BR112012023191B1

BR112012023191B1 - Sistema e método para a medição das condições da perfuração do poço de petróleo, em particular, na verificação de um diâmetro final de perfuração do poço

Info

Publication number: BR112012023191B1
Application number: BR112012023191-0A
Authority: BR
Inventors: David B. Jones
Original assignee: Tool Joint Products, Llc
Priority date: 2010-03-16
Filing date: 2011-03-15
Publication date: 2020-01-07
Also published as: GB2494549A; CN103097655A; BR112012023191A2; GB201218290D0; GB2548519B; US20110226531A1; WO2011115948A1; CN103097655B; AU2011227425A1; AU2011227425B2; GB2494549B; GB201710017D0; GB2548519A; US9062531B2; GB2494549B8

Abstract

sistema e método para a medição das condições da perfuração do poço de petróleo, em particular, na verificação de um diâmetro final de perfuração do poço a presente invenção refere-se a um sistema e método para medir as condições da perfuração do poço, em especial para a verificação de um diâmetro final de uma perfuração do poço. o sistema (10) inclui uma coluna de perfuração (12) com uma broca de perfuração (20) e um dispositivo de circulação da lama de perfuração (22), um alargador (14) ligado à coluna de perfuração (12) acima da broca de perfuração (20), e um corpo de ferramenta (16) conectado à coluna de perfuração (12), tendo um sensor (36) para a detecção de condições do fundo de poço, tais como o diâmetro da perfuração do poço. o corpo de ferramenta (16) é montado acima do alargador (14) e apresenta um diâmetro menor do que o alargador (14) e a broca de perfuração (20). o sensor (36) pode ser um transdutor de ultrassom (48), com amplitude do sinal ajustável e pode ser fixado em posições ao longo do corpo de ferramenta (16). o sistema (10) pode também incluir um calibrador (46) para os dados do sensor e um corpo de ferramenta auxiliar (116) com outro sensor (136) entre a broca de perfuração (20) e o alargador (14). o método da presente invenção é o uso do sistema ( 1 o) para a verificação da perfuração do poço final.

Description

“SISTEMA E MÉTODO PARA A MEDIÇÃO DAS CONDIÇÕES DA PERFURAÇÃO DO POÇO DE PETRÓLEO, EM PARTICULAR, NA VERIFICAÇÃO DE UM DIÂMETRO FINAL DE PERFURAÇÃO DO POÇO”

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se às características de medição e as condições da perfuração dos poços de petróleo das paredes dos poços na indústria de óleo e gás. Mais particularmente, a presente invenção diz respeito a um sistema de medição de um diâmetro da perfuração do poço após perfurar e o alargamento do poço. A presente invenção também se refere a um sistema de medição de um diâmetro da perfuração do poço simultaneamente com a perfuração e alargamento do poço. Além disso, a presente invenção trata de um método para verificar o diâmetro de uma perfuração durante e após a perfuração e alargamento.

Antecedentes da Invenção

A perfuração é parte de um processo para a extração de um recurso natural, tal como a água subterrânea, gás natural, e petróleo ou para explorar a natureza do material subterrâneo. Um poço ou perfuração do poço pode ser criado através da utilização de uma sonda de perfuração para girar uma coluna de perfuração, que tem uma broca de perfuração ligada em sua extremidade, a fim de perfurar no solo a uma profundidade desejada. Os comandos de perfuração e seções de tubos de perfuração adicionam comprimento, peso e apoio ao longo da coluna de perfuração como o aprofundamento da perfuração do poço, e diferentes tipos de brocas de corte em todos os tipos de formações rochosas e combinações de solo. O fluido de perfuração ou lama de perfuração bombeia através do interior da coluna, fora da broca de perfuração por bicos ou jatos, e acima do espaço anular para a

2/30 superfície, a fim de criar as condições adequadas físicas e hidrostáticas para perfurar o poço de forma segura. Além disso, os cascalhos são removidos do poço na circulação da lama de perfuração fluindo para a superfície.

Depois de perfurar uma secção do poço, revestimentos de aço, que são ligeiramente menores em diâmetro do que o diâmetro da perfuração do poço são colocados no poço. Cimento pode ser injetado no espaço anular entre o exterior dos revestimentos e o poço. O sistema de revestimento fortalece a integridade da nova secção da perfuração do poço para permitir a profunda perfuração e outros benefícios. Uma série de brocas menores e brocas de perfuração menores com os respectivos sistemas de revestimento de aço menores são utilizados para perfuração, de tal modo que um poço finalizado inclui poços dentro de poços Na tecnologia do estado da técnica, o diâmetro da perfuração do poço diminui à medida que cada secção dos sistemas de revestimento são colocados no lugar.

No entanto, os desenvolvimentos mais recentes na perfuração de poços exigem poços mais e mais profundos, até mesmo poços super profundos a partir de poços de 8 a 9,6 quilômetros abaixo da superfície. A dependência contínua de combustíveis fósseis, em particular o óleo e gás, tem empurrado a perfuração e indústria de exploração para explorar águas ultra-profundas (lâmina d'água de mais de 2.000 metros) com poços super profundos perfurados a profundidades ao longo de mais de 7.500 metros. As condições de temperatura, distância e pressão de poços super profundos requerem uma grande quantidade de recursos para extrair óleo e gás. As recentes profundidades extremas não podem ser alcançadas com a tecnologia do estado da técnica, pois a diminuição do tamanho do diâmetro da

3/30 perfuração do poço estabelece um limite na profundidade de perfuração.

A resposta da indústria para formar poços super profundos tem sido o escareamento ou alargamento por braços móveis, o que alarga o diâmetro do poço removendo a camada de material já estressada e revirada causada pela broca. O escareamento tem sido conhecido em metalurgia e usinagem para afetar as propriedades mecânicas de um bom acabamento superficial. Aplicada no campo da perfuração da parede do poço, um alargador de braço móvel é uma ferramenta de corte ativada na coluna de perfuração para aumentar o poço. O alargador de braço móvel típico tem uma composição de bordas de corte helicoidais ou retas paralelas extensíveis e retráteis ao longo do comprimento de um corpo cilíndrico e é colocado mais acima do que a broca de perfuração ao longo da coluna de perfuração. As bordas de corte tem um ângulo e com um ligeiro rebaixo inferior às bordas de corte para efetuar o contato inicial com os lados da perfuração do poço.

