BR102014010488A2 - vaso de contenção de teste de pressão - Google Patents

Abstract

vaso de contenção de teste de pressão. um vaso de contenção portátil para a execução de um teste de pressão em uma amostra de teste inclui um patim de base, um invólucro externo balístico conectado ao patim de base e compreendendo uma pluralidade de paredes, uma porta e uma trava para manter a porta em uma posição fechada, uma bandeja de amostra configurada para suportar a amostra de teste, em que a bandeja de amostra é operável através de um umbral do invólucro externo balístico entre uma posição retraida e uma posição estendida, um fluido de contenção para circundar a amostra de teste enquanto um fluido de teste pressurizado é aplicado à amostra de teste, e um sensor para indicar uma falha do teste de pressão.

Description

VASO DE CONTENÇÃO DE TESTE DE PRESSÃO ANTECEDENTES DA EXPOSIÇÃO Campo da Exposição [001] A presente exposição se refere a métodos e aparelhos para contenção de amostras de teste passando por operações de teste de pressão. Mais particularmente, os métodos e aparelhos expostos aqui se referem a vasos portáteis para contenção de amostras de teste sendo testadas com líquidos e gases a pressões elevadas.

Descrição da Técnica Relacionada [002] As operações de campo de óleo, como aquelas de outras indústrias, são crescentemente realizadas em localizações variadas e remotas por todo o mundo. Como resultado, a capacidade de realizar tarefas, tais como testes de componente, manutenção e reparo nas localizações remotas variadas é altamente desejável. Uma dessas tarefas é um teste de pressão de componente.

[003] Os componentes de campo de óleo tipicamente são postos sem serviço à alta temperatura (por exemplo, além de 200 °C) , alta pressão (por exemplo, além de 135 MPa, ou 20 ksi), e choque alto (por exemplo, além de 20 g, ou 196 m/s2, de aceleração) . Os componentes e as ferramentas de campo de óleo frequentemente são submersos em poços subterrâneos perfurados vários quilômetros abaixo da superfície da terra (ou do nível do mar), onde todos os três extremos (temperatura, pressão e choque) existem simultaneamente. Com frequência, esses componentes incluem sistemas de eletrônica complexa, regulagem e distribuição hidráulica, e sensores que devem ser isolados de forma hidráulica ou pneumática de suas imediações.

Adicionalmente, um equipamento usado na superfície dessas localizações de poço, embora não experimentando os mesmos ambientes que suas contrapartes poço abaixo, frequentemente interage com os componentes poço abaixo, de modo que sua integridade hidráulica e/ou pneumática também deve ser testada e mantida, caso se queira ter sucesso nas operações.

[004] Portanto, é comum que esses componentes sejam completamente postos à prova em testes para se ter sua integridade hidráulica e/ou pneumática verificada seguindo-se à montagem, à manutenção e a reparos, mas antes de ser remetido de uma instalação regional para a localização específica em que eles devem ser postos em serviço. Esses testes de integridade tipicamente incluem a conexão de um volume de teste de uma amostra de componente a ser testada em um sistema de teste à alta pressão e circundando ou envolvendo a amostra em alguma forma de vaso de contenção, no caso em que a amostra de componente experimenta uma falha catastrófica durante o teste. A essas pressões elevadas, os testes realizados com fluidos compressíveis (por exemplo, gases) podem produzir resultados catastróficos, no caso de uma falha como essa, já que a natureza compressível do fluido permite o acúmulo de energia potencial significativa (na forma do gás comprimido) que podem experimentar uma liberação cinética explosiva, caso a integridade hidráulica e/ou pneumática da amostra de componente falhe no teste de pressão.

[005] Como resultado, testes de pressão elevada frequentemente são realizados em ambientes estritamente controlados (por exemplo, em bunkers ou instalações subterrâneas blindadas e reforçadas), de modo que, caso uma amostra de componente exiba uma falha, os danos às estruturas circundantes, aos bens e às pessoas sejam reduzidos ou evitados. Contudo, como deve ser entendido por aqueles tendo um conhecimento comum, vários componentes que são testados e verificados na instalação regional pode se tornar danificados ou podem requerer serviços adicionais, após terem sido entregues em uma localização remota. Esses testes suplementares podem ser necessários, porque o componente pode requerer modificação ou reparo antes de ser posto em serviço, ou, em certas circunstâncias, eles falharam em serviço e devem ser reparados no lugar rapidamente, antes de uma substituição poder ser obtida. Com os custos de operação a bordo de muitas sondas em alforriar excedendo a várias centenas de milhares de dólares americanos por dia, a perda econômica potencial associada à remessa de um componente critico para a missão de volta para a instalação regional para reparo e nova verificação pode ser significativa. Com o custo econômico potencial de uma falha de componente sendo tão significante, as companhias de operação considerariam uma solução de teste e verificação de pressão baseada na localização remota e portátil como sendo altamente desejável.

