BR112012003711B1

BR112012003711B1 - Método para aumentar uma resolução de uma medição de sensor e aparelho sensor.

Info

Publication number: BR112012003711B1
Application number: BR112012003711-0A
Authority: BR
Inventors: Jinsong Zhao; Jorge O. Maxit
Original assignee: Baker Hughes Incorporated
Priority date: 2009-08-17
Filing date: 2010-08-17
Publication date: 2019-05-07
Also published as: WO2011022391A3; GB2485503A; NO344385B1; BR112012003711A2; WO2011022391A2; GB201202464D0; GB2485503B; NO20120161A1; US8433533B2; US20110022318A1

Abstract

método para aumentar uma resolução de uma medição de sensor e aparelho sensor a presente invenção refere-se a um aparelho e aos métodos para a provisão de uma taxa de amostragem selecionada para medições de sensor, aparelho e métodos estes que, em um aspecto, podem incluir um circuito configurado para receber sinais de sensor (160) como uma primeira série de taxas de contagem correspondentes às medições de sensor, cada taxa de contagem representando um valor de um parâmetro de interesse, pelo menos dois acumuladores configurados de modo a alternadamente acumular as taxas de contagem nas séries de taxas de contagem ao longo de um período de tempo que corresponde a uma taxa de amostragem selecionada e um controlador (180) configurado para controlar os períodos de tempo para os pelo menos dois acumuladores.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO PARA AUMENTAR UMA RESOLUÇÃO DE UMA MEDIÇÃO DE SENSOR E APARELHO SENSOR.

REFERÊNCIA CRUZADA

O presente pedido reivindica a prioridade do Pedido de Patente

Provisório dos Estados Unidos com o número de série 61/234 402, depositado em 17 de agosto de 2009.

ANTECEDENTES DA DESCRIÇÃO

1. Campo da Invenção

A presente invenção refere-se, de modo geral, a um aparelho e método para a provisão de medições de sensor de alta resolução.

2. Antecedentes da Descrição

Bocas de poço (também referidas como furos de mina) são feitas em formações subterrâneas para a produção de hidrocarbonetos (pe15 tróleo e gás). Uma variedade de medições, incluindo as medições de pressão e temperatura, é feita durante a perfuração da boca de poço e depois de a boca de poço ser perfurada. As medições feitas durante a perfuração são, de modo geral, referidas como medição durante a perfuração, enquanto que as medições feitas após a perfuração são, de modo geral, referidas como 20 medições de perfilagem de poço. Uma ferramenta de fundo de furo, de modo geral referida como a ferramenta de teste de formação, é utilizada para retirar amostras de fluido de formação e fazer medições de pressão e temperatura durante a perfilagem do poço, bem como para a obtenção de amostras de fluido de formação. Ferramentas de cabo elétrico de perfilagem são 25 igualmente utilizadas para a perfilagem de pressão e temperatura. Sensores de pressão e temperatura a quartzo são por vezes utilizados para se obter medições de alta resolução. Muitas vezes é feita uma escolha entre a resolução de dados e a taxa de amostragem. Por exemplo, para que um determinado sensor de pressão a quartzo comercialmente disponível obtenha 30 uma alta resolução, tal como 0,001 psi (0,0069 KPa), o tempo de porta é muitas vezes não inferior a 1 segundo. Quando a taxa de amostragem de oito amostras por segundo (por exemplo) é desejada, a resolução cai para aproximadamente 0,1 psi (0,6895 KPa). Em algumas aplicações, como, por exemplo,

Petição 870190008253, de 25/01/2019, pág. 6/15

2/19 durante a retirada das amostras de fluido de formação, as ferramentas de fundo de furo convencionais frequentemente usam oito amostras por segundo durante as fases de remoção e construção rápida e, em seguida, utilizam uma amostra por segundo para as fases estáveis de construção. Em tais medições, o efeito de erro de quantização (resolução) é maior nas áreas com uma taxa de amostragem de oito amostras por segundo que nas áreas com amostras de uma por segundo. Um alto erro de quantização pode reduzir a confiança do teste de dados, bem como poderá trazer algumas dificuldades durante o pós-processamento dos dados.

Por conseguinte, existe uma necessidade de um aparelho e método aperfeiçoados para a provisão de medições de fundo de furo de alta resolução, inclusive medições de pressão e temperatura.

SUMÁRIO DA DESCRIÇÃO

Em um aspecto, um método para melhorar a resolução de uma medição de um sensor é provido, método esse que, em uma modalidade, pode incluir: o recebimento de um sinal de medição de um sensor tendo uma pluralidade de ciclos de sinal; a redução do ruído de fase por parte da pluralidade de ciclos de sinal, e a provisão de uma série de taxas de contagem com ruído de fase reduzido; além de o processamento das séries de taxas de contagem prover uma taxa de amostragem desejada com baixo ruído de fase para a medição do sensor. Em um outro aspecto, a presente descrição provê um método para a redução do ruído de fase em um sinal de medição, cujo método pode incluir: o recebimento de um sinal de medição de um sensor, o sinal tendo uma pluralidade de ciclos de sinal; a obtenção de uma taxa de contagem para o ciclo de sinais na pluralidade de ciclos de sinais utilizando um contador multifásico com base em uma frequência de referência selecionada de modo a gerar uma primeira série de taxas de contagem correspondentes à pluralidade de ciclos de sinal; e a redução do ruído de fase no sinal de medição usando a primeira série de taxas de contagem. Em um outro aspecto, a presente descrição provê uma taxa de amostragem escalável dos dados de fase de ruído reduzido para utilização por um sistema, como, por exemplo, o sistema de superfície durante a operação na boca de

3/19 poço.

