA VERIFICAR A CONDIçAO AMBIENTAL RELATIVA A UM CANHAO DE PERFURAçAO E SISTEMA PARA VERIFICAR A CONDIçAO AMBIENTAL RELATIVA A UM CANHAO DE PERFURAçAO. Sistema para verificar o status de um canhão de perfuração antes de perfurar um furo de poço. O sistema inclui um canhão de perfuração (38) tendo um sensor de vazamento disposto em seu interior posicionável em uma localização alvo em um furo de poço em uma coluna de tubos (30) . Um sistema de comunicação (42, 44, 46, 48, 50) é integrado à coluna de tubos (30) O sistema de comunicação (42, 44, 46, 48, 50) é operável para se comunicar com o sensor de vazamento. Um controlador de superfície (40) é operável para enviar um primeiro sinal de telemetria através do sistema de comunicação (42, 44,46, 48, 50) para interrogar o sensor de vazamento a respeito do status de vazamento do canhão de perfuração (38), receber um segundo sistema de telemetria a partir do sensor de vazamento através do sistema de comunicação (42, 44, 46, 48, 50) incluindo o status de vazamento do canhão de perfuração (38), e determinar o canhão de perfuração (38) pode ser operado com base na informação de status de vazamento.
Description
"MÉTODO PARA VERIFICAR O STATUS DE UM CANHÃO DEPERFURAÇÃO, MÉTODO PARA VERIFICAR O STATUS DE UM SISTEMADE CANHÃO DE PERFURAÇÃO, SISTEMA PARA VERIFICAR O STATUSDE UM CANHÃO DE ' PERFURAÇÃO, MÉTODO PARA VERIFICAR ACONDIÇÃO AMBIENTAL RELATIVA A UM CANHÃO DE PERFURAÇÃO ESISTEMA PARA VERIFICAR A CONDIÇÃO AMBIENTAL RELATIVA A UMCANHÃO DE PERFURAÇÃO".
Campo da Invenção
A presente invenção se relaciona, em geral, a abrirtrajetórias de comunicação através de um revestimentodisposto em um furo de poço e, em particular, a sistemase métodos para verificar o status de canhões deperfuração antes de perfurar o furo de poço.
Histórico da Invenção
Sem propósito limitante para o escopo da invenção,o histórico será descrito em relação à perfuração deum furo de poço em caráter exemplar.
Depois de perfurar as várias seções de um furo de poçosubterrâneo trespassando uma formação, extensõesindividuais de tubos metálicos de diâmetro relativamentegrande são tipicamente acopladas para formar uma colunano furo de poço. Esta coluna de revestimento provêintegridade para o furo de poço e provê uma trajetóriapara trazer fluidos a partir de intervalos produtorespara a superfície. Convencionalmente, a coluna derevestimento é cimentada no furo de poço. Para colherfluidos para a coluna de revestimento, devem ser providasaberturas hidráulicas ou perfurações através da coluna,do cimento, a uma distância da formação.
Tipicamente, as perfurações são providas detonandouma série de cargas conformadas (shaped charges)dispostas dentro da' coluna de revestimento e posicionadasadjacentes à formação. Especificamente, um ou mais porta-cargas ou canhões de perfuração são carregados com cargasconformadas conectadas a um detonador por um cabo dedetonação. Os porta-cargas são então conectados em umacoluna ferramenta, que é baixada no furo de poçona extremidade de uma coluna de tubos ou de outro meio detransporte. Uma vez os porta-cargas (charge-carriers)apropriadamente posicionados no furo de poço, localizandoas cargas adjacentes à formação a ser perfurada, ascargas podem ser disparadas, e se for pretendido perfuraroutras zonas, pode se empregar um esquema de disparoseletivo para os canhões de perfuração, de modo que,depois de perfurada a primeira zona, as zonassubseqüentes sejam perfuradas reposicionando e disparandoos canhões não disparados, sem precisar removê-los dofuro de poço.
Tipicamente, quando os canhões de perfuração estãomontados, os porta-cargas protegem as cargas em seuinterior contra os fluidos de furo de poço. Descobriu-se,no entanto, que os canhões de perfuração algumas vezesdesenvolvem vazamentos, por exemplo, durante operação doprocesso, preenchendo parcialmente ou completamenteos canhões com fluido de poço. Se ocorrer infiltração defluido, e o canhão de perfuração sendo disparado, entãohaverá grande probabilidade de o canhão se dividir, quenão apenas acarreta uma falha da operação de perfuração,mas também pode fazer que o evento explosivo danifiqueoutros equipamentos, e produza a fragmentação do canhãoalojado no furo de poço, que requer uma dispendiosaoperação para recuperar o equipamento danificado, efazendo abandonar a completação, e requerendo perfurar umpoço lateral.
Por conseguinte, se constata a necessidade de um aparelhoe método para perfurar um furo de poço revestido, quecrie túneis efetivos de perfuração. Faz-se necessárioum aparelho e método que determinem se o canhão deperfuração experimentou vazamentos antes de dispara-lo.
