BR112012019368B1

BR112012019368B1 - linha de conexão e condução de sinal bobinável, conector de conexão e condução de sinal bobinável e método

Info

Publication number: BR112012019368B1
Application number: BR112012019368A
Authority: BR
Inventors: Duphorne Darin; Willauer Darin; A Hopmann Don; E Mendez Luis
Original assignee: Baker Hughes Inc
Priority date: 2010-02-05
Filing date: 2011-02-04
Publication date: 2019-12-17
Also published as: WO2011097445A4; DK2531695T3; US20110194817A1; US8602658B2; EP2531695A4; EP2531695B1; WO2011097445A3; WO2011097445A2; EP2531695A2; BR112012019368A2

Abstract

linha de conexão e condução de sinalo bobinável e método. a presente invenção refere-se a uma linha de conexão e condução de sinal bobinável para um ambiente de fundo de poço, que inclui um comprimento de linha de conexão e condução de sinal apropriado para o ambiente de fundo de poço; e um ou mais conectores dependendo da linha ao longo de um comprimento da linha, sendo os conectores capazes criar uma conexão portadora de sinal para o ambiente de fundo de poço.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para LINHA DE CONEXÃO E CONDUÇÃO DE SINAL BOBINÁVEL, CONECTOR DE CONEXÃO E CONDUÇÃO DE SINAL BOBINÁVEL E MÉTODO.

REFERÊNCIA CRUZADA

Este pedido reivindica o benefício da data de depósito do pedido de patente de N° de série U.S. 12/701.131 depositado em 5 de fevereiro de 2010, para SPOOLABLE SIGNAL CONDUCTION AND CONNECTION LINE AND METHOD.

ANTECEDENTES

Na indústria de conclusão e perfuração, sabe-se que são empregadas linhas de controle bobinável e/ou monitoramento, tanto para linhas hidráulicas, linhas elétricas, linhas de fibra óptica, combinações dessas linhas, etc. tais linhas são distribuídas como longas linhas contínuas que são então unidas em qualquer local ao longo de uma coluna de tubulação onde tal união seja necessária. Geralmente, as uniões são necessárias em qualquer lugar que a facilitação de da ação de monitoramento ou controle duma linha seja necessária.

A junta por união é uma tecnologia muito confiável, mas demanda muito tempo e trabalho intensivo. Para cada união, que ocorre duas vezes a cada conexão, exceto por uma última ao longo de uma linha, sendo que a linha precisa ser cortada, esvaziada, conectada e submetida a teste de pressão. Tais conexões atrasam o progresso das colunas de tubulação, executado no poço e então tem sua produtividade e eficácia reduzidas. A técnica visa, de maneira insaciável, qualquer avanço que aperfeiçoe qualquer dessas métricas.

SUMÁRIO

Uma linha de conexão e condução de sinal bobinável para um ambiente de fundo de poço, que inclui um comprimento de linha de conexão e condução de sinal adequado para o ambiente de fundo de poço; e um ou mais conectores dependendo da linha ao longo de um comprimento da linha, os conectores capazes de fazer uma conexão portadora de sinal para o ambiente de fundo de poço.

Um conector de conexão e condução de sinal bobinável para

Petição 870190070642, de 24/07/2019, pág. 5/14

2/8 uma linha que inclui um alojamento; uma ou mais linhas de ligação que se estende do alojamento, a uma ou mais linhas de ligação que são configuradas para se fixarem firmemente por pressão a uma linha tal que o conector, quando fixado à linha, se torna parte dessa linha; um volume definido pelo alojamento; um conjunto de contato disposto dentro do alojamento; e uma vedação por pressão no alojamento e receptiva hermeticamente por pressão de um receptor.

Um método para conexão por sinal de uma linha a uma coluna de tubulação, que inclui o bobinamento da linha de um comprimento de linha de conexão e condução de sinal apropriado para o ambiente de fundo de poço; e um ou mais conectores dependendo da linha ao longo de um comprimento da linha, sendo que os conectores são capazes de criar uma conexão portadora de sinal para o ambiente de fundo de poço; e juntar o um ou mais conectores com um ou mais receptores complementares dispostos nos componentes da coluna de tubulação.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Em referência agora aos desenhos em que elementos similares são numerados de maneira similar nas diversas figuras:

a figura 1 é uma vista esquemática em perspectiva de uma bobina de uma linha condutora e conectora descritas neste documento;

a figura 2 é uma vista esquemática de um ou mais conectores ao longo da linha da figura 1 ilustrada em um formato ampliado;

a figura 3 é uma vista ampliada adicional de um conector explodido de um ponto de conexão complementar do conector;

