BR102013017897A2 - sistema de retroalimentação posicional e método para ajustar um conjunto de vedação - Google Patents

Abstract

sistema de retroalimentação posicional e método para ajustar um conjunto de vedação. a presente invenção refere-se, em geral, a um sistema para retroalimentação posicional remota de um membro de cabeça de poço submarino e, em particular, a um sistema e método para detectar a posição de um membro atuável de um membro de cabeça de poço submarino para a confirmação de ajuste do membro de cabeça de poço submarino. o sistema de retroalimentação posicional compreende um conjunto de vedação (23) acoplado de modo liberável à ferramenta de assentamento (17), sendo configurado para ser posicionado entre uma superfície de diâmetro externo do suspensor (21) e uma superfície de diâmetro interno da cabeça de poço (13), compreendendo uma parte superior (45) que se move em relação a uma parte inferior (31), quando o conjunto de vedação (23) está sendo movido a partir de uma posição não ajustada para uma ajustada para formar uma vedação, respectivamente; um imã (57) que tem um campo magnético (63), em que o imã (57) é disposto na parte superior (45) do conjunto de vedação (23); uma ferramenta de assentamento (17) configurada para ajustar o suspensor (21) na cabeça de poço (13); e um ou mais dispositivos sensores (59, 61) dispostos na ferramenta de assentamento (17), em que o um ou mais dispositivos sensores (59, 16) são posicionados no campo magnético (63) do imã (57) em uma ou mais dentre a posição ajustada e a posição não ajustada, em que o um ou mais dispositivos sensores (59, 61) são configurados para se comunicarem com uma plataforma de superfície (25), quando o imã (57) passa o campo magnético (63) através de um ou mais dispositivos sensores (59, 61).

Description

“SISTEMA DE RETROALIMENTAÇÃO POSICIONAL E MÉTODO PARA AJUSTAR UM CONJUNTO DE VEDAÇÃO” Antecedentes da Invenção Campo da Invenção: A presente invenção refere-se, em geral, a um sistema para retroalimentação posicionai remota de um membro de cabeça de poço submarino e, em particular, a um sistema e método para detectar a posição de um membro atuável de um membro de cabeça de poço submarino para a confirmação de ajuste do membro de cabeça de poço submarino.

Breve Descricão da Técnica Relacionada Os operadores há muito desejam saber que ações acontecem no interior do poço. Como resultado desse desejo, muitas ferramentas e aparelhos foram desenvolvidos para transmitir informações a partir de locais submarinos para o operador na superfície. Por exemplo, durante a medição, enquanto operações de perfuração (MWD) ocorrem, tecnologias de pulso de lama podem ser usadas para transmitir sonoramente os dados através da coluna de perfuração para um operador na superfície. Ainda outras operações de MWD podem transmitir dados a partir de transmissores submarinos através de pulsos eletromagnéticos através do anel de perfuração. Dessa maneira, operadores podem receber informações sobre o que está acontecendo no interior do furo de poço durante as operações de perfuração. No entanto, esses métodos de transmissão apenas fornecem meios para transmitir informações básicas sobre as atividades de fundo do poço de retorno à superfície. Essas tecnologias de transmissão atualmente não permitem a transmissão de dados em tempo real, nem permitem a comunicação com ou o controle da ferramenta da superfície.

Os operadores também podem desejar saber o que acontece no interior da cabeça de poço conforme a coluna de revestimento e/ou a coluna de tubulação é operada, assentada, bloqueada e cimentada no interior do furo de poço. Isso é particularmente verdade em ambientes submarinos, onde a cabeça de poço e os locais de assentamento de revestimento podem estar a milhares de pés abaixo da superfície do oceano. Em um exemplo, para determinar se o suspensor de tubulação se assentou e travou, as realizações da técnica irão executar o suspensor de tubulação para o local esperado no interior da cabeça de poço. Em seguida, as realizações da técnica anterior desempenham os procedimentos necessários para travar o suspensor de tubulação à cabeça de poço. Essas realizações, então, conduzem a uma sobretensão, isto é, puxando para cima na coluna de acionamento que suspende a 'ferramenta de assentamento do suspensor de tubulação e o suspensor de tubulação na cabeça de poço, para confirmar qúe o suspensor de tubulação se assentou e travou no interior da cabeça de poço. No entanto, essa é uma medição imprecisa e pode fornecer uma falsa indicação de assentamento e de travamento adequados. Isso é possível onde os grampos do suspensor de tubulação não se encaixam adequadamente à cabeça de poço, fazendo com que os grampos indiquem inicialmente o travamento adequado através de sobretensão, então, os grampos, se movem a partir da posição de encaixe adequada, após a execução do teste.

