BR102015026785A2

BR102015026785A2 - Wireless Recoverable Intelligent Downhole Production Module

Info

Publication number: BR102015026785A2
Application number: BR102015026785A
Authority: BR
Inventors: Ignacio Martinez
Original assignee: Baker Hughes Inc
Priority date: 2014-10-23
Filing date: 2015-10-22
Publication date: 2016-05-24
Also published as: US20160115782A1

Abstract

resumo patente de invenção: "módulo de produção de fundo de poço inteligente recuperável sem fio". a presente invenção refere-se a um aparelho para executar uma operação em um furo de poço que penetra no solo, o qual inclui um módulo de fundo de poço configurado para executar a operação e dotado de um dispositivo de ancoragem configurado para ancorar o módulo no furo de poço, em que o dispositivo de ancoragem é liberável a fim de recuperar o módulo. uma fonte de energia é disposta no módulo e configurada para fornecer energia ao módulo, ao passo que um transdutor de sinal é disposto no módulo e configurado para pelo menos uma dentre a transmissão de um sinal sem fio e a recepção de um sinal sem fio. o aparelho também inclui um dispositivo eletrônico de fundo de poço disposto no módulo, acoplado ao transdutor do sinal, e configurado para operar o módulo e para prover comunicação ao módulo incluindo a repetição de um sinal para a transmissão ao fundo do poço ou ao topo do poço.Patent Summary: "Wireless Recoverable Intelligent Downhole Production Module". The present invention relates to an apparatus for performing an operation in a ground penetrating wellbore which includes a wellbore module configured to perform the operation and provided with an anchor device configured to anchor the module in the borehole where the anchor is releasable in order to recover the module. A power source is arranged in the module and configured to supply power to the module, while a signal transducer is arranged in the module and configured for at least one of a wireless signal transmission and a wireless signal reception. The apparatus also includes a well-bottomed electronic device disposed in the module coupled to the signal transducer and configured to operate the module and to provide communication to the module including repeating a signal for transmission to the bottom or top of the module. well.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÓDULO DE PRODUÇÃO DE FUNDO DE POÇO INTELIGENTE RECUPERÁVEL SEM FIO".Report of the Invention Patent for "WIRELESS RECOVERABLE WELL BACKGROUND PRODUCTION MODULE".

ANTECEDENTESBACKGROUND

[001] Hidrocarbonetos tais como o óleo e o gás são produzidos a partir de reservatórios contidos em formações do solo. Os furos de poços perfurados nos reservatórios são usados para ganhar acesso aos hidrocarbonetos. Uma vez que um furo de poço é perfurado, ele é normaimente alinhado com um revestimento que é cimentado no lugar, uma tela ou algum outro tipo de forro do furo de poço. Os hidrocarbonetos são então extraídos de um reservatório e escoados então até a superfície através do furo de poço alinhado.Hydrocarbons such as oil and gas are produced from reservoirs contained in soil formations. Boreholes drilled in reservoirs are used to gain access to hydrocarbons. Once a wellbore is drilled, it is usually aligned with a casing that is cemented in place, a screen or some other type of wellbore liner. The hydrocarbons are then extracted from a reservoir and then drained to the surface through the aligned wellbore.

[002] Algumas formações podem incluir múltiplos reservatórios ou zonas de produção (várias zonas de produção podem ser do mesmo reservatório) empilhados uns em cima dos outros. Nesses casos, um furo de poço pode penetrar dois ou mais dos reservatórios ou zonas de produção empilhados. Cada reservatório ou zona de produção, no entanto, pode ter características de produção diferentes, tal como uma quantidade de água que é produzida. A fim de compensar as características de produção diferentes, o fluxo de cada reservatório precisa ser controlado. Os avanços na tecnologia para melhorar o controle de fluxo dos fluidos dos reservatórios ou das zonas de produção, o custo de intervenção reduzido, e a eficiência de fluxo melhorada devem ser bem recebidos na indústria de perfuração.Some formations may include multiple reservoirs or production zones (multiple production zones may be from the same reservoir) stacked on top of one another. In such cases, a wellbore may penetrate two or more of the stacked reservoirs or production zones. Each reservoir or production zone, however, may have different production characteristics, such as the amount of water that is produced. In order to compensate for the different production characteristics, the flow of each reservoir needs to be controlled. Advances in technology to improve flow control of reservoir or production zone fluids, reduced intervention cost, and improved flow efficiency should be welcomed in the drilling industry.

BREVE SUMÁRIOBRIEF SUMMARY

[003] É descrito um aparelho para executar uma operação em um furo de poço que penetra no solo. O aparelho inclui: um módulo de fundo de poço configurado para executar a operação e dotado de um dispositivo de ancoragem configurado para ancorar o módulo no furo de poço, em que o dispositivo de ancoragem é liberável a fim de recu- perar o módulo; uma fonte de energia disposta no módulo e configurada para fornecer energia ao módulo; um transdutor de sinal disposto no módulo e configurado para pelo menos transmitir um sinal sem fio e receber um sinal sem fio; e um dispositivo eletrônico de fundo de poço disposto no módulo, acoplado ao transdutor de sinal, e configurado para operar o módulo e prover comunicação ao módulo incluindo a repetição de um sinal para a transmissão ao fundo do poço ou ao topo do poço.An apparatus for performing an operation in a wellbore that penetrates the ground is described. The apparatus includes: a wellbore module configured to perform the operation and provided with an anchor device configured to anchor the module in the wellbore, wherein the anchor device is releasable in order to recover the module; a power source arranged in the module and configured to supply power to the module; a signal transducer arranged in the module and configured to at least transmit a wireless signal and receive a wireless signal; and an electronic well bottom device disposed in the module coupled to the signal transducer and configured to operate the module and provide communication to the module including repeating a signal for transmission to the bottom or top of the well.