Sumário da Invenção
A presente invenção provê sistemas e métodos para umacomunicação bidirecional entre um sistema de superfície eum sistema no interior do poço que determine se um canhãode perfuração apresenta vazamento antes de dispará-lo.Os sistemas e métodos da presente invenção permitemtal determinação através de sinais codificados, providospor telemetria a partir do sistema de superficie, eoutras informações ambientais e sinais codificadostelemetria a partir do sistema no interior de poço parao sistema de superficie, incluindo o status de vazamentoou outras informações ambientais que se julgaremnecessárias.
Em um aspecto, a invenção é direcionada para um métodopara verificar o status do canhão de perfuração antesde perfurar o poço. 0 método inclui: mover um canhãode perfuração, incluindo um sensor de vazamento dispostoem seu interior, para uma localização alvo dentro do poçoem uma coluna de tubos; integrar um sistema decomunicação com o furo de poço, qual sistema é operávelpara se comunicar com o sensor de vazamento; enviarum primeiro sinal de telemetria através do sistema decomunicação para interrogar o sensor de vazamentoa respeito do status de vazamento do canhão deperfuração; retornar um segundo sinal de telemetriaa partir do sensor de vazamento, através do sistema decomunicação incluindo o status de vazamento do canhãode perfuração; e determinar se o canhão de perfuraçãopode operar com base na informação de status devazamento.
Em uma configuração, o sensor de vazamento pode ser umsensor de umidade. Nesta configuração, o método podedeterminar se o canhão de perfuração pode operar com basena informação do status de umidade. Em outraconfiguração, o sensor de vazamento pode ser um sensorde pressão. Nesta configuração, o meio pode determinar seo canhão de perfuração pode operar com base na informaçãodo status de pressão. Em uma configuração adicional,o sistema de comunicação pode ser um sistema decomunicação acústico integrado à coluna de tubos. Nestaconfiguração, o método pode enviar um sinal acústicocodificado incluindo o pedido de status de vazamento parao sensor de vazamento, e retornar um sinal acústicocodificado incluindo a informação do status de vazamentoa partir do sensor de vazamento.
Em outro aspecto, a presente invenção é direcionada paraum método para verificar o status do sistema de canhãode perfuração antes de perfurar um furo de poço,incluindo mover o sistema de canhão de perfuração parauma localização alvo dentro de um furo de poço em umacoluna de tubos, o sistema de canhão de perfuraçãocompreende uma pluralidade de canhões de perfuração, cadaum deles tendo um sensor de vazamento disposto em seuinterior, integrar um sistema de comunicação à coluna detubo, qual sistema é operável para se comunicar comos sensores de vazamento, enviar um sinal telemetriaatravés do sistema de comunicação para interrogar ossensores de vazamento a respeito do status de vazamentode cada canhão de perfuração, retornar um segundo sinalde telemetria a partir dos sensores de vazamento atravésdo sistema de comunicação incluindo o status de vazamentode cada canhão de perfuração, e determinar se o sistemade canhão de perfuração pode ser operado com basena informação do status de vazamento.
Em um aspecto adicional, a invenção é direcionada aum sistema para verificar o status do canhão deperfuração antes de perfurar um poço. O sistema incluium canhão de perfuração incluindo um sensor de vazamentodisposto em seu interior. O canhão de perfuração pode serinstalado em uma coluna de tubos e posicionado em umalocalização alvo no interior do poço. Um sistema decomunicação é integrado à coluna de tubos 0 sistema decomunicação é operável se comunicando com o sensor devazamento. Um controlador de superfície é operávelpara enviar um primeiro sinal de telemetria atravésdo sistema de comunicação para interrogar o sensor devazamento a respeito do status de vazamento do canhão, edeterminar se o canhão de perfuração pode ser operadocom base na informação do status de vazamento.Em ainda outro aspecto, a invenção é direcionada paraum método que verifica a condição ambiental relativa a umcanhão de perfuração disposto dentro de um furo de poço.O método inclui mover o canhão de perfuração incluindopelo menos um sensor ambiental associado para umalocalização alvo no poço em uma coluna de tubos, integrarum sistema de comunicação à coluna de tubos, qual sistemade comunicação é operável para se comunicar com o sensorambiental, enviar um primeiro sinal de telemetria atravésdo sistema de comunicação para interrogar o sensorambiental a respeito de uma condição ambiental relativaao canhão de perfuração, e retornar um segundo sinal detelemetria a partir do sensor ambiental através dosistema de comunicação incluindo a condição ambientalrelativa ao canhão de perfuração.
