BR102012031866A2

BR102012031866A2 - BURROOM SAFETY SYSTEM CORROBORATOR (BOP)

Info

Publication number: BR102012031866A2
Application number: BRBR102012031866-0A
Authority: BR
Inventors: Theodore James Mallison; Thomas O'donnell; Sergey Sotskiy
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2015-01-20
Also published as: EP2604786B1; US20130153241A1; EP2604786A2; EP2604786A3

Abstract

CORROBORADOR DE SISTEMA DE SEGURANÇA CONTRA ESTOUROS (BOP). A presente invenção refere-se a sistemas e métodos para suplementar métodos de controle existentes para uma condição de corroboração e desempenho de um sistema de segurança contra estouros para um poço submerso. O corroborador é localizado no sistema de segurança contra estouros e inclui um medidor de fluxo externo em um tubo para medir o fluxo dentro do tubo, um localizador de junta de tubo, um agente de confirmação de vedação de gaveta, uma conexão de comunicação dedicada do corroborador para um computador no lado superior. Os dados de pelo menos um sensor no lado superior, que podem representar um nível de tanque de lama, também são recebidos. O computador é ativado para calcular uma possibilidade de uma ocorrência de um mau funcionamento relacionado ao poço. O computador pode ser configurado para implementar um modelo de Análise de Componente Principal do poço com base em dados históricos, para avaliar uma probabilidade de que um valor limite será ultrapassado com base nos dados de sensor coletados e para gerar um alerta. O computador implementa instruções para executar etapas da presente invenção.BURROOM SAFETY SYSTEM CORROBORATOR (BOP). The present invention relates to systems and methods for supplementing existing control methods for a corroborating condition and performance of a submerged well overflow safety system. The corroborator is located in the overflow safety system and includes an external flow meter in a pipe to measure flow within the pipe, a pipe joint locator, a drawer seal confirmation agent, a dedicated communication connection from the corroborator for a computer on the upper side. Data from at least one sensor on the upper side, which may represent a mud tank level, is also received. The computer is activated to calculate a possibility of a well-related malfunction occurring. The computer can be configured to implement a well Principal Component Analysis model based on historical data, to assess a probability that a threshold value will be exceeded based on the collected sensor data, and to generate an alert. The computer implements instructions for performing steps of the present invention.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CORROBO-RADOR DE SISTEMA DE SEGURANÇA CONTRA ESTOUROS (BOP)".Report of the Invention Patent for "BURROOM SAFETY SECURITY CORPORATE (BOP)".

DEMONSTRAÇÃO DOS CASOS RELACIONADOS O presente pedido reivindica prioridade e benefício do Pedido de Patente Provisório Norte-Americano de Série No. 61/570.358, depositado em 14 de dezembro de 2011, que é aqui incorporado para referência em sua totalidade.STATEMENT OF RELATED CASES The present application claims priority and benefit of U.S. Provisional Patent Application No. 61 / 570,358, filed December 14, 2011, which is incorporated herein by reference in its entirety.

CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se, de modo geral, ao controle de um Sistema de Segurança Contra Estouros (BOP) em uma operação de poço de gás ou petróleo offshore antes, para a prevenção, ou durante de uma evolução de emergência. A invenção se refere, em particular, à provisão de um suporte para uma decisão antecipada para controlar o BOP nos estágios mais prematuros de uma emergência. A invenção também se refere a uma nova estrutura BOP.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to the control of a Burst Safety System (BOP) in an offshore oil or gas well operation prior to, prevention, or during an emergency evolution. In particular, the invention relates to providing support for an early decision to control BOP at the earliest stages of an emergency. The invention also relates to a new BOP structure.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION

As operações de campo de petróleo e gás tipicamente envolvem a perfuração e a operação de poços para localizar e recuperar hidrocarbone-tos. Cada vez mais, as plataformas de perfuração são posicionadas em locais no poço em águas relativamente profundas. Ferramentais, tais como ferramentas de perfuração, tubulação e tubos são desdobrados nestes poços para explorar reservatórios submersos. É importante impedir o derramamento e o vazamento de fluidos do poço no ambiente.Oil and gas field operations typically involve drilling and operating wells to locate and recover hydrocarbons. Increasingly, drilling rigs are positioned at well-placed locations in relatively deep water. Tooling such as drilling tools, tubing and pipes are deployed in these wells to explore submerged reservoirs. It is important to prevent spillage and leakage of well fluids into the environment.

Enquanto operadores de poço fazem, em geral, o máximo para impedir o derramamento ou o vazamento, muitas vezes, é inevitável que o mau funcionamento ou a ruptura do equipamento aconteça. Por causa da natureza da perfuração em águas profundas, há um retardo de tempo inerente entre eventos que acontecem no fundo do poço ou no BOP e os efeitos dos eventos que são verificados na instalação. Para impedir ou limitar o derramamento do poço ou dos tubos em mar aberto, é importante coletar e disponibilizar dados para avaliar uma falha emergente de equipamento na primeira oportunidade e para que o pessoal e os sistemas de controle te- nham acesso à evidência clara e visível, permitindo assim que contramedi-das apropriadas sejam tomadas.While well operators generally do their utmost to prevent spillage or leakage, it is often inevitable that equipment malfunctions or breakages will occur. Because of the nature of deepwater drilling, there is an inherent time delay between downhole or BOP events and the effects of events occurring at the facility. In order to prevent or limit spilling of wells or pipes in the open sea, it is important to collect and make available data to assess an emerging equipment failure at the earliest opportunity and for personnel and control systems to have access to clear and visible evidence. , thus allowing appropriate countermeasures to be taken.

As análises publicadas do acidente de Deepwater Horizon (Ma-condo) sugerem falta de informação suficiente acerca da condição do poço e do equipamento relacionado e falta de informação oportuna acerca da evolução de emergência que contribuíram para uma falha em sustentar deci-sões-chaves para endereçar a evolução de desastre. Foi descoberto que diversas peças-chaves de informação poderíam ter levado a um desfecho diferente e mais positivo dos consequentes eventos.Published analyzes of the Deepwater Horizon (Ma-condo) accident suggest a lack of sufficient information about the condition of the well and related equipment and a lack of timely information about emergency developments that contributed to a failure to sustain key decisions to address the evolution of disaster. It was found that several key pieces of information could have led to a different and more positive outcome of the consequent events.

Estes incluem falta de informação precisa acerca da configuração do tubo, feedback incompleto sobre o desempenho BOP, e falta de informação acerca da eficácia da vedação BOP e outra informação crítica e oportuna.These include lack of accurate information about pipe configuration, incomplete feedback on BOP performance, and lack of information about BOP seal effectiveness and other critical and timely information.

Consequentemente, há necessidade de métodos e sistemas a-perfeiçoados e novos para prover e/ou avaliar adequadamente a informação precisa e completa relacionada ao equipamento de poço.Accordingly, there is a need for new and improved methods and systems to properly provide and / or evaluate accurate and complete well equipment information.

SUMÁRIO DA INVENÇÃOSUMMARY OF THE INVENTION

Aspectos da presente invenção proveem sistemas e métodos para ajudar na operação de um sistema de segurança contra estouros de poço com um corroborador posicionado no sistema de segurança contra estouros.Aspects of the present invention provide systems and methods for assisting in the operation of a well overflow safety system with a corroborator positioned in the overflow safety system.

De acordo com um aspecto da presente invenção, é provido um método para monitorar um sistema de segurança contra estouros (BOP) de um poço submerso sob a superfície da água que inclui pelo menos um tubo do poço em uma localização acima da superfície da água, que gera uma pluralidade de sinais incluindo um sinal de um medidor de fluxo externo a pelo menos um tubo para medir um fluxo dentro de pelo menos um tubo, e um sinal de agente de confirmação de vedação de gaveta de um sensor a-cústico, que coleta e que envia a pluralidade de sinais por um corroborador BOP sobre uma conexão de transmissão dedicada a um dispositivo de monitoramento de computador na localização acima da superfície da água, o dispositivo de monitoramento de computador sendo ativado para decidir com base na pluralidade recebida de sinais para gerar um alerta relacionado a uma ativação do BOP.According to one aspect of the present invention, there is provided a method for monitoring an overflowing safety system (BOP) of a submerged water surface that includes at least one well tube at a location above the water surface, which generates a plurality of signals including a signal from an external flow meter to at least one pipe for measuring a flow within at least one pipe, and a drawer seal confirming agent signal from an acoustic sensor, which collects and sends the plurality of signals by a BOP corroborator over a dedicated transmission connection to a computer monitoring device at the above water surface, the computer monitoring device being activated to decide based on the received plurality of signals to generate an alert related to a BOP activation.