Em um outro aspecto, a presente descrição provê um aparelho que pode incluir um gerador de frequência configurado para fornecer sinais de frequência de referência; e um contador multifásico configurado para prover uma taxa de contagem para cada sinal de temporização correspondente a uma pluralidade de ciclos de sinal de um sinal de medição obtido a partir de um sensor, utilizando a frequência de referência. Em um outro aspecto, o aparelho pode incluir um circuito configurado para prover taxas de amostragem escaláveis mediante o uso das taxas de contagem providas por um circuito que inclui contadores multifásicos.

Exemplos de certos aspectos de um método e um aparelho para a redução do ruído de fase de um sinal de medição foram resumidos de uma forma bem abrangente, de modo que a descrição detalhada que se segue possa ser mais bem entendida e para que as contribuições que a mesma representa para a técnica possam ser apreciadas. Há, obviamente, as características adicionais da presente descrição, que serão descritas a seguir e que serão o objeto das reivindicações do presente pedido.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

Para o entendimento detalhado das várias características do aparelho e métodos descritos no presente documento, deve ser feita referência à descrição detalhada a seguir, considerada em conjunto com os desenhos em anexo, nos quais elementos similares são, de modo geral, designados por numerais similares, e nos quais:

a figura 1 é uma ilustração esquemática de uma ferramenta de avaliação de formação transportada em uma boca de poço para a obtenção de medições de fundo de furo, incluindo as medições de pressão e temperatura, de acordo com uma modalidade da presente descrição;

a figura 2 mostra um diagrama de blocos de um sistema de medição de alta resolução, de acordo com uma modalidade da presente descrição;

a figura 3 mostra um diagrama de blocos de uma unidade processada de dois canais que pode ser utilizada no sistema da figura 2, de

4/19 acordo com uma modalidade da presente descrição;

a figura 4 mostra sinais de frequência exemplares correspondentes às bordas de subida e descida da frequência de referência, para uso pelos contadores multifásicos mostrados na figura 2, de acordo com um aspecto da presente descrição;

a figura 5 mostra um diagrama de temporização exemplar correspondente às bordas de subida e descida dos sinais de medição de sensor que podem ser utilizados para a canalização do sinal de medição para uso pelo sistema mostrado na figura 2;

a figura 6 mostra uma modalidade exemplar de uma unidade de medição tal como é mostrada no sistema de medição da figura 2, e a figura 7 mostra um fluxo de dados de saída exemplar a partir do sistema mostrado na figura 3 e o resultado da canalização de tal fluxo de dados, utilizando os acumuladores mostrados na figura 6 no sentido de melhorar a resolução de domínio de tempo, de acordo com um método da presente descrição.

DESCRIÇÃO DETALHADA

A presente descrição é descrita em referência a uma ferramenta de teste de formação de cabo elétrico de perfilagem que pode medir a pressão e temperatura em uma boca de poço, a fim de facilitar a explicação. Os vários aspectos da presente descrição se aplicam igualmente a outras medições de sensor. A ferramenta mostrada e descrita pode ser utilizada sozinha em uma boca de poço ou pode fazer parte de uma cadeia de ferramentas de cabo elétrico de perfilagem que inclui outras ferramentas de perfilagem de cabo elétrico. A ferramenta pode também fazer parte de uma montagem de perfuração para a tomada de medições durante a perfuração da boca de poço. Além disso, as modalidades específicas descritas no presente documento não devem ser interpretadas como limitações.

A figura 1 é um diagrama esquemático de um sistema de cabo elétrico de perfilagem 100 configurado para fazer medições de fundo de furo, tais como pressão e temperatura, utilizando um medidor de pressão e temperatura, como, por exemplo, um medidor de quartzo. O aparelho e métodos

5/19 descritos no presente documento são igualmente aplicáveis aos medidores utilizados para fazer medições durante a perfuração das bocas de poço. Além disso, os métodos e aparelhos descritos no presente documento relativos à redução do ruído de fase acima descrito podem ser utilizados para a redução do ruído de fase de quaisquer outras medições de sensor. O sistema 100 é mostrado, incluindo uma ferramenta de fundo de furo 150 transportada para uma boca de poço 111 formada em uma formação terrestre 110. A ferramenta 150 pode ser transportada na boca de poço sozinha ou como parte de uma cadeia de ferramentas por meio de um elemento de transporte 112 adequado, tal como um cabo elétrico de perfilagem ou tubulação. A ferramenta 150 pode ser transportada para a boca de poço 111a partir da superfície por meio de uma plataforma de perfuração de superfície 114 utilizando um guincho 116 colocado sobre uma unidade de superfície 115 (como, por exemplo, um caminhão) e uma polia 113 colocada sobre a plataforma de perfuração 114. Um sistema transportado por tubulação inclui, de modo geral, um injetor (não mostrado) a fim de transportar a tubulação e a ferramenta 150 dentro da boca de poço 111. Sistemas ao largo irão incluir uma unidade de cabo elétrico de perfilagem ou um injetor estacionado em uma plataforma de perfuração ao largo. A energia para a ferramenta 150 e para a comunicação de dados entre a ferramenta 150 e a unidade de superfície 115 pode ser fornecida através de condutores adequados dentro do elemento de transporte 112. A unidade de superfície 115 pode incluir uma unidade de controle ou controlador 140, que pode ser um sistema baseado em computador, a fim de controlar as operações da ferramenta 200. O controlador 140 pode incluir ainda um processador 142, um ou mais dispositivos de armazenamento de dados 144, tais como fitas magnéticas, memórias de estado sólido, discos rígidos, etc. configurados para o armazenamento de dados e programas de computador 146 acessíveis ao processador 142; dispositivos de entrada de dados, tais como um teclado (não mostrado); dispositivos de vídeo (não mostrados), tais como monitores; além de outros circuitos configurados para o controle das operações da ferramenta 150 e para processar os dados recebidos da ferramenta 150. A ferramenta 150 pode ser