Outro método da técnica anterior para confirmar as operações de fundo do poço, isto é, o assentamento de suspensores de tubulação e de revestimento e o travamento de suspensor de tubulação e de revestimento, envolve monitorar os fluidos do poço que retornam do poço para a sonda de operação. O suspensor de tubulação incluirá uma manga de acionamento que engata os grampos do suspensor de tubulação com um perfil na cabeça de poço. A manga de acionamento é atuada hidraulicamente e quando o fluido retorna através da coluna de acionamento após a execução das operações de assentamento e de travamento na cabeça de poço, presume-se que o suspensor de tubulação está travado de modo apropriado na cabeça de poço. No entanto, o retorno do fluido através da coluna de tubulação significa apenas que as ações foram desempenhadas e não que as mesmas operaram adequadamente ou que o suspensor de tubulação foi travado adequadamente na cabeça de poço.

Infelizmente, essas realizações da técnica anterior falham em fornecer confirmação direta de operações de fundo do poço, tal como o assentamento e o travamento. Frequentemente, a ferramenta deve ser puxada para verificar que a operação de fundo do poço desejada ocorreu. Isso pode geralmente levar um dia inteiro para executar a ferramenta no local, executar uma operação e, então, puxar a ferramenta para verificar o assentamento e o travamento. Se a ferramenta não desempenhou adequadamente*, então, apenas após puxar a ferramenta é que o operador conhece e se torna capaz de tomar ações corretivas. Portanto, um sistema que pudesse fornecer comunicação direta das operações submarinas de fundo do poço, tal como o assentamento e o travamento do suspensor de revestimento, é desejável.

Além disso, as ferramentas da técnica anterior podem não fornecer retroalimentação de elevação vertical sobre um suspensor e um conjunto de ferramenta de assentamento dispostos no interior de um riser. Sabendo que essas informações podem ser particularmente relevantes conforme o conjunto de ferramenta de assentamento e de suspensor são movidos através do riser de perfuração na junta flexível imediatamente acima da pilha de preventor de erupção. Nessa localização, o conhecimento do ângulo do riser de perfuração em relação à pilha de preventor de erupção é crítica para assegurar a passagem do conjunto de suspensor e ferramenta de assentamento através da pilha de preventor de erupção sem danificar a pilha de preventor de erupção e o conjunto de suspensor e a ferramenta de assentamento. Portanto, um sistema que pudesse fornecer informações de elevação vertical em relação ao suspensor no interior do riser antes do assentamento é desejável.

Descrição Resumida da Invenção Esses e outros problemas são, geralmente, resolvidos ou contornados, e vantagens técnicas são geralmente alcançadas através das realizações preferenciais da presente invenção, que fornecem um sistema e método para retroalimentação posicionai menos umbilical de um membro de cabeça de poço submarino disposto em um conjunto de cabeça de poço submarino.

De acordo com uma realização da presente invenção, um sistema de retroalimentação posicionai que tem uma cabeça de poço, um suspensor de tubulação disponível no interior da cabeça de poço e uma ferramenta de assentamento configurada para ajustar o suspensor de tubulação na cabeça de é revelada. O sistema inclui um conjunto de vedação acoplado de modo liberável à ferramenta de assentamento. O conjunto de vedação tem um anel· de vedação e um anel de energização e é configurado para ser posicionado entre uma superfície de diâmetro externo do suspensor de tubulação e uma superfície de diâmetro interno da cabeça de poço. O anel de energização é configurado para ser movido em relação ao anel de vedação a partir de uma posição não ajustada para uma ajustada para ajustar o anel de vedação e formar uma vedação entre o anel de vedação e as superfícies de diâmetro interno e externo da cabeça de poço e o suspensor de tubulação, respectivamente. Um imã de terra rara que tem um campo magnético é disposto no anel de energização. O sistema também inclui um ou mais dispositivos sensores dispostos na ferramenta de assentamento. O um ou mais dispositivos sensores são posicionados no campo magnético do imã de terra rara em uma ou mais dentre a posição ajustada e a posição não ajustada. O um ou mais dispositivos sensores são configurados para se comunicarem com a plataforma de superfície quando o imã de terra rara passa um campo magnético através do um ou mais dispositivo sensores.

De acordo com outra realização da presente invenção, um sistema de retroalimentação posicionai que tem uma cabeça de poço, o membro da cabeça de poço disponível no interior do poço e uma ferramenta de assentamento configurada para ajustar o membro da cabeça de poço na cabeça de poço é revelada. O sistema inclui um membro atuável acoplado de modo liberável à ferramenta de assentamento, em que o membro atuável é configurado para ser movido a partir de uma posição não ajustada para uma posição ajustada, para ajustar o membro da cabeça de poço na cabeça de poço. O sistema também inclui um imã de terra rara que tem um campo magnético. O imã de terra rara é disposto no membro atuável. O sistema inclui adicionalmente um ou mais dispositivos sensores dispostos na ferramenta de assentamento. O um ou mais dispositivos sensores estão posicionados no campo magnético do imã de terra rara em uma ou mais dentre a posição ajustada e a posição não*ajustada. O um ou mais dispositivos sensores são configurados para se comunicarem com uma plataforma de superfície qüando o imã de terra rara passa um campo magnético através do dispositivo sensor.