Também é provida uma nova estrutura BOP. De acordo com um aspecto da presente invenção, o BOP inclui um corroborador para ajudar na operação de um sistema de segurança contra estouros (BOP) de poço submerso conectado a um tubo do poço para o lado superior. O corroborador pode incluir um processador apresentando um elo de comunicação direta à superfície com interfaces para os sistemas, tal como o tanque de lama para indicação do equilíbrio de nível, um medidor de fluxo conectado externo ao tubo para medir um fluxo dentro do tubo que provê um sinal representativo do fluxo para o processador, um localizador de junta de tubo para determinar localizações de uma pluralidade de juntas no tubo que provê informação referente às localizações no processador, e um agente de confirmação de vedação de gaveta para detectar vibrações do interior do tubo depois que o tubo tenha sido vedado por um gaveta que provê uma medida das vibrações para o processador. O processador provê informação relacionada às condições de superfície, ao fluxo, às localizações e às vibrações para o lado superior sobre o elo de comunicação.A new BOP structure is also provided. According to one aspect of the present invention, the BOP includes a corroborator to assist in the operation of a submerged well overflow safety (BOP) system connected to a well pipe to the upper side. The corroborator may include a processor having a direct surface communication link with interfaces to the systems, such as the level equilibrium mud tank, a flow meter connected outside the pipe to measure a flow within the pipe that provides a signal representative of the flow to the processor, a pipe joint locator for determining locations of a plurality of pipe joints providing location information on the processor, and a drawer seal confirming agent for detecting vibrations within the pipe. after the tube has been sealed by a drawer that provides a measure of the vibrations to the processor. The processor provides information related to surface conditions, flow, locations, and upward vibrations on the communication link.

De acordo com outro aspecto da presente invenção, são providos um método e um aparelho para monitorar um sistema de segurança contra estouros (BOP), que adicionalmente compreende a recepção de dados de pelo menos um sensor instalado acima da superfície da água por parte do dispositivo de monitoramento de computador.According to another aspect of the present invention there is provided a method and apparatus for monitoring a burst safety system (BOP) which further comprises receiving data from at least one sensor installed above the water surface by the device. of computer monitoring.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, são providos um método e um aparelho para monitorar um sistema de segurança contra estouros (BOP), onde pelo menos um sensor mede o nível do tanque de lama.In accordance with yet another aspect of the present invention, there is provided a method and apparatus for monitoring a burst safety system (BOP), wherein at least one sensor measures the level of the mud tank.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, são providos um método e um aparelho para monitorar um sistema de segurança contra estouros (BOP), onde pelo menos um sensor mede uma pressão.In accordance with yet another aspect of the present invention, there is provided a method and apparatus for monitoring a burst safety system (BOP), wherein at least one sensor measures a pressure.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, são providos um método e um aparelho para monitorar um sistema de segurança contra estouros (BOP), onde o dispositivo de monitoramento de computador aplica um modelo de poço que calcula uma possibilidade de um mau funcionamento de poço.In accordance with yet another aspect of the present invention, there is provided a method and apparatus for monitoring a burst safety system (BOP), wherein the computer monitoring device applies a well model that calculates a possibility of a malfunction of well.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, são providos um método e um aparelho para monitorar um sistema de segurança contra estouros (BOP), onde a possibilidade é uma probabilidade de um mau funcionamento que inclui o vazamento de material na água dentro de um período de uma hora.According to yet another aspect of the present invention, there is provided a method and apparatus for monitoring a pop-up safety system (BOP), where the possibility is a probability of a malfunction including leakage of material into water within a one hour period.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, são providos um método e um aparelho para monitorar um sistema de segurança contra estouros (BOP), onde o modelo se baseia em uma Análise de Componente Principal de dados de sensor.In accordance with yet another aspect of the present invention, there is provided a method and apparatus for monitoring a burst safety system (BOP), wherein the model is based on a Principal Component Analysis of sensor data.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, são providos um método e um aparelho para monitorar um sistema de segurança contra estouros (BOP), que adicionalmente compreende um sensor que gera um sinal de junta relacionado a uma junta em pelo menos um tubo.In accordance with yet another aspect of the present invention, there is provided a method and apparatus for monitoring a burst safety system (BOP), which further comprises a sensor that generates a joint-related joint signal in at least one tube.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, são providos um método e um aparelho para monitorar um sistema de segurança contra estouros (BOP), que adicionalmente compreende determinar uma posição da junta em pelo menos um tubo.In accordance with yet another aspect of the present invention, there is provided a method and apparatus for monitoring a burst safety system (BOP) which further comprises determining a joint position in at least one tube.

De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, são providos um método e um aparelho para monitorar um sistema de segurança contra estouros (BOP), que adicionalmente compreende uma tesoura de posicionamento do BOP de tal modo que, quando ativada, a tesoura não tenha que atravessar a junta.In accordance with yet another aspect of the present invention, there is provided a method and apparatus for monitoring a burst safety system (BOP) which additionally comprises a BOP positioning shear such that when activated the shear does not have that cross the joint.

De acordo com ainda um aspecto adicional da presente invenção, são providos um corroborador e métodos, onde o corroborador é localizado no sistema de segurança contra estouros.According to a still further aspect of the present invention, there is provided a corroborator and methods, wherein the corroborator is located in the overflow safety system.

De acordo com ainda um aspecto adicional da presente invenção, são providos um corroborador e métodos, que adicionalmente compreendem uma conexão de transmissão dedicada do corroborador para o lado superior de um dispositivo de computador para transmitir uma pluralidade de sinais coletados pelo corroborador.According to a still further aspect of the present invention there is provided a corroborator and methods which further comprise a dedicated corroborator transmission connection to the upper side of a computer device for transmitting a plurality of signals collected by the corroborator.

De acordo com ainda um aspecto adicional da presente invenção, são providos um corroborador e métodos, onde o dispositivo de computador é ativado para decidir com base na pluralidade de sinais transmitidos pelo corroborador para gerar um alerta relacionado a uma ativação do sistema de segurança contra estouros.According to a still further aspect of the present invention, there is provided a corroborator and methods, wherein the computer device is activated to decide based on the plurality of signals transmitted by the corroborator to generate an alert related to an overflow safety system activation. .

De acordo com ainda um aspecto adicional da presente invenção, são providos um corroborador e métodos, onde o dispositivo de computador recebe um sinal de pelo menos um sensor instalado no lado superior.According to a still further aspect of the present invention, there is provided a corroborator and methods, wherein the computer device receives a signal from at least one sensor mounted on the upper side.

De acordo com ainda um aspecto adicional da presente invenção, são providos um corroborador e métodos, onde pelo menos um sensor mede o nível de um tanque de lama.According to a still further aspect of the present invention there is provided a corroborator and methods wherein at least one sensor measures the level of a mud tank.

De acordo com ainda um aspecto adicional da presente invenção, são providos um corroborador e métodos, onde o dispositivo de computador aplica um modelo de poço que calcula uma possibilidade de um mau funcionamento de poço.According to a still further aspect of the present invention there is provided a corroborator and methods, wherein the computer device applies a well model that calculates a possibility of a well malfunction.

De acordo com ainda um aspecto adicional da presente invenção, são providos um corroborador e métodos, onde o modelo se baseia em uma Análise de Componente Principal de dados de sensor.According to a still further aspect of the present invention, there is provided a corroborator and methods, where the model is based on a Principal Component Analysis of sensor data.

De acordo com ainda um aspecto adicional da presente invenção, são providos um corroborador e métodos, onde a possibilidade é uma probabilidade de um mau funcionamento que inclui o vazamento de material do poço dentro de um período de uma hora.According to a still further aspect of the present invention, there is provided a corroborator and methods, where the possibility is a probability of a malfunction including leakage of material from the well within a one hour period.