[004] Também é descrito um aparelho para executar uma operação em um furo de poço que penetra no solo, o qual inclui: um módulo de fundo de poço configurado para executar a operação e dotado de um dispositivo de ancoragem configurado para ancorar o módulo no furo de poço, em que o dispositivo de ancoragem é liberável a fim de recuperar o módulo; uma fonte de energia disposta no módulo e configurada para fornecer energia ao módulo, em que a fonte de energia compreende uma batería; um transdutor de sinal disposto no módulo e configurado para pelo menos transmitir um sinal sem fio e receber um sinal sem fio; um dispositivo eletrônico de fundo de poço disposto no módulo, acoplado ao transdutor de sinal, e configurado para operar o módulo e prover comunicação ao módulo incluindo a repetição de um sinal para a transmissão ao fundo do poço ou ao topo do poço; uma válvula de controle de fluxo eletromecanicamente acionada acoplada ao módulo e configurada para receber um sinal de controle ao usar o transdutor de sinal de um controlador e para controlar o fluxo através da válvula com base no sinal de controle; e um sensor acoplado ao dispositivo eletrônico de fundo de poço e configurado para detectar um parâmetro, em que o dispositivo eletrônico de fundo de poço é configurado para transmitir o sinal sem fio ao usar o transdutor de sinal, em que o sinal sem fio compreende uma leitura do sensor.Also described is an apparatus for performing an operation in a well-penetrating wellbore, which includes: a wellbore module configured to perform the operation and provided with an anchor device configured to anchor the module in the wellbore, where the anchor device is releasable in order to recover the module; a power source arranged in the module and configured to supply power to the module, wherein the power source comprises a battery; a signal transducer arranged in the module and configured to at least transmit a wireless signal and receive a wireless signal; an electronic well bottom device disposed in the module coupled to the signal transducer and configured to operate the module and provide communication to the module including repeating a signal for transmission to the bottom or top of the well; an electromechanically driven flow control valve coupled to the module and configured to receive a control signal when using a controller signal transducer and to control flow through the valve based on the control signal; and a sensor coupled to the bottom electronic device and configured to detect a parameter, wherein the bottom electronic device is configured to transmit the wireless signal when using the signal transducer, wherein the wireless signal comprises a sensor reading.

[005] Também é descrito um método para executar uma opera- ção em um furo de poço que penetra no solo, o qual inclui: a disposição de um módulo de fundo de poço no furo de poço, em que o módulo é configurado para executar a operação e é dotado de um dispositivo de ancoragem configurado para ancorar o módulo no furo de poço e ser liberado a fim de recuperar o módulo, uma fonte de energia disposta no módulo e configurada para fornecer energia ao módulo, um transdutor de sinal disposto no módulo e configurado para pelo menos transmitir um sinal sem fio e receber um sinal sem fio, e um dispositivo eletrônico de fundo de poço disposto no módulo, acoplado ao transdutor de sinal, e configurado para operar o módulo e para prover comunicação ao módulo incluindo a repetição de um sinal sem fio recebido para a transmissão ao fundo do poço ou ao topo do poço; a ancoragem do módulo no furo de poço ao usar o dispositivo de ancoragem; e a execução da operação ao usar o módulo.Also described is a method for performing an operation in a well-penetrating wellbore, which includes: arranging a wellbore module in the wellbore, wherein the module is configured to perform operation and is provided with an anchor device configured to anchor the module in the wellbore and to be released in order to recover the module, a power source disposed in the module and configured to supply power to the module, a signal transducer disposed in the module is configured to at least transmit a wireless signal and receive a wireless signal, and a well-bottomed electronic device disposed in the module coupled to the signal transducer and configured to operate the module and to provide communication to the module including repeating a received wireless signal for downhole or top-end transmission; anchoring the module to the wellbore when using the anchor device; and performing the operation when using the module.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS

[006] As descrições a seguir não devem ser consideradas como limitadoras de nenhuma maneira. Com referência aos desenhos anexos, os mesmos elementos são numerados igualmente: [007] a figura 1 ilustra uma vista em seção transversal de uma modalidade exemplificadora dos módulos de fundo de poço dispostos em um furo de poço que penetra no solo;[006] The following descriptions should not be construed as limiting in any way. With reference to the accompanying drawings, the same elements are also numbered: [007] Figure 1 illustrates a cross-sectional view of an exemplary embodiment of wellbore modules disposed in a wellbore that penetrates the ground;

[008] as figuras 2A-2C, indicadas coletivamente como figura 2, ilustram aspectos dos módulos de fundo de poço;[008] Figures 2A-2C, collectively indicated as Figure 2, illustrate aspects of downhole modules;

[009] a figura 3 ilustra aspectos de um módulo de fundo de poço que tem um sensor; e [010] a figura 4 é um fluxograma de um método para executar uma operação em um furo de poço que penetra no solo.Figure 3 illustrates aspects of a wellbore module having a sensor; and [010] Figure 4 is a flow chart of a method for performing an operation in a well-penetrating wellbore.

