BR112012020027A2 - aparelho de fluorescência de raios-x para medir propriedades de um fluido de amostra, e método para testar um fluido - Google Patents
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Abstract
APARELHO DE FLURESCÊNCIA DE RAIOS-X PARA MEDIR PROPRIEDADES DE UM FLUIDO DE AMOSTRA, E MÉTODO PARA TESTAR UM FLUIDO
Um aparelho de fluorescência de raios-x para medir propriedades de um fluido de amostra, o aparelho compreendendo um alojamento tendo uma entrada e uma saída; uma câmara de teste dispoata dentro do alojamento, a câmara de teste compreendendo uma abertura de injeção em comunicação de fluido com a entrada; uma corrediça disposta dentro da câmara de teste, a corrediça compreendendo uma cavidade de amastra; e uma acertura de teste; um aspectrômetro de fluorescência de raio-x disposto dentro do alojamento e pelo menos um motor operativamente acoplado á corrediça da câmara de teste. Além disso, um método para testar um fluido, o método compreendendo injetar um fluido através de uma abertura de injeção de uma câmara de teste em uma cavidade de amostra de uma corrediça; mover a corrediça lateralmente dentro da câmara de teste para uma posição intermediária; mover a corrediça lateralmente dentro da câmara de teste para uma posição de teste; e atuar um espectrômetro de fluorescência de raios-x para amostrar o fluido dentro da cavidade de amostra quando a corrediça está na posição de teste.
Description
| APARELHO DE FLUORESCÊNCIA DE RAIOS-X PARA MEDIR : PROPRIEDADES DE UM FLUIDO DE AMOSTRA, E MÉTODO PARA TESTAR
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO Campo da Invenção Modalidades aqui divulgadas se referem a um anatisador de Eluorescência de raios-x para utilização na determinação de propriedades de fluido de perfuração. Mais especificamente, as modalidades aqui divulgadas se referem um analisador de fluorescência de raios-x para utilização na determinação de propriedades de fluido de perfuração em um local de perfuração, em tempo real. Mais especificamente ainda, as modalídades aqui divulgadas se referem à métodos e sistemas para determinação de propriedades de fluido de perfuração que incluem automatização e controle remoto. Fundamentos Fluidos de perfuração de furo de poço servem a muitas funções em todo o processo de perfuração para petróleo e gás. Funções primárias incluem controlar pressões de subsuperfície, transportar para aà superfície 3 “eragmentos e cascalhos” criados pela broca. de perfuração e resfriar e lubrificar a broca de perfuração, à medida que ela mói através da crosta terrestre. A maioria dos fragmentos e cascalhos é removida na superfície por diferentes tipos de equipamentos de remoção de sólidos, por pequenos pedaços de formação, tal como argilas e folhelhos, : são invariavelmente incorporadas no fluido de perfuração como sólidos de "baixa densidade". Estes sólidos de baixa densidade são geralmente indesejáveis na medida em que eles podem contribuir para viscosidade em excesso e podem ter um impacto negativo no tratamento químico do fluido de perfuração, de modo que ele possa satisfazer outras funções críticas. Os sólidos de baixa densidade também são distinguidos de sólidos de alta densidade que são adicionados intencionalmente para aumentar a densidade do fluido de perfuração. A densidade do fluido, ou massa por unidade de volume, controla pressões subsuperficiais e contribui para a estabilidade do poço aumentando a pressão exercida pelo fluido de perfuração na superfície da formação dentro do poço. A coluna de fluido no poço exerce pressão hidrostática proporcional à profundidade vertical verdadeira do furo e à densidade do fluido. Portanto, pode- se estabilizar o poço e prevenir o influxo indesejado de fluidos da formação mantendo uma densidade adequada do fluido de perfuração para assegurar que uma quantidade É adequada de pressão hidrostática seja mantida.
Existem vários métodos de controlar a densidade de fluidos do furo de poço. Um método adiciona sais dissolvidos, tal como cloreto de sódio e cloreto de cálcio, na forma de uma salmoura aquosa a fluidos de perfuração.
Outro método envolve adicionar particulados inertes de alta 1 densidade a fluidos de perfuração para formar uma suspensão de densidade aumentada. Estes particulados inertes de alta densidade são muitas vezes denominados como "agentes de peso" e tipicamente âncluem minerais particulados de barita, calcita ou hematita.
Embora manter a densidade de um fluido de perfuração seja importante, outros fatores também influenciam a eficácia dos Tluiídos de perfuração específicos em operações de perfuração determinadas. Esses outros fatores podem incluir viscosidade e composição do fluido de perfuração, bem como à capacidade de fluidos j resfriarem e lubrificaren a broca de perfuração, Para determinar o fluido de perfuração mais eficaz para uma operação de perfuração dada, é necessário medir às propriedades químicas e físicas do fluido de perfuração como um retorno de dentro do poço.