Em uma configuração, o sensor ambiental pode incluirum ou mais dentre sensor de umidade, sensor de pressão,sensor de pressão de alta velocidade, sensor detemperatura, acelerômetro, sensor de carga de choque,sensor de deslocamento linear, sensor de profundidade, esensor de fluido. Estes sensores ambientais podem serdispostos no interior e exterior do canhão de perfuração,ou nas proximidades do canhão de perfuração. Em outraconfiguração, o sistema de comunicação, pode ser umsistema de comunicação acústico para enviar um sinalacústico codificado incluindo o pedido de condiçãoambiental e retornar um sinal acústico codificadoincluindo a informação de condição ambiental.
Em um aspecto adicional, a invenção é direcionada paraum sistema que verifica uma condição ambiental relativaa um canhão de perfuração disposto dentro de um poço.Pelo menos um sensor ambiental é associado ao canhão deperfuração localizado em uma localização alvo em um furode poço em uma coluna de tubos. Um sistema de comunicaçãoé integrado à coluna de tubos. O sistema de comunicaçãoé operável para se comunicar com o sensor ambiental.
Um controlador de superfície é operável para enviarum primeiro sinal de telemetria através do sistema decomunicação para interrogar o sensor ambiental a respeitode uma condição ambiental relativa ao canhão, e receberum segundo sinal de telemetria a partir do sensorambiental através do sistema de comunicação, incluindoa condição ambiental relativa ao canhão de perfuração.
Descrição Resumida dos Desenhos
Para um entendimento mais completo da presente invenção,incluindo seus aspectos e vantagens, será feitareferência à descrição detalhada da presente invenção,em conexão com desenhos anexos, onde os mesmos númerosidentificam partes similares, nos quais:
A figura 1 é uma ilustração esquemática da de umaplataforma oceânica (offshore) de óleo e gás que operaum sistema, que verifica o status dos canhões deperfuração antes de perfurar um furo de poço, queincorpora os princípios da presente invenção;A figura 2 é uma vista parcialmente em corte longitudinalde um canhão de perfuração para ser usado em um sistemapara verificar o status dos canhões de perfuração antesde perfurar um furo de poço, que incorpora os princípiosda presente invenção; e
A figura 3 é um fluxograma de ilustrando um métodopara verificar o status e canhões de perfuração antesde perfurar um furo de poço que incorpora os princípiosda presente invenção.
Descrição Detalhada da Invenção
Conquanto a execução e utilização das váriasconfigurações da invenção venham a ser discutidasem detalhes na descrição que se segue, deve ser apreciadoque a mesma provê muitos conceitos inventivos que podemser incorporados a uma ampla variedade de contextosespecíficos. As configurações especificas discutidas aquitêm apenas caráter ilustrativo e não delimitam do escopoda presente invenção.
Referindo-se inicialmente à figura 1, um sistema paraverificar o status de canhões de perfuração antes deperfurar um furo de poço está operando em uma plataformaoceânica de óleo e gás esquematicamente ilustrada egeralmente designada com o número 10. Uma plataformasemi-submersivel 12 está centrada sobre uma formação deóleo e gás 14 sob o leito do mar 16. Um duto submarino 18se estende do deque 20 da plataforma 12 para a cabeça deperfuração ("wellhead") 22, incluindo válvulas deproteção anti-explosão 24 ("blow-out preventer"). Aplataforma 12 inclui um guindaste 26 e uma torre 28 paraelevar e baixar a coluna de tubos, tal como a coluna detrabalho 30 ("work-estring").
Um furo de poço 32 se estende através de estratosgeológicos incluindo a formação 14. Um revestimento 34é cimentado no furo de poço 32 com cimento 36. A colunade trabalho 30 inclui várias ferramentas, tal como umapluralidade de canhões de perfuração 38 disposta em umaporção geralmente horizontal do furo de poço 32 eum sistema de comunicação incluindo os nós de comunicação42, 44, 46, 48, 50. Na configuração ilustrada, um nóou controlador de comunicação de superfície 40 provêuma interface de usuário incluindo, por exemplo,dispositivos de entrada e saida, tal como um ou maismonitores de video, incluindo telas sensíveis ao toque,um ou mais teclados, um ou mais dispositivos de navegaçãoou direção, assim como outros dispositivos de interfacecorrentemente conhecidos por aqueles habilitadosna técnica ou ainda a serem desenvolvidos. A interface deusuário pode ser um computador, incluindo um "notebook".
Em adição, um controlador de superfície 40 pode incluirum módulo lógico com vários controladores, processadores,componentes de memória, sistemas operacionais,instruções, protocolos de comunicação, etc., paraimplementar sistemas e métodos para verificar o statusdos canhões de perfuração da invenção. 0 controlador desuperfície 40 é acoplado a um link de comunicaçãobidirecional para prover comunicação entre o controladorde superfície 40 e o nó 42 no furo de poço, integradoou afixado à coluna de trabalho 30.