SUMÁRIO DO ASSUNTO REIVINDICADO

[006] Em um aspecto, a presente exposição se refere a um vaso de contenção portátil para a execução de um teste de pressão em uma amostra de teste, o vaso de contenção portátil incluindo um patim de base, um invólucro externo balístico conectado ao patim de base e incluindo uma pluralidade de paredes, uma porta e uma trava para manter a porta em uma posição fechada, uma bandeja de amostra configurada para suporte da amostra de teste, em que a bandeja de amostra é operável através de um umbral do invólucro externo balístico entre uma posição retraída e uma posição estendida, um fluido de contenção para circundar a amostra de teste enquanto um fluido pressurizado é aplicado à amostra de teste, e um sensor para indicar uma falha do teste de pressão.

[007] Em um outro aspecto, a presente exposição se refere a um método para testar a integridade de pressão interna de uma amostra de teste incluindo o posicionamento da amostra de teste dentro de um invólucro externo balístico, a conexão da amostra de teste a um suprimento de fluido de teste, a vedação da amostra de teste no invólucro balístico, o enchimento do invólucro balístico com um fluido de contenção, o aumento de uma pressão do suprimento de fluido de teste para uma pressão de teste desejada, e a monitoração da amostra de teste para se determinar sua integridade de pressão interna.

[008] Em um outro aspecto, a presente exposição se refere a um vaso de contenção para a execução de um teste de pressão em uma amostra de teste, o vaso de contenção incluindo um patim de base, um invólucro externo balístico conectado ao patim de base, pelo menos uma membrana estanque a fluido posicionada no invólucro externo balístico, um conjunto de coletor configurado para seletivamente aplicar um fluido de teste pressurizado à amostra de teste, um fluido de contenção para circundar a amostra de teste no invólucro externo balístico e pelo menos uma membrana estanque a fluido enquanto o fluido de teste pressurizado é aplicado à amostra de teste, e um sensor para indicar uma falha do teste de pressão.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[009] Os recursos da presente exposição tornar-se-ão mais evidentes a partir da descrição detalhada em conjunto com os desenhos associados.

[010] A figura 1 é um desenho em vista isométrica de um vaso de contenção mostrado com sua porta em uma posição fechada de acordo com uma ou mais modalidades da presente exposição.

[011] A figura 2 é um desenho em vista isométrica do vaso de contenção da figura 1 mostrado com sua porta em uma posição completamente aberta de acordo com uma ou mais modalidades da presente exposição.

[012] A figura 3 é um desenho em vista isométrica de um vaso de contenção tendo uma membrana estanque a fluido de acordo com uma ou mais modalidades da presente exposição.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[013] As modalidades selecionadas expostas aqui se referem a conjuntos e métodos para contenção de amostras de teste durante um teste de pressão usando-se um vaso de contenção portátil. Como tal, as modalidades selecionadas expostas aqui se referem a um invólucro externo balístico que tem uma pluralidade de paredes, uma porta e uma trava afixada a um patim de base móvel. Adicionalmente, as modalidades selecionadas ainda se referem a uma bandeja de amostra operável através de um umbral do invólucro balístico entre uma posição estendida e uma posição retraída, em que a bandeja de amostra é configurada para suportar a amostra de teste. Adicionalmente, as modalidades selecionadas ainda se referem a um conjunto de coletor para aplicação de um fluido de teste pressurizado à amostra de teste, um fluido de contenção para circundar a amostra de teste enquanto pressurizada e um sensor para indicar o escape do fluido de teste pressurizado a partir da amostra de teste. Adicionalmente ainda, as modalidades selecionadas ainda se referem a uma membrana estanque a fluido posicionada no invólucro externo balístico para reter o fluido de contenção.

[014] Com referência inicialmente à figura 1, um vaso de contenção portátil 100 de acordo com as modalidades selecionadas da presente exposição é mostrado. O vaso de contenção portátil 100 inclui um invólucro externo balístico 102 que tem uma pluralidade de paredes 102Ά, 102B, 102C, 102D, 102E e uma porta 102F operável entre uma posição fechada (mostrada) e uma ou mais posições abertas (por exemplo, figuras 2 e 3) . Um mecanismo de trava 104 é mostrado para prender a porta 102F a uma localização adjacente à parede lateral esquerda 102D, e um aparato de dobradiça 106 permite que a porta 102F rode entre as posições fechada e aberta. Embora a porta 102F seja mostrada nas figuras 1 a 3 como uma porta do tipo com dobradiça rodando em torno de um eixo geométrico de dobradiças 106, deve ser entendido por aqueles tendo um conhecimento comum que a porta 102F pode ser qualquer tipo de porta conhecido na técnica, incluindo, mas não limitando, portas corrediças, portas de rolagem, portas dobráveis e/ou outros tipos de portas rotativas (com dobradiça ou de outra forma).

[015] Com a porta 102F de vaso de contenção 100 fechada, um conjunto de coletor 108 pode ser usado para suprimento de um fluido de teste de alta pressão através de linhas de alta pressão 110 a uma amostra de teste (por exemplo, 128 da figura 2) contida nas paredes 102A a 102E e a porta 102F de vaso de contenção 100. Conforme seria entendido por aqueles tendo um conhecimento comum, o conjunto de coletor 108 pode incluir qualquer combinação de medidores e válvulas conhecidos na técnica para direcionamento do fluido de teste à alta pressão para um volume a ser testado na amostra de teste (por exemplo, 128 d figura 2) contida no vaso 100.