Presentemente, o método padrão para determinar o teor de líquidos e sólidos do fiuido de perfuração é realizar uma análise de retorta. Em uma análise de retortá, | uma amostra de fluido de perfuração é aquecida a É temperatura suficiente para vaporizar líquidos contidos, incluindo água, petróleo Ou sintéticos. Os líquidos são condensados, após o que os volumes específicos podem ser medidos diretamente em um cilindro graduado. Óleo e sintéticos têm uma densidade menor que à água e separarão naturalmente no recipiente de medição. O volume total de líquidos, em seguida, é subtraído do volume de perfuração de partida para determinar o teor total de sólidos. Adequadas funções matemáticas são, então, aplicadas no contexto da composição geral do fluido de perfuração para estimar a fração de sólidos de alta densidade e de baixa densidade. Devido às necessidades de aquecimento, as práticas de retorta atuais são conhecidas como. potencialmente perigosas e sujeitas a imprecisões e inconsistências. Além disso, o método da retorta não fornece meios para caracterizar e diferenciar os diferentes componentes sólidos além da categorização geral por densidades bruta. Por conseguinte, existe uma necessidade de um método automatizado para determinar propriedades de fluido de perfuração.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO Em um. aspecto, as modalidades aqui reveladas se referem a um aparelho de fluorescência de rajos-x para à 20 medir propriedades de um fluido de amostra, o aparelho compreendendo um alojamento tendo uma entrada e uma saída; ; uma câmara de teste disposta dentro do alojamento, a câmara de teste compreendendo uma abertura de injeção em comunicação de fluido com a entrada; uma corrediça disposta dentro da câmara de teste, a corrediça compreendendo uma cavidade de amostras e uma abertura: de teste; um espectrômetro de fluorescência de raios-x disposto dentro f do alojamento e pelo menos um motor operativamente acoplado à corrediça da câmara de teste. Num outro aspecto, as modalidades aqui reveladas se 5 referen a um método de teste de um fluido, o método compreendendo injetar um fluido através de uma abertura de injeção de uma câmara de teste em uma cavidade de amostra de uma corrediça; mover a corrediça lateralmente dentro da câmara de teste para uma posição intermediária; mover a corrediça lateralmente dentro da câmara de teste para uma posição de teste; 6 acionar um espectrômetro de fluorescência de raios-x para amostrar o fluido dentro da cavidade de amostra quando a corrediça está na posição de teste.
5 Outros aspectos e vantagens da invenção serão evidentes a partir da seguinte descrição e das reivindicações anexas.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 é uma representação esquemática de um . 20 analisador de fluido XRF de acordo com as modalidades da presente divulgação.
! As Figuras 1A e 1B são vistas em corte transversal de uma válvula de retenção de acordo com as modalidades da presente divulgação.
A Figura 1C é uma vista explodida de uma válvula de retenção de acordo com as modalidades da presente
: divulgação.
. As Figuras 2A-C são vistas em corte transversal de uma câmara de teste do analisador <RF: de acordo com. as modalidades da presente divulgação.
o As Figuras 3A-C são vistas em corte transversal de uma câmara de teste do analisador XRF de acordo com as modalidades da presente divulgação.
A Figura 4 é uma representação esquemática de um sistema de computador de acordo com as modalidades da presente divulgação.
DESCRIÇÃO DETALHADA Modalidades aqui divulgadas se referem a um ahalisador de fluorescência de raios-x para utilização na determinação de propriedades de fluido de perfuração. Mais especificamente, as modalidades aqui divulgadas se referem a um analisador de Eluorescência de raios-x para utilização na determinação de propriedades de fluido de perfuração em um local de perfuração, em tempo “eal. Mais especificamente ainda, as modalidades aqui divulgadas se rererem à métodos : 20 e sistemas para determinar propriedades de fluido de perfuração que incluem a automatização e controle remoto.
: Modalidades aqui divulgadas também se referem a um método. e aparelho para automatizar à medição das propriedades de fluidos à base de óleo ou à base de sintético de emulsão invertida (isto é, Eluidos de perfuração e/on fluídos de completação) e fluídos à base de
: água. Embora a divulgação aqui possa fazer referência a um : fluido de perfuração, um técnico versado no assunto apreciará que outros tipos de fluidos (por exemplo, fluidos de completação) podem também ser testados com o método e aparelho descritos neste documento. De acordo com modalidades da presente divulgação, um espectrômetro de raios-x pode ser usado para determinar o conteúdo de um fluido de perfuração de amostra. Por exemplo, uma amostra pode ser excitada por raios-x de alta energia ou raios gama, causando assim a emissão de raios-x secundários, fluorescentes. Os raios-x secundários podem, então, ser analisados para determinar a composição química do fluido de perfuração de amostra. OS resultados dos testes podem, então, ser transferidos para o armazenamento local ou para uma instatação remota para processamento. Aqueles versados na técnica apreciarão que outros medidores podem também ser usados para analisar amostras de fluido de perfuração.