a figura 4 é uma vista esquemática de uma parte da linha e um conector em posição, ao longo de uma coluna e conectada a um componente da coluna;

a figura 5 é uma vista em seção transversal de um dos conectores explodidos da vista em seção transversal de um ponto de conexão;

a figura 6 é uma vista em seção transversal de um dos conectores acoplado ao ponto de conexão;

a figura 7 é uma vista em seção transversal de um conector tes3/8 tável de pressão acoplado a um ponto de conexão; e a figura 8 é uma representação esquemática de um embalador que tem uma linha bobinável conectada ao mesmo, e um indicador de linha quebrada de uma linha de passagem no mesmo.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Em referência à figura 1, alguém versado na técnica reconhecerá a representação esquemática de uma bobina 10 que contém um comprimento de linha bobinada 12. São também ilustrados três conectores 14, cada um coberto em luvas protetoras 16. Apesar de somente três dos conectores serem ilustrados, deve ser compreendido que mais ou menos conectores devem ser incluídos conforme desejado ou conforme necessário para um pedido particular. Deve ser compreendido ainda que uma ou mais das linhas podem conduzir diferentes tipos de sinais e que uma ou mais das linhas pode compreender um tipo diferente de condutor. O Sinal, conforme usado neste documento, se destina a representar qualquer tipo de sinal para comunicação e/ou distribuição de energia, incluindo elétrica, óptica, acústica, etc.

Em referência à figura 2, uma vista ampliada de um dos conectores 14 com luvas 16 é apresentada. O conector é ilustrado em uma linha, que é ilustrada como sendo uma linha capilar de 6,35 mm (0,25 polegada). Tais linhas são bem conhecidas pelos que são versados na técnica pelo seu uso como linhas de controle hidráulico, linhas Condutoras Encapsuladas de Tubulação (TEC), e como camisas para outras linhas tais como as linhas de fibra ótica. Outros tipos de linhas podem ser substituídos conforme necessário.

A luva protetora ilustrada nas figuras 1 e 2 compreende um material que tem características mecânicas suficientes para prover alguma proteção ao conector 14 durante o bobinamento, desbobinamento e manuseio. A luva protetora 16 se destina a reduzir a infiltração de contaminação e reduzir os danos à borda, por impactos ou raspagem menores do conector. A luva pode compreender fitas, tais como fita de silicone, material retrátil ou material similar.

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Reportando-se à figura 3, são ilustradas algumas características da construção dos conectores 14. Cada conector 14 inclui, pelo menos, uma (extremidade da linha 12) linha de ligação 18 e é, de certo modo, integralmente montada à linha 12 e, de certo modo, tem acesso a um ou mais condutores 20 dentro da linha 12. Em uma modalidade, os condutores numerarão três para promover o uso da linha bobinável com múltiplas configurações de controle de fluxo ao longo de uma coluna de tubulação. Nesta vista, pretende-se ver que cada um dos conectores é juntado em uma facilidade de fabricação à linha 12 de escolha. Isto ocorre em uma modalidade, que usa uma solda orbital 22. Deve ser verificado que, em uma modalidade, um bordo de fixação 24 é apresentado para facilitar a segurança a um componente da coluna (mostrado na figura 4). Apesar de não requisitado, é observado que, na modalidade ilustrada, o bordo 24 é rotacionado em uma direção axial da linha 12 para facilitar o fácil acesso ao um ou mais fechos 26. O receptor 28 é ilustrado direcionalmente abaixo do conector 14 para mostrar a interligação da mesma. Isto será também compreendido em referência à figura 4, erh que um componente 30 da coluna (não completamente mostrado) é ilustrado com a linha 12 e o conector 14 interligado a um receptor 28.

Em referência à figura 5, uma vista em seção transversal do conector 14 explodida do receptor 28 é ilustrada. Esta vista apresenta uma vista mais completa de como o conceito do conector funciona e atinge os objetivos de uma propagação de sinal e conexão firme por pressão sem a necessidade de esvaziar, conectar, e submeter a teste de pressão, ações comuns em sistemas de técnicas anteriores.