De acordo com ainda outra realização da presente invenção, um método para determinar uma localização posicionai de um membro atuável de um membro da cabeça de poço submarina é revelado. O método fornece um suspensor de tubulação disponível no interior da cabeça de poço e uma ferramenta de assentamento configurada para ajustar o suspensor de tubulação na cabeça de poço. O método também fornece um conjunto de vedação acoplado de modo liberável à ferramenta de assentamento, em que o conjunto de vedação tem um anel de vedação e um anel de energização. O método fornece um imã de terra rara ao anel de energização e a um ou mais dispositivos sensores na ferramenta de assentamento e posiciona o conjunto de vedação entre uma magnético do imã de terra rara através do um ou mais dispositivos sensores dispostos na ferramenta de assentamento; e comunica um sinal para a plataforma de superfície em resposta à passagem do campo magnético do imã de terra rara através do um ou mais dispositivos sensores, em que o sinal indica a localização posicionai do anel de energização.

Uma vantagem da realização preferencial é que a mesma fornece retroalimentação remota sobre a situação da ferramenta de riser e da situação de travamento de suspensor durante a instalação, permitindo a confirmação do assentamento e da ativação adequados dos membros no riser* As realizações reveladas realizam essa tarefa sem necessitar de um umbilical dedicado. Assim, as realizações reveladas são mais simples e evitam riscos associados aos danos mecânicos para um umbilical dedicado durante as operações de instalação. Ainda, as realizações reveladas reduzem o tempo de implantação removendo o elemento necessário de implantação e restauração de um umbilical dedicado além da ferramenta de riser. Ainda em outra vantagem, as realizações reveladas comunicam a elevação vertical do suspensor e da ferramenta de riser em relação à junta flexível de riser de perfuração durante o assentamento da coluna de assentamento ou do conjunto de finalização.

Breve Descrição dos Desenhos De modo que a maneira em que as características, vantagens e objetivos da invenção, assim como outros que se tornarão aparentes, são alcançados e podem ser entendidos em mais detalhes, uma descrição mais particular da invenção resumida brevemente acima pode ter como referência as realizações da mesma que são ilustradas nos desenhos anexos que formam uma parte do presente relatório descritivo. Deve ser observado, no entanto, que os desenhos ilustram apenas uma realização preferencial da invenção e não devem, portanto, limitar seu escopo, visto que a invenção pode admitir outras realizações igualmente eficazes. A Figura 1 é uma representação esquemática de uma ferramenta de assentamento suspensa no interior de uma cabeça de poço de acordo com uma realização. A Figura 2 é uma representação esquemática de uma parte da ferramenta de assentamento da Figura 1 que tem um conjunto de vedação disposto entre um suspensor de tubulação e uma cabeça de poço em uma posição não ajustada de acordo com uma realização. A Figura 3 é uma representação esquemática de uma parte da Figura 2 que ilustra a interação magnética entre um imã de terra rara e um dispositivo sensor de acordo com uma realização. » A Figura 4 é uma representação esquemática de uma parte do sistema operacional da Figura 1 que ilustra o conjunto de vedação disposto entre o suspensor de tubulação e a cabeça de poço em uma posição ajustada de acordo com uma realização.

Descrição Detalhada Da Realização Preferencial A presente invenção será agora descrita mais completamente doravante no presente documento com referência aos desenhos anexos que ilustram as realizações da invenção. A presente invenção pode, no entanto, ser realizada de muitas formas diferentes e não deve ser interpretada como limitada às realizações ilustradas apresentadas no presente documento. Em vez disso, essas realizações são fornecidas de modo que essa revelação seja meticulosa e completa e irá transmitir completamente o escopo da invenção para aqueles versados na técnica. Numerais semelhantes referem-se a elementos semelhantes por todo o texto.

Na discussão seguinte, numerosos detalhes específicos são apresentados para fornecer um entendimento meticuloso da presente invenção. No entanto, será óbvio para aqueles versados na técnica que a presente invenção pode ser praticada sem tais detalhes específicos. Ademais, em sua maior parte, os detalhes referentes às operações de sonda, perfuração de furo do poço, colocação de cabeça de poço e semelhantes foram omitidos na medida em que tais detalhes não são considerados necessário para obter um completo entendimento da presente invenção e são considerados estando no interior das habilidades da pessoa versada na técnica relevante. Como usado no presente documento, termos tais como acima e abaixo são usados para descrever a posição relativa de componentes da invenção como ilustrado e não se destinam a limitar as realizações reveladas a uma orientação vertical ou horizontal.