[016] Adicionalmente, o vaso de contenção 100 também pode incluir uma bomba de enchimento à baixa pressão 112 para direcionamento de um fluido de contenção através da linha de suprimento de fluido 114 e para o volume de vaso de contenção geralmente definido pelas paredes 102A a 102E e pela porta 102F. Finalmente, conforme mostrado na modalidade exposta na figura 1, o vaso de contenção 100 adicionalmente pode incluir recursos de manipulação na forma de garfos de empilhadeira 116 e olhais de elevação 118 para facilitar a elevação, o movimento e a posicionamento do vaso de contenção 100 em uma localização desejada por um guindaste aéreo, uma empilhadeira ou outra máquina de manipulação de material. Alternativamente ainda, o vaso de contenção 100 pode incluir um ou mais rodízios ou rodas (não mostrados) para ajudarem na manobra dele de uma localização para outra, sem a assistência de uma máquina de manipulação de material. Como tal, uma pessoa tendo um conhecimento comum na técnica de manipulação de material e/ou tecnologia de campo de óleo entenderia o termo "patim" como descrevendo apropriadamente a construção e o arranjo de recursos de manipulação (por exemplo, os garfos de empilhadeira 116 e os olhais de elevação 118} integrados com o vaso de contenção 100 pelo fato de o termo ser frequentemente usado para a descrição de uma peça de equipamento tendo uma estrutura unificada que é configurada para fácil manipulação e movimento pelas máquinas de manipulação industriais comumente encontradas.

[017] Com referência, agora, à figura 2, o vaso de contenção 100 da figura 1 é mostrado com a porta 102F em uma posição completamente aberta, permitindo um acesso pleno a um volume interno 120 através de um umbral 122 definido geralmente pelas paredes 102A a 102E, de modo que, quando fechada, o umbral 122 seja bloqueado pela porta 102F (conforme mostrado na figura 1) . Uma bandeja de amostra 124, mostrada na figura 2 em uma posição plenamente estendida, provê uma superfície de trabalho 126 sobre a qual uma amostra de teste 128 pode estação rádio posta, antes da retração da bandeja de amostra 124 para o volume interno 120 de vaso de contenção 100.

[018] Conforme mostrado, a bandeja de amostra 124 e a superfície de trabalho 126 podem estar plenamente retraídas ou plenamente estendidas no volume interno 120 de vaso de contenção. Em modalidades selecionadas, a bandeja de amostra 124 pode se retrair e estender no volume interno 120 sobre mancais de rolamento, corrediças com atrito ou qualquer outro mecanismo de manipulação de material linear ou não linear conhecido por aqueles tendo um conhecimento comum na técnica. Adicionalmente, o movimento da bandeja de amostra 124 pode ser deslocado manualmente (por exemplo, por um operador) entre as posições retraída e estendida ou com a assistência de mecanismos com potência (não mostrados), incluindo, mas não limitando, êmbolos hidráulicos, êmbolos pneumáticos, motores elétricos, empurradores lineares e similares. Nas modalidades selecionadas, a bandeja de amostra 124 pode não se estender plenamente a partir do volume interno 120 de vaso de contenção 100, e, em outras modalidades, a bandeja de amostra 124 pode ser estender além da extensão "plena" a partir do volume interno 120.

[019] Com a bandeja de amostra 124 estendida conforme mostrado na figura 2, um guindaste, uma empilhadeira ou outra máquina de elevação ou de manipulação de material pode ter pleno acesso (aéreo, a partir da frente ou a partir de um ou mais lados) à superfície de trabalho 126, de modo que a amostra de teste 128 possa ser posicionada sobre ela sem interferência de paredes 102Ά a 1G2E, da porta 102F ou de qualquer outro componente do vaso de contenção 100. Conforme mostrado na figura 2, a amostra de teste 128 pode compreender uma placa de base 130 e um ou mais garfos de forquilha 132, para facilitar o carregamento da amostra de teste 128 para a superfície de trabalho 126. Com a amostra de teste 128 posicionada sobre a estação de revestimento 26 da bandeja de amostra 124, um operador é capaz de conectar linhas de alta pressão internas 110 que estão em comunicação de fluido com linhas de alta pressão externas 110 e o conjunto de coletor 108 para conexões de teste de pressão (não mostradas) em uma amostra de teste. Conforme seria entendido por aqueles tendo um conhecimento comum na técnica, as conexões de teste de pressão permitem a comunicação de um fluido de teste a partir do conjunto de coletor 108 para comunicação com e pressurização de um volume de teste (não mostrado) na amostra de teste 128 através das linhas de alta pressão 110 e 110A.