A adaptação de alargadores de braços móveis levou a desafios ainda maiores no setor de petróleo e gás. Controlar a broca de perfuração e a coluna de perfuração na perfuração do poço sempre necessitou de uma atenção especial. Os sistemas de medição durante a perfuração (MWD) e perfilando durante a perfuração (LWD) coletam dados em tempo real, que são os dados visualizados durante a perfuração, e os dados armazenados na memória, que são os dados visualizados após a brocagem. Os dados auxiliam para garantir a direção correta e as condições da perfuração e propriedades de formação de registros. O sistema MWD mede e faz leituras de registro, tais como raios gama natural, a pressão da perfuração do poço, a temperatura, a resistividade, densidade de formação, etc, e os dados podem ser transmitidos o mais rápido possível em tempo real por meio

4/30 da telemetria de pulso de lama, tubos de perfuração com fio ou outros meios. Os estabilizadores adicionados na coluna de perfuração são soluções mecânicas para reduzir as vibrações da coluna de perfuração, melhorar a precisão da direção da perfuração do poço e aprimorar a eficiência da perfuração. Nas recentes distâncias e profundidades extremas alcançadas com alargadores, torna-se ainda mais importante para o monitoramento preciso por causa dos custos e recursos investidos, e tornou-se ainda mais desafiante com o alargador de braço móvel posicionado na coluna de perfuração. O alargador de braço móvel é uma ferramenta de corte separado, de modo que o diâmetro da perfuração da broca de perfuração e o maior diâmetro final, após o alargador, sejam diferentes. O estado da técnica não prevê a confirmação final do diâmetro da perfuração do poço, após o alargador e durante a perfuração.

Para a medição do diâmetro da perfuração do poço, o sistema atual típico é uma ferramenta caliper (calibradora) mecânica com cabo de aço, que coleta um perfil de caliper (calibre) das medições guiadas do tamanho e forma de uma perfuração do poço, após a perfuração da secção do poço ter sido completada e depois da coluna de perfuração e broca de perfuração ter sido removida do poço. O diâmetro da perfuração do poço é uma peça extremamente vital de informação para poços super profundos, pois a perfuração do poço deve ser de um tamanho particular, a fim de ajustar o sistema de revestimento adequado. As profundidades extremas necessárias não podem ser alcançadas, se as perfurações dos poços tornarem-se muito pequenas para os revestimentos. A extensão de empilhamento dos revestimentos não pode ser suportada ou selecionada corretamente se as dimensões da perfuração do poço estiverem muito pequenas. A ferramenta caliper (calibradora) mecânica com cabo de aço confirma o diâmetro da

5/30 perfuração do poço, uma vez que é aberto e retirado do fundo do poço, dois ou mais braços articulados empurram contra as paredes do poço, fazendo medições do diâmetro do poço. Esta ferramenta caliper (calibradora) mecânica com cabo de aço do estado da técnica requer uma paralisação completa da operação de perfuração e retirada de todos os equipamentos de perfuração do poço. Como tal, a ferramenta caliper (calibradora) mecânica com cabo de aço e o método de utilizar a ferramenta caliper (calibradora) são muito significativos, com relação ao tempo da sonda e eficiência para o poço.

No passado, as várias patentes foram concedidas na área de medição de diâmetro da perfuração do poço. Por exemplo, a patente norte-americana US 7.168.507, emitida para DOWNTON em 30 de janeiro de 2007, e publicada como US 20030209365, revela uma invenção para recalibrar sensores de fundo de poço. Uma primeira composição de sensores de baixo custo e pequenos são localizados na coluna de perfuração adjacente à broca, e uma segunda composição de sensores mais precisos está localizado numa posição mais protegida superior na coluna de perfuração longe da broca de perfuração. À medida que a perfuração progride, a segunda composição coleta dados para calibrar um afastamento da primeira composição de sensores. A invenção divulga as colocações de sensores longe das brocas de perfuração para uma melhor precisão para medir o fluxo de gás dentro da perfuração do poço.

A patente norte-americana US 5.200.705, concedida a CLARK et dl., em 6 de abril de 1993, ensina um sistema para determinar uma característica de mergulho de camadas geológicas das formações em torno de uma perfuração do poço e um método de utilização de um arranjo de transdutor tendo transdutores espaçados longitudinalmente. Os eletrodos são localizados nas lâminas

6/30 estabilizadoras para detectar a corrente elétrica a partir das antenas de bobina em um comando de perfuração acima dos estabilizadores. Os eletrodos nas lâminas estabilizadoras funcionam como um sensor para a corrente elétrica.

A patente norte-americana US 5.130.950, concedida a ORBAN et dl., em 14 de julho de 1992, descreve um aparelho de medição de ultrassom. Esta patente é uma das várias patentes relacionadas com características semelhantes de medição em poços. A patente norte-americana US 5.130.950 revela claramente a colocação de um sensor em um estabilizador, mesmo que nenhum alargador seja mostrado. A figura 1 mostra um estabilizador 27 com um sensor 45. Esta técnica anterior apenas mede o poço piloto.

A publicação do pedido norte-americano US 2008/0110253, publicado por STEPHENSON, et dL, em 15 de maio de 2008, revela uma invenção para medição no fundo do poço de substâncias em formação durante a perfuração. O método inclui a espera por substância que se dissolve no fluido de perfuração para estar em equilíbrio com qualquer uma da substância nos cortes de formação de terra e medir a substância dissolvida no fluido de perfuração do fundo de poço. A figura 1 mostra um sensor 99 colocado longe da broca de perfuração 15 e acima do estabilizador 140.

A patente norte-americana US 7.434.631, concedida a KRUEGER, et dl., em 14 de outubro de 2008, apresenta um aparelho e um método para controlar o movimento e vibração e de um sensor de ressonância magnética nuclear (RMN) em uma composição de fundo de poço (BHA) de perfuração. O sensor é colocado na composição de perfuração para efetuar uma medição de um parâmetro de formação de interesse. Um estabilizador não rotativo é disposto na composição de perfuração próximo ao sensor. O estabilizador não rotativo é adaptado

7/30 para reduzir o movimento do sensor inferior a um nível predeterminado durante a medição. Esta invenção engloba o estado da técnica com ο sensor bloqueado numa posição única não rotativa sobre a coluna de perfuração, de modo que os erros nas leituras ocorram.

O pedido de patente britânico GB 2460096, publicado em 18 de novembro de 2009, por WAJID, revela um alargador de braço móvel e ferramenta caliper (calibradora) tendo meios para determinar o diâmetro da perfuração do poço. Nesta publicação, a ferramenta integra o alargamento da perfuração do poço e a medição do diâmetro da perfuração do poço. O corpo de ferramenta liga a coluna de perfuração e apresenta elementos de expansão que revestem o caliper (calibre). Os elementos de expansão são a ferramenta de corte, depois da broca de perfuração e sensores de medição do diâmetro da perfuração do poço, durante ou após o alargamento. Os elementos de expansão especializados com dados em tempo real permitem o controle do processo de alargamento.