De acordo com ainda um aspecto adicional da presente invenção, são providos um corroborador e métodos, onde uma tesoura do sistema de segurança contra estouros é posicionada com base em um sinal gerado pelo localizador de junta de tubo de tal maneira que, quando ativada, a tesoura não tenha que atravessar a junta.In accordance with yet a further aspect of the present invention, there is provided a corroborator and methods, wherein a burst safety system scissors is positioned based on a signal generated by the pipe joint locator such that, when activated, the scissors do not have to cross the joint.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

Figuras 1 e 2 ilustram componentes de um poço de perfuração.Figures 1 and 2 illustrate components of a drilling well.

Figura 3 ilustra uma falha de uma gaveta cisalhante.Figure 3 illustrates a failure of a shear drawer.

Figura 4 ilustra um sistema de segurança contra estouros de a- cordo com um aspecto da presente invenção.Figure 4 illustrates an overflow safety system according to one aspect of the present invention.

Figura 5 ilustra um medidor de fluxo em um tubo de acordo com um aspecto da presente invenção.Figure 5 illustrates a flow meter in a tube according to an aspect of the present invention.

Figura 6 ilustra um cubo próximo a uma gaveta apresentando um sensor acústico integral de acordo com um aspecto da presente invenção.Figure 6 illustrates a hub next to a drawer featuring an integral acoustic sensor in accordance with an aspect of the present invention.

Figura 7 ilustra um método de processar informação do sistema de segurança contra estouros de acordo com um aspecto da presente invenção.Figure 7 illustrates a method of processing burst safety system information in accordance with an aspect of the present invention.

Figuras 8 e 9 ilustram métodos de acordo com várias etapas da presente invenção.Figures 8 and 9 illustrate methods according to various steps of the present invention.

Figura 10 ilustra um sistema ativado para executar as etapas de métodos providos de acordo com vários aspectos da presente invenção. DESCRIÇÃO DETALHADAFigure 10 illustrates a system activated to perform the method steps provided in accordance with various aspects of the present invention. DETAILED DESCRIPTION

Foi indicado que um contribuidor-chave para o acidente da Deepwater Horizon em Macondo foi a falta de informação suficiente/adequada para sustentar as decisões-chaves. Na medida em que os eventos se desenvolviam, os engenheiros na plataforma de perfuração estavam cientes de que havia um problema. Entretanto: 1) eles não estavam cientes da verdadeira extensão do problema; 2) eles não confiaram que os dados disponíveis refletiam as condições de fundo do poço ou de linha de lama de modo preciso; 3) eles não receberam a informação relevante cedo o suficiente; ou 4) alguma combinação do acima.It was indicated that a key contributor to the Deepwater Horizon accident in Macondo was the lack of sufficient / adequate information to support the key decisions. As events unfolded, engineers on the drilling rig were aware that there was a problem. However: 1) they were not aware of the true extent of the problem; 2) they did not trust that the available data accurately reflected downhole or mudline conditions; 3) they did not receive the relevant information early enough; or 4) any combination of the above.

Diversas peças-chaves de informação podem ter levado a um desfecho diferente desta série de eventos. Por exemplo, 1) O conhecimento da posição do tubo poderia ter impedido tentativas fracassadas em desdobrar as gavetas cisalhantes do sistema de segurança contra estouros (BOP). 2) Uma informação adequada poderia ter alertado os engenhei- ros da plataforma de perfuração quanto à seriedade da situação de modo mais rápido, através da indicação de que algum tubo tinha sido empurrado para fora do buraco, isto é, que a posição do tubo tinha mudado inesperadamente. 3) O feedback sobre o desempenho BOP podería ter impedido de se basear em seu estado comprometido durante o incidente, indicando que o material de vedação de gaveta não estava mais intacto durante os testes de pressão anteriores. 4) Faltou confirmação da eficácia do BOP em vedar o poço por algum momento, resultando assim em múltiplas tentativas infrutíferas na ativação ROV.Several key pieces of information may have led to a different outcome of this series of events. For example, 1) Knowledge of the pipe position could have prevented unsuccessful attempts to unfold the pop-up safety system (BOP) shearing drawers. 2) Proper information could have alerted drilling rig engineers to the seriousness of the situation more quickly by indicating that some pipe had been pushed out of the hole, ie that the position of the pipe had changed unexpectedly. 3) Feedback on BOP performance could have prevented it from being based on its compromised state during the incident, indicating that the drawer seal material was no longer intact during previous pressure tests. 4) There was no confirmation of the effectiveness of BOP in sealing the well for some time, thus resulting in multiple unsuccessful attempts at ROV activation.

Esta falta de informação não é exclusiva ao caso Macondo. Operadores de BOPs convencionais carecem de meios adequados para chegar a conclusões apropriadas em uma maneira adequada, embora estes dispositivos sejam comumente vistos como tolerantes a falhas e se destinem a proteger a instalação contra uma variedade de eventos.This lack of information is not unique to the Macondo case. Conventional BOP operators lack adequate means to reach appropriate conclusions in a proper manner, although these devices are commonly viewed as fault tolerant and are intended to protect the facility against a variety of events.

Um diagrama simples de uma plataforma de perfuração e de sua operação básica é provido na página da web da Wikipedia e copiado da mesma: <UR- Lhttp://en.wikipedia.org/wiki/List_of_components_of_oil_drilling_rigs>. Ele é reproduzido na Figura 1. Os componentes identificados incluem um tanque de lama 1, peneiras de lama 2, uma linha de sucção (bomba de lama) 3, uma bomba de lama 4, um motor ou uma fonte de energia 5, uma mangueira vibratória 6, um guincho principal 7, uma tubulação vertical de distribuição de lama 8, uma mangueira Kelly 9, um cano curvo 10, uma catarina 11, uma linha de perfuração 12, um cavalete porta-polias 13, uma torre 14, uma prateleira de estocagem de tubulação 15, uma seção (de tubo de perfuração) 16, uma prateleira de estocagem de tubulações (plataforma) 17, um swivel 18 (em plataformas de perfuração mais recentes este pode ser substituído por um top drive), um comando do Kelly 19, uma mesa rotativa 20, uma plataforma de perfuração 21, um bocal na forma de sino 22, sistema de segurança contra estouros (BOP) tipo anular 23, uma gaveta de tubo & gaveta cega de sistema de segurança contra estouros (BOP) 24, uma coluna de perfuração 25, uma broca 26, uma cabeça do revestimento ou uma cabeça de poço 27, e uma linha de fluxo 28. Um gancho também é provido. Para melhor mostrar os componentes menores, a seção 100 da Figura 1 é reproduzida ampliada em 100 na Figura 2.A simple diagram of a drilling rig and its basic operation is provided on and copied from the Wikipedia web page: <UR- Lhttp: //en.wikipedia.org/wiki/List_of_components_of_oil_drilling_rigs>. It is reproduced in Figure 1. Identified components include a mud tank 1, mud screens 2, a suction line (mud pump) 3, a mud pump 4, a motor or power source 5, a hose 6, a main winch 7, a vertical mud distribution pipe 8, a Kelly hose 9, a bent pipe 10, a catarina 11, a perforation line 12, a pulley carrier 13, a tower 14, a shelf storage pipe 15, a section (drill pipe) 16, a pipe storage shelf (platform) 17, a swivel 18 (on newer drilling rigs this can be replaced by a top drive), a Kelly 19, a turntable 20, a drilling rig 21, a bell-shaped nozzle 22, annular overflow safety system (BOP) 23, a tube drawer & blind overflow safety system (BOP) drawer 24, a drill string 25, a drill 26, a casing head or a wellhead 27, and a flow line 28. A hook is also provided. To better show the smaller components, section 100 of Figure 1 is reproduced enlarged by 100 in Figure 2.

Um exemplo de informação convencional a partir do qual um engenheiro pode supor um estouro é a elevação de níveis de tanque de lama, conforme ilustrado na Figura 1. Na extrema direita, indicado pelo numeral 1, está o tanque de lama. O fluido de perfuração (lama) é bombeado deste tanque para o poço que é perfurado para remover resíduos, esfriar a broca, e outras finalidades, e retornos de lama do poço para o tanque durante operações normais. Durante um estouro, os fluidos do reservatório deslocam a lama do furo de sondagem para o tanque de lama. A lama é depositada por meio da linha de fluxo 28.An example of conventional information from which an engineer can assume an overflow is raising mud tank levels, as illustrated in Figure 1. At the far right, indicated by numeral 1, is the mud tank. Drilling fluid (mud) is pumped from this tank to the well that is drilled to remove debris, cool the drill, and other purposes, and mud returns from the well to the tank during normal operations. During a burst, reservoir fluids move mud from the borehole to the mud tank. The sludge is deposited through the flow line 28.