O link de comunicação bidirecional inclui pelo menos umatrajetória de comunicação do controlador de superfície 40para o nó 42 e pelo menos uma trajetória de comunicaçãodo nó 42 para o controlador de superficie 40. Em certasconfigurações, se consegue a comunicação bidirecionalatravés de um meio principal duplex, que permita apenasuma trajetória de comunicação, que pode ser abertaem qualquer instante. Preferivelmente, a comunicaçãobidirecional é feita através de um canal duplex total,que permite comunicação simultânea através de múltiplastrajetórias de comunicação. Isto é feito, por exemplo,provendo conexões cabeadas ("hardwired") independentes oupor um meio fisico compartilhado através de duplexaçãocom divisão de freqüência, cancelamento de eco, outécnica similar. Em qualquer caso, o link de comunicaçãopode incluir um ou mais condutores elétricos, condutoresópticos, ou outros condutores fisicos.
Cada um dos nós de comunicação 42, 44, 46, 48, 50 incluium transmissor, receptor, e módulo lógico incluindo,por exemplo, múltiplos circuitos lógicos fixoscontroladores, processadores, componentes de memória,sistemas operacionais, instruções, protocolos decomunicação, etc., para implementar sistemas e métodospara verificar o status dos canhões de perfuração dainvenção. Ainda, cada nó de comunicação 42, 44, 46, 50também inclui uma fonte de energia elétrica, tal comoum conjunto de baterias, incluindo uma pluralidade debaterias, tal como baterias de niquel-cádmio, bateriasde litio, baterias alcalinas, ou outras bateriasadequadas, que devem ser configuradas para proverum nivel adequado de corrente e voltagem.
Em uma configuração, os nós de comunicação 42, 44, 46,48, 50 são operáveis para transmitir e receber sinaisacústicos que se propagam pela coluna de trabalho 30.Neste caso, os transmissores e receptores preferivelmenteincluem um ou mais transdutores em forma de pilhas decristais cerâmicos piezo-elétricos. Deve ser notado queum único transdutor poderia ser operado, quer comotransmissor ou receptor com respeito a um dado nó decomunicação. Qualquer número de nós de comunicação podeser operado no sistema da presente invenção, sendo queo número é determinado pela extensão da coluna detrabalho 30, ruido no furo de poço, meio de comunicaçãousado, etc.. Como ilustrado, os nós de comunicação44, 46, 48 servem como repetidores e são posicionadospara receber sinais acústicos transmitidos ao longo dacoluna de trabalho 30 em um ponto, onde os sinaisacústicos devem ter magnitude suficiente para recepçãoadequada. Quando os sinais acústicos atingem um dado nó,os sinais são convertidos em corrente elétrica querepresenta as informações que estão sendo transmitidas,que dai são alimentadas para o módulo lógico para seremprocessadas. A corrente então é enviada para o transdutorpara gerar sinais acústicos, que, por sua vez, sãotransmitidos para o próximo nó. Assim, se conseguea comunicação do nó 40 para o nó 50, e vice-versa.
Quando se deseja perfurar o revestimento 34, a coluna detrabalho 30 é baixada no revestimento 34 até os canhõesde perfuração 38 se posicionarem apropriadamenteem relação à formação 14. Para verificar a condição decanhões de perfuração 38 antes de perfurar, um comando deinterrogação é enviado do controlador de superfície 40para os sensores dispostos nos canhões de perfuração 38.Por exemplo, como será discutido em detalhes adiante,cada canhão de perfuração 38 pode incluir um ou maissensores, tal como sensor de umidade, sensor de pressão,ou outros sensores de vazamento. Preferivelmente, cadasensor deve ser individualmente endereçável ese comunicar com o nó de comunicação 50 por conexãocabeada, mas, saliente-se, uma conexão sem-fio de curtoalcance, tal como, por exemplo, um link de comunicaçãomagnético, também poderia ser usado.
Por conseguinte, quando o controlador de superfície 40envia comandos de interrogação para determinar o statusde vazamento dos canhões de perfuração 38 para um ou maissensores, os comandos são recebidos pelo nó decomunicação 42, e retransmitidos como sinais acústicoscodificados ao longo da coluna de trabalho 30, para o nóde comunicação 44, que atua como repetidor para receber,processar, e retransmitir os comandos através de sinaisacústicos ao longo da coluna de trabalho 30, para o nó decomunicação 46. Similarmente, este nó, o nó decomunicação 4 6, encaminha os comandos os comandos parao nó de comunicação 50 através de sinais acústicosao longo da coluna de trabalho 30, que por sua vezencaminha os comandos para o nó de comunicação 50por meio de sinais acústicos ao longo da coluna detrabalho 30. O nó de comunicação 50 então envia oscomandos para interrogar cada sensor nos canhões deperfuração 38. Os sensores obtêm os dados desejadosa respeito do status de vazamento de cada canhão 38 eretornam as informações ao nó de comunicação 50, queas converte em sinais acústicos, que são enviados ao nóde comunicação 48 ao longo da coluna de trabalho 30.Os nós de comunicação 48, 46, 44 atuam como repetidores -recebem, processam, e retransmitem as informações,em forma de sinais acústicos, ao longo da coluna detrabalho 30. O nó de comunicação 42 recebe os sinaisacústicos a partir do nó de comunicação 44 e processaas informações, de modo que as mesmas sejam encaminhadaspara o controlador de superficie 40 para análise.