6/19 utilizada para fazer medições, tais como pressão e temperatura, de forma contínua ou substancialmente contínua enquanto faz a perfilagem da boca de poço 111 ou outros locais selecionados. Muitas vezes, essas medições são feitas por um período de tempo selecionado em locais de fundo de furo selecionados da boca de poço durante a retirada das amostras de fluidos da formação a fim de realizar a análise dos reservatórios. Medições de alta resolução são muitas vezes desejáveis para tal análise. Em muitas ferramentas, sensores de pressão e temperatura de oscilador de quartzo de alta resolução são utilizados para fazer medições deste tipo.

Ainda com referência à figura 1, a ferramenta 150 é mostrada incluindo um sensor 160 que provê as medições de um determinado parâmetro de fundo de furo, como, por exemplo, pressão, temperatura, ou outro parâmetro. Uma unidade de controle ou controlador 180 na ferramenta poderá controlar a operação da ferramenta e processar os dados da ferramenta 150. A ferramenta 150 pode incluir ainda um dispositivo incluindo programas (dispositivo esse aqui referido como dispositivo de alta resolução ou sistema de alta resolução) configurado de acordo com um aspecto da presente descrição a fim de aumentar a resolução das medições providas pelo sensor 160. Em um aspecto, o dispositivo de alta resolução 160 pode processar os sinais de medição do sensor 160 no local e fornecer os sinais processados para o controlador 180 para um processamento mais detalhado. O controlador 180 pode incluir um processador 182, um dispositivo de armazenamento de dados 184, como, por exemplo, um dispositivo de memória, e os programas 186 para uso por parte do processador 182. O processador 182 pode processar os dados recebidos do dispositivo de alta resolução 170 e transmitir os dados processados para o controlador 140 através de uma unidade de telemetria adequada 190. Os dados provenientes do dispositivo de alta resolução podem ser processados pelo controlador de superfície 140 ou por uma combinação do controlador de fundo de furo 180 e o controlador de superfície 140. O dispositivo de alta resolução 160 pode ser localizado em qualquer local adequado, inclusive no equipamento de superfície. O dispositivo de alta resolução e o seu funcionamento são descritos em mais detalhe com refe7/19 rência às figuras 2 a 5.

A figura 2 mostra um diagrama de blocos de um sistema 200 para o aperfeiçoamento da resolução de uma medição do sensor de acordo com uma modalidade da presente descrição. O sistema 200 é mostrado incluindo um sensor 210, que provê sinais de medição para um ou mais parâmetros de interesse. Como um exemplo, o sistema 200 mostra dois sinais de medição, um para a pressão 202 e o outro para a temperatura 204. Cada medição de sensor pode ser sob a forma de sinais dentro de uma faixa de frequência predeterminada, tal como entre 10 KHz e 100 KHz, por exemplo, ou uma outra faixa de frequência adequada. O sensor 210 pode prover ainda uma frequência de referência adequada Fr1. Um multiplicador ou reforçador de frequência 220 pode ser utilizado no sentido de aumentar a frequência de referência Fr1 por meio de um fator selecionado N, que é, para fins de explicação do sistema 200, escolhido como sendo 16. Qualquer outro multiplicador de frequência adequado, no entanto, poderá ser utilizado para os fins da presente descrição. Os sinais de saída de pressão de sensor 202 e os sinais de saída de temperatura 204 e o sinal de frequência de referência reforçado 206 são mostrados conforme emitidos para um dispositivo de contagem multifásico 220, o qual pode compreender um contador multifásico separado 222 para as medições de pressão 202 e um contador multifásico 224 para as medições de temperatura 204. O contador multifásico 220 provê como contagens de saída correspondentes às medições de pressão 202 e às medições de temperatura 204 com base em uma frequência de referência Fr1, o multiplicador N e o número de fases P dos contadores 222 e 224. Os filtros adequados 225 e 227, respectivamente, reduzem o ruído de fase associado às medições de pressão 202 e às medições de temperatura 204, usando a saída dos contadores multifásicos 220 e 224, respectivamente. As unidades de medição 232 e 234, respectivamente, reconstroem os sinais de medição de pressão e o sinal de medição de temperatura do sensor 210 como os sinais de fase - ruído - pressão reduzidos 236 e os sinais de temperatura de fase - ruído - reduzidos 238. Os sinais 236 e 238 e a frequência de referência 239 dos sensores 210 são alimentados para um armazenador

8/19 temporário de dados e para a unidade de interface de barramento 240, o qual provê os sinais de pressão e temperatura de acordo com um protocolo desejado, tal como um protocolo serial. Um controlador de interface de protocolo 242 controla o armazenador temporário de dados e a unidade de interface 240. O sistema 200 é descrito no presente documento em referência a uma medição de pressão e temperatura para fins de explicação. O sistema 200, no entanto, é aplicável a qualquer medição de sensor e pode utilizar qualquer número de medições de sensor como entrada. As operações dos diversos componentes do sistema 200 são descritos com mais detalhes com referência às figuras 3 a 6.