Espectrômetros de raios-x (na sigla em inglês para X-ray spoctometer, "XRE”) de acordo com as modalidades da | presente “divulgação podem ser usados para detectar É elementos que têm um peso atômico tão baixo quanto cerca de 26,98, tal como o alumínio. Além do alumínio elementos tais como silício, cloro, potássio, cálcio, bromo, bário, césio e outros semelhantes também podem ser avaliados. OS resultados das medições XRF podem subsequentemente ser
| linearmente —correlacionadas com a concentração dos : elementos presentes em fluidos de perfuração.
Assim, à análise XRF pode ser usada para substituir os testes de titulação tradicionais.
A medição de sólidos de alta S densidade por meio de análise de bário é também possível, em vez de usar cálculos a partir de medições indiretas.
Além disso, as medições de concentrações de alumínio e silício podem ser utilizadas na avaliação da formação por meio de. análise de tendência de conteúdo de areia e argila.
Aqueles versados na técnica apreciarão que os métodos XRF e XRF automatizados descritos abaixo podem geralmente ser usados para melhorar as medições de fluído de perfuração e aumentar a eficiência da perfuração. | Fazendo referência à Figura 1,: uma representação esquemática de um analisador de fluido tendo um XRF 435 de acordo .com as .modalidades da presente divulgação é mostrada.
Nesta modalidade, um fluxo de fluido é dirigido à partir de uma linha de fluxo do sistema de perfuração ativo 400 por meio de uma ou mais válvulas 405, tal como uma válvula de retenção, uma válvula solenoide, ou ambas, e | para uma câmara de teste 410. Em ainda outras modalidades, . várias válvulas atuadas podem ser utilízadas sozinhas ou em adição às válvulas solenoides ou de retenção.
Dentro da câmara de teste 410, uma corrediça (450 da Figura 2) está disposta e configurada para se mover em uma ou mais direções, permitindo assim que uma amostra de fluido de perfuração possa ser obtida a partir do sistema de fluido Í ativo. UM Ou Mais motores 4215, 420 e 425 podem ser utilizados para controlar a orientação da corrediça ou da câmara de reste 410. Como ilustrado, O. motor 415 é S configurado para Mover lateralmente a corrediça na câmara de teste 410. No entanto, em outras modalidades, o motor 415 pode ser usado para mover a corrediça em mais de uma direção. O analisador de fluido também inclui um tanque de hélio 430 em comunicação de fluido com XRF 435, permitindo assim que o hélio possa ser utilizado durante à análise, A fim de controlar o fluxo de hélio a partir do tanque de hélio 430 para O XRF 435, uma válvula solenoide 440 pode ser operativamente controlada por um microprocessador 445 ou PLC.
Com referência brevemente às Figuras 1A e 1B, uma válvula alternativa 405 de acordo com modalidades da presente divulgação é mostrada. Na Figura 1A, uma válvula de retenção 405 é mostrada. A válvula de retenção 405 ánciui um êmbolo 71, um corpo de válvula 73 e um conjunto de êmbolo 75, incluindo um material elastomérico 77. Durante um estágio de enchimento do teste (Figura 3A), Í durante condições de baixa pressão, o tluido está fluindo ao longo do caminho A, movendo assim o êmbolo 71 para uma posição aberta e permitindo ao fluido fluir para o medidor de estabilidade elétrico. Durante uma condição de pressão elevada, tal como durante um fluxo de retorno, o fluido
E está fluindo na direção B (da Figura 3B), fazendo com que o : êmbolo 71 feche e vede a válvula de retenção 405. Essa válvula de retenção de uma via pode ser menos propensa à falha de líquidos ou pastas que são altamente viscosos ou contêm matéria particulada. Com referência à Figura 1C resumidamente, uma vista explodida da válvula 405 é mostrada. Como ilustrado, a válvula de retenção 405 inclui um corpo de válvula 73, um conjunto de êmbolo 75 tendo um material elastomérico 77, e uma guia de êmbolo 79. O material elastomérico 77 está configurado para vedar contra a superfície de vedação 81 do corpo de válvula 73 e é configurado para ficar restringido dentro da guia de êmbolo
79. Voltando à Figura l, o analisador de fluido pode também incluir um tanque de fluido de limpeza 455 em comunicação de fluido com a câmara de teste 410. Durante um ciclo de limpeza um fluido, tal como um óleo de base, água ou outro fluido contendo substâncias químicas, tal como surfactantes, pode ser transferido a partir do tanque de fluido de limpeza 455 para a câmara de teste 410. O fluxo : do fluido de limpeza pode ser controlado por uma válvula, tal como válvula solenoide 460. Além do fluido de limpeza, o analisador de fluido pode incluir um sistema de ar 465 configurado para fornecer ar para à câmara de teste 410 ou outro componente do analisador de fluido. O fluxo de ar | pode também ser controlado com uma válvula, tal como uma i válvula solenoide 470. Depois de um teste ser concluído, o | ! fluido de amostra pode ser drenado da câmara de teste 410 pelo dreno de resíduos 475 e de volta para a linha de fluxo do sistema de perfuração ativo 400. A evacuação do fluido de amostra pode ser facilitada pelo uso de uma bomba 480, ar do sistema de ar 465, ou empurrando para fora da câmara de teste 410 quando fluido novo é arrastado para a câmara de teste 410. O analisador de fluido pode também incluir vários sensores, tal como sensor de pressão 485, sensores de temperatura (não mostrados), ou outros vários sensores para determinar a posição da corrediça dentro da câmara de teste 410 ou uma propriedade do fluido.
