BR102016008470A2 - sistemas para monitorar a orientação e a posição de componentes e método para determinar a localização de um componente móvel - Google Patents

Abstract

sistemas para monitorar a orientação e a posição de componentes e método para determinar a localização de um componente móvel trata-se de um sistema para monitorar a orientação e a posição de componentes em um poço de óleo. o sistema inclui um primeiro componente de poço, um segundo componente de poço e um transdutor fixado ao primeiro componente de poço para gerar um pulso. o sistema também inclui um transceptor fixado ao segundo componente de poço para medir os parâmetros do pulso gerado pelo transdutor, e um processador em comunicação com o transceptor que recebe informações acerca dos parâmetros do pulso, conforme medido pelo transceptor, e que calcula a posição do transceptor em relação ao transdutor.

Description

“SISTEMAS PARA MONITORAR A ORIENTAÇÃO E A POSIÇÃO DE COMPONENTES E MÉTODO PARA DETERMINAR A LOCALIZAÇÃO DE UM COMPONENTE MÓVEL” Referência Cruzada a Pedidos Relacionados [001] Este pedido reivindica a prioridade e o benefício do Pedido de Patente Provisório n^ de série U.S. 61/987.300, o qual foi depositado em 1 de maio de 2014, cuja revelação completa está incorporada ao presente documento em sua totalidade a título de referência.

Antecedentes da Invenção 1 ■ Campo da Invenção [002] A presente revelação refere-se, em geral, a equipamentos de perfuração de óleo e gás e, mais particularmente, a um sistema e método para monitorar a posição e a orientação de equipamentos em um conjunto de cabeça de poço. 2 Descrição da Técnica Relacionada [003] Ferramentas de assentamento submarinas são usadas tipicamente para operar equipamentos dentro de cabeças de poço submarinas e árvores de produção submarinas. Isso pode incluir aterramento e disposição de suspensores, árvores, buchas de desgaste, ferramentas de perfilagem, etc. As ferramentas de assentamento atuais são, em geral, operadas hidráulica ou mecanicamente e são frequentemente usadas para montar uma cabeça de poço submarina aterrando-se e dispondo-se um suspensor de revestimento e uma coluna de revestimento associada. Uma ferramenta de assentamento mecânica normalmente aterra e dispõe o suspensor de revestimento dentro da cabeça de poço aterrando-se em um ombro e submetendo-se a uma série de rotações através do uso do peso da coluna de revestimento para engatar presilhas ou vedações do suspensor de revestimento com a cabeça de poço. Ferramentas de assentamento hidráulico típicas aterram e dispõem o suspensor de revestimento aterrando-se o suspensor em um ombro na cabeça de poço. Esferas de lançamento ou dardos são algumas vezes usados para bloquear porções da ferramenta, em que a pressão hidráulica irá se desenvolver atrás da esfera ou dardo, o que faz com que uma função da ferramenta opere para engatar presilhas do suspensor ou dispor uma vedação entre o suspensor e a cabeça de poço. A pressão atrás da esfera ou do dardo é aumentada para liberar a esfera ou o dardo para uso em operações subsequentes. Algumas ferramentas são uma combinação de ferramentas mecânicas e hidráulicas e executam operações tanto através do uso de funções mecânicas quanto de funções alimentadas hidraulicamente. Essas ferramentas são complexas e exigem mecanismos complexos e dispendiosos para operar e, portanto, tendem apresentar mau funcionamento devido a erros tanto no projeto quanto na fabricação. Como resultado, as operações de instalação de ferramentas podem falhar em taxas mais altas que o desejado ao serem usadas para perfurar, completar ou produzir um poço submarino. A falha da operação de instalação de ferramenta significa que a ferramenta e o equipamento instalado, por exemplo, um suspensor de revestimento, devem ser retirados e reassentados dentro de um poço, com a adição de diversos dias e milhões de dólares para um serviço.