Durante a perfuração normal, os níveis do tanque de lama aumentam e diminuem previsivelmente de acordo com a operação que é executada. Durante um estouro, os fluidos do reservatório deslocam a lama, significativa e rapidamente aumentando o nível do tanque de lama. Contudo, ela leva alguns minutos para percorrer os milhares de metros necessários para chegar ao lado superior. Quando ficar evidente que os níveis de lama estão anormalmente altos, minutos preciosos poderão ter sido perdidos. Uma discussão adicional com o engenheiro de lamas pode ser necessária para determinar se este aumento no nível se deve a um estouro iminente ou a alguma outra atividade.During normal drilling, mud tank levels increase and decrease predictably as the operation is performed. During a burst, reservoir fluids displace the mud, significantly and rapidly increasing the level of the mud tank. However, it takes a few minutes to cover the thousands of meters needed to reach the upper side. When it becomes apparent that mud levels are abnormally high, precious minutes may have been lost. Further discussion with the sludge engineer may be necessary to determine if this level increase is due to an impending overflow or some other activity.

Uma vez que tenha sido determinado que um estouro é iminente ou está em desenvolvimento, ou se a segurança demandar que o poço deve ser paralisado por outra razão, as gavetas de tubo BOP serão desdobradas. Embora haja uma variedade de gavetas de tubo empregada, a maioria delas emprega algum tipo de elastômero como uma superfície de vedação. Em casos onde é usada uma gaveta para vedar o fluxo, se houver qualquer dano à face de vedação, poderá continuar havendo um percurso de vazamento, que poderia rapidamente crescer devido à erosão e ao diferencial de pressão através da gaveta. Isto será especialmente verdadeiro quando as gavetas de tubo forem usadas para impedir o fluxo anular (tipicamente, o percurso de retorno para a superfície), visto que estas poderão ser danificadas com a tração do tubo através da gaveta, enquanto engatada. Este dano de face de vedação foi listado como uma causa contribuidora para o acidente em Macondo.Once it has been determined that an overflow is imminent or under development, or if safety demands that the well must be stopped for another reason, the BOP tube drawers will be deployed. Although there are a variety of tube drawers employed, most of them employ some type of elastomer as a sealing surface. In cases where a drawer is used to seal the flow, if there is any damage to the sealing face, a leak path may continue which could rapidly grow due to erosion and pressure differential across the drawer. This will be especially true when tube drawers are used to prevent annular flow (typically the return path to the surface) as they may be damaged by pulling the tube through the drawer while engaged. This sealing face damage has been listed as a contributing cause to the Macondo accident.

Se a variedade de gavetas de tubo falhar, o último dispositivo BOP a ser usado será uma gaveta cisalhante, que atua como um par de tesouras para cisalhar a coluna de perfuração e impedir tanto o fluxo anular quanto da tubulação. As gavetas cisalhantes tipicamente desdobradas não se destinam a cisalhar juntas de ferramenta (onde duas peças do tubo são conectadas) ou colares de tubo (tubo de parede pesada empregada na extremidade da coluna de perfuração). Se o tubo for posicionado de tal modo que as gavetas cisalhantes estejam trabalhando contra uma junta de ferramenta, a gaveta cisalhante poderá ser desdobrada, mas não cisalhar o tubo por completo. Se esta condição for conhecida a priori, será possível compensar com o reposicionamento do tubo. A Figura 3 ilustra o trabalho de uma gaveta cisalhante. Ela mostra um tubo 202 com uma junta de tubo mais grossa 206. Um primeiro par de tesouras 201 e 202 é posicionado para cisalhar o tubo normal. O segundo par de tesouras 204 e 205 é posicionado para cisalhar a junta de tubo 206 e sem um meio adicional não pode cisalhar e fechar o tubo na junta 206. Assim, se a gaveta for desdobrada para dividir o tubo em uma junta ou obstrução, ela não poderá deter o fluxo de óleo por completo devido ao fechamento inadequado. Às vezes, é difícil determinar se o desdobramento da gaveta teve sucesso ou falhou a partir de uma perspectiva de fluxo. A gaveta pode indicar que ela está vedada. E ROVs (Veículos Remotamente Operados) que inspecionam o exterior do BOP podem reportar similarmente com base nos indicadores de posição. Entretanto, o fluxo não pode ser verdadeiramente detido. As medições diretas que indicam a condição real (em vez de, por exemplo, indicadores secundários, tal como a posição da válvula) proveem informação útil na avaliação do real estado do BOP.If the variety of tube drawers fails, the last BOP device to use is a shear drawer, which acts as a pair of scissors to shear the drill string and prevent both annular and tubing flow. Typically unfolded shear drawers are not intended to shear tool joints (where two pipe pieces are connected) or pipe collars (heavy wall pipe employed at the end of the drill string). If the pipe is positioned in such a way that the shearing drawers are working against a tool joint, the shearing drawer may be unfolded but not completely shear the pipe. If this condition is known a priori, it will be possible to compensate with the repositioning of the pipe. Figure 3 illustrates the work of a shear drawer. It shows a tube 202 with a thicker tube joint 206. A first pair of scissors 201 and 202 are positioned to shear the normal tube. The second pair of scissors 204 and 205 are positioned to shear tube joint 206 and without additional means cannot shear and close the tube at joint 206. Thus, if the drawer is unfolded to split the tube into a joint or obstruction, It will not be able to stop the oil flow completely due to improper closing. It is sometimes difficult to determine if drawer deployment has succeeded or failed from a flow perspective. The drawer may indicate that it is sealed. And remotely operated vehicles (ROVs) inspecting the exterior of the BOP can report similarly based on position indicators. However, the flow cannot truly be stopped. Direct measurements indicating the actual condition (rather than, for example, secondary indicators such as valve position) provide useful information in assessing the actual state of the BOP.

Consequentemente, a tecnologia BOP convencional não soluciona os problemas associados com as condições de estouro e pode ser suplementada para prover informação que é redundante, confiável e oportuna. Aqui, um sistema com uma pluralidade de componentes e um método de usar esses componentes são providos de acordo com um ou mais aspectos da presente invenção que serve para corroborar o estado do BOP. O Corroborador BOP Submarino, provido de acordo com um aspecto da presente invenção, preferivelmente inclui: 1) um medidor de fluxo; 2) um localizador de junta de tubo, 3) um agente de confirmação de vedação de gaveta, 4) um sistema de inteligência artificial, para alertar o pessoal, tais como engenheiros, sobre possíveis eventos perigosos, 5) uma conexão de comunicação independente ao lado superior, incluindo um transmissor e um receptor e preferivelmente um multiplexador para combinar dados em um fluxo de dados combinados e um desmultiple-xador para separar os dados individuais do fluxo de dados combinados, onde a linha de comunicação é dedicada a executar o tráfego de dados do corroborador para o lado superior, por exemplo, para a rápida transferência de dados do medidor de fluxo para o lado superior, e 6) Pelo menos, um dispositivo de computador que coleta e analisa os dados transmitidos sobre a conexão de comunicação independente e cria um alerta com base na análise. A Figura 4 ilustra diversos aspectos da presente invenção. O corroborador 220 fica no topo do BOP e apresenta uma linha de comunicação independente 230 para o lado superior. O corroborador poderia ser também localizado abaixo do BOP. A linha de comunicação 230 pode ser diretamente do corroborador ou pode ser provida de um dispositivo de comunicação 228. Um aspecto da utilidade do corroborador é esta linha direta rápida para a superfície. Isto permite que os engenheiros reajam a eventos no furo de sondagem e assumam etapas para aperfeiçoar ou impedir um estou- ro. Este canal de comunicações pode ser carregado no elevador de perfuração para o lado superior. Componentes serão descritos adicionalmente a-baixo.Consequently, conventional BOP technology does not solve the problems associated with overflow conditions and can be supplemented to provide information that is redundant, reliable and timely. Here, a system with a plurality of components and a method of using such components are provided in accordance with one or more aspects of the present invention which serves to corroborate the state of the BOP. The Submarine BOP Corroborator, provided in accordance with an aspect of the present invention, preferably includes: 1) a flow meter; 2) a pipe joint locator, 3) a drawer seal confirmation agent, 4) an artificial intelligence system to alert personnel, such as engineers, of possible hazardous events, 5) an independent communication connection to the upper side, including a transmitter and receiver and preferably a multiplexer for combining data into a combined data stream and a demultiplier for separating the individual data from the combined data stream, where the communication line is dedicated to carrying out data traffic. corroborator data to the upper side, for example for the rapid transfer of data from the flow meter to the upper side, and 6) At least one computer device that collects and analyzes data transmitted over the independent communication connection and creates an alert based on the analysis. Figure 4 illustrates various aspects of the present invention. The corroborator 220 is at the top of the BOP and has an independent communication line 230 to the upper side. The corroborator could also be located below the BOP. Communication line 230 may be directly from the corroborator or may be provided with a communication device 228. One aspect of corroborator utility is this quick direct line to the surface. This allows engineers to react to drillhole events and take steps to improve or prevent a burst. This communications channel may be carried on the drill lift to the upper side. Components will be further described below.