Se os sensores não reportarem nenhum vazamentonos canhões 38, então o sistema de comunicação pode serusado de maneira similar, para permitir armar e dispararos canhões de perfuração 38, usando um ou maisdispositivos de disparo eletrônicos ou hidráulicos.Em seguida, as cargas conformadas nos canhões deperfuração 38 são seqüencialmente disparadas, querem sentido ascendente ou descendente no furo de poço.Com a detonação, as cápsulas das cargas conformadasformam jatos que criam uma série espaçada de perfurações,que se estendem através do revestimento 34, do cimento, ena formação 14, dai permitindo uma comunicação fluidicaentre a formação 14 e o furo de poço 32.
Como deve ser entendido por aqueles habilitadosna técnica, qualquer função, descrita nesta comreferência a um módulo lógico, pode ser implementadausando software e hardware incluindo circuitagem lógicafixa, processamento manual, ou combinação destes. Assim,o termo "módulo lógico" como usado nesta, geralmenterepresenta software, hardware, ou uma combinação softwaree hardware. Por exemplo, no caso de uma implementação comsoftware, o termo "módulo lógico" representa um código deprograma e/ou conteúdo declarativo, i.e. um conteúdo delinguagem "mark_up" que executa tarefas especificas emum dispositivo (ou dispositivos) de processamento,tal como, um ou mais processadores, ou CPUs. O código deprograma pode ser armazenado em um ou mais dispositivosde memória legiveis por computador. Mais geralmente,a funcionalidade dos módulos lógicos pode serimplementada em unidades distintas em agrupamentos(clusters) separados ou corresponder a uma alocaçãoconceituai de diferentes tarefas realizadas por um únicoprograma de software e/ou unidade de hardware. Os módulospodem ficar em um único local, tal como implementadospor um único dispositivo de processamento, ou, ao invés,distribuídos em uma pluralidade de localizações, tal comocomputadores de mesa ou notebooks, assistentes digitais(PDAs) em combinação com outros dispositivos fisicosque se comunicam quer por conexões sem-fio ou cabeadas.
Referindo-se a seguir à figura 2, onde se representaum canhão de perfuração para o sistema que verificao status de canhões de perfuração da presente invenção,geralmente designado pelo número de referência 100.
O canhão de perfuração 100 tem um portador (carrier) 102tendo vários recessos, tal como recessos 104, definidosnesta. Alinhada radialmente com cada um dos recessos,é disposta a respectiva carga da pluralidade de cargasconformadas, tal como a carga conformada 106.
As cargas conformadas são presas no portador 102 por ummembro suporte 108b incluindo luvas porta-cargaexterna 110 e interna 112. Nesta configuração, o tuboexterno 110 espaça as extremidades de descarga das cargasconformadas, enquanto o tubo interno 112 suportaas extremidades de iniciação das cargas conformadas.No tubo interno 112 se encontra um cabo de detonação 116.
Na configuração ilustrada, as extremidades de iniciaçãodas cargas conformadas se estendem através do eixogeométrico longitudinal central do canhão 100 permitindoque o cabo de detonação 115 conecte o explosivono vértice do alojamento das cargas. Nesta configuração,o portador 102 é selado para proteger as cargas em seuinterior dos fluidos do furo de poço.
Cada uma das cargas conformadas, tal como a carga 106está disposta longitudinalmente e fica radialmentealinhada com um recesso, tal como o recesso 104,no portador 102, quando o aparelho de perfuração 100estiver completamente montado. Na configuração ilustrada,as cargas conformadas são arranjadas em espiral, de modoque cada carga conformada fique disposta em seu próprionivel e seja detonada individualmente, de modo que apenasuma carga seja disparada por vez. Deve ser notado,no entanto, por aqueles habilitados na técnica, quearranjos alternativos de cargas conformadas podem serusados incluindo arranjos em grupo (clusters), onde maisque uma carga conformada se encontra no mesmo nivel e sãodetonadas simultaneamente, sem sair dos princípiosda presente invenção.