DESCRIÇÃO DETALHADADETAILED DESCRIPTION

[011] Uma descrição detalhada de uma ou mais modalidades do aparelho e do método descritos é apresentada no presente documento a título de exemplificação e não limitação com referência às figuras.A detailed description of one or more embodiments of the apparatus and method described is provided herein by way of example and not limitation with reference to the figures.

[012] São descritos o aparelho e o método para executar uma operação ou função em um furo de poço que penetra no solo. A operação é implementada por um módulo de fundo de poço que é conduzido através do furo de poço e ancorado no furo de poço em um local específico. As funções operacionais incluem o controle do fluxo de fluido (por exemplo, executado por uma válvula operada remotamente com várias posições do bloqueador) extraído de uma formação e para ser escoado para a superfície no furo de poço e a detecção de um ou mais parâmetros tais como a vazão de fluido, a pressão, a temperatura, a vibração e/ou características do fluido. Além disso, o módulo inclui uma capacidade de comunicação ao usar sinais sem fio para receber um sinal de controle de fluxo (por exemplo, para regular a porcentagem da válvula aberta ou para fechar completamente a válvula) e para transmitir os parâmetros detectados à superfície. A capacidade de comunicação inclui o fornecimento de serviço de repetidora para retransmitir os sinais sem fio recebidos de um local no topo do poço (isto é, acima do módulo) a um local no fundo do poço (isto é, abaixo do módulo) ou de um local no fundo do poço a um local no topo do poço.[012] The apparatus and method for performing an operation or function on a well-penetrating wellbore is described. The operation is implemented by a wellbore module that is conducted through the wellbore and anchored to the wellbore at a specific location. Operational functions include fluid flow control (for example, performed by a remotely operated valve with various lock positions) extracted from a formation and to be drained to the surface in the wellbore and the detection of one or more such parameters. such as fluid flow, pressure, temperature, vibration and / or fluid characteristics. In addition, the module includes a communication capability when using wireless signals to receive a flow control signal (for example, to regulate the percentage of the open valve or to close the valve completely) and to transmit the detected parameters to the surface. Communication capability includes providing a repeater service to relay wireless signals received from a wellhead (ie above the module) to a wellhead (ie below the module) or a downhole location to a downhole location.

[013] A figura 1 ilustra uma vista em seção transversal de três módulos de fundo de poço 10 dispostos em um furo de poço 2 que penetra no solo 3 contendo as zonas de produção 4A e 4B. Embora a figura 1 ilustre somente duas zonas de produção para finalidades de ensino, os ensinamentos podem se aplicar a mais de duas zonas de produção em que as zonas adicionais são sendo equipadas com um módulo de produção inteligente sem fio. O furo de poço 2 pode ser alinhado com um forro 5 tal como uma revestimento ou tela, ou o furo de poço 2 pode ser não forrado (isto é, configuração de furo aberto) como modalidades não limitadoras. O módulo de fundo de poço 10A é confi- gurado para ser um módulo de repetidora para retransmitir sinais sem fio, caso necessário, ao passo que os módulos 10B e 10C são módulos de controle de fluxo configurados para controlar o fluxo de fluido correspondente do reservatório para e acima do furo de poço 2. O fluido do reservatório pode entrar no furo de poço 2 através de perfurações em um revestimento ou tela se esses forros estiverem presentes.[1] Figure 1 illustrates a cross-sectional view of three wellbore modules 10 arranged in a well-penetrating wellbore 2 containing production zones 4A and 4B. Although Figure 1 illustrates only two production zones for teaching purposes, the teachings may apply to more than two production zones where additional zones are being equipped with an intelligent wireless production module. Wellbore 2 may be aligned with a liner 5 such as a liner or screen, or wellbore 2 may be unlined (i.e. open hole configuration) as non-limiting embodiments. Wellhead module 10A is configured to be a repeater module to relay wireless signals if required, while modules 10B and 10C are flow control modules configured to control the corresponding reservoir fluid flow. to and above well bore 2. Reservoir fluid can enter well bore 2 through holes in a liner or screen if these liners are present.