O conector 14 inclui um alojamento 32, que define um volume 34 em seu interior, em que certos componentes descritos abaixo são alojados e uma superfície de vedação de metal com metal troncônica 35. Para facilitar a construção, algumas modalidades incluem uma tampa 36 que é fixada depois que as conexões internas ao conector 14 são feitas. A tampa 36 pode ser fixada ao alojamento 32 através de solda, rosqueamento, adesivos, etc. O volume 34 é mostrado para ser aberto ao interior da linha 12 e, Consequentemente, os condutores 20 dentro da linha 12 passam através do volu

5/8 me 34 deixando-os disponíveis para interconexão Os condutores 20, dois deles para a modalidade ilustrada, são cada um, conectados a uma derivação 38. Cada derivação 38 se estende a e/ou se torna um contato 40. Deve ser verificado que, em uma modalidade, cada derivação 38 se estende através de uma placa de placa de reforço 42 que pode ser de metal ou outro material que tem suficiente rigidez para suportar os contatos 40. Uma vedação 43 é disposta entre a chapa 42 e os contatos 40 na passagem do contato e a placa. No caso onde a placa de reforço é um material condutor tal como metal, uma placa isolante 44 é disposta entre a placa de reforço e os contatos 40. Finalmente, um isolante resiliente 46 é posicionado para cobrir os contatos 40 para evitar a infiltração de contaminação. As estruturas observadas acima são juntas designadas ao conjunto de contato 48. O conjunto de contato é mantido no lugar dentro do alojamento 32 por estar posicionado entre um rebaixo 50 e um anel de pressão 52 que é recebido em uma ranhura 54 dentro do alojamento 32. O isolante 46 é comprimido contra o conector alojamento 32 vedando o interior do conector na superfície 86. Na situação a pouco descrita, o conjunto de contato 48 é protegido de contaminadores e preparado para interconexão com o receptor 28.

O receptor 28, por si, inclui um alojamento do receptor 60 que define um volume 62 no mesmo a qual um conjunto de contato do receptor 64 pode receber uma superfície de vedação que porta metal com metal 84 configurada para interagir com a superfície troncônica 35 no conector 14. O conjunto de contato 64 inclui uma placa de reforço 66, que tem vedações 68 através do qual os contatos do receptor 74se estendem e são vedados por pressão. Uma placa isolante 72 é posicionada entre a placa de reforço 66 e os contatos 74 (dois mostrados para ser complementares ao conector 14). Os contatos 74 são cobertos em um isolante resiliente 76 que protege os contatos 74 de infiltrações de contaminadores. O conjunto 64 é mantido no volume 62 do alojamento do receptor 60 por um anel de pressão 78 em uma ranhura 80 ou outra construção similar. O isolante 76 é comprimido contra o alojamento do receptor 60 vedando o interior do conector na superfície 87. Deve ser verificado que os conjuntos de contatos podem ser construídos,

6/8 conforme mostrado em relação a qual alojamento são dispostos ou podem ser facilmente construídos em reverso. De qualquer forma, ao trazer o conector e o receptor juntos conforme mostrado na figura 6, os contatos 74, que tem uma extremidade projetante afiada 82, penetrarão o isolante 46 e algumas extensões penetrarão ou, pelo menos, solidamente entrarão em contato com os contatos 40 para fornecer uma conexão elétrica confiável. A vedação primária por pressão da interface entre o conector 14 e o receptor 28 se dá através de vedação metal com metal na superfície 84. O isolante 46 e o isolante 76 são comprimidos na superfície 85 fornecendo uma vedação secundária em volta de cada conjunto de contatos acoplados. A vedação na superfície 86 fornece uma vedação secundária, que protege o interior do conector. A vedação na superfície 87 fornece uma vedação secundária, que protege o interior do receptor. A construção permite uma rápida conexão da linha bobinável aos componentes de tubulação durante a execução sem os desafios de eficácia da técnica anterior.

Em alguns casos, é desejável ter a capacidade de verificar a integridade da vedação metal com metal primária por pressão através de teste por pressão do conjunto de conector acoplado. Em referência à figura 7, uma modalidade alternada é ilustrada com esta capacidade. Esta modalidade é similar à mostrada nas figuras 5 e 6, mas adiciona um anel em O 100 disposto entre receptor do alojamento 60 e o alojamento 32 em uma ranhura

101 para localizar o anel em O 100. Além disso, a porta do teste de pressão

102 é disposta no alojamento 32 se projetando do exterior do alojamento 32 a um volume anular 103 entre o anel em O 100 e a interface metal com metal definida entre a superfície de vedação 35 e a superfície de vedação 84. Uma fonte de pressão controlada conectada à porta 102 permite que um teste de pressão verifique a função da vedação metal com metal na interface entre a superfície 35 e superfície 84 através de monitoramento de queda de pressão tanto remotamente quanto no local da conexão connection. O equilíbrio dos componentes desta modalidade compartilha numerais idênticos às da modalidade precedente por clareza.