Medidor de Fluxo (item 224 na Figura 4) Este componente monitora os conteúdos da linha de fluxo e detecta a ocorrência de aberrações de fluxo muito antes que elas se manifestem no lado superior. Ele determina a direção e a velocidade dos fluidos e relata a composição aproximada com base na densidade ou em outros dados coletados. O medidor de fluxo 224 é conectado ao corroborador 220 por meio de uma linha de comunicação e reporta a informação referente ao fluxo ao corroborador 220. Há diversos tipos de tecnologias de medidor de fluxo que podem cumprir este papel, incluindo ultrassom que usa, por exemplo, abordagens Doppler e/ou tempo de trânsito e raio gama. Por exemplo, pode ser usado um medidor de fluxo de ultrassom da Krohne, conforme ilustrado na Figura 5. O medidor de fluxo 224 pode ser colocado abaixo do BOP. Ele também pode ser colocado acima do BOP na linha que corre diretamente para a superfície. Por exemplo, o medidor de fluxo pode ser localizado perto de 228 na Figura 4.Flow Meter (item 224 in Figure 4) This component monitors the flow line contents and detects the occurrence of flow aberrations long before they manifest on the upper side. It determines the direction and speed of fluids and reports approximate composition based on density or other collected data. The flowmeter 224 connects to the corroborator 220 via a communication line and reports flow information to the corroborator 220. There are several types of flowmeter technologies that can fulfill this role, including using ultrasound, for example. , Doppler approaches and / or transit time and gamma ray. For example, a Krohne ultrasound flowmeter may be used as shown in Figure 5. The flowmeter 224 may be placed below the BOP. It can also be placed above the BOP on the line that runs directly to the surface. For example, the flow meter may be located near 228 in Figure 4.

Através do uso de um sensor externo, nenhuma obstrução é a-presentada ao equipamento de perfuração que passa através do BOP. O medidor de fluxo, em uma concretização da presente invenção, é usado para também determinar uma direção de fluxo. O medidor de fluxo em uma concretização da presente invenção é usado também para determinar uma direção de fluxo. O medidor de fluxo, em uma concretização da presente invenção, é usado também para determinar uma composição aproximada de conteúdos de material no fluxo através da coleta de dados de densidade de fluido.Through the use of an external sensor, no obstruction is present to the drilling rig that passes through the BOP. The flow meter, in one embodiment of the present invention, is used to also determine a flow direction. The flow meter in one embodiment of the present invention is also used to determine a flow direction. The flowmeter, in one embodiment of the present invention, is also used to determine an approximate composition of material content in the flow by collecting fluid density data.

Localizador de Junta de Tubo Esta unidade "conta" as juntas na medida em que elas passam. Desta forma, pode ser determinada a relativa distância à junta mais próxima em qualquer momento. Na teoria, será possível determinar este lado superior, uma vez que a tubulação é rígida. Entretanto, a distância longa entre o lado superior e o BOP exacerba quaisquer erros de medição. Há muitos métodos para se fazer a efetiva contagem. O mais simples envolve o medidor de fluxo, se localizado em 228, que, dependendo da tecnologia, poderá identificar mudanças na espessura da parede de tubo através da detecção de uma maior atenuação. Como resultado, sabe-se onde as juntas estão no tubo e pode-se prever a posição das gavetas cisalhan-tes em um BOP com relação à junta (ou a junta com relação às tesouras), de modo que as tesouras no BOP, quando ativadas, não tenham que atravessar uma junta. Cada vez que a espessura maior é medida, um processador no corroborador 220 anota a posição da junta de tubo. Isto é usado por um processador para monitorar as posições das juntas de tubo em relação às gavetas cisalhantes no BOP. O tubo pode ser movido com relação ao BOP para assegurar que as gavetas não fiquem posicionadas em uma junta. Alternativamente, as gavetas do BOP podem ser escalonadas de tal modo que, se uma for localizada em uma junta, as outras gavetas não fiquem localizadas em uma junta, e a localização de junta comparada à localização da gaveta cisathante pode ser confirmada pela ferramenta. Em todos os casos, a informação de posicionamento é registrada. O processamento pode ser feito no corroborador 220 ou a informação de posicionamento poderá ser enviada para o lado superior para um processador quando o posicionamento das gavetas cisalhantes em relação às juntas de tubo puder ser determinado e a posição do tubo ajustada, conforme necessário para impedir a localização das juntas de tubo no espaço de gaveta cisalhante.Pipe Joint Locator This unit "counts" the joints as they pass. In this way, the relative distance to the nearest joint can be determined at any time. In theory it will be possible to determine this upper side since the tubing is rigid. However, the long distance between the upper side and the BOP exacerbates any measurement errors. There are many methods for effective counting. The simplest involves the flow meter, if located at 228, which, depending on technology, can identify changes in pipe wall thickness by detecting greater attenuation. As a result, it is known where the joints are in the pipe and the position of the shearing drawers in a BOP relative to the joint (or the joint to the shears) can be predicted, so that the shears in the BOP when activated, do not have to cross a joint. Each time the largest thickness is measured, a processor in corroborator 220 notes the position of the pipe joint. This is used by a processor to monitor the positions of the pipe joints relative to the shearing drawers in the BOP. The tube can be moved relative to the BOP to ensure that the drawers are not positioned in a joint. Alternatively, the BOP drawers can be staggered such that if one is located in a joint, the other drawers are not located in a joint, and the joint location compared to the location of the shearing drawer can be confirmed by the tool. In all cases, positioning information is recorded. Processing can be done in corroborator 220 or positioning information can be sent upstream to a processor when the positioning of the shearing drawers relative to the pipe joints can be determined and the pipe position adjusted as necessary to prevent location of pipe joints in the shear drawer space.