[020] Com a amostra de teste 128 posicionada sobre a superfície de trabalho 126 de bandeja de amostra 124 e as linhas de alta pressão 110A conectadas à satisfação do operador supervisionando o teste de pressão de amostra 128, a bandeja de amostra 124 pode ser retraída (por exemplo, manualmente ou com a assistência mecânica) de volta para o volume interno 120 de vaso de contenção 100, de modo que a porta 102F possa ser fechada. Conforme mostrado, a porta 102F pode incluir uma maçaneta 134 e um primeiro componente 104A de mecanismo de trava 104 (figura 1) para encaixe de um segundo componente 104B de mecanismo de trava 104 próximo da parede lateral 102D de invólucro externo 102. Com a porta 102F fechada atrás da bandeja de amostra retraída 124, os componentes 104A e 104B de trava 104 podem ser encaixados para se encerrar de forma segura a amostra de teste 128 no volume interno 120 de vaso de contenção 100.

[021] Com a amostra de teste 128 conectada às linhas de alta pressão 110, 110A e a porta 102F presa e travada pelo mecanismo 104, o volume interno 120 de vaso de contenção 100 pode ser preenchido com um fluido de contenção usando-se a bomba 112 e a linha de suprimento 114. Alternativamente, caso nenhuma bomba 112 seja instalada no vaso de contenção 100, um fluido de contenção poderá ser manualmente adicionado ao volume interno de vaso de contenção fechado 100 através de uma janela (não mostrada) localizada no exterior de invólucro externo balistico 102.

[022] Conforme usado aqui, o termo "balistico" com referência ao invólucro externo 102 se refere à capacidade de as paredes (102A a 102E) e a porta 102F do invólucro 102 parâmetro retardar, reter ou de outra forma restringir uma massa acelerada a partir do invólucro 102 que poderia tender de outra forma a penetrar no invólucro externo 102, potencialmente causando danos a um equipamento próximo, aos trabalhadores ou ao vaso de contenção 100 em si. Conforme seria entendido por aqueles tendo um conhecimento comum, a quantidade de capacidade balística desejada para as paredes 102A a 102E e a porta 102F de invólucro externo 102 pode depender do tipo, da configuração e do tamanho de amostra de teste 128 a ser testada, bem como o tipo e a pressão do fluido de teste a ser suprido pelo conjunto de coletor 108 e pelas linhas de alta pressão 110.

[023] Por exemplo, um fluido de teste incompressível (por exemplo, água, glicol, lama de perfuração, etc.) aplicado a um volume de teste interno de amostra de teste 128 pode requerer menos proteção balística a partir do invólucro externo 102 do que um fluido de teste eompressível (por exemplo, ar, gás nitrogênio, etc.) aplicado à mesma amostra de teste 128 sendo testada na mesma pressão de teste. Conforme conhecido por aqueles versados na técnica, os fluidos compressíveis pressurizados (por exemplo, gases) exibem uma expansão muito mais rápida (isto é, uma liberação de energia potencial através de energia cinética) mediante sua liberação do que o fazem suas contrapartes incompressíveis. Embora aqueles tendo um conhecimento comum apreciem que pode ser "mais seguro" apenas testar a pressão de uma amostra (por exemplo, a amostra de teste 128) usando-se um meio incompressível, o projeto e a função da amostra (por exemplo, aqueles tendo componentes eletrônicos internos) podem requerer que um teste "a seco" seja executado por um meio inerte ou de outra forma não reativo, tal como gás nitrogênio compressivel.

[024] Adicionalmente, dependendo da quantidade de pressão de teste a ser aplicada para se testar um fluido através das linhas 110 conectadas ao volume de teste de amostra de teste 128, a espessura, o material, a geometria e a construção das paredes 102Ά a 102E e da porta 102F podem ser variados para se maximizar a quantidade de energia cinética passível de estar contida no invólucro externo 102, quando usado em conjunto com um dado fluido de contenção em uma pressão de teste especificada. Por exemplo, as paredes 102A a 102E e a porta 102F podem ser construídas em várias formas de aço (por exemplo, fundidas, forjadas, trabalhadas a frio, etc.), alumínio, tungstênio, kevlar, um compósito de fibra de carbono, ou qualquer outro material conhecido na técnica.

[025] Adicionalmente, as paredes 102A a 102E e a porta 102F de invólucro externo 102 podem ser construídas como "placas" de espessura única de um único material ou como um "sanduíche" muitilaminado de um ou mais materiais diferentes para aumento de resistência balística e/ou redução do peso geral de vaso de contenção 100. Por exemplo, os testes mostraram que um painel de parede balístico (por exemplo, 102Ά a 102F) construído em dez camadas de 2 mm de aço pode ter uma resistência balística aumentada em relação a um painel de parede balístico construído de um único painel de aço de 2 cm para uma dada amostra de teste 128 a uma pressão de teste especificada. Mais ainda, a construção desse painel laminado com camadas de compósito de fibra de carbono ou kevlar intercaladas entre camadas adjacentes de aço pode ter o benefício de aumentar grandemente a resistência balística, enquanto apenas se aumentam minimamente o peso geral e/ou a espessura do painel.