A figura 3 mostra um diagrama de blocos de um sistema canalizado de múltiplos canais e multifásico 300 que pode ser utilizado para a redução do ruído de fase dos sinais de sensor 202, 204, etc. Para facilidade de explicação, o sistema 300 é mostrado para uma medição de sensor único. Além disso, os valores numéricos relativos aos sinais, à frequência de referência, aos multiplicadores de frequência, aos períodos de tempo, etc., são utilizados para facilidade de explicação e não como limitações. O sistema 300 é mostrado, incluindo dois canais 310 e 320, o canal 310 tendo os contadores 312 e 314 e o canal 320 tendo os contadores 322 e 324. O multiplicador de referência 205 gera uma frequência de referência Fr2 = Fr1 x N Hz. Esta frequência Fr2 pode ainda ser dividida de maneira correspondente às bordas de subida e descida dos ciclos dos sinais de frequência Fr2, antes que a mesma seja provida para os contadores 312 e 314 do canal 310 e para os contadores 322 e 324 do canal 320.

A figura 4 mostra as sequências de pulso 402 e 404 que correspondem às fases de zero grau e noventa graus da frequência de referência Fr2, respectivamente, que podem ser utilizadas no sentido de gerar as frequências multifásicas para uso por parte dos contadores 312, 314, 322 e 324 mostrados na figura 3. Em um aspecto, os sinais supridos para cada contador utilizando a sequência de pulso 402 podem corresponder às bordas de subida e às bordas de descida dos ciclos da sequência de pulso 402. Por exemplo, os sinais supridos a partir da sequência 402 podem corresponder

9/19 às bordas de subida R1-R2, R2-R3, etc., e às bordas de descida F1-F2, F2F3, etc. Por conseguinte, neste exemplo, haverá duas vezes os sinais providos para cada contador de cada canal correspondente a partir da sequência de pulso Fr2 402 em uma fase de zero grau, conforme mostrado pela linha 302. Da mesma forma, os sinais supridos utilizando a sequência de pulso 404 correspondentes à fase de noventa graus podem corresponder às bordas de subida RT-R2', R2'-R3', etc. e às bordas de descida FT-F2', F2'-F3', etc. Sendo assim, neste exemplo particular, cada contador 312 e 314 no primeiro canal 310 e cada contador 322 e 324 no segundo canal 320 irão receber quatro frequências de referência P Fr3, duas sendo correspondentes à sequência de pulso 402 e duas sendo correspondentes à sequência de pulso 404. Por conseguinte, cada um dos contadores de fase 312, 314, 322 e 324 irá prover uma contagem com base na frequência Fr3 = Fr1 x N x P, na qual Fr1 é a frequência de referência inicial (tal como suprida pelo sensor 201), N é o multiplicador de frequência (tal como pelo multiplicador 210) e P é o número de fases no contador multifásico (tal como os contadores 312, 314, 322 e 324). Em algumas aplicações, o valor de N, no entanto, pode ser zero e o número de fases pode ser maior ou menor do que quatro. Qualquer multiplicador de frequência adequado pode ser utilizado, incluindo, porém não limitado a, um dispositivo de circuito de bloqueio de fase.

Mais uma vez, com referência à figura 3, o sistema 300, em um aspecto, pode canalizar os períodos de tempo associados aos sinais de medição de sensor 315 antes de enviar tais períodos de tempo para os contadores multifásicos 312, 314, 322 e 324. A figura 3 mostra uma sequência de sinal exemplar 340 a partir do sensor 201, correspondente a uma medição em particular, tal como pressão, temperatura, ou outro parâmetro desejado. Em um aspecto, uma unidade de controle 350 (também referida no presente documento como unidade de controle de canalização de borda) pode gerar sinais de temporização utilizando a sequência de pulso de medição 340 e, em seguida, suprir tais sinais de temporização gerados para os contadores. Por exemplo, a unidade de controle 350 pode gerar um primeiro sinal de temporização 351 igual a um primeiro ciclo de borda de subida, como, por

10/19 exemplo, entre Rm1 e Rm2 e prover o mesmo para o primeiro contador 312 do primeiro canal 310, o segundo sinal de temporização 352 sendo igual ao primeiro ciclo de borda de descida entre Fm1 e Fm2, e rotear o mesmo para o primeiro contador 322 do segundo canal 320, o terceiro sinal de temporização 353 sendo igual ao segundo ciclo de borda de subida entre Rm2 e Rm3, e rotear o mesmo para o segundo contador 314 do primeiro canal 310, o quarto sinal de temporização 354 sendo igual ao segundo ciclo de borda de descida entre Fm2 e Fm3, e rotear o mesmo para o segundo contador 324 do segundo contador de fase 320, e assim por diante. Desta maneira, a unidade de controle 350 poderá sequenciar os sinais de temporização de borda de subida (ou os períodos de tempo de borda de subida) e os ciclos de temporização de borda de descida (ou os períodos de tempo de borda de descida) associados aos sinais de medição de sensor 340 para os contadores multifásicos 310 e 320. Neste exemplo de canalização de controle de borda em particular, o número de períodos de tempo providos para os contadores de fase 312, 314, 322 e 324 será duas vezes o número de ciclos de tempo dos sinais de medição de sensor 240. A figura 5 mostra um diagrama de temporização para os sinais de tempo que podem ser gerados e sequenciados ou canalizados pela unidade de controle 350 de acordo com um aspecto da presente descrição. Os sinais de temporização 502 e 504 correspondem a bordas de subida alternadas, enquanto os sinais de temporização 506 e 508 correspondem às bordas de descida alternadas dos sinais de medição 340. Cada contador de fase, em seguida, provê uma contagem para o período de tempo provido para o mesmo com base na frequência de referência Fr3 = Fr1 x N x P. Por exemplo, o contador 312 irá prover uma taxa de contagem 361 para o período de tempo 351, o contador 322 irá prover uma taxa de contagem 362 para o período de tempo 352, o contador 314 irá prover uma taxa de contagem 363 para o período de tempo 353, e contador 324 irá prover uma taxa de contagem 364 para o período de tempo 354, e assim por diante. Uma vez que os períodos de tempo (tais como os períodos 351, 352, 353, 354, etc.), providos para os contadores de fase são duas vezes o número dos períodos de tempo no sinal de medição 340 (um corres