Agentets) de Confirmação de Vedação de Gaveta (itens 220-222 na Fiaura 41 De acordo com um aspecto da presente invenção, o agente de conformação de vedação de gaveta é um sensor ou sensores acústicos 220-222 que detectam as vibrações originárias do interior do tubo e atuam como uma verificação de redundância para o medidor de fluxo. Se a gaveta vedar a linha adequadamente, não haverá nenhum fluxo e, consequentemente, nenhuma assinatura acústica gerada pelo fluxo. Estes sensores 220 a 222 nesta unidade, treinados para captar o ruído de fundo ambiente do corrobo- rador, podem distinguir o estado do fluxo. Embora este seja um dado pós-operação, falha no desdobramento antecipado pode indicar problemas de face de vedação e impedir que os engenheiros tentem usar o BOP em um estado danificado. Danos resultantes do desengate do tubo através de uma gaveta ativada, em particular, serão detectados através do teste de pressão seguinte. Em uma concretização da presente invenção, uma assinatura a-cústica de fluido que passa um dispositivo destinado a prover fechamentos (por exemplo, gaveta anular, gaveta cisalhante) é captada sob diferentes condições de operação. Tal detecção de assinatura acústica é aplicada depois que uma gaveta tenha sido fechada para determinar se o fluxo ainda ocorre através do dispositivo. As saídas dos sensores acústicos 242 nos cubos 240 (nas localizações 220 a 222) são relatadas para o corroborador 220 através das linhas de comunicação ilustradas na Figura 4. O corroborador pode estar também em comunicação com outros pontos de dados de instalação de superfície. O sensor acústico pode ser localizado em um cubo perto das gavetas cisalhantes. A Figura 6 ilustra tal cubo 240. O cubo 240 inclui um sensor acústico 242 que detecta o fluxo perto do tubo onde as gavetas cisalhantes operam. A Figura 7 ilustra o processamento do sinal acústico de a-cordo com um aspecto da presente invenção. Um limite 252 para o sinal a-cústico é estabelecido. Comumente, o limite está bem acima de 0, mas isto pode ser variado dependendo da experiência. Se as gavetas cisalhantes tiverem sido ativadas, e um sinal 250 dos sensores 242 estiver abaixo do limite, então, o processador no corroborador 220 determinará que as gavetas cisalhantes foram ativadas com sucesso. Por outro lado, se o sinal 254 de qualquer dos sensores 220 a 222 estiver acima do limite, seja completamente, parcialmente ou na média, então, o processador no corroborador determinará que as gavetas cisalhantes não foram ativadas com sucesso. A informação do medidor de fluxo, do sensor de posição da junta de tubo e dos sensores acústicos de gaveta cisalhante pode ser enviada para um processador no corroborador 220 para processamento. Alternativamente, a informação pode ser enviada para o lado superior sem proces- sarnento por meio da linha de comunicação 230 a ser processada lado superior.Drawer Seal Confirmation Agentets (Items 220-222 on Fiaura 41) According to one aspect of the present invention, the drawer seal forming agent is an acoustic sensor or sensors 220-222 that detect vibrations originating from within the act as a redundancy check for the flow meter If the drawer properly seals the line, there will be no flow and therefore no acoustic signature generated by the flow. These sensors 220 to 222 in this unit, trained to pick up noise corroborator environment, can distinguish the state of the flow.Although this is a given post-operation, early deployment failure can indicate sealing face problems and prevent engineers from attempting to use the BOP in a damaged state. resulting from the disengagement of the tube through an activated drawer in particular will be detected by the following pressure test. In this invention, an acoustic signature of fluid passing a device for providing closures (e.g., annular drawer, shear drawer) is captured under different operating conditions. Such acoustic signature detection is applied after a drawer has been closed to determine if flow still occurs through the device. The acoustic sensor outputs 242 in hubs 240 (at locations 220 to 222) are reported to corroborator 220 via the communication lines illustrated in Figure 4. The corroborator may also be in communication with other surface installation data points. The acoustic sensor can be located in a cube near the shearing drawers. Figure 6 illustrates such hub 240. Hub 240 includes an acoustic sensor 242 that detects flow near the tube where the shearing drawers operate. Figure 7 illustrates the processing of the acoustic signal with one aspect of the present invention. A limit 252 for the acoustic signal is set. Commonly, the limit is well above 0, but this may vary depending on experience. If the shearing drawers have been activated, and a signal 250 from sensors 242 is below the limit, then the processor in corroborator 220 will determine that the shearing drawers have been activated successfully. On the other hand, if the signal 254 of either sensor 220 to 222 is over the limit, either completely, partially or averaged, then the processor in the corroborator will determine that the shearing drawers have not been activated successfully. Information from the flow meter, pipe joint position sensor and shear drawer acoustic sensors can be sent to a processor in corroborator 220 for processing. Alternatively, the information may be sent to the upper side without processing via the communication line 230 to be processed upper side.

Um sistema de monitoramento pode ser um sistema de Inteligência Artificial para alertar os engenheiros sobre possíveis eventos perigosos. Este componente usa tecnologias de monitoramento de condição (por exemplo, nuvens neurais) para determinar a probabilidade de um estouro que ocorre. Sua entrada incluiría os dados do medidor de fluxo e as medições de superfície relevantes (pressão, nível do tanque de lama, etc.) e sua saída seria uma medida de possibilidade. Em uma concretização da presente invenção, uma possibilidade de um estouro é atribuída a uma medição de um único medidor e uma possibilidade de um estouro é atribuída, onde uma mudança repentina e/ou incomum na medição pode incluir um problema em evolução. Em uma concretização da presente invenção, é estabelecida uma correlação entre os resultados de medição de diferentes medidores, tais como medidores de fluxo, pressão e medidores de nível de tanque e é associada com uma probabilidade de um estouro. Em uma concretização da presente invenção, um conjunto de medições de vários metros é determinado a partir de uma pluralidade de poços e determina uma faixa operacional normal de poços.A monitoring system can be an Artificial Intelligence system to alert engineers to possible dangerous events. This component uses condition monitoring technologies (for example, neural clouds) to determine the likelihood of an overflow that occurs. Its input would include flow meter data and relevant surface measurements (pressure, mud tank level, etc.) and its output would be a measure of possibility. In one embodiment of the present invention, a possibility of an overflow is attributed to a single meter measurement and a possibility of an overflow is where a sudden and / or unusual change in measurement may include an evolving problem. In one embodiment of the present invention, a correlation is established between the measurement results of different meters such as flow, pressure and tank level meters and is associated with a probability of an overflow. In one embodiment of the present invention, a multi-meter set of measurements is determined from a plurality of wells and determines a normal operating range of wells.

Em uma concretização da presente invenção, são incluídas medições associadas com problemas de poço e com problemas de sensor. Podem ser aplicados métodos conhecidos, por exemplo, com a criação de um modelo de Análise de Componente Principal (PPCA), conforme descrito, na Publicação de Pedido de Patente Norte-Americana de propriedade conjunta para Yuan, publicada em 22 de março de 2012 e depositada em 20 de julho de 2011, que é aqui incorporada para referência. Pode ser criado um modelo PPCA dos dados do sensor de um poço de perfuração para modelar os parâmetros operacionais de tal poço. Isto é ilustrado na Figura 8, onde os dados reais do sensor, dados históricos do poço de outros poços e talvez limites preestabelecidos são aplicados para gerar um modelo de poço. Este modelo pode ser dinâmico, onde ele capta os dados recentes gerados pelos sensores do poço e que são associados com os reais estados do poço. Este permite a sintonização do sistema e o impedimento de falsos positivos e/ou falsos negativos. Ele também permite captar situações onde as falhas de conexão de dados ou do sensor podem ser identificadas. O modelo pode gerar uma probabilidade do poço que se move para uma situação de estouro ou que está próximo a uma situação de estouro ou que está em uma situação de estouro com base nos presentes dados do sensor, conforme ilustrado na Figura 9. No caso de a probabilidade passar, por exemplo, um limite captado ou preestabelecido, alarmes no lado superior serão ativados, alertando assim os operadores de poço sobre o perigo potencial.In one embodiment of the present invention, measurements associated with well problems and sensor problems are included. Known methods may be applied, for example, by creating a Principal Component Analysis (PPCA) template as described in the jointly owned US Patent Application Publication for Yuan, published March 22, 2012 and filed July 20, 2011, which is incorporated herein by reference. A drillhole sensor data PPCA model can be created to model the drillhole operating parameters. This is illustrated in Figure 8, where actual sensor data, historical well data from other wells and perhaps preset thresholds are applied to generate a well model. This model can be dynamic, where it captures recent data generated by well sensors that are associated with actual well states. This allows system tuning and the prevention of false positives and / or false negatives. It also allows you to capture situations where data connection or sensor failures can be identified. The model can generate a well probability that moves to an overflow situation or is close to an overflow situation or that is in an overflow situation based on the present sensor data, as illustrated in Figure 9. In the case of If the probability passes, for example, a raised or pre-set threshold, alarms on the upper side will be activated, thus alerting well operators of potential danger.