Para controlar E analisador Sde SfLuÁdOo, FO sistema inclui micro processador 445 e um armazenamento de memória local 490, tal como uma unidade de disco rígido, flash, ou outro tipo de memória conhecido na técnica. .Os dados podem ser exibidos e o analisador de fluido pode ser controlado através de exibição local 495. Além disso, um dispositivo para permitir uma conexão a uma rede, tal como um modem 497, pode ser utilizado para permitir ao analisador de fluido comunicar dados, bem como receber sinais de controle À remotamente. O aspecto de controle remoto da presente divulgação será explicado em detalhes abaixo.
Com referência agora às Figuras 2A-C, vistas em corte transversal da câmara de teste e do XRF 435. durante as posições de enchimento, intermediária e de teste,
respectivamente, de acordo com modalidades da presente é divulgação são mostradas. Na posição de enchimento (Figura 2A), a corrediça 450 está numa posição para permitir que fluido seja injetado através de uma abertura de injeção 451
5. em uma cavidade do amostra 452. Nesta modalidade, à cavidade de amostra inclui uma abertura de aproximadamente 25 mm que permite que o fluido flua para dentro da cavidade
452. Aqueles versados na técnica apreciarão que em outras modalidades a cavidade de amostra 452 pode incluir aberturas de tamanhos e/ou geometria diferentes. Um ou mais motores (415, 420, ou 425 da Figura 1) podem ser usados para controlar a orientação da corrediça 450 dentro da câmara de teste 410. Por exemplo, um motor pode mover a corrediça da câmara 450 lateralmente na câmara de teste
410. Na posição intermediária (Figura 25), a corrediça 450 move a cavidade de amostra 452 incluindo um fluido de teste para fora de comunicação de fluido com a abertura de injeção 451. Ao mover a cavidade de amostra 452 para fora de comunicação de fluido com a abertura de injeção 451, O fluido é impedido de derramar da câmara de teste 410. Assim, à posição intermediária pode permitir que o tamanho í da amostra na cavidade de amostra 452 seja controlado. Na posição de teste (Figura 2C), à cavidade de amostra 452 é alinhada com a abertura de teste 453. Como a cavidade de amostra 452 não é encerrada (encerrar a cavidade de teste impediria a análise XRF precisa), a corrediça 450 deve ser j movida para a orientação de teste, de modo a impedir que O | : fluido de teste derrame para fora da cavidade de amostra
452. Na posição de teste, o XRF 435 pode ser utilizado para analisar o fluido de perfuração. A sequência de uma posição de enchimento, uma posição intermediária e uma posição de teste permite que o volume da amostra na cavidade de amostra 452 seja mantido. A sequência também úmpede O fluido de transbordar da cavidade de amostra 452 quando a posição intermediária está fechada do resto do sistema, impedindo assim que O lado de injeção e o lado de teste do sistema sejam abertos ao mesmo tempo. Devido” hos” testes * de" XRF) merem sensíveis à localização da amostra sendo testada, os motores (415, 420, e 425 da Figura 1) podem ser usados para assegurar que à orientação da cavidade de amostra 452 para o 435 XRF. está dentro doe uma tolerância específica. AO utilizar : uma análise de orientação XYZ, O analisador de fluido pode assegurar que os testes de amostra de fluido não são distorcidos por bloqueio da amostra, bem como assegurar que a amostra não transborda da cavidade de amostra 452. Com referência brevemente de volta à Figura 1, em uma modalidade em que o motor 415 controla a corrediça 450, a corrediça 450 pode ser movida lateralmente dentro da câmara de teste 410 para mover um fluido de amostra de comunicação de fluido com a abertura de injeção 451 para orientação com a abertura de teste 453. Durante o teste, os motores 420 e
425 podem ser configurados para alterar a orientação da : câmara de teste 410 ou do XRF 465, assim permitindo que testes múltiplos a partir de uma única amostra sejam adquiridos.