[004] Essas ferramentas fornecem retroalimentação limitada para operadores localizados na sonda. Por exemplo, retroalimentação limitada direcionada para o torque aplicado, a tensão da coluna de aterramento e o deslocamento da ferramenta com base em sensores no equipamento de superfície pode ser comunicada ao operador de sonda. Entretanto, quando um mau funcionamento ocorre no fundo de poço, o mesmo não é percebido até que a coluna seja recuperada e a ferramenta seja inspecionada, o que toma diversas horas e custa milhares de dólares. Além disso, mesmo que não haja nenhum mau funcionamento, os operadores de sonda geralmente não têm uma confirmação definitiva de que a ferramenta de assentamento tenha operado conforme esperado no local submarino até que a ferramenta de assentamento seja recuperada e inspecionada. Um teste de pressão pode frequentemente ser aplicado mesmo que o equipamento não tenha sido instalado conforme no relatório descritivo.

Descrição Resumida da Invenção [005] Uma realização exemplificativa da presente invenção fornece um sistema para monitorar a orientação e a posição de componentes em um poço de óleo. O sistema inclui um primeiro componente de poço, um segundo componente de poço e um transdutor fixado ao primeiro componente de poço para gerar um pulso. O sistema inclui adicionalmente um transceptor fixado ao segundo componente de poço para medir os parâmetros do pulso gerado pelo transdutor, um processador em comunicação com o transceptor que recebe informações acerca dos parâmetros do pulso conforme medido pelo transceptor e que calcula a posição do transceptor em relação ao transdutor.

[006] Uma realização alternativa da presente invenção fornece um sistema para monitorar a orientação e a posição de componentes em um poço de óleo. O sistema inclui um membro de cabeça de poço fixado ao topo do poço, um sensor de cabeça de poço fixado ao membro de cabeça de poço, um suspensor para inserção no membro de cabeça de poço, e um sensor de suspensor fixado ao suspensor, em que o sensor de cabeça de poço e o sensor de suspensor emitem um sinal quando posicionados a uma distância predeterminada um do outro para indicar que o suspensor está posicionado adequadamente dentro do membro de cabeça de poço. O sistema fornece adicionalmente um receptor para receber o sinal a partir de, e em comunicação com, o sensor de suspensor, o sensor de cabeça de poço ou tanto o sensor de suspensor quanto o sensor de cabeça de poço.

[007] Ainda outra realização da presente invenção fornece um método de determinação da localização de um componente móvel de um conjunto de cabeça de poço que tem um transceptor fixado ao mesmo em relação a um componente estacionário do conjunto de cabeça de poço que tem um transdutor fixado ao mesmo. O método inclui mover o componente móvel do conjunto de cabeça de poço em relação ao componente estacionário do conjunto de cabeça de poço e emitir um pulso a partir do transdutor. O método também inclui receber o pulso pelo transceptor, determinar a posição do transceptor em relação ao transdutor com base no tempo de percurso do pulso entre o transdutor e o transceptor, ou a força do pulso quando recebido pelo transceptor e determinar a posição do componente móvel do conjunto de cabeça de poço em relação ao componente estacionário do conjunto de cabeça de poço com base na posição do transceptor em relação ao transdutor.

Breve Descrição das Figuras [008] Algumas das funções e benefícios da presente invenção foram mencionados, outros se tornarão aparentes conforme a descrição prossegue quando obtida em conjunto com os desenhos anexos, em que: A Figura 1 é uma vista em corte transversal parcial lateral de um sistema para monitorar a orientação de ferramenta em um poço, de acordo com uma realização da presente invenção.

[009] A Figura 2 é uma vista em corte transversal axial de um sistema para monitorar a orientação de ferramenta em um poço, de acordo com uma realização alternativa da presente invenção.

[010] A Figura 3 é uma vista em corte transversal lateral do sistema para monitorar orientação de ferramenta da Figura 2.

[011] Ainda que a invenção seja descrita em conjunto com as realizações preferenciais, será compreendido que não se pretende limitar a invenção a essa realização. Pelo contrário, pretende-se abranger todas as alternativas, modificações e equivalentes que possam ser incluídos no espírito e escopo da invenção, tais como definidos pelas reivindicações anexas.