11/19 pondendo às bordas de subida, e um correspondendo às bordas de descida), os contadores de fase irão prover o dobro das taxas de contagem em comparação com os ciclos do sinal de medição 340. Além disso, como um exemplo, quando N = 16eP = 4, a taxa de amostragem efetiva de cada contador de fase será 16 x 4 = 64 vezes a frequência de referência, tal como a frequência de referência de sensor. Como um exemplo, quando a frequência de referência de sensor é 7,2 MHz, a frequência de amostragem para os contadores de fase será de 7,2 x 16 x 4 = 460,8 MHz. Um multiplexador 370 pode ser utilizado para sequenciar as taxas de contagem dos contadores de fase, como mostrado pela sequência 372. Um filtro 380 pode ser utilizado para reduzir o ruído de fase a partir das taxas de contagem 372. O filtro, em um aspecto, pode prover uma média de execução ao longo de um período de tempo selecionado M utilizando um método de primeiro a entrar primeiro a sair (first-in first-out). Qualquer filtro adequado, incluindo, mas não limitado a, um filtro de resposta de impulso finita, poderá ser utilizado para os fins da presente descrição. A saída 390 do filtro 380, ou seja, as taxas de contagem reduzidas de ruído de fase podem ser processadas de modo a reconstruir os sinais de sensor que têm um ruído de fase reduzido, tal como descrito acima com referência à figura 2. A saída 390 irá constituir um determinado número de amostras por segundo, sendo cada amostra um valor numérico. No exemplo acima, o número de amostras no fluxo de dados 390 será igual ao número de sinais 202 recebidos a partir do sensor 210. O fluxo de dados 390 pode ser processado em mais detalhe, como, por exemplo, por meio das unidades de medição 232 para as medições de pressão 234 e para as medições de temperatura a fim de melhorar a resolução de domínio de tempo, tal como descrito em mais detalhe no que diz respeito às figuras 6 e 7.

A figura 6 mostra uma modalidade da unidade de medição (ou circuito) 232 que pode ser utilizada para melhorar a resolução de domínio de tempo das medidas de pressão. Um circuito de medição similar pode ser utilizado para o circuito 234 para a medição de temperatura. O circuito exemplar 232 da figura 6 é mostrado incluindo os acumuladores 610 e 630 configurados de modo a acumular o fluxo de dados 390 recebido do sistema

12/19 do contador multifásico 300 (figura 3). Cada acumulador recebe o fluxo de dados 390 como uma das entradas. Cada amostra no fluxo de dados 390 é uma contagem numérica, representando um valor de pressão. Um controlador 640, usando uma frequência de referência 602, poderá ser utilizado para controlar o número de amostras a serem acumuladas por segundo pelos acumuladores. Em um aspecto, a frequência de referência pode ser igual à provida pelo sensor 210. No exemplo da figura 6, o número de amostras a serem acumuladas por segundo é mostrado como sendo 128. O controlador 640, em um aspecto, pode inicializar o acumulador 610 no sentido de começar a acumular os valores do fluxo de dados 390 para o primeiro período de tempo, que, neste exemplo é de 1/128 segundos e, em seguida, inicializar o segundo acumulador 630 a fim de acumular os valores do fluxo de dados 390 para o tempo de amostra seguinte, de 1/128 segundos, e continuar a alterar a acumulação por parte dos acumuladores 610 e 630. Em um aspecto, dois acumuladores são utilizados para permitir que cada acumulador seja reinicializado antes de ser usado para o ciclo seguinte. O fluxo de saída 612 a partir do acumulador 610 e o fluxo de saída 632 a partir do acumulador 630 são alimentados para um multiplexador 650. No exemplo da presente descrição, cada acumulador gera 64 saídas e, desta maneira, o multiplexador emite alternadamente os sinais recebidos a partir dos acumuladores 610 e 630 para um total de 128 amostras por segundo, tal como mostrado pelo fluxo de dados 652, sendo que cada amostra deste tipo é uma acumulação dos valores do fluxo de dados 390 ao longo de um período de tempo selecionado. O fluxo de dados 652 é ilustrado em detalhe na figura 7.

Em um outro aspecto, o circuito de medição 232 pode incluir ainda um filtro de resposta de impulso finita (FIR) 660 a fim de canalizar as saídas do fluxo de dados 652. Em um aspecto, a 660 filtro pode ser configurado para acumular um número selecionado de amostras em uma forma de canalização do tipo primeiro a entrar, primeiro a sair. No exemplo da figura 6, o filtro FIR 660 é mostrado acumulando 16 amostras. Sendo assim, o filtro FIR 660 acumula os valores das primeiras 16 amostras a partir do fluxo de dados 652 e provê uma primeira saída e, em seguida, acumula as amostras