[014] Cada módulo 10 pode ser conduzido através do furo de poço 2 por um condutor 6 tais como uma linha de cabo 7 que tem uma interface de módulo. Outros condutores podem incluir a tubulação de perfuração segmentada ou uma tubulação enrolada. Além disso, cada módulo 10 inclui uma âncora de módulo 8 que é configurada para ancorar o módulo 10 ao forro 5 ou diretamente ao furo de poço se um forro não estiver presente. Para ancorar o módulo 10, a âncora de módulo 8 inclui os elementos de ancoragem extensíveis 9. Os elementos de ancoragem extensíveis 9 podem ser acionados pelo condutor 6 ao usar uma ligação mecânica ou alguma outra configuração. Além disso, os elementos de ancoragem extensíveis 9 podem ser retraídos pelo condutor 6 ao usar a ligação mecânica ou outras configurações a fim de mover o módulo 10 para um outro local e/ou para remover o módulo 10 do furo de poço.Each module 10 may be led through wellbore 2 by a conductor 6 such as a cable line 7 having a module interface. Other conductors may include segmented drill pipe or coiled pipe. In addition, each module 10 includes a module 8 anchor that is configured to anchor module 10 to the liner 5 or directly to the wellbore if a liner is not present. To anchor the module 10, the module anchor 8 includes the extendable anchor elements 9. The extendable anchor elements 9 may be actuated by conductor 6 when using a mechanical connection or some other configuration. In addition, the extendable anchor elements 9 may be retracted by conductor 6 when using mechanical coupling or other configurations to move module 10 to another location and / or to remove module 10 from the wellbore.

[015] A fim de energizar as operações, cada módulo 10 inclui uma fonte de energia 13 que é configurada para fornecer energia suficiente para energizar operação do módulo 10 correspondente. Em uma ou mais modalidades, a fonte de energia 13 inclui um acumulador de energia 14 tal como uma batería ou capacitor como exemplos não limitadores. Em uma ou mais modalidades, a fonte de energia 13 inclui um gerador de turbina 15 configurado para converter a energia do fluido do furo de poço que flui através do furo de poço em energia elétrica que pode ser usada para energizar as operações do módulo ou carregar o acumulador de energia 14. Alternativamente, uma bateria de alta capacidade apenas pode ser usada para energizar as operações do módulo.[015] In order to power operations, each module 10 includes a power source 13 that is configured to provide sufficient power to power operation of the corresponding module 10. In one or more embodiments, power source 13 includes a power accumulator 14 such as a battery or capacitor as non-limiting examples. In one or more embodiments, power source 13 includes a turbine generator 15 configured to convert the wellbore fluid energy flowing through the wellbore to electrical energy that can be used to power module operations or charge power accumulator 14. Alternatively, a high capacity battery can only be used to power module operations.

[016] Cada módulo 10 inclui uma capacidade de comunicação sem fio implementada por um ou mais transdutores de sinais 11 e um dispositivo eletrônico de fundo de poço 12. Cada transdutor de sinal 11 é configurado para converter um sinal elétrico em um sinal sem fio e/ou um sinal sem fio em um sinal elétrico. As modalidades não limitadoras dos sinais sem fio incluem sinais eletromagnéticos e sinais acústicos. Por conseguinte, as modalidade de um transdutor de sinal 11 incluem uma antena e um transdutor acústico. Em uma ou mais modalidades, cada módulo 10 é configurado para fornecer serviço de repetidora para retransmitir sinais sem fio a um módulo 10 próximo ou adjacente. Em uma ou mais modalidades, um módulo 10 pode ser configurado para ter comunicações em dois sentidos com um controlador 16 disposto na superfície do solo. O controlador 16 pode ser implementado por um sistema de processamento de computador tal como ilustrado na figura 1. O controlador 16 recebe e transmite sinais sem fio ao usar um receptor de sinal de superfície 17 que é disposto em ou perto da superfície do solo. Os sinais sem fio podem incluir um sinal de controle para uma operação de controle de um ou mais módulos 10 ou um sinal de dados para a comunicação de dados, tais como os dados do sensor ou os dados operacionais, transmitidos por um ou mais dos módulos 10.Each module 10 includes a wireless communication capability implemented by one or more signal transducers 11 and an electronic bottom device 12. Each signal transducer 11 is configured to convert an electrical signal into a wireless signal and / or a wireless signal on an electrical signal. Non-limiting modalities of wireless signals include electromagnetic signals and acoustic signals. Accordingly, embodiments of a signal transducer 11 include an antenna and an acoustic transducer. In one or more embodiments, each module 10 is configured to provide repeater service for relaying wireless signals to a nearby or adjacent module 10. In one or more embodiments, a module 10 may be configured to have two-way communications with a ground surface controller 16. Controller 16 may be implemented by a computer processing system as illustrated in Figure 1. Controller 16 receives and transmits wireless signals using a surface signal receiver 17 that is arranged at or near the ground surface. Wireless signals may include a control signal for a control operation of one or more modules 10 or a data signal for data communication, such as sensor data or operational data, transmitted by one or more of the modules. 10

[017] Tal como observado acima, o módulo 10 pode ser configurado para controlar o fluxo de fluido da formação para e acima do furo de poço. Dessa maneira, o módulo 10 pode incluir uma válvula de controle de fluxo 19. A válvula de controle de fluxo pode ser uma válvula de abrir e fechar ou uma válvula moduladora que pode modular o fluxo através da válvula para obter uma vazão selecionada tal como uma porcentagem da capacidade máxima do fluxo. O dispositivo eletrônico de fundo de poço 12 é configurado para receber um sinal de controle do controlador 16 e para acionar a válvula de controle de fluxo com base na informação no sinal de controle. Em uma ou mais modalidades, a válvula de controle de fluxo é acionada ou operada por um so-lenoide para a operação de válvula eletromecânica. Outros tipos de acionamento também podem ser usados.As noted above, module 10 can be configured to control formation fluid flow to and above the wellbore. Thus, module 10 may include a flow control valve 19. The flow control valve may be an open and close valve or a modulating valve that can modulate flow through the valve to obtain a selected flow such as a percentage of maximum flow capacity. The downhole electronic device 12 is configured to receive a control signal from controller 16 and to trigger the flow control valve based on the information in the control signal. In one or more embodiments, the flow control valve is actuated or operated by a solenoid for electromechanical valve operation. Other types of drive can also be used.