Referindo-se à Figura 1, um sistema de ferramenta'submarino 11 é mostrado. O sistema de ferramenta submarino 11 inclui uma cabeça de poço submarina 13 disposta em um solo oceânico 15. Uma ferramenta de assentamento 17 é suspense no interior da cabeça de poço 13 em uma coluna de assentamento ou de funcionamento 19. Um suspensor de tubulação ou de revestimento 21, tal como um suspensor de tubulação, suspensor de revestimento, ou semelhante, é acoplado a uma extremidade inferior da ferramenta de assentamento 17. A ferramenta de assentamento 17 pode operar para ajustar o suspensor de revestimento 21 no interior da cabeça de poço 13 mediante o uso de um conjunto de obstrução ou de vedação 23. Uma coluna revestimento é presa à extremidade inferior do suspensor de revestimento 21. A coluna de assentamento 19 se estende a partir da ferramenta de assentamento 17 suspensa no interior da cabeça de poço 13 até e através de uma plataforma 25. A plataforma 25 é uma plataforma operacional localizada na superfície de um corpo de água e fornece uma área de trabalho para que os operadores conduzam atividades de perfuração e de produção através da cabeça de poço 13. Em algumas realizações, uma coluna de riser 20 pode se estender entre a plataforma e a cabeça de poço para fornecer um conduto para a coluna de assentamento 19 e outros dispositivos e/ou substâncias para se deslocar entre a cabeça de poço 13 e a plataforma 21. Um sub de comunicações 27 pode ser acoplado em linha com a coluna de assentamento 19 na plataforma 25. O sub de comunicações 27 será acoplado em linha com a coluna de assentamento 19 após a chegada da ferramenta de assentamento 17 em um local desejado com a cabeça de poço 13.

Na realização ilustrada, o sub de comunicações 27 pode compreender um sub destinado a transmitir potencial elétrico a partir de uma unidade de energia elétrica 29 localizada na plataforma 25 para a coluna de assentamento 19. A unidade de energia elétrica 29 pode ser localizada próximo à coluna de assentamento 19 e o sub de comunicações 27 como ilustrados ou pode ser localizado mais distante da coluna de assentamento 19 e do sub de comunicações 27. A unidade de energia elétrica» 29 pode ser acoplada ao sub de comunicações 27 de uma maneira que permita a transmissão de potencial elétrico a partir da unidade de energia elétrica 29 para o sub de comunicações 27 enquanto ainda permite a rotação da coluna de assentamento 19. Em outras realizações, a coluna de assentamento 19 pode não girar. Em uma realização, o sub de comunicações 27 pode gerar ondas eletromagnéticas em resposta à admissão da unidade de energia elétrica 29. O sub de comunicações 27 pode, então, transmitir as ondas eletromagnéticas através da coluna de assentamento 19. Por exemplo, a energia elétrica e as comunicações podem ser abastecidas através de um acoplamento de energia sem contato de alta eficiência com um ressonador como revelado na Publicação do Pedido de Patente n° U.S. 2011/0278018, depositada em 12 de maio de 2010, intitulada “Electrical Coupling Apparatus and Method” e incorporada no presente documento a título de referência. Outras realizações exemplificativas podem fornecer energia elétrica e comunicação através de acoplamento indutivo, tal como revelado no Pedido de Patente n2 U.S 12/908.123, depositado em 20 de outubro de 2010, intitulado “System and Method for Inductive Signal and Power Transfer from ROV to In-Riser Tools,” incorporado a título de no presente documento.