Aspectos da presente invenção também são descritos em outras referências. A publicação norte-americana US 2008/1028175, publicada por RADFORD et al., em 5 de junho de 2008, mostra um alargador expansível. A patente norte-americana US 4.665.511, concedida a RODNEY, et al., em 12 de maio de 1987, descreve um sistema de calibração. A patente de desenho industrial norte-americana US RE 34.975, reemitida para ORBAN et al., em 20 de junho de 1995, ensina outro sistema de calibração. A patente norte-americana US 5.469.736, concedida a MOAKE em 28 de novembro de 1995, descreve um sensor em um comando de perfuração. A patente norte-americana US 7.389.828, publicada por RITTER et al., em 24 de junho de 2008, ensina uma caliper (calibradora) mecânica após a broca de perfuração. A patente norte-americana US 7.513.147, concedida a YOGESWAREN

8/30 em 7 de abril de 2009, divulga um sensor piezoelétrico numa ferramenta no fundo do poço.

No momento, não existe nenhum equipamento LWD (perfilando durante a perfuração) disponível, que seja dedicado à medição durante a perfuração e alargamento, ou seja, sistemas de MWD (medição durante a perfuração), para determinar o diâmetro final da parede do poço de qualquer seção do poço que tenha sido perfurado. Muitas empresas afirmam ser capazes de proporcionar medições de diâmetro da parede do poço em tempo-real, mas, na realidade, tais dados são, aparentemente, um suposta leitura, ou uma pseudo leitura do caliper, de tal forma que a precisão é questionável. O problema parece estar relacionado com uma série de fatores: a alteração da composição da lama de perfuração afeta a leitura, a perfuração do poço é de forma irregular e a posição da composição do fundo do poço e os sensores não estão geralmente equidistante à parede do poço, de tal forma que a leitura dependa da posição do sensor.

É um objeto da presente invenção proporcionar um sistema e um método para medir as características e condições de uma perfuração do poço. O diâmetro de uma perfuração do poço é uma condição tal da perfuração do poço a ser medida pela presente invenção. Outras características e condições das ferramentas MWD podem ser adaptadas para o sistema e método da presente invenção.

Ê um objeto da presente invenção prover um sistema e método para verificação de uma perfuração do poço. Em particular, o sistema mede o diâmetro final de uma perfuração de poço, que é uma perfuração do poço após a perfuração e após alargamento.

É um objeto da presente invenção proporcionar um sistema e método para verificação de uma perfuração da perfuração do poço durante a perfuração e alargamento em tempo real. Em particular, o

9/30 sistema mede o diâmetro final em tempo real de uma perfuração de poço, que é uma perfuração do poço durante a perfuração e alargamento.

Outro objeto da presente invenção consiste em eliminar a necessidade de medições caZiper separadas da perfuração final do poço.

É ainda outro objeto da presente invenção proporcionar um sistema e método para verificação de uma perfuração final do poço compatível com a tecnologia existente.

É um objeto da presente invenção proporcionar um sistema e método para verificação de uma perfuração final do poço para qualquer perfuração e/ou a operação de expansão de uma parede de poço.

É outro objeto da presente invenção proporcionar um sistema e método para verificação de uma perfuração do poço com meios de calibração. Em particular, os meios de calibração incluem um sistema de superfície e de fundo do poço para calibração das leituras do sensor.

É um objeto adicional da presente invenção proporcionar um sistema e método para verificação de uma perfuração do poço antes e depois do alargamento.

É um objeto da presente invenção proporcionar um sistema e método para verificação de uma perfuração do poço com uma melhor precisão das medições de perfuração final do poço.

Outro objeto da presente invenção é proporcionar um sistema e método para verificação de uma perfuração do poço para monitorar a eficácia do alargador de braços móveis.

Outro objeto da presente invenção é prover um sistema e método para verificação de uma perfuração do poço, que estabilize a

10/30 coluna de perfuração durante a medição do diâmetro final da perfuração do poço.

É ainda outro objeto da presente invenção proporcionar um sistema e método para verificação de uma perfuração final do poço de uma forma rentável e eficiente.

Estes e outros objetos e vantagens da presente invenção serão evidentes a partir da leitura da descrição e reivindicações em anexo.

Breve Descrição da Invenção

A presente invenção é um sistema e um método para medir as condições de uma perfuração de poço, em particular, para a verificação de um diâmetro final de uma secção de uma perfuração do poço. O sistema da presente invenção compreende uma coluna de perfuração, um meio de alargamento e um corpo de ferramenta com um sensor. A coluna de perfuração tem uma composição de fundo de poço com uma broca de perfuração em uma extremidade terminal do mesma e um meio de circulação para a lama de perfuração. Os meios de alargamento ou alargador de braço móvel são ligados à coluna de perfuração acima da broca de perfuração e tem uma passagem para o fluxo da lama de perfuração. Existem bordas de corte no meio de alargamento, de modo a aumentar um diâmetro da perfuração do poço depois de ser perfurado pela broca de perfuração da composição do fundo do poço. O corpo de ferramenta também liga à coluna de perfuração e o sensor detecta as condições de fundo de poço, tais como o diâmetro da perfuração do poço. O corpo de ferramenta é montado sobre os meios de alargamento e tem um diâmetro menor do que os meios de alargamento. O corpo de ferramenta é rotativamente e axialmente alinhado com a coluna de perfuração, de modo que o fluxo da lama de perfuração esteja dentro da coluna de perfuração, através

11/30 do interior do corpo de ferramenta, e, em seguida, no exterior de um corpo em formato de concha extemo do corpo do corpo de ferramenta e acima da superfície. O corpo de ferramenta também pode ter uma pluralidade de lâminas estabilizadoras para a estabilização da coluna de perfuração.

Os meios de sensores podem ser constituídos por um transdutor de ultrassom, com a amplitude de sinal ajustável, de modo a medir o diâmetro da perfuração do poço. Os meios de sensores tem pelo menos uma posição fixa, a posição fixa sendo localizada no corpo em forma de concha exterior ou sobre as lâminas estabilizadoras. O corpo de ferramenta tem componentes regulares para a comunicação e armazenamento dos dados do sensor e comunica ou conecta-se aos meios de sensor. Além disso, há um meio para comunicar informação a partir da localização do fundo de poço para um local da superfície. Qualquer método de transmissão conhecido, tal como fundo do poço à sub telemetria de superfície, pulso de lama ou link de conexão sem fio à terceira parte do pulso ou tubo com fios podem ser usados.