[018] Quando o módulo 10 inclui a válvula de controle de fluxo 19, o módulo 10 também pode incluir uma vedação expansível 18. A vedação expansível 18 é configurada para expandir a fim de vedar contra o furo de poço 2 ou o forro 5. Quando expandida, a vedação 18 isola o furo de poço acima do módulo 10 ou o furo de poço abaixo do módulo 10 da coroa anular do furo de poço que circunda a válvula de controle de fluxo 19. Desse modo, a vedação 18 ou vedações 18 são configuradas para dirigir o fluxo de fluido do reservatório do reservatório para a válvula de controle de fluxo 19.When module 10 includes flow control valve 19, module 10 may also include an expandable seal 18. The expandable seal 18 is configured to expand to seal against well bore 2 or liner 5. When expanded, seal 18 isolates the wellbore above module 10 or the wellbore below module 10 of the annular crown of the wellbore surrounding flow control valve 19. Thus, seal 18 or seals 18 are configured to direct fluid flow from the reservoir reservoir to flow control valve 19.

[019] A figura 2 ilustra aspectos dos módulos de fundo de poço 10. A figura 2A ilustra os módulos 10A-C dispostos no fundo de poço com os módulos de válvula 10B e 10C sendo dispostos em reservatórios separados. Tal como ilustrado na figura 2B, o módulo de repetidora 10A inclui um transceptor eletrônico 21 configurado para retransmitir os sinais sem fio. O módulo de repetidora 10A também inclui uma batería 22 no acumulador de energia 14. Tal como ilustrado na figura 2C, os módulos de válvula 10B e 10C incluem uma válvula de controle de fluxo eletromecanicamente acionada. A válvula de controle de fluxo eletricamente acionada é configurada para usar a energia da fonte de energia 13 para acionar a válvula 23 de acordo com a informação recebida de um sinal de controle sem fio que foi transmitido pelo controlador 16.Figure 2 illustrates aspects of downhole modules 10. Figure 2A illustrates modules 10A-C arranged in downhole with valve modules 10B and 10C being arranged in separate reservoirs. As illustrated in Figure 2B, repeater module 10A includes an electronic transceiver 21 configured to relay wireless signals. Repeater module 10A also includes a battery 22 in power accumulator 14. As shown in Figure 2C, valve modules 10B and 10C include an electromechanically driven flow control valve. The electrically actuated flow control valve is configured to use power from power source 13 to drive valve 23 according to information received from a wireless control signal that has been transmitted by controller 16.

[020] A figura 3 ilustra aspectos de um módulo de fundo de poço 10 que tem um sensor 30. O sensor 30 pode ser disposto no módulo de repetidora 10A e/ou no módulo de válvula 10B ou 10C. Alternativamente, o sensor 30 pode ser incorporado em um módulo de fundo de poço dedicado tal como um módulo de sensor 10D. Em uma ou mais modalidades, o sensor 30 pode ser um sensor de fluxo configurado para medir a vazão de fluido que flui através da válvula de controle de fluxo 19, 23. Outras modalidades não limitadoras do sensor 30 incluem o sensor de posição da válvula, o sensor de operação do equipamento, o sensor de temperatura, o sensor de pressão, o sensor de trans-missividade óptica, o sensor de refletividade óptica, o sensor de res-sonador mecânico de flexão, o sensor de permissividade, o sensor de constante dielétrica, o sensor de viscosidade, o sensor de condutivida-de, o sensor acústico da velocidade, o sensor acústico de impedância, o sensor de corrosão e o sensor de radiação (natural e induzida por nêutrons). As medições ou as leituras do sensor são transmitidas ao controlador 16 ao usar o sinal sem fio. Os dados do sensor podem então ser processados pelo controlador 16 e ser enviados a um dispositivo de saída tal como um monitor ou uma impressora para exibir os dados a um usuário ou a um meio não transitório que pode ser lido por computador para armazenamento. Além disso, o controlador 16 pode ser configurado para enviar um sinal de alerta a um usuário se qualquer um dos dados detectados exceder um valor limite.Figure 3 illustrates aspects of a wellbore module 10 having a sensor 30. Sensor 30 may be disposed on repeater module 10A and / or valve module 10B or 10C. Alternatively, the sensor 30 may be incorporated into a dedicated downhole module such as a 10D sensor module. In one or more embodiments, the sensor 30 may be a flow sensor configured to measure the flow of fluid flowing through the flow control valve 19, 23. Other non-limiting embodiments of the sensor 30 include the valve position sensor, the equipment operating sensor, the temperature sensor, the pressure sensor, the optical transmissivity sensor, the optical reflectivity sensor, the mechanical bending resonator sensor, the permittivity sensor, the constant sensor dielectric, the viscosity sensor, the conductivity sensor, the acoustic speed sensor, the impedance acoustic sensor, the corrosion sensor and the radiation sensor (natural and neutron induced). Sensor measurements or readings are transmitted to controller 16 when using the wireless signal. Sensor data can then be processed by controller 16 and sent to an output device such as a monitor or printer to display the data to a user or a non-transient computer readable medium for storage. In addition, controller 16 may be configured to send a warning signal to a user if any of the detected data exceeds a threshold value.