Descrição Detalhada da Invenção [012] O método e o sistema da presente revelação serão descritos mais completamente abaixo com referência aos desenhos anexos nos quais as realizações são mostradas. O método e o sistema da presente revelação podem estar em muitas formas diferentes e não devem ser interpretados como limitados às realizações ilustradas estabelecidas no presente documento; em vez disso, essas realizações são fornecidas de modo que esta revelação seja aprofundada e completa e transmita totalmente o seu escopo para aqueles versados na técnica. Números semelhantes se referem a elementos semelhantes ao longo de todo o documento. Em uma realização, o uso do termo “cerca de” inclui +/- 5% da magnitude citada. Em uma realização, o uso do termo “substancialmente” inclui +/- 5% da magnitude citada.

[013] Deve ser adicionalmente entendido que o escopo da presente revelação não está limitado aos detalhes exatos de construção, operação, materiais exatos ou realizações, mostrados e descritos, assim como modificações e equivalentes serão aparentes para uma pessoa versada na técnica. Nos desenhos e no relatório descritivo, realizações ilustrativas foram reveladas e, ainda que termos específicos sejam empregados, os mesmos são usados em um sentido genérico e descritivo apenas e não para o propósito de limitação.

[014] A Figura 1 mostra uma vista em corte transversal lateral de um conjunto de cabeça de poço 10, de acordo com uma realização da presente invenção, que é montada em uma superfície 12, em que a superfície pode ser o fundo do mar. O conjunto de cabeça de poço 10 é ilustrado sobre um poço 14 que cruza a formação 15 abaixo da superfície 12. No exemplo, um conjunto de ferramenta de assentamento 16 é empregado para aterrar um suspensor de tubos de produção 18 no conjunto de cabeça de poço 10. O suspensor de tubos de produção 18 pode ser fixado tipicamente a uma coluna de tubos de produção abaixada dentro do poço. O suspensor de tubos de produção 18 pode ser aterrado no alojamento de cabeça de poço de alta pressão, conforme discutido abaixo, ou pode ser alternativamente aterrado, por exemplo, em um tambor de suspensor de tubos de produção ou uma árvore horizontal (não mostrada). Conforme mostrado na Figura 1, o suspensor de tubos de produção 18 não é completamente disposto no conjunto de cabeça de poço 10. O conjunto de ferramenta de assentamento 16 é acoplado ao suspensor de tubos de produção 18 por presilhas 19 ilustradas esquematicamente se projetando radialmente para fora a partir de uma ferramenta de assentamento 20 (que é parte do conjunto de ferramenta de assentamento 16) e para dentro de uma superfície interna do suspensor de tubos de produção anular 18. A ferramenta de assentamento aterra tipicamente o suspensor de tubos de produção 18 ou outros suspensores e dispõe a vedação anular (discutido em maiores detalhes abaixo). Também é parte do conjunto de ferramenta de assentamento 16 uma coluna tubular 22 que se acopla à ferramenta de assentamento 20 e é usada para instalar, operar e orientar a ferramenta de assentamento 20 no conjunto de cabeça de poço 10. É incluído adícionalmente no conjunto de ferramenta de assentamento 16 da Figura 1 um módulo 24 mostrado montado na coluna 22 e acima da ferramenta de assentamento 20. O módulo 24 é uma estrutura anular que pode circundar a coluna de perfuração 22 e que pode ser fixado à ferramenta de assentamento 20 através de cabos ou outros meios. Em algumas realizações, o módulo 24 pode ser integrado à ferramenta de assentamento 20.

[015] O conjunto de cabeça de poço 10 inclui um alojamento de cabeça de poço de baixa pressão anular 25 que tem um tubo condutor 26 que se projeta para dentro da formação 15. Um alojamento de cabeça de poço de alta pressão anular 28 circunda o alojamento de cabeça de poço de baixa pressão 25. Um preventor de blowout (BOP) 27 é montado no alojamento de cabeça de poço de alta pressão 28, em que braçadeiras (não mostradas) podem ser usadas para montar o BOP 27 no alojamento de cabeça de poço de baixa pressão 25. Os suspensores de revestimento 30 e 31 são mostrados aterrados em localizações afastadas axialmente dentro do alojamento de cabeça de poço de alta pressão 28. Cada suspensor de revestimento 30 e 31 se conecta a uma coluna de revestimento separada que se estende para dentro do poço e que é cimentada no mesmo. Um riser (não mostrado) se estende para cima a partir do BOP 27 para uma plataforma flutuante.