Referindo-se à Figura 2, partes da cabeça de poço 13, do suspensor de revestimento 21, da ferramenta de assentamento 17 e do conjunto de vedação 23 são mostrados. O conjunto de vedação 23 pode incluir um anel de vedação 31. O anel de vedação 31 pode ser um membro anular que tem uma parte em forma de U com pernas de anel de vedação 33, 35 e uma perna inferior 37. A perna inferior 37 se estende a jusante a partir da parte em forma de U. A perna inferior 37 tem o mesmo diâmetro interno e externo que a perna externa 35 nessa realização. A perna inferior 37 se acopla a um anel de nariz 39 de conjunto de vedação 23. Na realização ilustrada, o anel de nariz 39 se aparafusa a uma perna inferior 37 e tem uma extremidade inferior (não mostrada) que pode se assentar em um ombro (não mostrado) de suspensor de revestimento 21, fornecendo local de reação para a compressão de conjunto de vedação 23, como descrito em mais detalhes abaixo. O conjunto de vedação 23 também inclui um anel de energização 41. O anel de energização 41 pode ser um membro anular que tem uma extremidade axialmente inferior um pouco maior que uma fenda 43 definida entre as pernas de anel de vedação 33, 35 do anel de vedação 31. O anel de energização 41 tem uma extremidade superior 45 adaptada para ser acoplada de modo liberável à ferramenta de assentamento 17, de modo que a ferramenta de assentamento 17 possa conduzir o conjunto de vedação 23 para o local mostrado na Figura 2 e, então, operar o anel de energização 41 para energizar o conjunto de vedação 23. A cabeça de poço 13 e o suspensor de revestimento 21 podem ter pavios 47, 49 formados nas superfícies de diâmetro interno ou diâmetro externo de cada membro respectivo, como mostrado. Na realização ilustrada, os pavios 47, 49 voltam-se uns para os outros através de um espaço anular 51 no qual o conjunto de vedação 23 é disposto. Quando o anel de vedação 31 é disposto no espaço anular 51, uma superfície de diâmetro interno da perna interna 33 pode estar próxima aos pavios 49 e uma superfície de diâmetro externo da perna externa 35 pode estar próximo ao pavio 47. Na realização ilustrada, a ferramenta de assentamento 17 inclui uma parte de haste 53 e uma parte de pistão 55. A parte de pistão 55 se acopla ao anel de energização41 em extremidade superior 45 de anel de energização 41 e circunda a parte de haste 53. A parte de pistão 55 é móvel de modo axial em relação à parte de haste 53 em resposta ao peso de coluna de tubulação, pressão hidráulica ou semelhante. A parte de haste 53 pode se acoplar na coluna de tubulação 19 para a rotação a partir disso. Uma pessoa versada na técnica irá reconhecer que os componentes de ferramenta de assentamento 17 são mostrados esquematicamente na Figura 2*e podem incluir quaisquer componentes adequados e configurações de modo que a ferramenta de assentamento 17 possà ajustar o conjunto de vedação 23. O anel de energização 41 inclui um imã 57, tal como um imã de terra rara, montado em uma parte do anel de energização 41. O imã 57 pode ser qualquer imã de terra rara adequado, por exemplo, samário de cobalto ou semelhante. Um dispositivo sensor não ajustado 59 pode ser montado na parte de haste 53 da ferramenta de assentamento 17. De forma semelhante, um dispositivo sensor ajustado 61 pode ser montado na parte de haste 53 da ferramenta de assentamento 17. Na realização ilustrada, o dispositivo sensor não ajustado 59 pode estar em uma posição axialmente mais alta que o dispositivo sensor ajustado 61. Os dispositivos sensores não ajustados e ajustados 59, 61 podem ser microcircuitos integrados, tal como Magneto-Restritivo Gigante (GMR) ou circuitos integrados sensores de Efeito Hall. Em realizações alternativas, dispositivos sensores não ajustados e ajustados 59, 61 podem ser dispositivos optoeletrônicos de magneto híbrido que tem uma junção de túnel magnética e uma superfície de cavidade vertical emitindo laser diodo; em que o dispositivo modula a amplitude da emissão de laser em resposta às mudanças em um campo magnético externo. A modulação do laser pode ser interpretada como retroalimentação posicionai. Ainda em outras realizações, os dispositivos sensores ajustados e não ajustados 59,61 podem ser um interruptor de lâminas, um interruptor elétrico operado por um campo magnético aplicado. O interruptor de laminas inclui um par de contatos formados em laminas de metal ferroso em um invólucro de vidro que fecha na presença de um campo magnético. Ainda em outra realização, o dispositivo sensor não ajustado e ajustado 59, 61 pode ser uma serpentina, tal como uma serpentina de fio de cobre adaptada para receber uma fonte de energia. Durante o ajuste ou a energização do conjunto de vedação 23, o imã 57 pode ser axialmente próximo ao dispositivo sensor não ajustado 59 como mostrado na Figura 2 e o dispositivo sensor ajustado 61, como mostrado na Figura 4. Conforme revelado acima, a energia pode ser fornecida para a ferramenta de assentamento 17 e os dispositivos sensores 59, 61 através da transmissão de dados eletromagnéticos (EM) como é conhecido na técnica anterior. Os sistemas de transmissão de dados EM transmitem ondas EM de baixa frequência mediante o uso de tubulação do poço ou de revestimento como meio de transmissão. Os dispositivos sensores 59, 61 recebem as ondas EM e convertem as ondas em fonte de energia para a operação de dispositivos sensores 59, 61. De forma semelhante, os dispositivos sensores 59, 61 podem gerar ondas EM que são transmitidas através da coluna de tubulação ou de revestimento para a superfície. Em outras realizações exemplificativas, ondas ultrassônicas podem ser usadas. Uma pessoa versada na técnica irá reconhecer que muitos diferentes arranjos de vedação submarinos podem ser usados com as realizações reveladas, desde que cada uma desloque axialmente um anel ou um membro para energizar o arranjo de vedação.