O sistema da presente invenção também pode incluir um meio para calibrar o sensor no corpo de ferramenta. Quando o meio de circulação para a lama de perfuração chega ao local de superfície, existe uma conduta de retomo do fluxo de lama. Os meios de calibração interagem com esta linha de fluxo de retomo de lama ou com a lama através da coluna de perfuração. Os meios de calibração para o sensor são constituídos por transdutores no interior do corpo de ferramenta, em conexão fluida com o sistema de circulação da lama de perfuração através da coluna de perfuração e/ou em uma localização de superfície em conexão fluidas com o sistema de circulação da lama de perfuração. Um primeiro transdutor de ultrassom no interior pode estar na passagem do fluxo de lama dentro ou fora do corpo de ferramenta e um

12/30 segundo transdutor de ultrassom na superfície pode estar na linha de fluxo de lama no local da superfície. Um processador para comparação dos dados a partir dos primeiro e segundo transdutores permite o ajuste das leituras dos sensores de dados mais precisos e, por conseguinte, a eficácia da perfuração aprimorada. Em particular, o primeiro transdutor de ultrassom é posicionado na passagem para fluxo com uma posição espaçada de distância fixa com um diâmetro conhecido, transmitindo uma leitura através do diâmetro conhecido durante a perfuração, a fim de registrar o tempo de viagem ultrassônica através do diâmetro conhecido. Se o tempo de viagem para uma distância conhecida através do fluxo da lama muda, em seguida, o sensor de leitura para a parede da perfuração do poço deve ser calibrado de acordo com essa mudança. O segundo transdutor de ultrassom pode ser um bloco de calibração de superfície com dimensões conhecidas na linha de fluxo de retorno da lama, transmitindo um sinal de leitura através do bloco de calibração, em comparação às propriedades da lama de perfuração no local da superfície e no corpo de ferramenta. Semelhante ao primeiro transdutor de ultrassom, o bloco de calibração tem uma entrada com uma distância fixa. O tempo de viagem para esta distância fixa é monitorado através do fluxo de retorno da lama. Se o tempo de viagem para a distância fixa através do fluxo da lama muda, em seguida, o sensor de leitura para a parede da perfuração do poço deve ser de forma semelhante calibrado de acordo com a essa mudança. O segundo transdutor de ultrassom pode ser uma cópia de segurança dos meios de calibração e requerer o ajuste de tempo para as leituras e o tempo do fluxo de lama no fundo do poço e o fluxo de retorno da lama na superfície. Os transdutores para o sensor podem ser semelhantes aos transdutores para o calibrador.

13/30

O sistema da presente invenção também pode incluir um corpo de ferramenta auxiliar ligado à coluna de perfuração. O corpo de ferramenta auxiliar tem um meio de sensor de auxiliar para a detecção de condições do fundo de poço, o qual funções análogas ao meio de sensor no corpo de ferramenta. O corpo de ferramenta auxiliar é montado entre o meio de alargamento e a composição do fundo do poço com a broca de perfuração, de tal forma que as leituras do sensor de auxiliar são de um local do fundo do poço diferente dos meios de sensor do corpo de ferramenta. O sensor auxiliar pode também ser correspondentemente ajustado por meios de calibração de um modo semelhante.

O método para a verificação de uma perfuração de poço, em particular para a medição de um diâmetro final de uma perfuração de poço, corresponde a usar o sistema da presente invenção. Em primeiro lugar, uma perfuração de poço piloto é perfurada utilizando uma coluna de perfuração tendo uma composição de fundo de poço com uma broca de perfuração em uma extremidade terminal do mesmo e um sistema de circulação para a lama de perfuração. Em seguida, uma perfuração do poço alargado é perfurada utilizando um alargador anexado à mesma coluna de perfuração acima da broca de perfuração. O alargador tem bordas de corte, de modo a aumentar um diâmetro da perfuração do poço piloto para a perfuração do poço alargado. Finalmente, o diâmetro da perfuração do poço alargada é medida pelo sensor no corpo de ferramenta da presente invenção, acima do alargador. O método inclui a utilização do sensor no corpo de ferramenta ou sobre as lâminas estabilizadoras no corpo de ferramenta.

A comunicação em tempo real das informações a partir de uma localização do fundo de poço para a localização de superfície é mais uma etapa no método da presente invenção. A etapa utiliza a

14/30 tecnologia conhecida, como um fundo do poço à sub telemetria de superfície, pulso de lama ou link de conexão sem fio à terceira parte do pulso ou tubo com fios. Outra etapa possível do método da presente invenção é de calibrar o sensor, o qual medirá a perfuração do poço alargado. A etapa de calibração envolve o ajuste por propriedades de fluxo de lama de perfuração monitoradas no local do fundo do poço e/ou a uma localização da superfície. Ainda outra etapa do método da presente invenção é a junção de um corpo de ferramenta auxiliar com um sensor auxiliar à coluna de perfuração. O corpo de ferramenta auxiliar e o sensor auxiliar detectam as condições de fundo de poço, tais como o diâmetro do poço, entre o alargador e o a composição do fundo do poço com a broca de perfuração. O sensor auxiliar e de calibração permitem o monitoramento em tempo real com maior exatidão e precisão.

Breve Descrição das Figuras

A figura 1 é uma vista esquemática de uma sonda de perfuração em águas profundas, que mostra o sistema e método da presente invenção.

As figuras 2A e 2B são vistas esquemáticas da porção do fundo de poço do sistema, mostrando as formas de realização da presente invenção, sem e com o corpo de ferramenta auxiliar, respectivamente.

A figura 3 é uma vista esquemática explodida do corpo de ferramenta, meios de alargamento e corpo de ferramenta auxiliar do sistema e método da presente invenção.

A figura 4 é outra vista esquemática de uma porção dos meios de calibração no local da superfície.

A figura 5 é uma ilustração gráfica mostrando o log do diâmetro da perfuração do poço em tempo real dos dados coletados pelo

15/30 sistema e método da presente invenção, em comparação com a perfuração do poço piloto planejado, diâmetro real das brocas de perfuração, poço alargado planejado e real diâmetro alargado.

A figura 6 é uma vista em perspectiva esquemática explodida do corpo de ferramenta do sistema e método da presente invenção.

A figura 7 é uma vista esquemática em corte transversal, longitudinal do corpo de ferramenta do sistema e método da presente invenção.