[026] Em modalidades alternativas, as paredes 102A a 102E e a porta 102F podem ser construídas em materiais "de sacrifício" de peso leve, relativamente baratos e facilmente substituíveis (por exemplo, um compósito de fibra de carbono ou kevlar) mantidos no lugar por um quadro espacial rígido de alta resistência para conter as liberações de energia potencial da amostra de teste 128 no volume interno 120. Assim, no caso de uma liberação de pressão súbita da amostra de teste 128, apenas os painéis de parede afetados ou de outra forma danificados (102A a 102F) podem ser substituídos, ao invés de requererem a remessa e o reparo do conjunto inteiro de vaso de contenção 100. Alternativamente ainda, os painéis de cada parede 102A a 102E e da porta 102F podem ser construídos a partir de diferentes materiais, caso uma contenção anisotrópica de uma amostra de teste 128 em particular seja desejável ou de outra forma vantajosa para um teste em particular. Alternativamente ainda, o invólucro externo 102 pode ser construído de forma tal que o conjunto de vaso de contenção 100 possa ser montado circundando uma amostra de teste 128 em particular, enquanto em uso, de modo que um teste de pressão in situ de amostra 128 possa ser realizado.

[027] Com referência, agora, à figura 3, um vaso de contenção 200 de acordo com uma ou mais modalidades alternativas da presente exposição é mostrado. O vaso de contenção 200 é similar ao vaso de contenção 100 das figuras 1 a 2, com exceção de o vaso de contenção 200 adicionalmente incluir uma ou mais membranas estanques a fluido 240D, 240F separando as paredes 202A a 202E e a porta 202F de invólucro externo 202 do volume interno 220 de vaso de contenção 200. Embora apenas as membranas estanques a fluido 240D e 240F correspondentes à parede 202D e à porta 202F sejam visíveis na figura 3, deve ser entendido que membranas estanques a fluido adicionais (isto é, 240A, 240B, 240C e 240E) correspondentes às paredes 202A, 202B, 202C e 202E também podem estar presentes.

[028] Conforme será entendido por aqueles tendo um conhecimento comum na técnica, as membranas estanques a fluido (referidas como 240 geralmente) podem compreender qualquer material substancialmente flexível capaz de conter fluidos no volume interno 220 de vaso de contenção 200 incluindo, mas não limitando, PVC, silicone, polietileno e/ou outros elastômeros e polímeros similares. Adicionalmente, dependendo da configuração e da preferência, as membranas estanques a fluido 240 podem estar localizadas em um ou mais dentre as paredes 202A a 202E e a porta 202F, ou qualquer combinação dos mesmos. Como tal, as membranas estanques a fluido podem ser usadas para isolamento ou proteção de componentes interiores (por exemplo, o conjunto de coletor 108 das figuras 1 a 2) de fluidos de contenção, ou podem ser usadas para retenção de fluidos de contenção no volume interno 220 com a porta 202F parcial ou plenamente aberta (conforme mostrado na figura 3).

[029] Em modalidades selecionadas, as membranas estanques a fluido podem ser construídas como transparentes, semitransparentes, parcialmente opacas ou plenamente opacas, de modo que o volume interno 220 de vaso de contenção 200 possa ser visível através das membranas 240, se desejado. Assim, um operador pode envolver uma amostra de teste (por exemplo, 128) no volume interno 220 de vaso 200, as membranas estanques a fluido seguras 240 fechadas, e observar e monitorar a amostra de teste 128 durante a fase inicial de um teste de pressão, para se determinar se vazamentos de fluido de teste estão ocorrendo a essas pressões baixas. Quando uma pressão de fluido de teste é aumentada, o operador então pode fechar e travar a porta 202F para se engajar na integridade balística plena de invólucro externo 202.

[030] Adicionalmente, em modalidades selecionadas, a membrana estanque a fluido 240F adjacente ao umbral 222 de vaso de contenção 200 pode ser construída em uma configuração retrátil ou de outra forma removível de forma rápida e fácil (por exemplo, através de cilindros, servos, etc. automatizados e controlados por computador). Por exemplo, em modalidades selecionadas, a membrana estanque a fluido 240F pode ser retrátil para um recesso ou receptáculo localizado adjacente a uma extremidade de lado superior, inferior, direito ou esquerdo de umbral 222. Conforme seria entendido por aqueles tendo um conhecimento comum, esses prendedores podem incluir, mas não devem ser limitados a ímãs, ganchos, pressões, zíperes e similares. Em modalidades alternativas selecionadas, a operação (por exemplo, retração e extensão) de membranas estanques a fluido pode não ser automatizada por um ou mais dispositivos mecânicos.