Como discutido acima, os canhões de perfuração para seremusados no sistema para verificar o status de canhões deperfuração da presente invenção, tal como o canhão 100,inclui um ou mais sensores que são usados para colher eao canhão de perfuração 100. Na configuração ilustrada,o canhão de perfuração 100 inclui uma pluralidade desensores, tal como o sensor 120 posicionado externamenteao membro suporte 108, sensor 122 posicionadointernamente ao membro suporte 108, sensor 124posicionado internamente ao portador 102, e sensor 126posicionado externamente ao portador 102. Como discutido,os sensores 120, 122, 124, 126 são preferencialmenteacoplados ao nó de comunicação 50 por conexão cabeada,mas outros meios de comunicação também podem ser usados econsiderados dentro do escopo da presente invenção.Os sensores 120, 122, 124, 126 podem ser do mesmo tipo, eincluindo sensores de umidade, sensores de pressão,sensores de pressão de alta temperatura, acelerômetros,sensores de deslocamento linear, sensores deprofundidade, sensores de fluido, sensores de CO2,sensores de H2S, sensores de CO, sensores de decomposiçãotérmica, localizadores de anel de revestimento,detectores gama, ou outros tipos de sensores adequadospara prover informações relativas ao ambiente de canhões.Os sensores 120, 122, 124, 126 e sensores similaresassociados ao sistema de canhão de perfuração podem serusados para monitorar uma variedade de condiçõesambientais relativa à coluna de canhão, tal comoprofundidade e orientação dos canhões no furo de poço;a condição dos canhões antes dispará-los, incluindostatus de vazamento, pressão, decomposição térmica, eumidade; se os canhões dispararam de modo apropriado,incluindo pressão, aceleração, e cargas de choque;os parâmetros de reservatório do furo de poço próximoincluem temperaturas, pressão hidrostática, pressãode pico e pressão de transiente, e outras condiçõesambientais conhecidas por aqueles habilitados na técnica.A operação de uma configuração da invenção será agoradescrita como o processo 200 com referência à figura 3.Os canhões de perfuração 38 tendo sido posicionadosna localização alvo no furo de poço (etapa 202) e antesde detonar as cargas conformadas, o sistema da invençãoé operável para executar uma diversidade de verificaçõescom respeito à condição de canhão, como aquelasdescritas, incluindo verificação de profundidade,orientação e condição do canhão de perfuração. Estaverificação é feita usando o controlador de superficieem conjunção com os nós de comunicação posicionadosao longo da coluna de trabalho para interrogar ossensores associados aos canhões a respeito dasinformações desejadas. Por exemplo, um comando deinterrogação que solicita o status de vazamento de um doscanhões de perfuração é enviado a um dos sensores emsentido descendente no furo de poço através dos nós decomunicação ao longo da coluna de trabalho, qual sensorresponde à informação solicitada através dos nós decomunicação dispostos ao longo da coluna de trabalho(etapa 204). A seguir, o controlador de superficiedetermina se todos os sensores foram interrogados(decisão 206). Se nem todos os sensores tiverem sidointerrogados, um comando de interrogação, solicitandostatus de vazamento de outro canhão de perfuração,é enviado a outro canhão, e aquele sensor respondeà informação solicitada (etapa 208). O processo segueaté todos os detectores forem interrogados (decisão 206).
Uma vez interrogados todos os canhões de perfuração,o controlador de superficie determina se todos os canhõesde perfuração estão secos (decisão 210) . Se, de fato,todos os canhões de perfuração estiverem secos,o controlador de superficie pode seguir a seqüência dedisparo, enviando comandos de autorizar, armar, dispararatravés dos nós de comunicação para um dispositivo dedisparo adequado (etapa 212). Tal ação remedial incluirepetir o processo de verificação para determinar se umacondição fora de gama persiste, identificar quais canhõestêm a condição fora de gama, para removê-los da seqüênciade disparo ou similar. Se realizando a ação remedial,o controlador de superficie determinar que o evento deperfuração deve ocorrer, então a controlador desuperficie segue a seqüência de disparo (etapa 212).Se realizando a ação remedial, o controlador desuperfície determinar que o evento de perfuração podenão ocorrer, então o processo é terminado.
Durante o evento de perfuração, os sensores associadosaos canhões de perfuração podem continuar a colher etransmitir informações. Especificamente, sensores,tal como aqueles descritos acima, que podem seracelerômetros, sensores de pressão, sensores de pressãode alta velocidade, sensores de temperatura, e similaressão usados para obter uma variedade de dados dos canhõesde perfuração próximos reservatório de furo de poço.
Por exemplo, os sensores de pressão de alta velocidadesão operáveis em colher dados de pressão na faixa demilisegundos, de modo que surtos de pressão e ciclos depressão associados criados por um evento de perfuraçãopossam ser medidos. Similarmente, os acelerômetrossão operáveis para colher dados de choque associadosao evento de perfuração. O uso destes e outros dadosprovêem a determinação do nivel de intensidade dadetonação associado aos canhões de perfuração. Durante,imediatamente depois, ou em um instante subseqüente,estas informações são comunicadas dos sensores parao controlador de superfície pelo sistema de comunicação.
Estas informações podem ser usadas para determinara qualidade do evento de perfuração, tal como se foidetonado o iniciador, se foi detonada qualquer das cargasconformadas no canhão de perfuração, se foram detonadastodas as cargas no canhão, ou se foram detonadas apenasalgumas das cargas no canhão. Estas informaçõespermitirão que o operador determine em tempo real,por exemplo, se a zona deve voltar a ser perfurada.Similarmente, seguindo o evento de perfuração,os sensores associados aos canhões de perfuração podemcontinuar a colher e enviar informações. Especificamente,sensores, tais como sensores de pressão, sensores detemperatura, sensores de fluido, e similares, são usadospara colher uma variedade de dados de reservatórioa partir do furo de poço próximo. Estes dados podemse mostrar úteis para a próxima fase da completação,tal como, se deve ser realizada uma estimulação defratura ou um processo com ácido.