13/19 a 17 e provê uma segunda saída, e, em seguida, acumula as amostras 3 a 18 e provê uma terceira saída, e continua o processo de modo a prover uma saída que vem a ser uma acumulação das 16 entradas mais recentes para o filtro FIR 660 a partir do fluxo de dados 652. Por conseguinte, a saída 662 a partir do filtro FIR 660 inclui 128 amostras por segundo. Muitas vezes, o processador 170 na ferramenta 150 é configurado para processar um número selecionado de amostras a fim de prover as medições de pressão durante a perfilagem do poço. Em um aspecto, o circuito 232 pode incluir um circuito 670 configurado para prover o número selecionado de amostras a partir do fluxo 662. Quando o controlador de ferramenta 170 é configurado para o processo, por exemplo, 16 amostras por segundo, o circuito 670 poderá ser configurado para selecionar cada oitava amostra do fluxo de dados 662 a fim de prover o fluxo 672. A figura 7 mostra uma difusão 710 de oito amostras S1 a S8 nos grupos consecutivos (1) a (16). Em um aspecto, o circuito 670 pode ser configurado para selecionar cada uma das amostras marcadas S1 de cada grupo no sentido de prover as 16 amostras para o controlador 170. Quando o controlador 170 é configurado no sentido de processar 32 amostras, neste caso o circuito 670 pode ser configurado para selecionar cada uma das amostras S1 e S4. O circuito 670 pode ser configurado para selecionar quaisquer outras amostras para os fins da presente descrição. A sequência inteira de 128 amostras é mostrada com a referência 710 na figura 7. Em alguns aspectos, o circuito 232 é flexível, na medida em que é escalável e, portanto, pode ser configurado para prover qualquer número desejado de amostras por segundo, após uma redução de ruído de fase, para utilização no sistema 100 (figura 1).

Deste modo, em um aspecto, um método para a provisão de medições de alta resolução é apresentado, cujo método, em uma modalidade, pode incluir: o recebimento de sinais a partir de um sensor que contém uma pluralidade de ciclos; e a redução do ruído de fase dos sinais recebidos a partir do sensor por meio de um circuito que provê uma taxa de contagem correspondente a cada ciclo na pluralidade de ciclos. Em um outro aspecto, o método pode incluir o processamento das taxas de contagem a partir do

14/19 circuito de modo a prover amostras escaláveis por segundo para uso por um processador.

Em um outro aspecto, o método pode incluir: o recebimento de sinais de medição a partir de um sensor, os sinais de medição tendo uma pluralidade de ciclos de sinal; a obtenção de uma taxa de contagem para cada ciclo de sinal dentre a pluralidade de ciclos de sinal utilizando um contador multifásico com base em uma frequência de referência selecionada a fim de gerar uma primeira série de taxas de contagem correspondentes à pluralidade de ciclos de sinal; e a redução do ruído de fase com relação aos sinais de medição utilizando a primeira série de taxas de contagem. Em um outro aspecto, o método pode reduzir o ruído de fase por meio da acumulação de um número selecionado de taxas de contagem de uma maneira canalizada, por exemplo, por meio do uso de um filtro FIR. Em um outro aspecto, o método pode incluir ainda: a geração de uma segunda série de taxas de contagem com um ruído de fase reduzido; e a reconstrução dos sinais de medição com um ruído de fase reduzido utilizando a segunda série de taxas de contagem. A frequência de referência pode corresponder a um dentre os seguintes itens: (i) uma frequência de referência do sensor, (ii) uma frequência de referência reforçada do sensor, e (iii) uma frequência gerada independente de uma frequência de referência de sensor. Em um outro aspecto, o método pode incluir ainda: a geração de uma pluralidade de sinais de temporização canalizados que representa a pluralidade de ciclos de sinal; e a provisão da pluralidade de sinais de temporização canalizados para o contador multifásico. Em um outro aspecto, a geração da pluralidade de sinais de temporização canalizados pode incluir a geração de sinais de temporização correspondentes às bordas de subida e às bordas de descida dos ciclos de sinal dentre a pluralidade de ciclos de sinal.

Em um outro aspecto, o método pode incluir ainda a divisão da frequência de referência em uma pluralidade de fases antes da provisão da frequência de referência para o contador multifásico. A frequência de referência, em um aspecto, pode ser dividida por meio da geração de uma frequência correspondente a uma fase de grau zero e de uma frequência cor

15/19 respondente a uma fase de noventa graus. Em um outro aspecto, a frequência de referência pode ser dividida por meio da geração de um primeiro sinal de frequência correspondente às bordas de subida dentre a pluralidade de ciclos de sinal e de um segundo sinal de frequência correspondente às bordas de descida dentre a pluralidade de ciclos de sinal. O ruído de fase pode ser reduzido por meio da média das taxas de contagem da segunda série de taxas de contagem ao longo de um período de tempo selecionado. Além disso, em geral, o contador multifásico pode amostrar cada sinal de temporização em uma taxa igual ao produto de N vezes P vezes a frequência de referência do sensor, sendo que N pode ser zero ou um número inteiro par e P é um número inteiro par.

Em ainda outro aspecto, é provido um método para o processamento das medições de sensor a fim de gerar um número selecionado de amostras. Em um aspecto, o método pode incluir: a seleção de uma taxa de amostragem para as medições de sensor; o recebimento de sinais como uma primeira série de taxas de contagem correspondentes às medições de sensor, cada taxa de contagem representando um valor de um parâmetro de interesses; a acumulação alternada das taxas de contagem na série de taxas de contagem por pelo menos dois acumuladores ao longo de um período de tempo que corresponde à taxa de amostragem; e a produção das taxas de contagem alternadamente acumuladas de modo a prover as medições de sensor correspondentes à taxa de amostragem selecionada como uma segunda série de taxas de contagem. Em um aspecto, cada sinal da primeira série de taxas de contagem pode ser um valor numérico do parâmetro de interesse. Em um aspecto, o parâmetro de interesse é um dentre pressão e temperatura. O método pode incluir ainda o uso de um controlador a fim de controlar o período de tempo para cada um dos pelo menos dois acumuladores. O método pode incluir ainda a acumulação serial de um número selecionado dentre as taxas de contagem da segunda série de taxas de contagem com base no método primeiro a entrar, primeiro a sair de modo a prover uma terceira série de taxas de contagem. O método pode incluir ainda a seleção das taxas de contagem a partir da terceira série de taxas de

16/19 contagem como os valores medidos do parâmetro de interesse. A primeira série de taxas de contagem pode ser obtida através do recebimento de sinais a partir do sensor que tem uma pluralidade de ciclos de sinal, utilizando um contador multifásico com base em uma frequência de referência a fim de gerar uma série inicial de taxas de contagem correspondentes à pluralidade de ciclos de sinal, e acumulando as taxas de contagem da série inicial dentre as taxas de contagem ao longo de um número selecionado de taxas de contagem a fim de prover a primeira série de taxas de contagem.