Como o comprimento focal entre o XRF e a amostra é importante para manter resultados consistentes e comparáveis, os motores 415, 420 e 425 podem funcionar em conjunto para assegurar que a distância entre o fluido de amostra e a abertura de teste 453 permaneça relativamente constante.
Em certas modalidades, a distância entre o XRF e a amostra pode estar entre 0,5 mm e 1,0 mm.
Dependendo das especificações do XRF, esta diferença pode ser aumentada ou diminuída, permitindo assim que o sistema seja personalizado para analisar fluidos particulares.
Em certas modalidades, os motores podem ser utilizados para ajustar a posição do XRF, permitindo assim que várias amostras sejam adquiridas.
Numa tal modalidade, o XRF pode se mover em um caminho substancialmente circular, permitindo assim que várias porções da amostra sejam testadas.
Especificamente, o XRF pode se mover lateralmente através da superfície da amostra, enquanto mantendo a mesma altura acima da amostra, : permitindo assim que várias leituras sejam tomadas através , da superfície da amostra.
Além disso, como leituras múltiplas de cada amostra podem ser obtidas, leituras falsas podem ser evitadas.
Por exemplo, em certas modalidades, as leituras múltiplas são adquiridas e uma média estatística é realizada ou leva em conta anomalias nas várias leituras,
: Além disso, a temperatura da câmara de teste 410 e da amostra pode ser controlada, mantendo assim um volume constante de fluido e permitindo que a distância entre a amostra e o XRF 435 seja a mesma entre diferentes testes.
A temperatura pode ser controlada dispondo um conduto de fluido (não mostrado) na câmara de teste 410 perto da cavidade de amostra 452. Um fluido, tal como água, tendo uma temperatura conhecida e controlada pode ser passado através do conduto de fluido permitindo assim que a temperatura do fluido da amostra seja controlada.
Controlar o finido de amostra pode ajudar a assegurar due O teste de XRF é preciso entre. amostras múltiplas.
Ao controlar à localização da amostra em relação ao XRF 435 e controlando à temperatura, os resultados dos testes podem ser mais precisos e proporcionar uma melhor comparabilidade entre os resultados de múltiplos testes.
Com referência às Figuras 3A-B, uma vista em corte transversal da câmara de teste em posições de preenchimento e teste, respectivamente, de acordo com modalidades da É presente divulgação é mostrada.
Durante um processo de , teste, à corrediça 450. começa em uma posição de enchimento (Figura 3 A) e um solenoide de fluido (não mostrado) e um solenoide de ar: (não mostrado). são abértos, : permitindo assim que uma amostra de fluido seja injetada do sistema de fluido de perfuração ativo para a cavidade de amostra 452.
Quando a cavidade de amostra 452 tem o volume desejado de fluido, os solenoides de ar e fluido são fechados, assim interrompendo o fluxo de fluido para à câmara de teste 410. A corrediça 450 é, então, movida para a posição de teste S (Figura 3B), de modo que a cavidade de amostra 452 esteja alinhada com a abertura de teste 453 e esteja configurada para permitir que O XRF (não mostrado) passe por uma sequência de teste.
Após a sequência de teste, uma bomba (não mostrada) é atuada juntamente com a abertura do solenoide de ar, assim purgando a cavidade de amostra 452 do fluido de amostra.
Quando a cavidade de amostra 452 é purgada, a bomba é paralisada e a corrediça 450 é movida de volta para a posição de enchimento.
Entre a posição de enchimento e a posição de teste, a amostra pode ser retida em uma posição intermediária (Figura 3C). Na posição intermediária, a amostra pode ser mantida temporariamente para permitir que o fluido estabilize, impedindo assim um transbordamento.
Dependendo das propriedades do fluido, o tempo de retenção pode variar, por exemplo, em certas modalidades, a amostra está em uma posição intermediária E entre 5 segundos e 210 . minutos, e em modalidades É específicas, a amostra está na posição de teste por aproximadamente 30 segundos.
Uma vez na posição de enchimento (Figura 3A), um limpador de óleo de base pode ser injetado na câmara de teste 410 e na cavidade de amostra 452 abrindo um solenoide de base (não mostrado). A bomba é, então, re-atuada, assim : purgando qualquer fluido residual ou matéria particulada da câmara de teste 410. A corrediça 450 pode, então, ser movida de volta para a posição de teste (Figura 3B) e a bomba acionada através da abertura do solenoide de ar para remover ainda mais fluido residual e/ou matéria particulada da câmara de teste 410. Neste ponto, um teste de fluido subsequente pode ser realizado.