[021] A figura 4 é um fluxograma de um método para executar uma operação em um furo de poço que penetra no solo. O bloco 41 indica a disposição de um módulo de fundo de poço no furo de poço, em que o módulo é configurado para executar a operação e compreende: um dispositivo de ancoragem configurado para ancorar o módulo no furo de poço e ser liberado a fim de recuperar o módulo, uma fonte de energia disposta no módulo e configurada para fornecer energia ao módulo, um transdutor de sinal disposto no módulo e configurado para pelo menos transmitir um sinal sem fio e receber um sinal sem fio, e um dispositivo eletrônico de fundo de poço disposto no módulo, acoplado ao transdutor de sinal, e configurado para operar o módulo e para prover comunicação ao módulo incluindo a repetição de um sinal sem fio recebido para a transmissão ao fundo do poço ou ao topo do poço. O bloco 42 indica a ancoragem do módulo no furo de poço ao usar o dispositivo de ancoragem. O dispositivo de ancoragem pode ser acionado por um condutor, tal como uma linha de cabo ou uma tubulação de perfuração, conduzido o módulo no furo de poço. O bloco 43 indica a execução da operação ao usar o módulo. As modalidades não limitadoras da operação incluem (a) o controle do fluxo do fluido de um reservatório que entra no furo de poço ao usar uma válvula de controle de fluxo operada remotamente que é controlada por um sinal de controle sem fio enviado por um controlador, (b) a repetição dos sinais sem fio recebidos do fundo do poço ou do topo do poço, e (c) a execução das medições de um parâmetro ao usar um sensor disposto no módulo e a transmissão dos dados detectados à superfície tal como ao controlador. Outros tipos de operações também podem ser implementados ao usar o módulo. O método 40 também pode incluir a modulação do fluxo através da válvula de controle de fluxo para obter uma vazão selecionada (tal como medido por um sensor de fluxo) ao usar o sinal de controle. O método 40 também pode incluir a liberação do dispositivo de ancoragem e a relocação do módulo. A liberação e a relo-cação podem ser executadas pelo condutor.[021] Figure 4 is a flow chart of a method for performing an operation in a wellbore that penetrates the ground. Block 41 indicates the arrangement of a wellbore module in the wellbore, wherein the module is configured to perform the operation and comprises: an anchor device configured to anchor the module in the wellbore and to be released in order to recovering the module, a power supply arranged in the module and configured to supply power to the module, a signal transducer arranged in the module and configured to at least transmit a wireless signal and receive a wireless signal, and an electronic background device. well arranged in the module coupled to the signal transducer and configured to operate the module and to provide communication to the module including repeating a received wireless signal for transmission to the bottom of the well or top of the well. Block 42 indicates the module anchorage in the wellbore when using the anchor device. The anchor device may be driven by a conductor, such as a cable line or a drill pipe, leading the module into the wellbore. Block 43 indicates the execution of the operation when using the module. Non-limiting modes of operation include (a) controlling the flow of fluid from a reservoir entering the wellbore by using a remotely operated flow control valve that is controlled by a wireless control signal sent from a controller, (b) repeating wireless signals received from the bottom of the well or top of the well, and (c) performing parameter measurements using a sensor disposed on the module and transmitting the detected data to the surface such as to the controller. . Other types of operations can also be implemented when using the module. Method 40 may also include modulating flow through the flow control valve to obtain a selected flow rate (as measured by a flow sensor) when using the control signal. Method 40 may also include releasing the anchor device and relocating the module. Release and relationship can be performed by the driver.

[022] O aparelho e o método acima descritos propiciam várias vantagens. Uma vantagem é que os módulos de fundo de poço podem ser montados rapidamente com um custo mais baixo proporcional devido à não necessidade de instalar, conectar e manter cabos de comunicação entre os módulos e o controlador de superfície. Uma outra vantagem é que um módulo de fundo de poço pode ser rapidamente recuperado para o reparo ou a substituição se surgir um problema.[022] The apparatus and method described above provide several advantages. An advantage is that downhole modules can be assembled quickly at a proportional lower cost due to the need not to install, connect and maintain communication cables between the modules and the surface controller. Another advantage is that a downhole module can be quickly recovered for repair or replacement if a problem arises.