Conforme mostrado na Figura 3, o imã 57 pode gerar um campo magnético como ilustrado pelas linhas de campo magnético 63. Uma pessoa versada na técnica irá entender que o campo magnético gerado pelo imã 57 pode ser modelado diferentemente e é mostrado na Figura 3 apenas para finalidade ilustrativa. O imã 57 pode ter uma força magnética suficiente, de modo que o campo magnético passa através do dispositivo sensor não ajustado 59, quando o anel de energização 41 está na posição não ajustada das Figuras 2 e 3. O campo magnético vai gerar um fluxo magnético através do dispositivo sensor não ajustado 59. O dispositivo sensor não ajustado 59 pode detectar o campo magnético do imã 57 e comunicar a detecção para o sub de comunicações 27 (Figura 1) e a unidade de energia elétrica 29 (Figura 1) localizada na superfície para indicar que o anel de energização 41 está na posição não ajustada no que diz respeito à ferramenta de assentamento 17. De forma semelhante, quando o anel de energização 41 está na posição ajustada da Figura 4, descrito em mais detalhes abaixo, o campo magnético do imã 57 pode passar através do dispositivo sensor ajustado 61. O dispositivo sensor ajustado 61 pode detectar o campo magnético do imã 57 e comunicar a detecção para o sub de comunicações 27 e a unidade de energia elétrica 29 localizada na superfície para indicar que o anel de energização 41 está na posição ajustada no que diz respeito à ferramenta de assentamento 17. Uma pessoa versada na técnica irá entender que a comunicação de detecção tanto pelos dispositivos sensores não ajustados quanto pelos ajustados 61, 59 pode ser através de quaisquer meios adequados, incluindo, mas não se limitando aos métodos da técnica anterior revelada acima. O conjunto de vedação 23 é executado para assentar e ajustar como mostrado na Figura 2 em uma operação de execução típica. Enquanto executam no furo do poço, os elementos do conjunto de vedação 23 são ilustrados na Figura 2. Uma força axial é, então, aplicada ao anel de energização 41 com a parte de pistão 55 da ferramenta de assentamento 17. O anel de energização 41 se move axialmente a jusante em resposta, de modo que uma extremidade do anel de energização 41 aplica uma força axial a jusante nas superfícies das pernas do anel de vedação 35, 37. A aplicação continuada de força axial a jusante no anel de energização 41 faz com que uma extremidade do anel de energização 19 seja inserido na fenda 43 formada pelas pernas do anel de vedação 35, 37.

Visto que a extremidade do anel de energização 41 é inserida na fenda 43, as pernas do anel de vedação 35, 37 irão se deformar radialmente na engrenagem com os pavios 49, 47, respectivamente, como mostrado na Figura 4. A superfície de diâmetro interno da perna do anel de vedação 33 será, então, deformada pelos pavios 49 do suspensor de revestimento 21 e a superfície de diâmetro externo da perna do anel de vedação 35 será deformada pelos pavios 47 da cabeça de poço 13, formando uma vedação de espaço anular 51. Como descrito acima, quando o anel de energização 41 alcança essa posição, o campo magnético do imã 57 irá gerar um fluxo magnético através do dispositivo sensor ajustado èl. O dispositivo sensor ajustado 61 pode então comunicar isso para a superfísie como uma indicação de que o conjunto de vedação 23 está devidamente ajustado de uma maneira revelada acima.

Uma pessoa versada na técnica entenderá que outros componentes configurados para se moverem em relação uns aos outros nas realizações de fundo do poço podem ter uma combinação de um imã ou mais dispositivos sensores como revelado no presente documento. Dessa maneira, a posição de movimentação dos componentes e da confirmação da operação bem sucedida dos componentes do fundo do poço pode ser confirmada colocando os dispositivos sensores e o imã de terra raras nos locais de movimento desejado. Por exemplo, em uma modalidade, os imãs 57’ podem ser colocados em vários locais no riser 20. A ferramenta de assentamento 17 se move além desses imãs 57’, um sinal pode ser gerado e ajustado para a superfície em uma maneira semelhante à descrita acima. Uma pessoa versada na técnica também entenderá que as posições axiais, posições de rotação e posições radiais podem ser detectadas pela combinação de componentes revelados no presente documento. Dessa maneira, as realizações reveladas permitem o uso em qualquer membro da cabeça de poço adequado, tal como buchas de desgaste, buchas de travamento, suspensores da tubulação, suspensores de revestimento e semelhantes.

Por conseguinte, as realizações reveladas fornecem numerosas vantagens. Além disso, as realizações reveladas fornecem retroalimentação remota sobre a situação da ferramenta de riser e a situação de travamento do suspensor durante a instalação, permitindo a confirmação adequada do assentamento e da ativação dos membros no riser. As realizações reveladas realizam essa tarefa sem necessitar de uma energia dedicada e de sinal umbilical. Deste modo, as realizações reveladas são mais simples e evitam riscos associados aos danos mecânicos em um umbilical dedicado durante as operações de instalação. Ainda, as realizações reveladas reduzem o tempo de implantação removendo o elemento necessário cia implantação e restauração de um umbilical dedicado, além da ferramenta de rises. Uma pessoa versada na técnica entenderá que as realizações reveladas também podem ser adaptadas para o uso com uma ferramenta de assentamento hidraulicamente energizada que tem um umbilical hidráulico. Nesses casos, a energia elétrica e os sinais de comunicação podem ser transmitidos no interior do umbilical hidráulico externo à tubulação.