Conquanto a presente invenção tenha sido descritacom referência a configurações ilustrativas, deve serentendido que a mesma não pretende ser tomada em sensolimitante. Deve ser entendido que por aqueles habilitadosna técnica que várias modificações e combinações dasconfigurações ilustrativas, e de outras configuraçõesda presente invenção serão aparentes àqueles habilitadosna técnica em conexão com a descrição. Por conseguinte,pretende-se que as reivindicações anexas incorporemtais modificações ou configurações.
Claims (25)
1.- Método para verificar o status de um canhão deperfuração, antes de perfurar um furo de poço,caracterizado pelo fato de compreender:- mover um canhão de perfuração incluindo um sensor devazamento em seu interior para uma localização alvodentro do furo de poço em uma coluna de tubos;integrar um sistema de comunicação à coluna detubos, o sistema de comunicação sendo operável parase comunicar com o sensor de vazamento;enviar um primeiro sinal de telemetria atravésdo sistema de comunicação para interrogar o sensor devazamento a respeito do status de vazamento do canhãode perfuração;- retornar um segundo sinal de telemetria a partirdo sensor de vazamento a respeito do status de vazamentodo canhão de perfuração; edeterminar se o canhão de perfuração pode seroperado, com base na informação do status de vazamento.
2.- Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de mover o canhão de perfuraçãocom um sensor de vazamento disposto em seu interioradicionalmente compreender mover o canhão de perfuraçãoincluindo um sensor de umidade em seu interior.
3.- Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de a mover o canhão de perfuraçãocom um sensor de vazamento em seu interior,adicionalmente, compreender mover o canhão de perfuraçãoincluindo um sensor de pressão em seu interior.
4.- Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de a integração de um sistema decomunicação à coluna de tubos adicionalmente compreenderintegrar um sistema de comunicação acústica à coluna detubos.
5.- Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de enviar um primeiro sinal detelemetria, através do sistema de comunicaçãopara interrogar o sensor de vazamento a respeito dostatus de vazamento do canhão de perfuração; eadicionalmente enviar um sinal acústico codificadoincluindo o pedido de status de vazamento.
6.- Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de retornar um segundo sinal detelemetria a partir do sensor de vazamento atravésdo sistema de comunicação incluindo o status de vazamentodo canhão de perfuração; e adicionalmente retornar umsinal acústico codificado com a informação de status devazamento.
7.- Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de determinar a operaçãodo canhão de perfuração com base na informação de statusde vazamento; e adicionalmente determinar a operação docanhão de perfuração com base na informação de status deumidade.
8.- Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de determinar a operaçãodo canhão de perfuração com base na informação de statusde vazamento; e adicionalmente determinar a operação docanhão de perfuração com base na informação de status depressão.
9.- Método para verificar o status de um sistema decanhão de perfuração, antes de perfurar um furo de poçocaracterizado pelo fato de compreender:mover o sistema de canhão de perfuração para umalocalização alvo dentro do furo de poço em uma coluna detubos, o sistema de canhão de perfuração inclui umapluralidade de canhões de perfuração, cada um deles tendoum sensor de vazamento em seu interior;integrar um sistema de comunicação à coluna detubos, o sistema de comunicação sendo operável parase comunicar com os sensores de vazamento;- enviar um primeiro sinal de telemetria atravésdo sistema de comunicação para interrogar os sensoresde vazamento a respeito do status de cada um dos canhõesde perfuração;retornar um segundo sinal de telemetria a partirdos sensores de vazamento através do sistema decomunicação, incluindo o status de vazamento de cada umdos canhões de perfuração; edeterminar o sistema de canhão de perfuraçãopode ser operado com base na informação de status devazamento.
10.- Método, de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de adicionalmente compreenderselecionar os sensores de vazamento dentre sensoresde umidade e sensores de pressão.
11.- Método, de acordo com a reivindicação 9,caracterizado pelo fato de integrar um sistema decomunicação à coluna de tubos adicionalmente compreenderintegrar um sistema de comunicação acústica à coluna detubos.
12.- Sistema para verificar o status de um canhão deperfuração, antes de perfurar um furo de poço,caracterizado pelo fato de compreender:um canhão de perfuração incluindo um sensor devazamento em seu interior, e posicionado em umalocalização alvo dentro do furo de poço em uma colunade tubos;- um sistema de comunicação integrado à coluna detubos, o sistema de comunicação sendo operável parase comunicar com o sensor de vazamento; eum controlador de superfície operável para enviarum primeiro sinal de telemetria através do sistema decomunicação para interrogar o sensor de vazamentoa respeito do status de vazamento do canhão deperfuração, e receber um segundo sinal de telemetriaa partir do sensor de vazamento através do sistema decomunicação incluindo o status de vazamento do canhão edeterminar se o canhão de perfuração pode ser operadocom base na informação do status de vazamento.