[031] Com referência, geralmente, às figuras 1 a 3 em conjunto, o uso de vasos de contenção 100 e 200 agora pode ser descrito em detalhes. Em modalidades selecionadas, é desejado que os vasos de contenção 100, 200 sejam pequenos e portáteis em relação aos vasos comparáveis localizados em instalações de fabricação, testes e reparos. Como tal, os vasos de contenção 100, 200 podem ser projetados, construídos e empregados por todo o mundo em localizações que são bem mais remotas e/ou numerosas do que útil com uma estrutura de teste tradicional e mais permanente. Uma vez assim empregados, os operadores locais são capazes de usarem dispositivos de manipulação de material convencionais, incluindo, mas não limitando, empilhadeiras, guindastes aéreos e similares, para se carregar facilmente e posicionar o vaso de contenção portátil (100 ou 200) em uma localização desejada. Em certas instalações, os vasos de contenção 100, 200 possam estar localizados diretamente sobre uma sonda de perfuração remota, um navio-sonda ou qualquer outro local de operações em que testes de pressão no local e testes de validação de integridade sejam desejáveis.

[032] Mediante a localização no local de trabalho, o mecanismo de travamento 104 pode ser desengatado, a porta 102F, 202F aberta, e a bandeja de amostra 124 estendida a partir do volume interno 120, 220 do invólucro externo 102, 202, de modo que uma amostra de teste (por exemplo, 128 da figura 2) possa ser posta sobre a superfície de trabalho 126. Neste momento, o operador pode prosseguir para conexão das linhas de alta pressão interna 110A à amostra de teste 128, de modo que o fluido de teste esteja em comunicação com um volume a ser testado na amostra de teste 128. Uma vez conectada, a bandeja de amostra 124 pode ser retraída manualmente ou através de um método mencionado anteriormente de assistência mecânica, a membrana estanque a fluido 240F (caso esteja presente) bloqueando o umbral 122, 222 pode ser encaixada, e a porta 102F, 2G2F fechada e o mecanismo de travamento 104 encaixado.

[033] Uma vez que a porta 102F, 202F de vaso de contenção 100, 200 esteja travada, um fluido de contenção pode ser bombeado (usando-se a bomba de enchimento de baixa pressão 112 e a linha de suprimento de fluido 114) ou vazado de outra forma para o volume interno 120, 220 circundando a amostra de teste 128 e delimitada pelas paredes 102A a 102F, 202A a 202F e/ou as membranas estanques a fluido 240A a 240F (caso estejam presentes), até uma quantidade desejada de fluido de contenção circundar a amostra de teste 128. Em uma ou mais modalidades alternativas, o fluido de contenção pode compreender um gás (por exemplo, ar) que pode ser bombeado para ou pode já estar presente no vaso de contenção 100, 200. Uma vez submerso em ou circundado por um fluido de contenção, um fluido de teste pressurizado pode ser suprido para o volume de teste de amostra de teste 128 através das linhas de alta pressão 110, 110A e do conjunto de coletor 108 a uma pressão selecionada desejada para o teste de pressão.

[034] Alternativamente, em modalidades em que as membranas estanques a fluido 240 estão presentes, o operador pode preencher o volume interno 220 com um fluido de contenção, antes do fechamento e travamento da porta 202F, de modo que um fluido de teste possa ser suprido para o volume de teste de amostra de teste 128 em uma pressão inicial reduzida, para se garantir que as conexões entre a amostra de teste 128, as linhas 110, 110A e o conjunto de coletor 108 tenham sido feitas corretamente. Uma vez que a integridade de conexão de linhas de alta pressão 110, 110Ά e do conjunto de coletor 108 com a amostra de teste 128 tenha sido confirmada, o operador então pode fechar e travar a porta 202F, antes de prosseguir com o teste de pressão a pressões elevadas. Adicionalmente, em modalidades selecionadas, as operações de teste podem ser executadas de forma autônoma usando-se um sistema de controle, de modo que a amostra de teste 128 e as linhas de alta pressão 110, 110A não sejam perturbadas durante as operações de teste.

[035] Conforme será entendido por aqueles tendo um conhecimento comum na técnica, o fluido de contenção usado com as modalidades expostas aqui pode compreender qualquer fluido (isto é, liquido, gás, gel ou uma combinação dos mesmos) exibindo qualidades balísticas na redução da energia cinética de massas na sequência de uma liberação súbita (por exemplo, explosiva) de energia potencial. Como tal, várias características de fluido, incluindo, mas não limitando, compressibilidade de fluido, peso específico (ou gravidade específica), corrosividade, pH, tensão superficial, viscosidade, e similares podem ser especificados na determinação de um candidato desejável para fluido de contenção. Contudo, como os vasos de contenção 100 e 200 são capazes de serem usados em várias localizações remotas, o fluido de contenção pode ser selecionado a partir de fluidos prontamente disponíveis incluindo, mas não limitando, água, fluido de perfuração, etileno glicol, fluido de silicone, pastas de areia, óleo e/ou gases não combustíveis como ar, hélio e nitrogênio.

[036] Adicionalmente, conforme seria entendido por aqueles tendo conhecimento comum na técnica, o fluido de teste usado com modalidades expostas aqui pode compreender qualquer fluido (isto é, líquido, gás, gel ou combinação dos mesmos) conhecido como sendo útil na execução de testes de pressão em volumes de teste. De modo similar ao fluído de contenção descrito aqui, um fluido de teste pode ser selecionado com base em uma variedade de características de fluido incluindo, mas não limitando, comoressibilidade, peso específico, corrosividade, pH, tensão superficial, viscosidade, e pode ser selecionado a partir de fluidos prontamente disponíveis no local de teste. Conforme seria entendido por aqueles tendo um conhecimento comum, os fluidos de teste podem ser selecionados e usados para as amostras de teste (por exemplo, 128) até e além de 135 MPa (20 ksi) para fluidos de teste compressíveis e até e além de 200 MPa (30 ksi) para fluidos de teste incompressíveis.