Aqueles versados na técnica apreciarão que, dependendo do tipo de fluido sendo testado, a sequência de posições de enchimento e de teste pode variar.
Por exemplo, em certas operações, apenas um único ciclo de purga pode ser necessário, enquanto que em outras Operações, * três ou mais ciclos de purga podem ser necessários para purgar adequadamente fluido residual e matéria particulada da câmara de teste 410: Componentes adicionais podem ser incluídos, tal como uma válvula (não mostrada) na cavidade de amostra 4152, a qual pode ser fechada quando o fluido está sendo testado.
Quando essa válvula está em uma posição fechada, o fluido não seria permitido evacuar à cavidade de amostra 452, j garantindo assim que O volume de amostra permanece : constante.
A abertura da válvula pode permitir que Oo fluido seja removido da cavidade de amostra 452, tal como durante um ciclo de limpeza.
Outros componentes podem incluir dispositivos de limpeza.
Um exemplo de um dispositivo de limpeza que pode ser utilizado com as modalidades da presente divulgação é um limpador (não mostrado) disposto ] na ou perto da câmara de teste 410. O limpador pode ser usado para limpar a abertura de injeção 451, a cavidade de amostra 452 ou outras porções do sistema.
Em certas modalidades, o limpador pode ser disposto na corrediça 450, permitindo assim que componentes tanto internos quanto externos da câmara de teste 410 sejam limpos.
Além disso, uma bomba (não mostrada), tal como uma bomba pneumática, pode estar em comunicação de fluído com a cavidade de amostra 452. A bomba pode ser utilizada para arrastar fluido para dentro ou para fora da cavidade de amostra 452,
durante os ciclos de enchimento e limpeza.
Durante o teste de XRF, uma única amostra pode ser testada múltiplas vezes.
Por exemplo, uma vez na posição de teste, o XRF 435 pode ser movido em relação à câmara de teste 410 pela atuação de um Ou nais motores, permitindo assim que o foco do XRF se desloque em relação. à cavidade de amostra 452. Como a porção do fluido de amostra sendo testada é pequena em relação à área de superfície total da amostra exposta através da cavidade de amostra 452, múltiplos testes não incluindo uma porção de amostra de sobreposição podem ser realizados.
Em outras modalidades, o XRF 435 pode ser mantido em uma posição constante e a câmara de teste 410 pode ser movida em relação ao XRF 435, proporcionando assim outra maneira para múltiplos testes | serem executados.
Em ainda outra modalidade um ou mais motores podem ser utilizados para mover à corrediça 450 em : relação à câmara de teste 410 e/ou o XRF 435. Em tal modalidade, a câmara de teste 410 e o XRF podem ser mantidos estáveis e apenas à corrediça 410 seria móvel.
O analisador XRF pode ser combinado com os vários outros aparelhos de testes descritos acima, permitindo assim que um analisador de fluido único possa ter um viscosímetro, monitor de estabilidade elétrico, e monitor de XRF. Em tal configuração, O XRF pode ser disposto ou antes ou depois do viscosímetro ou monitor de estabilidade elétrica, bem como em uma configuração para permitir que testes separados ocorram simultaneamente.
Modalidades da presente divulgação podem ser implementadas em virtualmente qualquer tipo de computador, independentemente da plataforma sendo usada. Por exemplo, como mostrado na Figura 4, um sistema de computador 700 inclui um ou mais processadores 701, memória associada 702 (por exemplo, memória de acesso aleatório (na sigla em inglês para Random Access Memory, RAM), memória cache, memória flash, etc.), um dispositivo de armazenamento 703 (por exemplo, um disco rígido, uma unidade óptica, tal como K uma unidade de disco compacto ou unidade de disco de vídeo digital (DVD), um cartão de memória flash, etc.) e numerosos outros elementos e funcionalidades típicas dos computadores de hoje (não mostradas). Em uma OU mais modalidades da presente divulgação, O processador 701 é hardware. Por exemplo, o processador pode ser um circuito : integrado. O sistema de computador 700 pode também incluir meios de entrada, tal como um teclado704, um mouse 705, ou um microfone (não mostrado). Além. disso, o sistema de computador 700 pode incluir meios de saída, tal como um monitor 706 (por exemplo, um mostrador de cristal líquido (na sigla em inglês para Liquid Crystal Display, LCD), um mostrador de plasma ou monitor de tubo de raios catódicos (na sigla em inglês para cathode Ray tube, CRT)). O sistema de computador 700 pode ser conectado a uma rede 708 (por exemplo, uma rede de área local (na sigla em inglês para local área network, LAN), uma rede de área ampla (na sigla em inglês para wide area network, WAN), tal como a Internet, ou qualquer outro tipo de rede) através de uma conexão de interface de rede (não mostrada). Os versados na técnica apreciarão que muitos tipos diferentes de sistemas de computador existem e os meios acima referidos de entrada e de saída podem assumir outras formas, De um modo geral, o sistema de computador 700 inclui pelo menos o processamento mínimo, meios de entrada e/ou de saída necessários para praticar as modalidades da presente divulgação.