Entende-se que a presente invenção possa tomar muitas formas e realizações. Por conseguinte, várias variações podem ser feitas ao supracitado sem se desviar do espírito ou do escopo da invenção. Tendo assim descrito a presente invenção com referência as suas realizações preferenciais determinadas, nota-se que as realizações reveladas são ilustrativas ao invés de limitar a natureza e que uma grande faixa de variações, modificações, mudanças e substituições são contempladas na revelação precedente e, em alguns casos, algumas características da presente invenção podem ser empregadas sem um uso que corresponda a outras características. Muitas dessas tais variações e modificações podem ser consideradas óbvias e desejáveis para aqueles versados na técnica com base em uma revisão da descrição precedente das realizações preferenciais. Por conseguinte, é apropriado que as reivindicações anexas sejam interpretadas ampiamente e de^ma maneira coos\s\.eo\e com o escopo daXoveoção.

Reivindicações:

Claims (15)

1. SISTEMA DE RETROALIMENTAÇÃO POSICIONAL, para vedar um suspensor (21) no interior de uma cabeça de poço submarina (13) com um sistema de ajuste de suspensor e de vedação, em que o sistema de retroalimentação compreende: um conjunto de vedação (23) acoplado de modo liberável à ferramenta de assentamento (17), em que o conjunto de vedação (23) é configurado para ser posicionado entre uma superfície de diâmetro externo do suspensor (21) e uma superfície de diâmetro interno da cabeça <3e poço (13), em que o conjunto de vedação (23) tem uma parte superior (45) que se move em relação a uma parte inferior (31), quando o conjunto de vedação (23) está sendo movido a partir de uma posição não ajustada para uma ajustada para formar uma vedação entre o conjunto de vedação (23) e as superfícies de diâmetro interno e •Ί externo da cabeça de poço (13) e do suspensor (21), respectivamente; um imã (57) que tem um campo magnético (63), em que o imã (57) é disposto na parte superior (45) do conjunto de vedação (23); uma ferramenta de assentamento (17) configurada para ajustar o suspensor (21) na cabeça de poço (13); e um ou mais dispositivos sensores (59, 61) dispostos na ferramenta de assentamento (17), em que o um ou mais dispositivos sensores (59, 16) são posicionados no campo magnético (63) do imã (57) em uma ou mais dentre a posição ajustada e a posição não ajustada, em que o um ou mais dispositivos sensores (59, 61) são configurados para se comunicarem com uma plataforma de superfície (25), quando o imã (57) passa o campo magnético (63) através de um ou mais dispositivos sensores (59, 61).

2. SISTEMA DE RETROALIMENTAÇÃO POSICIONAL, de acordo com a reivindicação 1, em que: a ferramenta de assentamento tem uma parte de haste (53) e uma parte de pistão (55), em que a parte de pistão (55) que circunda a parte de haste (53) e móve! de modo axial em relação à parte de haste (53); a parte superior (45) do conjunto de vedação (23) acoplada de modo liberável à parte de pistão (55), de modo que a parte superior (45) se move axialmente em resposta ao movimento da parte de pistão (55); o um ou mais dispositivos sensores (59, 61) posicionados na parte de haste (53) da ferramenta de assentamento (17); e a parte de pistão (55) move a parte superior (45) a partir da posição não ajustada para a ajustada, movendo, desse modo, o imã (57) mais próximo ao um ou mais dispositivos sensores (59, 61).

3 SISTEMA DE RETROALIMENTAÇÃO POSICIONAL, de acordo com a reivindicação 2, em que o um ou mais dispositivos sensores (59,61) compreendem um dispositivo sensor ajustado (61) e um dispositivo sensor não ajustado (59), ambos posicionados na parte de haste (53) da ferramenta de assentamento (17), em que o dispositivo sensor não ajustado (59) é posicionado axialmente acima do dispositivo sensor ajustado (61), em que o imã (57) é posicionado mais próximo do dispositivo sensor não ajustado (59) na posição não ajustada e mais próximo ao dispositivo sensor ajustado (61) na posição ajustada.

4 SISTEMA DE RETROALIMENTAÇÃO POSICIONAL, de acordo com a reivindicação 1, em que o um ou mais dispositivos sensores (59,61) compreendem um dispositivo sensor não ajustado (59) posicionado para detectar o campo magnético (63) do imã (57) quando a parte superior (45) do conjunto de vedação (17) está na posição não ajustada.