[016] Em algumas realizações, os sensores de suspensor 32, 34, 36, 38, 40 e 42 são posicionados nos suspensores 18, 30 e 31. Especificamente, os sensores de suspensor 32 e 42 podem ser posicionados no suspensor de tubos de produção 18; os sensores de suspensor 34 e 40 podem ser posicionados no suspensor de revestimento 31; e os sensores de suspensor 36 e 38 podem ser posicionados no suspensor de revestimento 30. Os sensores de cabeça de poço correspondentes 44, 46, 48, 50, 52 e 54 são posicionados no alojamento de cabeça de poço de alta pressão 28. O suspensor e os sensores de cabeça de poço são situados de modo que, quando o suspensor de revestimento 30 é assentado completamente (isto é, a vedação foi abaixada em relação ao suspensor pela ferramenta de assentamento e energizada) no alojamento de cabeça de poço de alta pressão 28, os sensores de suspensor 36, 38 são adjacentes aos sensores de cabeça de poço 48, 50. De modo similar, quando o suspensor de revestimento 31 é assentado completamente no alojamento de cabeça de poço de alta pressão 28, os sensores de suspensor 34, 40 são adjacentes aos sensores de cabeça de poço 46, 52 e, quando o suspensor de tubos de produção 18 é assentado completamente no alojamento de alta pressão 28, os sensores de suspensor 32, 42 são adjacentes aos sensores de cabeça de poço 44, 54. Em algumas realizações, os sensores podem ser alimentados por batería.

[017] Ainda com referência à Figura 1, é ilustrado um receptor 56 para receber sinais a partir do suspensor e dos sensores de cabeça de poço. O receptor 56 pode estar localizado, por exemplo, no módulo 24, apesar de o mesmo poder ser alternativamente disposto em qualquer equipamento ou módulo na pilha. Caso necessário, repetidores de sinal podem ser adicionados ao sistema para retransmitir sinais a partir dos sensores para o receptor 56, de modo a auxiliar na transmissão dos sinais entre os sensores e o receptor 56. Por exemplo, na realização da Figura 1, é mostrado um repetidor de haste de módulo 58, um repetidor de haste de ferramenta 60 e um repetidor de corpo de ferramenta 62. Além disso, são mostrados microrrepetidores 64, 66 e 68 na cabeça de poço. Os sinais podem ser transmitidos a partir dos sensores para o receptor 56 de qualquer maneira adequada, tal como, por exemplo, através de fios a partir do repetidor na ferramenta de assentamento 20 para o receptor 56 ou de maneira sem fio. Em realizações nas quais os sensores se comunicam com o receptor 56 de maneira sem fio, a comunicação pode ser conduzida através de ondas acústicas ou pulsos.

[018] Na prática, no momento em que o conjunto de cabeça de poço 10 é montado, o alojamento de cabeça de poço de baixa pressão 25 e o alojamento de cabeça de poço de alta pressão 28 são presos em posição sobre o poço 14 através de métodos conhecidos. Posteriormente, a ferramenta de assentamento 20 é usada para inserir os suspensores 31, 30, 18 no alojamento de cabeça de poço de alta pressão 28. Uma vedação anular 69 pode ser tipicamente incluída entre as porções dos suspensores 31, 30, 18 e o alojamento de cabeça de poço de alta pressão 28. A vedação anular 69 pode ser tipicamente executada com o suspensor e a ferramenta de assentamento 20 correspondentes, porém em uma posição superior para permitir que retornos de cimento fluam para cima além do suspensor. Posteriormente, a ferramenta de assentamento 20 abaixa e energiza a vedação 69. Cada suspensor pode ter cristas elevadas ou endentações 70 em uma superfície externa do mesmo. Um propósito das endentações 70 é engatar a vedação anular para ajudar a criar uma vedação entre o suspensor 31, 30, 18 e o alojamento de cabeça de poço de alta pressão 28. A fim de criar uma vedação adequada, entretanto, é necessário que os suspensores 31, 30, 18 sejam alinhados axialmente na posição adequada em relação ao alojamento de cabeça de poço de alta pressão 28. Esse alinhamento axial é uma função do suspensor e dos sensores de cabeça de poço. Normalmente, a orientação ou o alinhamento de rotação não são necessários para suspensores de revestimento ou suspensores de tubos de produção de tipo concêntrico.