Descrição Detalhada das Figuras

A figura 1 mostra uma sonda de perfuração (1) de águas profundas, riser (duto) marinho (2) e secção do poço (3) para um poço submarino típico. Estas estruturas são utilizadas em perfuração super profunda. O sistema (10) para medir as condições da perfuração do poço, tais como a verificação do diâmetro da perfuração do poço, da presente invenção é mostrado na secção de poço (3). As figuras 2A e 2B são vistas esquemáticas explodidas do sistema (10) para a medição de um diâmetro final de uma perfuração de poço. O sistema (10) inclui uma coluna de perfuração (12), um meio de alargamento (14) e um corpo de ferramenta (16). A coluna de perfuração (12) tem uma composição de fundo de poço (18) com uma broca de perfuração (20) em uma extremidade terminal do mesmo. A coluna de perfuração (12) inclui também um meio de circulação (22) para a lama de perfuração (24). O meio de alargamento (14) liga-se â coluna de perfuração (12), acima da broca de perfuração (20), de modo que as partes da perfuração do poço piloto (26) sejam diferenciadas a partir da perfuração do poço alargado (28). O meio de alargamento (14) é compatível com o meio de circulação (22) e mantém uma passagem (30) para o fluxo da lama de perfuração (24) através do meio de alargamento

16/30 (14). É importante notar que o meio de alargamento (14) tem bordas de corte ativáveis (32), de modo a aumentar o diâmetro da perfuração do poço piloto (26) depois de ter sido perfurado pela broca de perfuração (20) da composição de fundo de poço (18).

O corpo de ferramenta (16) tem um meio de fixação (34) para a coluna de perfuração (12), como mostrado na figura 3, a vista esquemática explodida do sistema (10) da presente invenção. Este meio de fixação (34) pode ser parafusado ou preso com pinos ou qualquer outro dispositivo aceitável para qualquer tipo de comando de perfuração (29). A figura 3 mostra o corpo de ferramenta (16) montado por cima do meio de alargamento (14). O diâmetro do corpo de ferramenta (16) é menor do que o meio de alargamento (14) e da broca de perfuração (20). Deste modo, o corpo de ferramenta (16) pode ser um estabilizador tradicional para uma coluna de perfuração (12), uma vez que é rotativamente e axialmente alinhado com a coluna de perfuração (12). Alternativamente, o corpo de ferramenta (16) pode juntar fixamente um comando de perfuração (29) da coluna de perfuração (12), como um meio de fixação (34) a uma parte existente da coluna de perfuração (12). Além disso, o corpo de ferramenta (16) pode ter uma pluralidade de lâminas estabilizadoras (38), onde um diâmetro máximo das lâminas estabilizadoras (38) sobre o corpo de ferramenta (16) é ainda menor do que um diâmetro do meio de alargamento (14) e da broca de perfuração (20). Estas lâminas estabilizadoras (38) são protuberâncias não cortantes alinhadas com a coluna de perfuração (12), que adiciona estabilidade à coluna de perfuração (12) e à composição do fundo do poço (18) através da redução de vibrações e fornecendo rigidez.

As figuras 6 e 7 mostram o corpo de ferramenta (16) com meios de sensor (36) para detectar condições do fundo de poço. O corpo de ferramenta (16) pode ser constituído por aço, formando um corpo em

17/30 forma de concha externa (40) e um invólucro interno (42), em que ο invólucro interno (42) é um revestimento de manga interna bloqueado dentro do corpo na forma de concha externo (40). A lama de perfuração (24) pode fluir para dentro da coluna de perfuração (12), por meio de uma passagem (50) através de um interior (51) do corpo de ferramenta (16) e, em seguida, ao longo do lado externo do corpo externo em forma de concha (40) do corpo de ferramenta (16).

Também nas figuras 6 e 7, o corpo de ferramenta (16) com meios de sensor (36) do sistema (10) para medição das condições da perfuração do poço, incluindo a verificação da perfuração do poço, compreende ainda os conteúdos necessários para coletar, armazenar e transmitir dados. Por conseguinte, o corpo de ferramenta (16) apresenta uma interface de aplicação de programação (27) alojada no interior do invólucro interno (42). Os meios de sensor (36) podem ser constituídos por um transdutor de ultrassom (48) com a amplitude do sinal ajustável, de modo a medir o diâmetro da perfuração do poço alargado (28). O transdutor de ultrassom (48) pode ser constituído por um material piezoelétrico. Os meios de sensor (36) apresentam pelo menos uma posição fixa, a posição fixa sendo localizada no corpo externo em forma de concha (40) ou sobre as lâminas estabilizadoras (38). A figura 7 ilustra os locais de posição fixa em cada meio de sensor (36) do fundo do poço e a figura 4 mostra a localização da superfície (53). O meio de sensor (36) do fundo do poço da figura 7 liga-se ao invólucro interno (42) dentro do corpo externo em forma de concha (40) por meio de sinais de comunicação ou conexões de hardware para transmitir dados do sensor para o sistema (10). A figura 7 mostra os meios de sensor (36) com uma unidade separada em uma lâmina estabilizadora (38). Qualquer número de sensores individuais pode ser colocado no corpo de ferramenta (16) como os meios de sensor (36) do presente invento. A

18/30 figura 6 mostra uma extremidade do corpo de ferramenta (16) com uma pluralidade de sensores (36) com uma disposição concêntrica (48). Os meios de sensor (36) podem estar no corpo externo em forma de concha (40) ou na lâmina estabilizadora (38). O invólucro interno (42) conectase aos meios de sensor (36), de tal modo que o invólucro interno (42) contém uma fonte de energia (25), o circuito (55) e os componentes da de armazenamento de memória (57) num ambiente pressurizado. Uma fonte de energia (25), tal como uma bateria, se encaixa no interior do invólucro interno (42), o invólucro interno (42) estando dentro do corpo externo em forma de concha (40) do corpo de ferramenta (16). A figura 6 mostra o invólucro interno (42), com selagem do tipo anel O encaixado por fricção no corpo externo em forma de concha (40), e o invólucro interno (42) e o corpo externo em forma de concha (40) estão alinhados longitudinalmente, tal que o fluxo de lama de perfuração e rotação (24) por meio da coluna de perfuração (12) não estejam sobrecarregados.