í Além disso, os versados na técnica apreciarão que um ou mais elementos do sistema de computador 700 acima mencionado podem ser localizados em um local remoto e conectados a outros elementos através de uma rede. Além disso, modalidades da presente divulgação podem ser implementadas em um sistema —“ distribuído tendo uma : pluralidade de nós, onde cada porção da presente divulgação (por. exemplo, à únidade local na localização da sonda ou uma instalação de controle remota) pode estar localizada em um nó diferente dentro do sistema distribuído.
Em uma modalidade da invenção, O nó corresponde a um sistema de computador.
Alternativamente, O nó pode corresponder a um processador com memória fisica associada.
O nó pode, em alternativa, corresponder a um processador ou micronúcleo de um processador com memória e/ou recursos compartilhados.
Além disso, instruções de software na forma de código de programa legível por computador para executar modalidades da invenção podem ser armazenadas, temporariamente ou permanentemente, em um meio legível por computador, tal como um disco compacto (CD), um disquete, uma fita, memória ou qualquer outro dispositivo de armazenamento legível por computador.
O dispositivo de computação inclui um processador 701 para a execução de aplicativos e instruções de software cuntfigurado para realizar várias funcionalidades e memória JO2 para armazenar instruções de. software E dados de : aplicativos.
Instruções de software para executar modalidades da invenção podem ser armazenadas em qualquer meio de legível por computador tangível, tal domo um disco compacto (na sigla em inglês para Compact Disc, CD), um disquete, uma fita, um cartão de memória, tal como uma unidade de memória USB ou uma unidade de memória flash, ou ' qualquer outro dispositivo de armazenamento legível por computador ou máquina que pode ser lido e executado pelo processador 701 do dispositivo de computação. A memória 702 pode ser memória flash, uma unidade de disco rígido (na sigla em inglês para hard disk drive, HDD), armazenamento persistente, memória de acesso aleatório (na sigla em inglês para Random Access Memory, RAM), memória de leitura somente (na sigla em inglês para Read Only Memory, . ROM), qualquer outro tipo de espaço de armazenamento adequado, ou qualquer combinação destes. O sistema de computação 700 é tipicamente associado a um usuário/operador utilizando o sistema de computador
700. Por exemplo, o usuário pode ser um indivíduo, uma empresa, uma organização, um grupo de indivíduos, ou outro dispositivo de computação. Em uma ou mais modalidades da invenção, o: usuário é um engenheiro de perfuração que utiliza o sistema de computador 700 para acessar remotamente um analisador de fluido localizado em uma sonda de perfuração.
Vantajosamente, as modalidades da presente : divulgação podem fornecer uma análise de XRF de fluidos de perfuração durante uma operação de perfuração. Como O sistema pode ser ligado a uma rede de computadores, resultados atualizados da análise de: XRF. podem ser fornecidos para. os engenheiros de perfuração em tempo real ou quase em tempo real.
Também vantajosamente, modalidades | da presente divulgação podem fornecer um analisador de XRE que faz múltiplos testes de uma amostra de fluido, proporcionando assim a um engenheiro de perfuração uma avaliação mais precisa das propriedades do fluido de perfuração.
Além disso, os métodos e sistemas “aqui divulgados podem fornecer um sistema de análise de fluido de perfuração totalmente automatizado que permite que fluidos sejam amostrados continuamente durante a perfuração, permitindo assim ao fluido ser ajustado conforme necessário. | Também vantajosamente, os métodos de acordo com a presente divulgação podem permitir a realização e análise de números maiores de dados do que os testes tradicionais, o que pode melhorar à qualidade e a precisão dos dados de teste.
Ao alterar de análise de ponto único para análise de tendência através da utilização de pontos de dados múltiplos, a precisão dos dados resultantes pode ser ainda aumentada.
Além disso, os métodos de acordo com à presente divulgação podem vantajosamente permitir a determinação qualitativa &e quantitativa de componentes do fluido de õ perfuração, o que pode resultar em dados “resultantes melhorados e perfuração mais eficiente.