[019] Por exemplo, no momento em que o suspensor de revestimento 31 chega a sua posição designada no alojamento de cabeça de poço de alta pressão 28, os sensores de suspensor 36, 38 se alinham com os sensores de cabeça de poço 48, 50 correspondentes. Para suspensores em que a orientação rotacional não é executada, os sensores 36, 38 podem ser espaçados em torno da circunferência do suspensor. No momento em que os sensores se alinham, os mesmos transmitem um sinal (por exemplo, um sinal eletromagnético, acústico, RFID, ou outro tipo adequado de sinal) que indica que o alinhamento adequado foi atingido. O sinal é, então, recebido pelo receptor 56, e o operador é alertado a respeito de que o suspensor de revestimento 31 está na posição adequada. A faixa dos sensores de suspensor 36, 38 e dos sensores de cabeça de poço 48, 50 pode ser calibrada para qualquer sensibilidade desejada. Por exemplo, em algumas aplicações, quando pode ser desejado que o comprimento de interface de endentação com a vedação anular seja um comprimento mínimo predeterminado (por exemplo, 2,54 cm (1 polegada)), os sensores de suspensor 36, 38 e os sensores de cabeça de poço 48, 50 podem ser posicionados e calibrados de modo que o sinal (que indica que o suspensor está compietamente disposto) não seja transmitido pelos sensores até que o comprimento de interface de endentação desejado seja atingido. O mesmo processo se aplica à configuração dos suspensores 18 e 30.

[020] Em realizações alternativas, qualquer número de sensores pode ser usado no suspensor e no alojamento de cabeça de poço de acordo com as necessidades de um conjunto particular. Além disso, os sensores podem ser configurados de qualquer maneira ao longo do comprimento do suspensor e do alojamento de cabeça de poço ou em torno da circunferência do mesmo. A configuração particular da Figura 1 é mostrada apenas a título de exemplo. Além disso, os sensores podem ser qualquer tipo de sensor, que incluem, por exemplo, sensores de identificação de frequência de rádio (RFID) ou sensores de proximidade, tais como sensores magnéticos de efeito Hall.

[021] É adicionalmente mostrado na Figura 1 um controlador 67 que se comunica com o receptor 56 através de um meio de comunicação 68. O controlador pode estar localizado no fundo do mar próximo á cabeça de poço e pode se comunicar com um operador na superfície de qualquer maneira adequada, tal como, por exemplo, através de um umbilical, de uma maneira sem fio, tal como por pulso acústico, exibindo-se informações para coleta por um veículo operado de maneira remota, etc. Em uma realização, uma emissão do controlador 67 está disponível para funcionários que operam o conjunto de ferramenta de assentamento 16, e os meios de comunicação 68 podem ser sem fio, elementos condutores, fibra óptica, acústicos ou combinações do mesmo. Em um exemplo de suspensor de tubos de produção de aterramento 18 dentro do conjunto de cabeça de poço 10, a comunicação entre os sensores de suspensor 32, 42 e os sensores de cabeça de poço 44, 54 é monitorada no controlador 67 e transmitida a partir do receptor 56 para o controlador 67 pelos meios de comunicação 68. A posição do suspensor de tubos de produção 18 pode ser estimada com base nos sinais recebidos a partir dos sensores 32, 42, 44, 54. Caso nenhum sinal seja recebido pelo receptor 56, isso pode indicar que o suspensor de tubos de produção 18 está em uma posição incorreta. Posteriormente, o suspensor de tubos de produção 18 pode ser reposicionado até que sinais adequados sejam recebidos. Embora a descrição acima descreva principalmente os sensores como medidores da posição axial dos suspensores em relação ao alojamento de cabeça de poço 28, outros parâmetros podem também ser medidos, tais como a posição azimutal e a inclinação dos suspensores.