Adicionalmente, um meio para a comunicação da informação (59) a partir de uma localização no fundo do poço para um local da superfície pode ser montado no invólucro interno (42) do corpo de ferramenta (16). Os meios de comunicação (59) podem ser qualquer fundo do poço conhecido para sub telemetria de superfície, pulso de lama ou link de conexão sem fio à terceira parte do pulso ou tubo com fios. A comunicação permite que os dados em tempo real sejam apresentados para monitoramento. Desta forma, será possível determinar a eficiência do alargamento sem interromper as operações de perfuração e sem retirar a coluna de perfuração (12) para uma medição caliper de cabo mecânico do estado da técnica. Os dados podem ser apresentados como mostrado na figura 5, em que o eixo horizontal mostra o diâmetro e o eixo vertical mostra a profundidade. O diâmetro da broca de perfuração planejada (60) e o diâmetro do

19/30 alargador planejado (62) supostamente devem ser definidos, mas são sujeitos ao desgaste, em tais condições e os alargadores estão sujeitos a mau funcionamento, de modo que eles não podem estender completamente quando ativado. A figura 5 mostra como o sistema (10) e método da presente invenção controlam o diâmetro da perfuração alargado (64) enquanto o meio de alargamento (14) estiver desgastado ou se tomar retraído. O sistema (10) também controla o diâmetro do poço piloto perfurado (66). O tamanho mínimo do poço (68) necessário para a operação bem-sucedida, isto é, o ajuste de um invólucro para dentro do poço e cimentação no lugar também é mostrado. Como um exemplo, se a perfuração do poço deve medir um mínimo de 13,5 polegadas para adequadamente permitir o invólucro de ser colocado corretamente, em seguida, o presente sistema (10) fornece esta medição precisa e segura. O estado da técnica não pode fornecer a mesma precisão durante a perfuração e depende mais de uma solução algorítmica para o diâmetro do poço piloto e diâmetro da perfuração do poço alargado examinado. O sistema (10) elimina o risco de perfuração de poços que são em demasia estreitos para permitir a perfuração contínua e outras operações que requerem um certo tamanho de perfuração do poço, que são essenciais para alcançar recursos super profundos e estabelecer a produção super profundas de petróleo e gás.

Outra característica do sistema (10) da presente invenção é mostrada nas figuras 1, 3, 4 e 7. Porque a coluna de perfuração (12) inclui um meio de circulação (22) para a lama de perfuração (24), existe uma linha de fluxo de lama (44) no local da superfície da sonda de perfuração (1) e o fundo de poço na figura 1. O sistema (10) interage com esta linha de fluxo de lama (44) com um meio (46) para a calibração dos meios de sensor (36). Os meios para a calibração (46) é composto de transdutores de ultrassom (49) semelhantes aos meios de

20/30 sensor (36). Estes transdutores de ultrassom (49) estão colocados em diferentes locais a partir dos transdutores para os meios de sensor (36). A figura 7 mostra um primeiro transdutor de ultrassom (49) no interior (51) do corpo de ferramenta (16) em conexão fluida com o sistema de circulação (22) da lama de perfuração (24) através da coluna de perfuração (12). A figura 4 mostra um segundo transdutor de ultrassom (52) na localização de uma superfície (53) de conexão fluida com o sistema de circulação (22) da lama de perfuração (24). Os transdutores dos meios de sensor (36) e os meios de calibração (46) podem ser similares, mas eles são colocados em diferentes locais estruturais em relação um ao outro e as outras partes da presente invenção (10).

A figura 7 mostra um primeiro transdutor de ultrassom (49) do calibrador (46) na passagem (50) para o fluxo da lama de perfuração (24) através do corpo de ferramenta (16). A figura 4 mostra uma vista esquemática de um segundo transdutor de ultrassom (52) do calibrador (46) na linha de fluxo de lama (44) no local da superfície (53). Por exemplo, a figura 4 também mostra o processador (61) em comunicação com ambos os transdutores (49). Os dados a partir dos primeiro e segundo transdutores (49) e (52) podem ser processados de modo a permitir o ajuste dos dados provenientes do sensor (36) do corpo de ferramenta (16). A calibração é importante para uma maior precisão e exatidão do meio de sensor (36) da presente invenção. A lama de perfuração (24) pode afetar a precisão das leituras do meio de sensor (36) porque as várias partículas e variações de densidade acontecem durante a perfuração ativa, assim, os sistemas de MWD têm um risco de erro considerável. O sistema (10) da presente invenção reduz este erro com os meios de calibração (46) para os meios de sensor (36) do corpo de ferramenta (16).

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Em particular, o primeiro transdutor de ultrassom (49) é colocado na passagem (50) para o fluxo com uma posição espaçada de distância fixa (63) com um diâmetro conhecido, transmitindo uma leitura através do diâmetro conhecido durante a perfuração, a fim de registrar o tempo de viagem ao longo do diâmetro conhecido. As leituras do tempo de viagem ao longo do diâmetro conhecido e através da lama de perfuração (24) podem ser monitoradas continuamente. Se a leitura para este diâmetro conhecido através do fluxo de lama muda, em seguida, o sensor (36) lendo a parede da perfuração do poço deve ser calibrado de acordo com essa mudança. Por exemplo, o tempo de viagem é de 60 psegundos para viajar em toda e de volta a partir de uma distância de 2,0 polegadas em um modo de monitoramento contínuo. Se o tempo de viagem aumenta para 65 psegundos para percorrer a mesma distância, então não há interferência da lama de perfuração (24). Os meios de sensor (36) devem ser calibrados de modo que o tempo de viagem para a distância de diâmetro desconhecido a partir do sensor à parede da perfuração do poço seja interpretado corretamente. Se o tempo de viagem para a distância desconhecida for de 60 psegundos, então a distância desconhecida é inferior a 2,0 polegadas por causa do ajuste de calibração a partir do primeiro transdutor de ultrassom (49).

O segundo transdutor de ultrassom (49) pode ser um bloco de calibração de superfície (52), como mostrado na figura 4, com as dimensões conhecidas da linha de fluxo da lama (44), transmitindo uma leitura através de um bloco de calibração. Diferentes dos transdutores (48) dos meios de sensor (36), mas ainda assim semelhante ao primeiro transdutor de ultrassom (49), o bloco de calibração (52) tem uma entrada (65) com uma distância fixa. O tempo de viagem para esta distância fixa é monitorado através do fluxo de lama. Se as leituras do

22/30 tempo de viagem para a distância fixa por meio do fluxo de lama muda, em seguida, a leitura do sensor (36) para a parede da perfuração do poço deve ser semelhantemente calibrada de acordo com essa mudança. O segundo transdutor de ultrassom (49) como o bloco de calibração (52) é um meio de calibração de uma cópia de segurança e requer o ajuste de tempo para as leituras e o tempo do fluxo de lama (30) no fundo do poço e o fluxo de lama (44) na superfície. Assim, o sistema (10) da presente invenção pode pelo menos proporcionar ajustes de lama de perfuração (24) com base na localização da superfície, como um backup para os ajustes com base tanto na superfície localização quanto na localização do fundo do poço, para os meios de sensor (36) no local do fundo do poço.