13.- Sistema, de acordo com a reivindicação 12,caracterizado pelo fato de o sensor de vazamentoadicionalmente compreender um sensor de umidade.
14.- Sistema, de acordo com a reivindicação 12,caracterizado pelo fato de o sensor de vazamentoadicionalmente compreender um sensor de pressão.
15.- Sistema, de acordo com a reivindicação 12,caracterizado pelo fato de o sistema de comunicaçãoadicionalmente compreender um sistema de comunicaçãoacústico.
16.- Método para verificar a condição ambiental relativaa um canhão de perfuração, disposto em um furo de poço,caracterizado pelo fato de compreender:mover um canhão de perfuração incluindo pelo menosum sensor ambiental associado para uma localização alvodentro do furo de poço em uma coluna de tubos;integrar um sistema de comunicação à coluna detubos, o sistema de comunicação sendo operável parase comunicar com o sensor de vazamento;enviar um primeiro sinal de telemetria atravésdo sistema de comunicação para interrogar o sensorambiental a respeito da condição ambiental em relaçãoao canhão de perfuração;retornar um segundo sinal de telemetria a partirdo sensor ambiental através do sistema de comunicação,incluindo a condição ambiental relativa ao canhãode perfuração.
17.- Método, de acordo com a reivindicação 16,caracterizado pelo fato de mover um canhão de perfuração,incluindo pelo menos um sensor ambiental associadoao mesmo, para uma localização alvo dentro do furo depoço; e adicionalmente selecionar pelo menos um sensorambiental dentre pelo menos um de sensor de umidade,sensor de pressão, sensor de temperatura, acelerômetro,sensor de carga de choque, sensor de deslocamento linear,sensor de profundidade, e sensor de fluido.
18.- Método, de acordo com a reivindicação 16,caracterizado pelo fato de movendo o canhão deperfuração, com pelo menos um sensor ambiental associadoao mesmo, para uma localização alvo dentro do furo depoço em uma coluna de tubos, adicionalmente compreender,colocar o pelo menos um sensor ambiental no interior docanhão de perfuração.
19. - Método, de acordo com a reivindicação 16,caracterizado pelo fato de mover um canhão de perfuração,incluindo pelo menos um sensor ambiental associado aomesmo, para uma localização alvo dentro do furo de poçoem uma coluna de tubos; e adicionalmente colocaro pelo menos um sensor ambiental externamente ao canhãode perfuração.
20. - Método, de acordo com a reivindicação 16,caracterizado pelo fato de integrar um sistema decomunicação à coluna de tubos; e adicionalmente integrarum sistema de comunicação acústico à coluna de tubos.
21. - Método, de acordo com a reivindicação 16,caracterizado pelo fato de enviar um primeiro sinal detelemetria através do sistema de comunicação parainterrogar o sensor ambiental a respeito de uma condiçãoambiental relativa ao canhão de perfuração; eadicionalmente enviar um sinal acústico codificadoincluindo o pedido de condição ambiental.
22. - Método, de acordo com a reivindicação 16,caracterizado pelo fato de retornar um segundo sinal detelemetria a partir do sensor ambiental através dosistema de comunicação, incluindo a condição ambientalrelativa ao canhão de perfuração; e adicionalmenteretornar de um sinal acústico codificado incluindo ainformação de condição ambiental.
23. - Método, de acordo com a reivindicação 16,caracterizado pelo fato de adicionalmente compreenderdeterminar se o canhão de perfuração pode ser operadocom base na condição ambiental.
24. - Sistema para verificar a condição ambiental relativaa um canhão de perfuração, disposto em um furo de poço,caracterizado pelo fato de compreender:pelo menos um sensor ambiental associado ao canhãode perfuração posicionado em uma localização alvono interior de um furo de poço em uma coluna de tubos;um sistema de comunicação integrado à coluna detubos, o sistema de comunicação sendo operável parase comunicar com o sensor ambiental; eum controlador de superfície operável para enviarum primeiro sinal de telemetria através do sistema decomunicação para interrogar o sensor ambiental a respeitoda condição ambiental relativa ao canhão de perfuração, ereceber um segundo sinal de telemetria a partir do sensorde vazamento através do sistema de comunicação incluindoa condição ambiental relativa ao canhão de perfuração.
25.- Sistema, de acordo com a reivindicação 24,caracterizado pelo fato de o sistema de comunicaçãoadicionalmente compreender um sistema de comunicaçãoacústico.
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|---|---|---|---|
| B03A | Publication of a patent application or of a certificate of addition of invention [chapter 3.1 patent gazette] | ||
| B11A | Dismissal acc. art.33 of ipl - examination not requested within 36 months of filing | ||
| B11Y | Definitive dismissal - extension of time limit for request of examination expired [chapter 11.1.1 patent gazette] |