[037] Adicionalmente, em modalidades selecionadas, os candidatos para fluidos de contenção e de teste podem ser avaliados e selecionados com base em suas capacidades para indicação da presença de vazamento ou outras falhas de volume de teste no volume interno 120, 220 definido pelos invólucros externos 102, 202 e pelas membranas 240 (caso estejam presentes). Em particular, pela seleção de um líquido relativamente transparente ou translúcido para o fluido de contenção e um gás para o fluido de teste, as bolhas serão evidentes e observáveis no fluido de contenção, caso um vazamento ou outra perturbação na integridade hidráulica da amostra de teste 128 ocorra. Alternativamente, caso um liquido seja desejado para o fluido de teste, um corante pode ser incluido com o fluido de teste, de modo que uma mudança de cor no fluido de contenção seja visível, caso um fluido de teste vaze a partir da amostra de teste 128. Alternativamente ainda, o operador pode monitorar de perto um medidor (não mostrado) do conjunto de coletor 108, de modo que uma falha interna (por exemplo, uma falha em que o fluido de teste vazando esteja contido na amostra de teste 128) de volume de teste possa ser detectada pela observação de uma queda súbita na pressão do fluido de teste.

[038] Adicionalmente, um ou mais dispositivos de detecção, incluindo, mas não limitando, sensores de fluxo, transdutores, e detectores de vazamento de gás (não mostrados) podem ser instalados no volume interno 120, 220 dos vasos de contenção 100, 200 para a detecção da invasão de fluido de teste (e, portanto, a falha do teste de pressão) no fluido de contenção localizada no volume interno 120, 220. Por exemplo, para um fluido de teste compreendendo um gás, um detector de gás ou um sensor projetado para a detecção daquele gás em particular pode ser instalado no volume interno 120, 220 para enviar um sinal, caso a presença do fluido de teste seja detectada no fluido de contenção. Alternativamente ainda, um ou mais dispositivos de câmera podem ser instalados no volume interno 120, 220 de vasos de contenção 100, 200, de modo que um operador possa ver a amostra de teste 128, conforme o teste estiver sendo realizado. Finalmente, de modo a se acomodarem circunstâncias em que uma amostra de teste (por exemplo, 128) é para ser posta em um serviço de alta temperatura e alta pressão (HTHP), um ou mais elementos de aquecimento (não mostrados) podem ser postos no volume interno 120, 220 de vasos de contenção 100, 200, para se permitir que um teste de HTHP seja realizado.

[039] Vantajosamente, as modalidades expostas aqui permitem que uma amostra de teste seja testada quanto à pressão de forma segura em localizações remotas, localizações remotas que podem ter vários dias de viagem removidos da instalação de teste de pressão tradicionais mais próximas. Como tal, as modalidades expostas aqui permitem que operadores executem com segurança testes de segurança no local (e com várias combinações de teste e fluidos de contenção), desse modo se permitindo várias operações, tal como uma modificação, uma montagem e uma restauração de componentes brevemente antes, durante e após terem sido empregados para localizações remotas ou de campo. Como tal, os componentes defeituosos podem ser identificados e reparados localmente, antes de serem postos em serviço, em oposição a depois, quando esse reparo fosse mais inconveniente, consumir tempo, ser dispendioso e difícil.

[040] Vantajosamente ainda, as modalidades expostas aqui permitem a aplicação de meios diferentes (por exemplo, água e/ou gás nitrogênio) a um volume interno de um artigo de teste, sem ter que mudar ou perturbar o suprimento e/ou as linhas de alta pressão de ventilação para o artigo de teste entre operações de teste. Adicionalmente, as modalidades expostas aqui podem permitir uma sequência automática de testes da amostra primeiramente com um fluido de teste não compressivel em uma primeira pressão para verificação de integridade de pressão, seguida pelo enchimento do invólucro balistico com um meio fluido de contenção e um teste subsequente do artigo de teste com um fluido de teste de compressivel (por exemplo, gás) e, uma segunda pressão. Em modalidades selecionadas, o primeiro teste de pressão pode verificar a integridade de pressão através da detecção de uma pressão estável na amostra de teste (por exemplo, monitorada com um sensor de pressão) enquanto o segundo teste de pressão pode verificar a integridade de vedação através da observação de bolhas (usando-se uma câmera ou outro sensor) escapando da amostra de teste para o fluido de contenção. Em modalidades selecionadas, o aparelho pode ser automatizado, de modo que a amostra de teste possa ser testada sem requerer a perturbação da amostra de teste ou linhas de alta pressão entre operações de teste subsequentes.