Embora as modalidades anteriores ilustrem conjuntos de conta

7/8 tos onde um contato penetra ou entra em contato solidamente ao outro para criar contato elétrico, será evidente que esses contatos possam ser substituídos por contatos elétricos de tipos de soquetes e pinos, contatos de fibra óptica, ou outros tipos de contatos conhecidos aos que são familiarizados na técnica.

A linha de conexão e condução de sinal bobinável é útil para um grande número de vários componentes de poço e, conforme observado, dramaticamente, melhora sua eficácia.

Deve ser verificado a partir dos antecedentes que os conectores podem ser utilizados para distribuir sinal aos componentes da coluna ao longo de seu comprimento, mas também é possível empregar o conceito descrito neste documento a instrumentos particulares ou que apresentem problemas para as linhas de passagem anteriores. Mais especificamente, é feita referência à figura 8 onde é ilustrado um embalador 90. O embalador por si, neste caso, não requer conexão de sinal, mas, conforme será verificado pelos que são versados na técnica, mas apresenta um problema em relação à passagem de uma linha. Mais especificamente, as linhas, se não são inclusas durante o processo de fabricação, causam vazamento. Adicionalmente, demanda muito tempo para passar a linha através do componente, no tempo de instalação, para dentro do poço. Portanto, em conjunção à descrição, neste documento, é benéfica a construção de uma passagem 92 para dentro do embalador 90 e fornecer receptores 28 nas extremidades superiores e inferiores do buraco do elemento embalador 94 para permitir, tanto fácil acesso aos pontos de conexão quanto para evitar impacto da função do elemento 94. Os receptores são, em outros aspectos, tratados conforme observados anteriormente neste documento.

Deve ser observado que, de forma a maximizar a eficácia no uso da linha bobinável descrita neste documento, uma linha particular pode ser planejada para incluir os conectores 14 em intervalos, ao longo da linha, os quais são relacionados ao espaçamento real dos componentes na coluna a ser criado. Neste evento, os conectores naturalmente sairão da bobina mais próxima ao local onde precisam ser juntados aos receptores nos componen8/8 tes da coluna. Será, claro, verificado que, onde o comprimento da linha entre as conexões é excessivo para o espaçamento da coluna, a linha pode ser reunida ou envolta na coluna para reunir o comprimento em excesso. E onde a linha muito curta, é possível criar um cabo de interligação usando o co5 nector e os receptores para aumentar o comprimento da linha.

Embora na descrição acima, haja uma sugestão de que conexão elétrica é observada, deve ser verificado que qualquer sinal e qualquer condutor de sinal é observado para uso com a linha de conexão e condução de sinal bobinável.

Embora uma ou mais modalidades tenham sido mostradas e descritas, modificações e substituições podem ser feitas ao mesmo sem se afastar do espírito e escopo da invenção. Consequentemente, deve ser compreendido que a presente invenção foi descrita por meio de ilustrações e não limitações.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Linha de conexão e condução de sinal bobinável (12) para um ambiente de fundo de poço, que compreende:

um comprimento de linha de conexão e condução de sinal (12) apropriado para o ambiente de fundo de poço, o comprimento de linha de conexão e condução de sinal (12) compreendendo um condutor de sinal (20); e um ou mais conectores (14) dependendo da linha (12) de forma intermediária ao longo do comprimento da linha (12), sendo os conectores (14) capazes de fazer uma conexão portadora de sinal para o ambiente de fundo de poço, onde o comprimento da linha de conexão e condução de sinal (12) em conjunto com o um ou mais conectores (14), dependendo da mesma, está disposto de modo operativo para ser bobinado e desbobinado a partir de uma bobina (10);

caracterizada pelo fato de que cada um dos um ou mais conectores (14) compreende uma primeira linha de ligação e uma segunda linha de ligação que são configuradas para serem montadas integralmente à linha de conexão e condução de sinal (12) onde o condutor de sinal (20) passa através de cada um dos um ou mais conectores (14) a partir da primeira linha de ligação para a segunda linha de ligação;

cada um dos um ou mais conectores (14) compreende:

um contato (40) que faz uma conexão portadora de sinal para condutor de sinal (20) entre a primeira linha de ligação e a segunda linha de ligação, e uma superfície de vedação (35) separada da primeira linha de ligação e da segunda linha de ligação e configurada para vedar a um receptor (28) tendo um contato (74) que é complementar ao contato (40) do um ou mais conectores (14).
2. Linha de conexão e condução de sinal bobinável (12) para um ambiente de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o conector (14) opera para acoplar contatos elétricos.