[022] O reposicionamento dos suspensores 18, 30, 31 pode ser executado antes da cimentação manipulando-se o conjunto de ferramenta de assentamento 16. Além disso, a etapa de reposicionamento pode ser feita com base em sinais recebidos pelo receptor 56 e transmitidos para o controlador 67. Além disso, o reposicionamento pode ser feito iterativamente até que um sinal seja recebido indicando que o suspensor de revestimento 30, 31 está posicionado conforme desejado.

[023] A realização da presente invenção mostrada na Figura 1 é vantajosa em comparação com sistemas conhecidos, pois a mesma ajuda a assegurar que a vedação entre os suspensores e o alojamento de cabeça de poço seja estreita e para impedir vazamento da vedação. A mesma completa isso ajudando a assegurar que os componentes sejam alinhados de maneira adequada no momento em que a vedação é energizada.

[024] Referindo-se agora às Figuras 2 e 3, é ilustrada uma realização alternativa da presente invenção que inclui um transdutor 72 (por exemplo, um transmissor acústico) instalado em uma porta 74 que se estende através de uma parede lateral do BOP 27 e uma pluralidade de transceptores 76 formados em um arranjo de transceptor. Os transceptores 76 podem ser fixados à ferramenta de assentamento 20 em qualquer configuração adequada. O transdutor 72 pode enviar um pulso P, tal como um pulso eletromagnético ou acústico, em geral, voltado para dentro em direção ao eixo geométrico A da ferramenta de assentamento 20, em que o pulso P se expande à medida que o mesmo se move na direção oposta ao transdutor 72. À medida que o pulso P se desloca na direção oposta ao transdutor 72, o mesmo é recebido pelos transceptores 76 que, por sua vez, medem parâmetros do pulso, tal como o tempo de percurso do pulso P entre o transdutor 72 e cada transceptor 76 e/ou a força do pulso P. Os transceptores 76 podem ser alimentados por bateria. Alternativamente, os transceptores 76 podem ser de um tipo que não requer potência, tais como chips SAW que, em vez disso, refletem o pulso P de volta ao transdutor 72.

[025] Conforme mostrado particularmente na Figura 2, á medida que 0 pulso P se desloca, o mesmo se expande paralelamente a um plano definido pelos eixos geométricos X e Y. Com base na força, na direção e/ou no tempo de percurso do pulso P em ou para um transceptor particular 76, a posição do transceptor 76 em relação ao transdutor 72 ao longo do plano X-Y pode ser determinada. Simultaneamente, conforme mostrado particularmente na Figura 3, o pulso P se expande para cima e para baixo em relação a um plano de dados D, o qual é posicionado a uma altura no BCP mesmo com o transdutor 72 e que é substancialmente perpendicular ao eixo geométrico A da ferramenta de assentamento 20. Com base na força, na direção e/ou no tempo de fuga do pulso P em um transceptor particular 76, a altura H do transceptor 76 em relação ao transdutor 72 pode ser também determinada.