Em uma concretização da presente invenção, o dispositivo de computação calcula a necessidade de um alerta em uma base contínua. Em uma concretização da presente invenção, o dispositivo de computação calcula a necessidade de um alerta pelo menos a cada segundo. Em uma concretização da presente invenção, o dispositivo de computação calcula a necessidade de um alerta a pelo menos cada 10 segundos. Em uma concretização da presente invenção, o dispositivo de computação calcula a necessidade de um alerta a cada 30 segundos. Em uma concretização da presente invenção, o dispositivo de computação calcula a necessidade de um alerta a cada minuto. Em uma concretização da presente invenção, o dispositivo de computação calcula a necessidade de um alerta a cada cinco minutos.In one embodiment of the present invention, the computing device calculates the need for an alert on a continuous basis. In one embodiment of the present invention, the computing device calculates the need for an alert at least every second. In one embodiment of the present invention, the computing device calculates the need for an alert at least every 10 seconds. In one embodiment of the present invention, the computing device calculates the need for an alert every 30 seconds. In one embodiment of the present invention, the computing device calculates the need for an alert every minute. In one embodiment of the present invention, the computing device calculates the need for an alert every five minutes.

Em uma concretização da presente invenção, um tempo de calcular uma possibilidade é determinado pela operação, por exemplo, enquanto do desengate do tubo dentro ou fora, quando um poço estiver fluindo, durante um teste de pressão, antes do desengate do BOP, podem todos exigir diferentes períodos para a frequência de dados. Isto poderia depender também da profundidade do BOP, visto que isto correspondería à magnitude de retardo antes de o efeito ser notado na superfície. Consequentemente, um sistema de acordo com um aspecto da presente invenção irá calcular as possibilidades em uma velocidade mais rápida, quando mais atividades estiverem sendo executadas, que afetam o poço e seu equipamento relacionado. Em uma concretização adicional da presente invenção, possibilidades serão calculadas em uma velocidade mais rápida, quando o BOP for submerso em uma profundidade maior para deslocamento para um maior retardo em resposta.In one embodiment of the present invention, a time to calculate a possibility is determined by operation, for example while disengaging the pipe in or out, when a well is flowing, during a pressure test, prior to disengaging the BOP, all require different periods for data frequency. This could also depend on the depth of the BOP, as this would correspond to the magnitude of delay before the effect was noticed on the surface. Consequently, a system in accordance with one aspect of the present invention will calculate the possibilities at a faster rate when more activities are being performed that affect the well and its related equipment. In a further embodiment of the present invention, possibilities will be calculated at a faster rate when the BOP is submerged to a greater depth for displacement for greater delay in response.

Adicionalmente, o sistema em uma concretização da presente invenção irá gerar possibilidades em uma velocidade mais rápida, quando uma possibilidade calculada de um mau funcionamento potencial exceder um limite ou quando uma possibilidade calculada de um mau funcionamento tiver aumentado além de um limite. Em uma concretização da presente invenção, uma possibilidade será calculada em uma primeira taxa, quando todos os dados do sensor estiverem dentro de uma primeira faixa preestabe-lecida. Quando pelo menos um sensor prover dados que atendam a um limite, o sistema irá aumentar sua taxa de cálculo e seu relato. Isto endereça a questão de não oprimir os operadores com dados irrelevantes, mas adequadamente alertar os operadores, quando a possibilidade de um evento tiver aumentada.Additionally, the system in one embodiment of the present invention will generate possibilities at a faster rate when a calculated possibility of a potential malfunction exceeds a limit or when a calculated possibility of a malfunction has increased beyond a limit. In one embodiment of the present invention, a possibility will be calculated at a first rate when all sensor data is within a preset first range. When at least one sensor provides data that meets a threshold, the system will increase its calculation rate and reporting. This addresses the issue of not oppressing operators with irrelevant data, but adequately alerting operators when the possibility of an event has increased.

Em uma concretização da presente invenção, um computador que aplica um modelo de poço e que recebe dados do sensor relacionados ao poço calcula uma possibilidade ou probabilidade de que um mau funcionamento do poço ocorre dentro de certo período de tempo que podería envolver um vazamento e/ou um derramamento na água onde o poço submerso está localizado. Em uma concretização da presente invenção, o período de tempo sobre o qual a possibilidade é calculada é menor do que seis horas. Em uma concretização da presente invenção, o período de tempo sobre o qual a possibilidade é calcula é menor do que uma hora. Em uma concretização da presente invenção, o período de tempo sobre o qual a possibilidade é calculada é menor do que 30 minutos. Em uma concretização da presente invenção, o período de tempo sobre o qual a possibilidade é calculada é menor do que 15 minutos.In one embodiment of the present invention, a computer that applies a well model and receives well-related sensor data calculates a possibility or probability that a well malfunction occurs within a certain period of time that could involve a leak and / or a spill into the water where the submerged well is located. In one embodiment of the present invention, the time period over which the possibility is calculated is less than six hours. In one embodiment of the present invention, the time period over which the possibility is calculated is less than one hour. In one embodiment of the present invention, the time period over which the possibility is calculated is less than 30 minutes. In one embodiment of the present invention, the time period over which the possibility is calculated is less than 15 minutes.

Em uma concretização da presente invenção, é calculado um aumento de uma possibilidade de um mau funcionamento. A reação de monitorar o pessoal em um cálculo ou um alerta gerado pelo computador com base em um cálculo claramente depende de uma magnitude da possibilida- de e/ou do tempo em que uma possibilidade aumenta. Por exemplo, se for esperado um pequeno aumento em uma possibilidade já pequena sobre um período de seis horas, então, uma ação poderá ser a de aplicar uma câmera possivelmente em um ROV para inspecionar a parte do poço que traz preocupação. Contudo, se uma possibilidade significativa de um mau funcionamento dentro de 1 hora seguinte for calculada e a possibilidade de um mau funcionamento aumentar substancialmente, poder-se-á tornar medidas imediatas, incluindo a paralisação do poço, a inundação do poço com lama ou a ativação de outros aspectos do BOP incluindo o cisalhamento do tubo e a vedação do tubo. De acordo com um aspecto da presente invenção, indicadores prematuros de um mau funcionamento em evolução alertariam preferivelmente os operadores seis ou mais horas de antemão e permitiríam que o mau funcionamento em evolução fosse endereçado de maneira planejada e recuperável.In one embodiment of the present invention, an increase in a possibility of a malfunction is calculated. The reaction of monitoring personnel in a calculation or a computer-generated alert based on a calculation clearly depends on a magnitude of the possibility and / or the time at which a possibility increases. For example, if a slight increase in an already small possibility is expected over a period of six hours, then one action might be to apply a camera possibly to an ROV to inspect the portion of the well that is of concern. However, if a significant possibility of a malfunction within 1 hour is calculated and the possibility of a malfunction increases substantially, immediate action could be taken, including downtime, flooding with mud or activation of other aspects of BOP including tube shear and tube seal. According to one aspect of the present invention, premature indicators of an evolving malfunction would preferably alert operators six or more hours in advance and allow the evolving malfunction to be addressed in a planned and retrievable manner.

Um rápido aumento na possibilidade de um mau funcionamento, por exemplo, um aumento de 5% da possibilidade de um mau funcionamento a cada 10 minutos cria um alerta que exige uma reação imediata pelos operadores do poço.A rapid increase in the possibility of a malfunction, for example, a 5% increase in the possibility of a malfunction every 10 minutes creates an alert that requires immediate reaction by well operators.

Em uma concretização da presente invenção, ou a possibilidade de um mau funcionamento determinado pelo computador é alta demais ou uma mudança na possibilidade é assim rápida que um mau funcionamento é ou iminente ou já se encontra em andamento e nenhuma reação manual pelos operadores é esperada como endereçando ou corrigindo o mau funcionamento. Nesse caso, o computador poderia instruir o BOP a ativar e paralisar o poço imediatamente.In one embodiment of the present invention, either the possibility of a computer-determined malfunction is too high or a change in possibility is so rapid that a malfunction is either imminent or already in progress and no manual reaction by the operators is expected. addressing or correcting the malfunction. In this case, the computer could instruct the BOP to activate and shut down the well immediately.