Outro modo de realização do sistema (10) da presente invenção inclui um corpo de ferramenta auxiliar (116) com um meio de fixação (34) para a coluna de perfuração (12) e um meio de sensor auxiliar (136) para a detecção de condições do fundo de poço, tais como o diâmetro da perfuração do poço. Como mostrado na figura 3, o corpo de ferramenta auxiliar (116) é montado entre o meio de alargamento (14) e o a composição do fundo do poço (18) com a broca de perfuração (20) e o corpo de ferramenta auxiliar (116) similarmente tem um diâmetro menor do que o meio de alargamento (14) e a broca de perfuração (20). O corpo de ferramenta auxiliar (116) pode ter características análogas às do corpo de ferramenta (16), de tal modo que o corpo de ferramenta auxiliar (116) seja virtualmente idêntico, com exceção pela colocação na coluna de perfuração (12). Assim, a figura 3 mostra um corpo de ferramenta auxiliar (116) tendo um meio de sensor auxiliar (136) para a detecção de condições de fundo de poço, uma pluralidade de lâminas estabilizadoras auxiliares (138) e um meio auxiliar (159) para a comunicação de informações a partir de uma

23/30 localização no fundo do poço para a localização da superfície. O diâmetro máximo das lâminas estabilizadoras (138) sobre o corpo de ferramenta auxiliar (116) é ainda menor do que um diâmetro do meio de alargamento (14) e a broca de perfuração (20), e as lâminas estabilizadoras (138) são protuberâncias não cortantes alinhadas com a coluna de perfuração (12). O corpo de ferramenta auxiliar (116) é outro estabilizador posicionado abaixo do alargador (14) sobre o lado com as ferramentas LWD do estado da técnica. A figura 2B mostra o posicionamento do corpo de ferramenta auxiliar (116).

O corpo de ferramenta auxiliar (116) inclui ainda um meio de sensor auxiliar (136) correspondente, o qual pode ser constituído por um transdutor de ultrassom (148), com a amplitude do sinal ajustável, de modo a medir o diâmetro da perfuração do poço. O meio de sensor auxiliar (136) pode ser constituído por materiais piezoelétrico. O meio de sensor auxiliar (136) pode também ser fixado na posição no corpo externo em forma de concha (140) do corpo de ferramenta auxiliar (116) ou sobre as lâminas estabilizadoras (138). O meio de comunicação da superfície do fundo do poço correspondente, o invólucro interno, a fonte de energia, etc, são igualmente alojados no corpo de ferramenta auxiliar (116). As leituras do corpo de ferramenta auxiliar (116) fornecem leituras da perfuração do poço piloto semelhantes com o estado da técnica. Em combinação com as características da presente invenção, o sistema (10) proporciona uma precisão ainda maior e um aviso prévio de irregularidades de alargador (14). Por exemplo, o funcionamento do alargador (14) pode antecipar uma taxa mais lenta ou mais rápida da perfuração com base nas leituras do corpo de ferramenta auxiliar (116), o qual detecta os desvios de diâmetro, possivelmente devido à formação rochosa ou das variações da lama. O corpo de ferramenta auxiliar (116)

24/30 pode também contribuir para as leituras dos meios de calibração (46) em monitoramento das variações da lama de perfuração (24).

O método para a verificação de uma perfuração do poço, em particular para a medição de um diâmetro final de uma perfuração do poço, inclui a etapa de perfuração de uma porção piloto da perfuração do poço (26) utilizando uma coluna de perfuração (12) que possui um a composição do fundo do poço (18) com uma broca de perfuração (20) em uma extremidade terminal do mesmo e um sistema de circulação (22) para a lama de perfuração (24). O sistema de circulação (22) flui lama de perfuração (24) através da coluna de perfuração (12) e de volta para um local de superfície. Em seguida, o método inclui a perfuração de um poço alargado (28) utilizando um alargador (14) ligado à coluna de perfuração (12), acima da broca de perfuração (20). O alargador (14) tem uma passagem para o fluxo da lama de perfuração (24) e bordas de corte (32), de modo a alargar o diâmetro da perfuração do poço piloto para a perfuração do poço alargada. O método inclui ainda a medição de um diâmetro da perfuração do poço alargado por um sensor (36) sobre um corpo de ferramenta (16) ligado à coluna de perfuração (12) e montado sobre o alargador (14). A comunicação da informação em tempo real a partir de uma localização do fundo do poço para a localização da superfície é outra etapa do método da presente invenção. O fundo do poço conhecido à sub telemetria da superfície, pulso de lama ou link de conexão sem fio para pulso de terceiros ou tubos com fio transmitem as leituras do sensor para uso durante a perfuração. O método da presente invenção proporciona uma verificação final da perfuração do poço mais precisa, porque a medição é tomada depois de todos os cortes da perfuração do poço terem sido concluídos, ao contrário das ferramentas LWD do estado da técnica.

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O método para a verificação de uma perfuração do poço pode também incorporar especificamente a medição a partir de um transdutor de ultrassom, por vezes, piezoelétrico, com a amplitude do sinal ajustável como o sensor (36), em que o sensor (36) é fixado na sua posição. Esta posição fixa pode ser localizada no corpo externo em forma de concha (40) ou sobre as ditas lâminas estabilizadoras (38). Os sensores em qualquer um destes locais podem fornecer os dados para a presente invenção. Mais do que um local pode apresentar um sensor, de modo que mais dados sejam usados para realizar as medições mais precisas. Cada local tem vantagens particulares. Por exemplo, a localização de sensores sobre as lâminas estabilizadoras (38) aumenta a precisão da leitura por causa da proximidade com a parede da perfuração do poço e interferência reduzida de lama de perfuração com o sinal de ultrassom que passa através da lama de perfuração. Os transdutores (48) dos meios de sensor (36) devem ser capazes de interagir com a parede da perfuração do poço, na colocação do corpo de ferramenta (16), a fim de tomar uma medida para a verificação.