[023] Em suporte aos presentes ensinamentos, vários componentes de análise podem ser usados, incluindo um sistema digital e/ou analógico. Por exemplo, o dispositivo eletrônico de fundo de poço 12, o controlador 16 (ou sistema de processamento de superfície 16), ou o receptor de sinal da superfície 17 podem incluir sistemas digitais e/ou analógicos. O sistema pode ter componentes tais como um processador, meios de armazenamento, memória, entrada, saída, link de comunicação, interface do usuário, programas de software, processadores de sinais (digitais ou analógicos) e outros tais componentes (tais como resistores, capacitores, indutores e outros) para prover a operação e as análises do aparelho e dos métodos descritos no presente documento em qualquer uma de várias maneiras bem apreciadas no estado da técnica. Considera-se que esses ensinamentos podem ser, mas não precisam ser, implementados em conjunto com um conjunto de instruções executáveis por computador armazenadas em um meio não transitório que pode ser lido por computador, incluindo memória (ROM, RAM), óptica (CD-ROMs), ou magnética (discos, discos rígidos), ou qualquer outro tipo que, quando executadas, fazem com que um computador execute o método da presente invenção. Essas instruções podem prover a operação do equipamento, o controle, a coleta de dados e a análise, e as outras funções consideradas como relevantes por um projetista de sistema, proprietário, usuário ou outro de tal pessoal, além das funções descritas nesta descrição.In support of the present teachings, various analytical components may be used, including a digital and / or analog system. For example, wellbore electronic device 12, controller 16 (or surface processing system 16), or surface signal receiver 17 may include digital and / or analog systems. The system may have components such as a processor, storage media, memory, input, output, communication link, user interface, software programs, signal processors (digital or analog) and other such components (such as resistors, capacitors). , inducers and others) for providing operation and analysis of the apparatus and methods described herein in any of several ways well appreciated in the prior art. These teachings are believed to be, but need not be, implemented in conjunction with a set of computer-executable instructions stored on a non-transient computer-readable medium, including memory (ROM, RAM), optical (CD- ROMs), or magnetic (disks, hard disks), or any other type that, when executed, causes a computer to perform the method of the present invention. These instructions may provide equipment operation, control, data collection and analysis, and other functions considered relevant by a system designer, owner, user or other such personnel, in addition to the functions described in this description.

[024] Além disso, vários outros componentes podem ser incluídos e empregados para fornecer aspectos dos presentes ensinamentos. Por exemplo, um componente de resfriamento, um componente de aquecimento, um ímã, um eletroímã, um sensor, um eletrodo, um transmissor, um receptor, um transceptor, uma antena, um controlador, uma unidade óptica, uma unidade elétrica, uma unidade eletrome-cânica ou uma unidade hidráulica podem ser incluídos em suporte dos vários aspectos discutidos no presente documento ou em suporte de outras funções além desta descrição.In addition, various other components may be included and employed to provide aspects of the present teachings. For example, a cooling component, a heating component, a magnet, an electromagnet, a sensor, an electrode, a transmitter, a receiver, a transceiver, an antenna, a controller, an optical unit, an electrical unit, a unit electromechanics or a hydraulic unit may be included in support of the various aspects discussed herein or in support of other functions beyond this description.

[025] Os elementos das modalidades foram introduzidos com os artigos "um" ou "uma". Os artigos se prestam a indicar que há um ou mais dos elementos. Os termos "incluindo" e "tendo" devem ser inclu-sivos de maneira tal que pode haver elementos adicionais além dos elementos listados. A conjunção "ou", quando usada com uma lista de pelo menos dois termos, presta-se a indicar qualquer termo ou qualquer combinação de termos. O termo "configurado" refere-se a uma ou mais limitações estruturais de um dispositivo que são requeridas para que o dispositivo execute a função ou a operação para a qual o dispositivo é configurado. O termo "acoplado" refere-se a um primeiro componente que está sendo acoplado diretamente a um segundo componente ou então indiretamente através de um componente intermediário.[025] Details of the modalities were introduced with the articles "one" or "one". Articles are apt to indicate that there are one or more of the elements. The terms "including" and "having" must be inclusive in such a way that there may be additional elements in addition to the elements listed. The conjunction "or", when used with a list of at least two terms, lends itself to any term or any combination of terms. The term "configured" refers to one or more structural limitations of a device that are required for the device to perform the function or operation for which the device is configured. The term "coupled" refers to a first component being coupled directly to a second component or indirectly through an intermediate component.

[026] Os fluxogramas ilustrados no presente documento são apenas exemplos. Pode haver muitas variações nesse diagrama ou nas etapas (ou operações) descritas no mesmo sem desviar do caráter da invenção. Por exemplo, as etapas podem ser executadas em uma ordem diferente, ou as etapas podem ser adicionadas, suprimidas ou modificadas. Todas essas variações são consideradas como uma parte da invenção reivindicada.[026] The flow charts illustrated in this document are examples only. There may be many variations in this diagram or in the steps (or operations) described therein without departing from the character of the invention. For example, steps can be performed in a different order, or steps can be added, deleted, or modified. All such variations are considered as part of the claimed invention.

[027] Embora uma ou mais modalidades tenham sido mostradas e descritas, modificações e substituições podem ser feitas nas mesmas sem desviar do caráter e do âmbito da invenção. Por conseguinte, deve ser compreendido que a presente invenção foi descrita a título de ilustração e não limitação.Although one or more embodiments have been shown and described, modifications and substitutions may be made thereto without departing from the character and scope of the invention. Accordingly, it should be understood that the present invention has been described by way of illustration and not limitation.