Os métodos, conforme providos aqui, são, em uma concretização da presente invenção, implementados em um sistema ou em um dispositivo de computador. Desse modo, as etapas descritas aqui são implementadas em um processador, conforme mostrado na Figura 10. Um sistema ilustrado na Figura 10 e, conforme provido aqui de acordo com um aspecto da presente invenção, é ativado para receber, processar e gerar dados. O sistema é provido com dados que podem ser armazenados em uma memó- ria 1801. Os dados podem ser obtidos de um sensor tal como um sensor de fluxo ou um sensor de nível de lama ou de qualquer outra fonte relevante de dados. Os dados podem ser também providos em uma entrada 1806. Tais dados podem ser dados de sensor de poço ou quaisquer outros dados que sejam úteis em um sistema, conforme provido aqui. O processador é também provido ou programado com um conjunto de instruções ou programa que executa os métodos da presente invenção que é armazenado em uma memória 1802 e é provido no processador 1803, que executa as instruções de 1802 para processar os dados de 1801. Os dados, tais como dados de alerta ou quaisquer outros dados disparados ou causados pelo processador podem ser emitidos em um dispositivo de saída 1804, que pode ser uma tela para exibir um alerta ou imagens que identificam um dispositivo com falha no poço ou em torno deste, ou para um dispositivo de armazenamento de dados. O processador também apresenta um canal de comunicação 1807 para receber dados externos de um dispositivo de comunicação e para transmitir os dados para um dispositivo externo. O sistema, em uma concretização da presente invenção, apresenta um dispositivo de entrada 1805, que pode incluir um teclado, um mouse, um dispositivo de aponta, uma ou mais câmeras ou qualquer outro dispositivo que possa gerar dados a serem providos ao processador 1803. O processador pode ser hardware dedicado ou de aplicação específica ou circuitos. Entretanto, o processador pode ser também uma CPU comum, um controlador ou qualquer outro dispositivo de computação que pode executar as instruções de 1802. Consequentemente, o sistema, conforme ilustrado na Figura 6, provê um sistema para processar dados resultantes de um sensor ou qualquer outra fonte de dados e é ativado a executar as etapas dos métodos, conforme provido aqui como um ou mais aspectos da presente invenção.The methods as provided herein are, in one embodiment of the present invention, implemented in a computer system or device. Accordingly, the steps described herein are implemented in a processor as shown in Figure 10. A system illustrated in Figure 10 and as provided herein in accordance with an aspect of the present invention is activated for receiving, processing and generating data. The system is provided with data that can be stored in a memory 1801. Data can be obtained from a sensor such as a flow sensor or a mud level sensor or from any other relevant data source. The data may also be provided in an input 1806. Such data may be well sensor data or any other data that is useful in a system as provided herein. The processor is also provided or programmed with an instruction set or program that executes the methods of the present invention which is stored in a memory 1802 and is provided on the processor 1803, which executes the instructions of 1802 to process the 1801 data. , such as alert data or any other data triggered or caused by the processor may be issued on an 1804 output device, which may be a screen for displaying an alert or images identifying a device failing in or around the well, or to a data storage device. The processor also has a communication channel 1807 for receiving external data from a communication device and for transmitting data to an external device. The system, in one embodiment of the present invention, features an input device 1805, which may include a keyboard, mouse, pointing device, one or more cameras or any other device that can generate data to be provided to processor 1803. The processor may be dedicated or application specific hardware or circuits. However, the processor may also be a common CPU, a controller, or any other computing device that may execute the 1802 instructions. Accordingly, the system, as illustrated in Figure 6, provides a system for processing data resulting from a sensor or any another data source and is enabled to perform the method steps as provided herein as one or more aspects of the present invention.

De acordo com um aspecto da presente invenção, foi provido um sistema para diretamente comunicar o estado de um BOP ao lado superior a fim de disponibilizar a informação corroborativa para determinar com precisão a possibilidade de uma falha sob demanda deste item crítico, potencial- mente levando a um estouro. Além disso, de acordo com um aspecto da presente invenção, o desdobramento e a possibilidade de sucesso para uma ativação de gaveta BOP são facilitados com um localizador de junta de tubo e um agente de confirmação de vedação de gaveta. Também, de acordo com um aspecto da presente invenção, é provida a aplicação de um sistema de monitoramento, que combina informação acerca do estado BOP e sua disponibilidade esperada com dados de operações de perfuração para automaticamente detectar o início de um estouro.In accordance with one aspect of the present invention, a system has been provided to directly communicate the status of a BOP to the upper side to provide corroborative information to accurately determine the possibility of an on-demand failure of this critical item, potentially leading to to a pop. Furthermore, according to one aspect of the present invention, the unfolding and the possibility of success for a BOP drawer activation is facilitated with a pipe joint locator and a drawer seal confirming agent. Also, in accordance with one aspect of the present invention, there is provided the application of a monitoring system which combines information about the BOP state and its expected availability with drilling operations data to automatically detect the start of an overflow.

Enquanto foram mostradas, descritas e apresentadas novas características fundamentais da invenção, conforme aplicadas às concretizações da mesma, será entendido que várias omissões e substituições e mudanças na forma e nos detalhes dos métodos e dos sistemas ilustrados e em sua operação podem ser feitas por aqueles versados na técnica sem se a-fastar do espírito da invenção. Portanto, pretende-se que a invenção seja apenas limitada, conforme indicado, pelo escopo das reivindicações.While new fundamental features of the invention have been shown, described and presented as applied to the embodiments thereof, it will be understood that various omissions and substitutions and changes in the form and detail of the methods and systems illustrated and their operation may be made by those skilled in the art. in the art without departing from the spirit of the invention. Therefore, it is intended that the invention be limited only as indicated by the scope of the claims.

Claims

A method for monitoring an overflow safety (BOP) system for a submerged well under a water surface including at least one well tube at a location above the water surface comprising: generating a plurality of signals including a signal from an external flow meter to at least one tube to measure a flow within at least one tube and an acoustic sensor drawer seal confirming agent signal, collecting and sending the plurality of signals by a BOP corroborator over a dedicated transmission connection to a computer monitoring device located above the water surface, the computer monitoring device being activated to decide based on the received plurality of signals to generate an alert related to a BOP activation.

A method according to claim 1 further comprising the computer monitoring device receiving data from at least one sensor installed above the water surface.

A method according to claim 2, wherein at least one sensor measures a sludge tank level.

A method according to claim 2, wherein at least one sensor measures a pressure,

A method according to claim 1, wherein the computer monitoring device applies a well model that calculates a possibility of a well malfunction.

The method of claim 5, wherein the possibility is a probability of a malfunction including leakage of material into the water within a one hour period.

A method according to claim 5, wherein the model is based on a Principal Component Analysis of the sensor data.

A method according to claim 1 further comprising: a sensor generating a joint-related joint signal in at least one tube.

The method of claim 8 further comprising: determining a joint position in at least one tube.

A method according to claim 9 further comprising: positioning the BOP shears such that when activated the shears do not have to cross the joint.

11. Corroborator to assist in the operation of a submerged well overflow safety (BOP) system connected to a pipe from the well to the upper side, the corroborator in communication with a sludge tank or other installation data points. surface comprising: a processor having an interface providing a level of mud tank contents or other surface installation data and having a direct communication link to the upper side; a flow meter connected external to the pipe for measuring a flow within the pipe that provides a representative signal of the flow to the processor; a pipe joint locator for determining locations of a plurality of joints in the pipe providing location information for the processor, and a drawer seal confirming agent for detecting vibrations from an interior of the pipe after the pipe has been sealed by a drawer that provides a measure of the vibrations to the processor; where the processor provides level related information or other surface installation data, flow, locations, and upward vibrations over the communication link.

Corroborator according to claim 11, which is located in the overflow safety system.

The corroborator according to claim 11 further comprising: a dedicated corroborator transmission connection to a computer device on the upper side for transmitting a plurality of signals collected by the corroborator.

Corroborator according to claim 13, wherein the computer device is activated to decide based on the plurality of signals transmitted by the corroborator to generate an alert related to an overflow safety system activation.

Corroborator according to claim 14, wherein the computer device receives a signal from at least one sensor installed on the upper side.

Corroborator according to claim 15, wherein at least one sensor measures a sludge tank level.

The corroborator according to claim 14, wherein the computer device applies a well model that calculates a possibility of a well malfunction.

Corroborator according to claim 17, wherein the model is based on a Principal Component Analysis of sensor data.

Corroborator according to claim 17, wherein the possibility is a probability of a malfunction including leakage of material from the well within a one hour period.

The corroborator according to claim 11, wherein cracks in the pop-up safety system are positioned based on a signal generated by the pipe joint locator such that when activated the scissors do not have to cross the joint.