[026] Uma vez que os dados acima acerca da força, da direção e/ou do tempo de percurso do pulso P são coletados pelos transceptores 76, as informações podem ser enviadas a um controlador ou processador 80, que usa técnicas de triangulação conhecidas para determinar a posição de cada transceptor 76 em relação ao transdutor 72. 0 processador 80 pode estar localizado no fundo do mar próximo à cabeça de poço e pode se comunicar com um operador na superfície de qualquer maneira adequada, tal como, por exemplo, através de um umbilical, de uma maneira sem fio, tal como por pulso acústico, exibindo-se informações para coleta por um veículo operado de maneira remota, etc. A transmissão dos dados pode ser atingida por qualquer meio de transmissão adequado 82, que inclui, por exemplo, fios (não mostrados) ou transmissão sem fio através de ondas de rádio ou outros meios. Portanto, através do uso de técnicas de triangulação conhecidas, a geração de pulsos P a partir do transdutor 72 e a medição subsequente da força, da direção e/ou do tempo de percurso desses pulsos P pelos transceptores pode gerar os dados necessários para determinar a posição e a orientação da ferramenta de assentamento 20 em relação ao BOP 27. O processador pode também transmitir informações para o operador acerca da posição da ferramenta de assentamento 20. Isso pode ser completado, por exemplo, fornecendo-se as informações em uma tela de exibição (não mostrada).

[027] Apesar de o transdutor 72 ser mostrado nas Figuras 2 e 3 como sendo fixado ao BOP 27, na prática, o transdutor 72 pode ser fixado a qualquer parte do sistema, tal como, por exemplo, um conector de perfuração, um alojamento de cabeça de poço ou um corpo de árvore. De modo similar, os transceptores poderiam ser fixados a qualquer equipamento abaixado dentro de um poço, tal como, por exemplo, a coluna de perfuração ou um suspensor. Além disso, a posição do transdutor 72 e dos transceptores 76 pode ser revertida, de modo que o transdutor 72 seja fixado à ferramenta de assentamento 20 ou outro equipamento abaixado dentro do poço, e os transceptores 76 são fixados a partes estacionárias do sistema, tais como o BOP ou o alojamento de cabeça de poço.

[028] A realização da presente invenção mostrada nas Figuras 2 e 3 fornece certas vantagens sobre outros sistemas conhecidos. Por exemplo, a capacidade de determinar de maneira precisa a posição da ferramenta de assentamento 20 ou outro equipamento reduz o número de deslocamentos necessários para posicionar os componentes no poço. Através do uso dos transdutores e dos transceptores descritos no presente documento, o equipamento de fundo de poço pode ser mais facilmente localizado e instalado em um único deslocamento à medida que o operador obtém retroalimentação em tempo real. Além disso, a instalação do equipamento de fundo de poço é mais exata, o que leva á confiabilidade de longo prazo do equipamento.

[029] A presente invenção descrita no presente documento é, portanto, bem adaptada para realizar os objetivos e atingir os fins e vantagens mencionados, assim como outros que lhes são inerentes. Ainda que uma realização presentemente preferencial da invenção tenha sido dada para propósitos de revelação, existem mudanças numerosas nos detalhes dos procedimentos para alcançar os resultados desejados. Dispositivos previamente conhecidos são limitados a indicar a chegada ao fundo de poço da ferramenta de poço. Esses dispositivos, entretanto, são incapazes de calcular a orientação, o alinhamento ou a inclinação axial de componentes no conjunto de cabeça de poço, que são funções das realizações do presente documento e que permitem uma instalação mais precisa de tais componentes. Essas e outras modificações similares serão prontamente evidentes àqueles versados na técnica e são destinadas a serem englobadas no espírito da presente invenção revelada no presente documento e no escopo das reivindicações anexas.

Reivindicações

Claims (17)

1. SISTEMA PARA MONITORAR A ORIENTAÇÃO E A POSIÇÃO DE COMPONENTES, em um poço de óleo, caracterizado pelo fato de que o sistema compreende: um primeiro componente de poço; um segundo componente de poço; um transdutor fixado ao primeiro componente de poço para gerar um pulso; um transceptor fixado ao segundo componente de poço para medir parâmetros do pulso gerado pelo transdutor; e um processador em comunicação com o transceptor que recebe informações acerca de parâmetros do pulso conforme medido pelo transceptor e que calcula a posição do transceptor em relação ao transdutor.

2. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro componente de poço é um componente de poço estacionário, e o segundo componente de poço é um componente de poço móvel.

3. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro componente de poço é um componente de poço móvel, e o segundo componente de poço é um componente de poço estacionário.

4. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: uma pluralidade de transceptores posicionados em localizações distintas no segundo componente de poço, em que cada receptor serve para medir parâmetros do pulso gerado pelo transdutor.

5. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o processador calcula a posição de cada um dentre a pluralidade de transceptores em relação ao transdutor e, então, usa essas informações para determinar a posição do segundo componente de poço em relação ao primeiro componente de poço ou vice-versa.

6. SISTEMA PARA MONITORAR A ORIENTAÇÃO E A POSIÇÃO DE COMPONENTES, em um poço de óleo, caracterizado pelo fato de que o sistema compreende: um membro de cabeça de poço fixado ao topo do poço; um sensor de cabeça de poço fixado ao membro de cabeça de poço; um suspensor para inserção no membro de cabeça de poço; um sensor de suspensor fixado ao suspensor, em que o sensor de cabeça de poço e o sensor de suspensor emitem pelo menos um sinal quando posicionados a uma distância predeterminada um do outro para indicar que 0 suspensor está posicionado adequadamente dentro do membro de cabeça de poço; e um receptor para receber o pelo menos um sinal a partir de, e em comunicação com, o sensor de suspensor, o sensor de cabeça de poço ou tanto o sensor de suspensor quanto o sensor de cabeça de poço.

7. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: um controlador em comunicação com o receptor para transmitir dados acerca dos sensores a partir do receptor para um operador.

8. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: um repetidor fixado ao elemento de cabeça de poço para retransmitir o pelo menos um sinal a partir do sensor para o receptor.

9. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que os componentes do poço de óleo compreendem: um conjunto de ferramenta de assentamento para dispor o suspensor no membro de cabeça de poço, em que um repetidor é fixado ao conjunto de ferramenta de assentamento para retransmitir o pelo menos um sinal a partir dos sensores para o receptor.

10. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: uma vedação anular entre o suspensor e o membro de cabeça de poço; em que um diâmetro externo de uma porção do suspensor tem cristas para ajudar a vedar uma interface entre o suspensor e a vedação anular no momento em que o suspensor é disposto no membro de cabeça de poço.

11. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o suspensor é disposto completamente no membro de cabeça de poço no momento em que um comprimento predeterminado das cristas do suspensor engata a vedação anular, e o sensor de cabeça de poço e o sensor de suspensor são calibrados para emitir o pelo menos um sinal no momento em que o comprimento predeterminado das cristas engata a vedação anular.

12. SISTEMA, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o comprimento predeterminado é de 2,54 cm (uma polegada).

13. MÉTODO PARA DETERMINAR A LOCALIZAÇÃO DE UM COMPONENTE MÓVEL, de um conjunto de cabeça de poço que tem um transceptor fixado ao mesmo em relação a um componente estacionário do conjunto de cabeça de poço que tem um transdutor fixado ao mesmo, caracterizado pelo fato de que o método compreende: a) mover o componente móvel do conjunto de cabeça de poço em relação ao componente estacionário do conjunto de cabeça de poço; b) emitir um pulso a partir do transdutor; c) receber o pulso pelo transceptor; d) determinar a posição do transceptor em relação ao transdutor com base no tempo de percurso do pulso entre o transdutor e o transceptor, ou a força do pulso quando recebido pelo transceptor; e d) determinar a posição do componente móvel do conjunto de cabeça de poço em relação ao componente estacionário do conjunto de cabeça de poço com base na posição do transceptor em relação ao transdutor.

14. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: receber o pulso por uma pluralidade de transceptores; determinar a posição de cada um dentre a pluralidade de transceptores em relação ao transdutor com base no tempo de percurso do pulso entre o transdutor e o transceptor, ou a força do pulso quando recebido por cada transdutor; e determinar a posição do componente móvel do conjunto de cabeça de poço em relação ao componente estacionário do conjunto de cabeça de poço com base nas posições da pluralidade de transceptores em relação ao transdutor.

15. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o transdutor compreende um transmissor acústico.

16. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o componente móvel é um suspensor.

17. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o componente móvel é uma ferramenta de assentamento.