[041] Embora a exposição tenha sido apresentada com respeito a um número limitado de modalidades, aqueles versados na técnica, tendo o beneficio desta exposição, apreciarão que outras modalidades podem ser divisadas, as quais não se desviam do escopo da presente exposição. Assim sendo, o escopo da invenção deve ser limitado apenas pelas reivindicações em anexo, embora combinações adicionais de reivindicações independentes e dependentes além daquelas especificamente recitadas abaixo sejam plenamente contempladas pelos inventores e suportadas pelo relatório descritivo acima.

REIVINDICAÇÕES

Claims (23)

1 . Vaso de contenção portátil para a execução de um teste de pressão em uma amostra de teste, o vaso de contenção portátil caracterizado pelo fato de compreender: um patim de base; um invólucro externo balístico conectado ao patim de base e compreendendo uma pluralidade de paredes, uma porta, e uma trava para manter a porta em uma posição fechada; uma bandeja de amostra configurada para suportar a amostra de teste, em que a bandeja de amostra é operável através de um umbral do invólucro externo balístico entre uma posição retraída e uma posição estendida; um fluido de contenção para circundar a amostra de teste enquanto um fluido pressurizado é suprido para a amostra de teste; e um sensor para indicar uma falha no teste de pressão.

2. Vaso de contenção portátil, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender pelo menos uma membrana estanque a fluido posicionada no invólucro externo balístico.

3. Vaso de contenção portátil, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de uma membrana estanque a fluido posicionada adjacente à porta do invólucro externo balístico ser retrátil para se permitir o acesso a um volume interno, quando a porta estiver em uma posição aberta.

4. Vaso de contenção portátil, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender um conjunto coletor para seletivamente aplicar o fluido de teste pressurizado à amostra de teste.

5. Vaso de contenção portátil, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o sensor compreender uma câmera.

6. Vaso de contenção portátil, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o sensor compreender um medidor de pressão.

7. Vaso de contenção portátil, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o sensor ser configurado para detectar uma presença do fluido de teste no liquido de contenção.

8. Vaso de contenção portátil, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o fluido de contenção compreender água.

9. Vaso de contenção portátil, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o fluido de contenção compreender lama de perfuração.

10. Vaso de contenção portátil, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o fluido de contenção compreender um gás.

11. Vaso de contenção portátil, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender uma bomba para suprimento do fluido de contenção para um volume interno do invólucro externo balístico.

12. Vaso de contenção portátil, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender um aquecedor para aumento da temperatura da amostra de teste.

13. Método para testar a integridade de pressão interna de uma amostra de teste, o método caracterizado pelo fato de compreender: o posicionamento da amostra de teste dentro de um invólucro externo balístico; a conexão da amostra de teste a um suprimento de fluido de teste; a vedação da amostra de teste no invólucro balístico; o enchimento do invólucro balístico com um fluido de contenção; o aumento de uma pressão do suprimento de fluido de teste para uma pressão de teste desejada; e a monitoração da amostra de teste para se determinar sua integridade de pressão interna.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de ainda compreender o posicionamento da amostra de teste dentro do invólucro externo com uma bandeja de amostra extensível.

15. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de ainda compreender a vedação da amostra de teste no invólucro balístico com pelo menos uma membrana estanque a fluido.

16. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de ainda compreender a monitoração da amostra de teste através da membrana estanque a fluido, enquanto uma porta do invólucro externo balístico está aberta.

17. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de ainda compreender a monitoração da amostra de teste com uma câmera.

18. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de ainda compreender a monitoração da amostra de teste com um sensor configurado para detectar a presença do fluido de teste no fluido de contenção.

19. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de ainda compreender o aquecimento da amostra de teste.

20. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de ainda compreender: o teste da amostra de teste em uma primeira pressão de teste usando um primeiro suprimento de fluido de teste e um primeiro fluido de contenção; e o teste da amostra de teste em uma segunda pressão de teste usando um segundo suprimento de fluido de teste e um segundo fluido de contenção.

21. Vaso de contenção para a execução de um teste de pressão para uma amostra de teste, o vaso de contenção caracterizado pelo fato de compreender: um patim de base; um invólucro externo balístico conectado ao patim de base; pelo menos uma membrana estanque a fluido posicionada no invólucro externo balístico; um conjunto de coletor configurado para aplicar seletivamente um fluido de teste pressurizado à amostra de teste; um fluido de contenção para circundar a amostra de teste no invólucro externo balístico e pelo menos uma membrana estanque a fluido, enquanto o fluido de teste pressurizado suprido para a amostra de teste; e um sensor para indicar uma falha no teste de pressão.

22. Vaso de contenção, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de uma primeira membrana estanque a fluido posicionada adjacente a uma porta do invólucro externo balístico ser retrátil para se permitir acesso a um volume interno, quando a primeira membrana estanque a fluido estiver em uma posição aberta.

23. Vaso de contenção, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de ainda compreender uma bandeja de amostra para suportar a amostra de teste, em que a bandeja de amostra é operável através de um umbral do invólucro externo balístico entre uma posição retraída e uma posição estendida.