Embora a invenção tenha sido descrita com respeito a um número limitado de modalidades, os versados na técnica tendo benefício desta divulgação, apreciarão que outras modalidades podem ser concebidas que não se afastam do escopo da invenção como aqui revelado.
Por conseguinte, o escopo da invenção deve ser limitado apenas pelas reivindicações anexas.
i —- REIVINDICAÇÕES - . 1. APARELHO DE FLUORESCÊNCIA DE RAIOS-X PARA MEDIR PROPRIEDADES DE UM FLUIDO DE AMOSTRA, o aparelho caracterizado por compreender: um alojamento tendo uma entrada e uma saída; uma câmara de teste disposta dentro do alojamento, a câmara de teste compreendendo: uma abertura de injeção em comunicação de fluido com a entrada; uma corrediça disposta dentro da câmara de teste, a corrediça compreendendo uma cavidade de amostra; e uma abertura de teste; um espectrômetro de fluorescência de raios-x disposto dentro do alojamento; e pelo menos um motor operativamente acoplado à corrediça da câmara de teste.
2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o pelo menos um motor estar configurado para mover a corrediça lateralmente dentro da câmara de - 20 teste. : 3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda: pelo menos um segundo motor configurado para mover pelo menos um da câmara de teste e do espectrômetro de fluorescência de raios-x.
4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 3,
i caracterizado por compreender ainda: : pelo menos um terceiro motor configurado para mover pelo menos um da câmara de teste e do espectrômetro de fluorescência de raios-x.
5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda um tanque de fluido de limpeza em comunicação de fluido com a câmara de teste.
6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda uma fonte de ar em comunicação de fluido com a câmara de teste.
7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a câmara de teste compreender ainda: um conduto de fluido disposto dentro da câmara de teste.
8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda uma bomba em comunicação de fluido com a cavidade de amostra.
9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda um limpador disposto na - 20 câmara de teste e configurado para contatar a abertura de injeção.
10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda um microprocessador operativamente acoplado ao espectrômetro de fluorescência de raios-x e ao pelo menos um motor.
11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1,
Ú caracterizado por compreender ainda pelo menos uma válvula atuada e pelo menos uma válvula de retenção.
12. MÉTODO PARA TESTAR UM FLUIDO, o método caracterizado por compreender: injetar um fluido através de uma abertura de injeção de uma câmara de teste em uma cavidade de amostra de uma corrediça; mover a corrediça lateralmente dentro da câmara de teste para uma posição intermediária; mover a corrediça lateralmente dentro da câmara de teste para uma posição de teste; e atuar um espectrômetro de fluorescência de raios-x para amostrar o fluido dentro da cavidade de amostra quando a corrediça está na posição de teste.
13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por compreender ainda: remover o fluido da cavidade de amostra.
14. Método, de acordo com à reivindicação 13, caracterizado por compreender ainda: - 20 mover a corrediça lateralmente da posição de teste : para a posição de enchimento.
15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por compreender ainda: injetar um fluido de base através da abertura de injeção na cavidade de amostra.
16. Método, de acordo com a reivindicação 12,
, caracterizado por compreender ainda: mover o espectrômetro de fluorescência de raios-x com respeito à câmara de teste.
17. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por compreender ainda: mover a câmara de teste com respeito ao espectrômetro de fluorescência de raios-x.
18. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por compreender ainda: ajustar a temperatura do fluido na cavidade de amostra.
19. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por compreender ainda: limpar a abertura de injeção com um limpador.
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. = RESUMO - | " APARELHO DE FLUORESCÊNCIA DE RAIOS-X PARA MEDIR PROPRIEDADES DE UM FLUIDO DE AMOSTRA, E MÉTODO PARA TESTAR
UM FLUIDO Ss Um aparelho de fluorescência de raios-x para medir propriedades de um fluido de amostra, o aparelho compreendendo um alojamento tendo uma entrada e uma saída; uma câmara de teste disposta dentro do alojamento, a câmara de teste compreendendo uma abertura de injeção em comunicação de fluido com a entrada; uma corrediça disposta dentro da câmara de teste, a corrediça compreendendo uma cavidade de amostra; e uma abertura de teste; um espectrômetro de fluorescência de raios-x disposto dentro do alojamento e pelo menos um motor operativamente acoplado à corrediça da câmara de teste. Alám disso, um método para testar um fluido, o método compreendendo injetar um fluido | através de uma abertura de injeção de uma câmara de teste em uma cavidade de amostra de uma corrediça; mover à corrediça lateralmente dentro da câmara de teste para uma « 20 posição intermediária; mover a corrediça lateralmente * dentro da câmara de teste para uma posição de teste; e atuar um espectrômetro de fluorescência de raios-x para amostrar o fluido dentro da cavidade de amostra quando a corrediça está na posição de teste.
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