5 SISTEMA DE RETROALIMENTAÇÃO POSICIONAL, de acordo com a reivindicação 1, em que o um ou mais dispositivos sensores (59,61) compreendem um dispositivo sensor ajustado (61) posicionado para detectar o campo magnético (63) do imã (57) quando a parte superior (45) do conjunto de vedação (23) está na posição ajustada.

6 SISTEMA DE RETROALIMENTAÇÃO POSICIONAL, de acordo com a reivindicação 1, em que: o conjunto de vedação (23) compreende um anel de vedação (31) e um anel de energização (45), em que o anel de energização (45) é configurado para se mover em relação ao anel de vedação (31) a partir de uma posição não ajustada para uma posição ajustada para ajustar o anel de vedação; e o imã (57) disposto no anel de energização (45).

7 SISTEMA DE RETROALIMENTAÇÃO POSICIONAL, de acordo com a reivindicação 1, em que um ou mais imãs de riser (57’) que têm campos magnéticos separados (63) são posicionados em um riser (20) que se estende a partir da cabeça de poço submarina (13) para a plataforma de superfície (25) e o um ou mais dispositivos sensores (59, 61) são configurados para comunicar uma elevação de ferramenta com a plataforma de superfície (25) quando o um ou mais imãs de riser (57’) passarem o campo magnético através de um ou mais dispositivos sensores (59, 61).

8 MÉTODO PARA AJUSTAR UM CONJUNTO DE VEDAÇÃO (23), entre um suspensor (21) e um membro de cabeça de poço submarino (13), em que o método compreende: (a) montar um imã (57) em uma parte superior (45) do conjunto de vedação e um ou mais dispositivos sensores (59, 61) em uma ferramenta de assentamento (17); (b) com a ferramenta de assentamento (17), posicionar o conjunto de vedação (23) entre uma superfície de diâmetro externo do suspensor (21) e uma superfície de diâmetro interno da cabeça de poço (13); (c) mover a parte superior (45) em relação a uma parte inferior (31) do conjunto de vedação (23) a partir de uma posição não ajustada para uma posição ajustada para ajustar o conjunto de vedação (23) entre as superfícies de diâmetro internas e externas do membro da cabeça de poço (13) e o suspensor (21), respectivamente; (d) mover um campo magnético (63) do imã (57) através do um ou mais dispositivos sensores (59, 61) dispostos na ferramenta de assentamento (17); e (e) comunicar um sinal para a plataforma de superfície (25) em resposta à passagem do campo magnético (63) do imã (57) através do um ou mais dispositivos sensores (59, 61), em que o sinal indica a localização posicionai da parte superior (45).

9 MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, em que a ferramenta dè assentamento (17) tem a parte de haste (53) e uma parte de pistão (55), em que a parte de pistão (55) circunda a parte de haste e é móvel de modo axial em relação à parté de haste (53), em que o método compreende adicionalmente: acoplar de modo liberável a parte superior (45) à parte de pistão *Ί (55), de modo que a parte superior se mova axialmente em resposta ao movimento da parte de pistão; posicionar o um ou mais dispositivos sensores (59, 61) na parte de haste (55) da ferramenta de assentamento (17); e mover a parte de pistão (55) para mover a parte superior (45) a partir da posição ajustada, movendo, desse modo, o imã (57) próximo ao um ou mais dispositivos sensores (59, 61).

10 MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, em que o um ou mais dispositivos sensores (59, 61) compreendem um dispositivo sensor ajustado (61) e um dispositivo sensor não ajustado (59), em que o método compreende adicionalmente posicionar o dispositivo sensor não ajustado (59) e o dispositivo sensor ajustado (61) na parte de haste (55) da ferramenta de assentamento (17), em que o imã (57) é posicionado próximo ao dispositivo sensor não ajustado (59) na posição não ajustada e próxima ao dispositivo sensor ajustado (61) na posição ajustada.

11 MÉTODO, de acordo com a reivindicação 15,que compreende adicionalmente posicionar o dispositivo sensor não ajustado (59) afastado de modo axial a partir do dispositivo sensor ajustado (61).

12 MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, em que o um ou mais dispositivos sensores (59, 61) compreendem um dispositivo sensor não ajustado (59), em que o método compreende posicionar o dispositivo sensor não ajustado (59) para detectar o campo magnético do imã (57) quando a parte superior (45) está na posição não ajustada.

13 MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, em que o um ou mais dispositivos sensores (59,61) compreendem um dispositivo sensor ajustado (61), em que o método compreende posicionar o dispositivo sensor ajustado (61) para detectar o campo magnético (63) do imã (57) quando a parte superior (45) está na posição ajustada.

14 MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, em que a parte superior do conjunto de vedação compreende um anel de energização (45) e a etapa (a) compreende montar o imã (57) no anel de energização (45).

15 MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, em que a etapa (e) compreende adicionalmente a transmissão de ondas eletromagnéticas através de uma coluna de acionamento (19) acoplada à ferramenta de assentamento (17) para fornecer energia para os dispositivos sensores (59, 61).