Em um outro aspecto, a presente descrição provê um aparelho que pode incluir: um gerador de frequência configurado para prover sinais de frequência de referência, e um contador multifásico configurado para prover uma taxa de contagem para cada sinal de temporização correspondente a uma pluralidade de ciclos de sinal de um sinal de medição obtido a partir de um sensor, utilizando a frequência de referência. Em um outro aspecto, o aparelho pode incluir ainda uma unidade de controle de tubulação de borda que gera sinais de temporização correspondentes à pluralidade de ciclos de sinal do sinal de medição. Em um aspecto, a unidade de controle de tubulação de borda pode gerar os sinais de temporização correspondentes às bordas de subida e descida da pluralidade de ciclos de sinal do sinal de medição. O gerador de frequência pode gerar os sinais de frequência de referência correspondentes às bordas de subida e descida de um dos itens a seguir: (i) um sinal de frequência de referência de sensor reforçado, (ii) um sinal de frequência de referência de sensor reforçado, e (iii) um sinal de frequência independente de um sinal de frequência de referência do sensor. Em um outro aspecto, o gerador de frequência pode gerar os sinais de frequência de referência que correspondem a uma fase de grau zero e a uma fase de noventa graus de um sinal de frequência preexistente.

Em um outro aspecto, o contador multifásico pode gerar as taxas de contagem que compreendem taxas de contagem alternadas correspondentes às bordas de subida e descida dentre a pluralidade de ciclos de sinal do sinal de medição. O aparelho pode incluir ainda um multiplexador que pode fazer a sequência das taxas de contagem a partir do contador multifá

17/19 sico a fim de prover uma série de taxas de contagem que inclui as taxas de contagem alternadas correspondentes às bordas de subida e descida dentre a pluralidade de ciclos de sinal do sinal de medição. Um filtro adequado pode ser utilizado no sentido de reduzir o ruído de fase do sinal de medição, utilizando a série de taxas de contagem providas pelo multiplexador, bem como prover uma série de taxas de contagem com ruído de fase reduzido. Um dispositivo de medição pode ser utilizado para a reconstrução do sinal de medição a partir da série de taxas de contagem com ruído de fase reduzido providas pelo filtro. Em um outro aspecto, o contador multifásico pode incluir uma pluralidade de canais, cada canal tendo uma pluralidade de fases.

Em um outro aspecto, a presente descrição provê uma ferramenta para uso em uma boca de poço. A ferramenta, em uma configuração, pode incluir: um sensor de configurado para obter um fundo de furo de medição e prover um sinal de medição correspondente tendo uma pluralidade de ciclos de sinal; um dispositivo configurado para reduzir o ruído de fase do sinal de medição, o dispositivo incluindo um gerador de frequência configurado no sentido de prover sinais de frequência de referência; e um contador multifásico configurado para prover uma taxa de contagem para cada sinal de temporização correspondente à pluralidade de ciclos de sinal utilizando o sinal de frequência de referência. A ferramenta pode incluir ainda um filtro que reduz o ruído de fase do sinal de medição usando as taxas de contagem providas pelo contador multifásico. O sensor pode ser qualquer sensor, incluindo, porém não limitado a, um sensor de pressão e um sensor de temperatura.

Em ainda outro aspecto, um aparelho é provido para a geração de uma taxa de amostragem selecionada, cujo aparelho, em uma modalidade, pode incluir: um circuito configurado para: receber sinais de sensor como uma primeira série de taxas de contagem correspondentes às medições de sensor, cada taxa de contagem representando um valor do parâmetro de interesse; pelo menos dois acumuladores configurados de modo a alternadamente acumular as taxas de contagem da série de taxas de contagem ao

18/19 longo de um período de tempo que corresponde a uma taxa de amostragem selecionada; e um controlador configurado para controlar os períodos de tempo para os pelo menos dois acumuladores.

Em um aspecto, cada sinal na primeira série de taxas de contagem é um valor numérico do parâmetro de interesse. O parâmetro de interesse pode ser um dentre pressão e temperatura. O aparelho inclui ainda um multiplexador configurado para produzir as taxas de contagem acumuladas dos pelo menos dois acumuladores no sentido de prover um número selecionado de amostras por segundo. O aparelho pode incluir ainda um circuito configurado para acumular as amostras com base no método primeiro a entrar, primeiro a sair ao longo de um número selecionado de amostras a fim de prover o número selecionado de amostras acumuladas por segundo. O aparelho pode incluir ainda um circuito configurado para selecionar amostras a partir das amostras acumuladas para a fim de prover uma taxa de amostragem selecionada por segundo.

Em um aspecto, o aparelho inclui um circuito de resolução de fase configurado para processar os sinais do sensor para a provisão da primeira série de taxas de contagem para utilização por parte dos pelos menos dois acumuladores que têm uma resolução aperfeiçoada. O circuito de resolução de fase pode ser um contador multifásico.