[028] Deve ser reconhecido que os vários componentes ou tecnologias podem prover determinadas funcionalidades ou características necessárias ou benéficas. Por conseguinte, essas funções e caracte- rísticas, conforme podem ser necessárias no suporte das reivindicações anexas e variações das mesmas, são reconhecidas como sendo inerentemente incluídas como uma parte dos presentes ensinamentos e uma parte da invenção descrita.[028] It should be recognized that various components or technologies may provide certain necessary or beneficial functionality or features. Accordingly, such functions and features as may be required in support of the appended claims and variations thereof are recognized as being inherently included as a part of the present teachings and a part of the described invention.

[029] Embora a invenção tenha sido descrita com referência às modalidades exemplificadoras, deve ser compreendido que várias mudanças podem ser feitas e os equivalentes podem ser substituídos por elementos das mesmas sem desviar do âmbito da invenção. Além disso, muitas modificações serão apreciadas para adaptar um instrumento, uma situação ou um material particular aos ensinamentos da invenção sem desviar do âmbito essencial da mesma. Portanto, pretende-se que a invenção não seja limitada à modalidade particular descrita como o melhor modo contemplado para a realização da presente invenção, mas que a invenção inclua todas as modalidades que se enquadram dentro do âmbito das reivindicações anexas.Although the invention has been described with reference to exemplary embodiments, it should be understood that various changes may be made and equivalents may be substituted for elements thereof without departing from the scope of the invention. In addition, many modifications will be appreciated to adapt a particular instrument, situation or material to the teachings of the invention without departing from the essential scope thereof. Therefore, it is intended that the invention is not limited to the particular embodiment described as the best contemplated mode for carrying out the present invention, but that the invention includes all embodiments falling within the scope of the appended claims.

Claims

1. Apparatus for performing an operation in a wellbore (2) that penetrates the ground (3), the apparatus comprising: a wellbore module configured to perform the operation and comprising an anchor device (8) configured to anchor (8) the module in the wellbore (2), wherein the anchor device (8) is releasable in order to recover the module; a power source (13) disposed on the module and configured to supply power to the module; a signal transducer arranged in the module and configured to at least transmit a wireless signal and receive a wireless signal; and an electronic well bottom device disposed in the module coupled to the signal transducer and configured to operate the module and to provide communication to the module including repeating a signal for transmission to the bottom or top of the well.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the wireless signal is an electromagnetic signal, an acoustic signal, or any combination thereof.

Apparatus according to claim 2, characterized in that the signal transducer is an antenna, an acoustic transducer, or any combination thereof.

Apparatus according to claim 1, characterized in that it also comprises a signal receiver (17) arranged at or near the ground surface (3) and configured to receive the wireless signal.

Apparatus according to claim 4, characterized in that the signal receiver (17) is also configured to transmit the wireless signal to a controller (16) configured to send a control signal to the module.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the power source (13) comprises a battery (22) and a turbine generator (15) configured to convert the energy of a fluid flowing into the wellbore. (2) on electric power to charge the battery (22).

Apparatus according to claim 1, characterized in that it also comprises a flow control valve (23) coupled (19) to the module and configured to receive a control signal when using the signal transducer of a controller ( 16) and to control the flow through the valve (19) based on the control signal.

Apparatus according to claim 7, characterized in that it also comprises an expandable seal (18) configured to isolate the control valve (23), (19) from the ring bore (2) above or below the control valve (23), (19).

Apparatus according to claim 8, characterized in that the expandable seal (18) comprises an upper expandable seal (18) disposed above the flow control valve (23), (19) and a lower expandable seal (18). 18) arranged below the flow control valve (23), (19).

Apparatus according to claim 7, characterized in that the flow control valve (23), (19) is electromechanically actuated.

Apparatus according to claim 1, characterized in that it also comprises a sensor (30) coupled to the electronic bottom device (12) and configured to detect a parameter, wherein the electronic bottom device is configured to transmit the wireless signal when using the signal transducer, wherein the wireless signal comprises a reading (30) of the sensor.

12. Method for performing an operation in a wellbore (2) that penetrates the ground (3), the method characterized by the fact that it comprises: the arrangement of a wellbore module in the wellbore (2) wherein the module is configured to perform the operation and comprises an anchor device (8) configured to anchor (8) the module in the wellbore (2) and to be released to retrieve the module, a power source (13) arranged in the module and configured to power the module, a signal transducer arranged in the module and configured for at least one of wireless signal transmission and wireless signal reception, and a background electronic device well disposed in the module coupled to the signal transducer and configured to operate the module and to provide communication to the module including repeating a signal for transmission to the bottom of the well or top of the well; anchoring the module to the wellbore (2) when using the anchor device (8), and performing the operation using the module.

Method according to claim 12, characterized in that the operation comprises repeating a received wireless signal when using the electronic bottom device and the signal transducer.

Method according to claim 12, characterized in that it also comprises receiving a wireless control signal from a ground surface controller (16) and controlling a flow control valve. (23), (19) coupled to the module and configured to control flow through valve (19) based on the control signal.

Method according to claim 12, characterized in that it also comprises releasing the anchor device (8) and relocating the module.