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3. Linha de conexão e condução de sinal bobinável (12) para um ambiente de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o conector (14) inclui um dispositivo.
4. Linha de conexão e condução de sinal bobinável (12) para um ambiente de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a linha (12) inclui uma camisa de metal.
5. Linha de conexão e condução de sinal bobinável (12) para um ambiente de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o conector (14) compreende:

um número de derivações (38) e contatos (40), suportados e isolados dentro de um alojamento (32) do conector (14).
6. Linha de conexão e condução de sinal bobinável (12) para um ambiente de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o um ou mais conectores (14) incluem uma configuração de vedação por pressão.
7. Linha de conexão e condução de sinal bobinável (12) para um ambiente de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a configuração de vedação por pressão é uma configuração de vedação metal-com-metal.
8. Linha de conexão e condução de sinal bobinável (12) para um ambiente de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o um ou mais conectores (14) incluem uma configuração de teste de pressão permitindo teste de cada vedação por pressão.
9. Linha de conexão e condução de sinal bobinável (12) para um ambiente de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a configuração de vedação é uma porção troncônica do conector (14) receptiva a uma porção troncônica de um receptor (28) para produzir uma vedação metal com metal.
10. Linha de conexão e condução de sinal bobinável (12) para um ambiente de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o um ou mais conectores (14) são receptivos aos receptores (28) que são montados em um componente de coluna de tubulação

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3/5 usado no ambiente de fundo de poço com a qual a linha (12) deve ser associada.
11. Linha de conexão e condução de sinal bobinável (12) para um ambiente de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o um ou mais conectores (14) compreendem um isolante resistente (46) que cobre os contatos dos mesmos.
12. Linha de conexão e condução de sinal bobinável (12) para um ambiente de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que o isolante resistente (46) é anulável para permitir a conexão entre um ou mais contatos (40) do um ou mais conectores (14) e um ou mais contatos (74) de um ou mais receptores (28).
13. Linha de conexão e condução de sinal bobinável (12) para um ambiente de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o um ou mais conectores (14) são protegidos de contaminadores e desgastes por uma luva protetora (16).
14. Conector de conexão e condução de sinal bobinável (14) para conexão a uma linha (12) que compreende:

um alojamento (32);

o conector (14) em conjunto com a linha (12) sendo adaptado para ser bobinável e desbobinável de uma bobina, caracterizado pelo fato de que o conector compreende ainda:

duas linhas de ligação (18) se estendendo a partir do alojamento (32), as duas linhas de ligação sendo (18) configuradas para se fixarem firmemente por pressão a uma linha (12) compreendendo um condutor de sinal (20) de forma intermediária ao longo de um comprimento da linha (12), um volume (34) definido pelo alojamento (32), em que o condutor de sinal (20) passa através do volume (34) entre as duas linhas de ligação (18);

um conjunto de contato (48) disposto dentro da caixa (32) disposto operativamente para fazer uma conexão portadora de sinal ao condutor de sinal (20) no volume (34) entre as duas linhas de ligação (18) de forma intermediária ao longo do comprimento da linha (12); e

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4/5 uma vedação de pressão no alojamento (32), separada das duas linhas de ligação (18) e receptiva hermeticamente por pressão de um receptor (28) tendo um contato que é complementar ao conjunto de contato (48) de um ou mais conectores (14).
15. Conector de conexão e condução de sinal bobinável (14) para uma linha (12), de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o alojamento (32) inclui uma tampa (36) inicialmente aberta e que pode se fixar ao alojamento (32).
16. Conector de conexão e condução de sinal bobinável (14) para uma linha (12), de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a uma ou mais linhas de ligação (18) são configuradas para soldagem orbital a uma linha (12).
17. Conector de conexão e condução de sinal bobinável (14) para uma linha, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a linha (12) é uma linha de controle que tem um ou mais condutores (20) nela.
18. Conector de conexão e condução de sinal bobinável (14) para uma linha, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o conjunto de contato (48) inclui uma ou mais derivações (38) que formam ou são conectadas a um ou mais contatos (40);

uma placa de reforço (42) vedada a um ou mais contatos (40); e uma placa isolante (44) disposta entre o um ou mais contatos (40) e a placa de reforço (42).
19. Conector de conexão e condução de sinal bobinável (14) para uma linha (12), de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o conjunto de contato (48) está seguro dentro do alojamento (32).
20. Método para conexão por sinal de uma linha (12) a uma coluna de tubulação para uso em um ambiente de fundo de poço, caracterizado pelo fato de que compreende:

bobinamento da linha (12) conforme definido na reivindicação 1; e

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5/5 união do um ou mais conectores (14) a um ou mais receptores complementares (28) dispostos nos componentes da coluna de tubulação.
21. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que a união é condutora de sinal e firme por pressão.