Em um outro aspecto, a presente descrição provê um aparelho para uso em uma boca de poço que inclui um sensor configurado para prover sinais de medição como uma série de taxas de contagem; pelo menos dois acumuladores configurados de modo a alternadamente acumular as taxas de contagem na série de taxas de contagem a fim de prover uma primeira série de amostras por unidade de tempo; e um controlador configurado para controlar os períodos de tempo para os pelo menos dois acumuladores. O aparelho pode incluir um circuito configurado para acumular a primeira série de amostras com base no método primeiro a entrar, primeiro a sair, de forma canalizada, para a provisão de uma segunda série de amostras por unidade de tempo, e para a seleção das amostras a partir das amostras canalizadas de modo a prover um número selecionado de amostras por unida19/19 de de tempo.

A presente descrição é direcionada para certas formas de realização específicas a fim de facilitar a sua explicação. No entanto, várias alterações e modificações a essas modalidades tornar-se-ão evidentes para os 5 versados na técnica. Pretende-se que todas essas alterações e modificações dentro do âmbito de aplicação e do espírito das reivindicações em anexo sejam abrangidas pela presente descrição.

Claims

1. Método para aumentar uma resolução de uma medição de sensor, compreendendo:

- usar um sensor (160) para prover as medições de sensor;

- selecionar uma taxa de amostragem para as medições de sensor;

- receber um sinal a partir de um contador como uma primeira série de taxas de contagem correspondentes às medições de sensor, cada taxa de contagem representando um valor de um parâmetro de interesse;

caracterizado por

- alternadamente acumular as taxas de contagem diretamente do contador entre pelo menos dois acumuladores ao longo de alternados períodos de tempo, em os períodos de tempo correspondem à taxa de amostragem, e

- emitir as taxas de contagem acumuladas alternadamente de modo a prover medições de sensor (160) correspondentes à taxa de amostragem selecionada como uma segunda série de taxas de contagem para aumentar uma resolução da medição do sensor.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada sinal na primeira série de taxas de contagem é um valor numérico do parâmetro de interesse.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o parâmetro de interesse é um dentre pressão e temperatura.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda usar um controlador para controlar os períodos de tempo para cada um dos pelo menos dois acumuladores.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda acumular serialmente um número selecionado de taxas de contagem a partir da segunda série de taxas de contagem em uma base de primeiro a entrar, primeiro a sair (first in, first out) de modo a prover uma terceira série de taxas de contagem.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo

Petição 870190008253, de 25/01/2019, pág. 7/15

2/4 fato de que compreende ainda a etapa de selecionar as taxas de contagem a partir da terceira série de taxas de contagem como os valores medidos do parâmetro de interesse pelo sensor.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira série de taxas de contagem é obtida por meio:

- do recebimento de sinais de sensor (160) tendo uma pluralidade de ciclos de sinal;

- do uso de um contador multifásico com base em uma frequência de referência a fim de gerar uma série inicial de taxas de contagem correspondentes à pluralidade de ciclos de sinal; e

- da acumulação de taxas de contagem nas séries iniciais das taxas de contagem ao longo de um número selecionado de taxas de contagem de modo a prover a primeira série de taxas de contagem.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a frequência de referência é uma dentre: (i) uma frequência de referência do sensor, (ii) uma frequência de referência amplificada do sensor, e (iii) uma frequência gerada independente de uma frequência de referência de sensor.

9. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de compreende ainda a etapa de:

gerar uma pluralidade de sinais de temporização correspondentes à pluralidade de ciclos de sinal; e prover a pluralidade de sinais de temporização para o contador multifásico.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que gerar a pluralidade de sinais de temporização compreende a geração de sinais de temporização correspondentes às bordas de subida e as bordas de descida dos ciclos de sinal na pluralidade de ciclos de sinal.

11. Aparelho sensor, caracterizado por compreender:

- um sensor (160) configurado para prover medições de sensor;

- um circuito configurado para:

- receber um sinal a partir de um contador como uma primeira

Petição 870190008253, de 25/01/2019, pág. 8/15

3/4 série de taxas de contagem correspondentes às medições de sensor, cada taxa de contagem representando um valor de um parâmetro de interesse;

caracterizado por:

pelo menos dois acumuladores configurados para alternadamente acumular as taxas de contagem nas séries de taxas de contagem diretamente do contador ao longo de períodos de tempo alternados, em que os períodos de tempo correspondem a uma taxa de amostragem selecionada e emitem uma segunda série de taxas de contagem para aumentar uma resolução da medição do sensor; e um controlador (180) configurado para controlar os períodos de tempo para os pelo menos dois acumuladores.

12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que cada sinal na primeira série de taxas de contagem é um valor numérico do parâmetro de interesse.

13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de o parâmetro de interesse é um dentre pressão e temperatura.

14. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de compreende ainda um multiplexador configurado para emitir as taxas de contagem acumuladas dos pelo menos dois acumuladores de modo a prover um número selecionado de amostras por segundo.

15. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um circuito configurado para acumular as amostras em uma base de primeiro a entrar primeiro a sair ao longo de um número selecionado de amostras de modo a prover o número selecionado de amostras acumuladas por segundo.

16. Aparelho, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um circuito configurado para selecionar amostras a partir das amostras acumuladas de modo a prover uma taxa de amostragem selecionada por segundo.

17. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:

um circuito de resolução de fase (182) configurado para procesPetição 870190008253, de 25/01/2019, pág. 9/15

ΑΙΑ sar os sinais a partir do sensor (160) de modo a prover a primeira série de taxas de contagem para uso por parte dos pelos menos dois acumuladores que têm uma resolução aperfeiçoada.

18. Aparelho, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado

5 pelo fato de que o circuito de resolução de fase inclui um contador multifásico.