Outra etapa do método da presente invenção é de calibrar o sensor (36) do corpo de ferramenta (16) por um meio para a calibração (46) composto de transdutores (49), em um interior (51) do corpo de ferramenta (16) em ligação fluida ao sistema de circulação (22) da lama de perfuração (24) através da coluna de perfuração (12) e/ou em um local de superfície (53) em conexão fluida com o sistema de circulação (22) da lama de perfuração (24) na linha de fluxo de lama (44) na superfície. Assim, os meios de calibração (46) pode incluir um primeiro transdutor de ultrassom (49) na passagem (50) para o fluxo do corpo de ferramenta (16) e um segundo transdutor de ultrassom (49), que pode ser um bloco de calibração (52), na linha de fluxo de lama (44) no local da superfície. A passagem (50) forma um caminho de fluxo para a lama

26/30 de perfuração (24) através do corpo de ferramenta (16). Os dados processados a partir dos primeiro e segundo transdutores (49) e (52) permitem o ajuste dos dados a partir do sensor (36) durante a perfuração. A calibração corrige desvios causados por mudanças nas propriedades da lama de perfuração (24), de modo que a verificação final do diâmetro da perfuração do poço seja mais preciso e exato. Especificamente, o primeiro transdutor de ultrassom (49) é posicionado na passagem para o fluxo com um diâmetro conhecido, transmitindo uma leitura contínua através do diâmetro conhecido, durante a perfuração, a fim de registrar o tempo de viagem ao longo do diâmetro conhecido. Do mesmo modo, o segundo transdutor de ultrassom (49) é um bloco de calibração da superfície (52) com dimensões conhecidas colocado na linha de fluxo de lama (44), transmitindo uma leitura contínua através do bloco de calibração. Qualquer alteração das leituras contínuas em um ou ambos os transdutores (49) significam que as leituras de ultrassom estão sendo afetadas por alterações na lama de perfuração (24), de tal forma que o sensor (36) exija um ajuste para uma leitura mais precisa. Ou o transdutor 49 pode ser usado para ajustar as leituras dos transdutores (48) dos meios de sensor (36), de modo que o bloco de calibração (52) possa ser uma cópia de segurança para os meios de calibração (46) do fundo do poço, isto é, o primeiro transdutor (49) na passagem (50), se existir uma interrupção no meio de comunicação do fundo do poço.

Ainda outra etapa do método para a verificação de uma perfuração do poço inclui a conexão de um corpo de ferramenta auxiliar (116) com um sensor auxiliar (136) à coluna de perfuração (12). O sensor auxiliar (136) detecta condições do fundo de poço, tais como o diâmetro da perfuração do poço, como uma ferramenta LWD no a composição do fundo do poço (18). O corpo de ferramenta auxiliar (116)

27/30 é montado entre o alargador (14) e a composição do fundo do poço (18) com a broca de perfuração (20), de tal modo que o sensor auxiliar (136) funcione análogo às outras ferramentas LWD do estado da técnica, medindo as condições da perfuração do poço piloto. Similar ao corpo de ferramenta (16), a medição com o corpo de ferramenta auxiliar (116) inclui o corpo de ferramenta auxiliar (116) tendo um diâmetro menor do que o alargador (14) e broca de perfuração (20) e uma pluralidade de lâminas estabilizadoras (138). O sensor auxiliar (136) faz os mesmos ajustes para a localização fixa, tais como as lâminas estabilizadoras (138), que comunica com a localização da superfície, e é calibrada como o corpo de ferramenta (16). Os meios de sensor auxiliar (136) pode também contribuir com os dados da lama de perfuração (24) para o meio de calibração (46). Os dados de sensor adicionais oferecem maior precisão e exatidão para a análise dos dados em tempo real, porque os dados da perfuração do poço piloto baseiam-se em dados em tempo real, em vez do diâmetro real da broca da broca de perfuração. Enquanto a perfuração está sendo realizada, a informação do sinal em tempo real do diâmetro do poço pode ser transmitida a partir do fundo do poço para a superfície, através de métodos tradicionais, ou seja, sub telemetria (ou pulso de lama ou link de conexão sem fio para pulso de terceiros) ou através de tubo com fio (inteli-tubo), de modo a proporcionar informações em tempo real do diâmetro do poço, durante a perfuração, chamado DBD (dados da perfuração do poço). O método da presente invenção constantemente avalia o impacto do desgaste sobre as ferramentas de perfuração para evitar erros de cálculo que possam causar ineficiência durante o processo de perfuração.

O sistema e método para verificação de uma perfuração do poço da presente invenção aprimora a determinação do diâmetro final de uma perfuração do poço, que é uma perfuração do poço após a

28/30 perfuração e depois do alargamento em tempo real. A presente invenção tem uma medição real, o qual é mais precisa do que as medições, que atualmente podem utilizar cálculos algorítmicos. A presente invenção tem a capacidade de tempo real, em adição à memória armazenada, de modo que os ajustes no programa de perfuração possam ser feito antes das despesas excessivas ocorrerem. Além disso, a operação de perfuração não tem de parar, a fim de executar uma caliper (calibradora) mecânica com cabo de aço através da perfuração do poço para um log do diâmetro do poço. Além disso, o sistema da presente invenção é compatível com a tecnologia existente e pode ser aplicado a qualquer operação de expansão de um poço. Ê concebível que a tecnologia de alargamento possa avançar com as bordas de corte e diâmetros ajustáveis e a presente invenção pode ser integrada em qualquer versão de um alargador e composição de fundo de poço.

O sistema e método para verificação de uma perfuração do poço com meios de calibração é outra importante inovação. Um bloco de calibração de superfície e de fundo do poço permite alterações no fluido de perfuração, que está fluindo para baixo através da coluna de perfuração e até o espaço anular, para ser monitorado e o tempo de viagem (sinal de eco ou atenuação) ao longo de uma distância desconhecida (sensor da parede do poço) podem ser corrigidas automaticamente para permitir qualquer mudança nas propriedades do fluido de perfuração (lama), utilizando o sensor de calibração de fundo de poço e/ou o sensor de bloco de calibração na superfície para fazer correções nas mudanças em atenuação ou o tempo de voo do stand-off (distância entre o sensor e a parede da perfuração do poço), devido às alterações na lama de perfuração. O posicionamento do corpo de ferramenta é também um estabilizador para a coluna de perfuração em si. Como um estabilizador, nenhuma perfuração real e ação de

29/30 alargamento são realizadas, o que reduz o risco de danos e interrupção para a invenção.

Outra característica única do presente pedido, é que, em comparação, o sensor e o sensor auxiliar na composição do fundo do poço fornecem dados a partir da parte superior e inferior do alargamento, permitindo assim uma comparação entre as leituras de sinal inferiores e superiores. O aumento do tempo de viagem (sinal de eco), através da coluna de lama no espaço anular, com o sensor de ultrassom, indicaria que o poço alargado é maior do que o poço piloto, que foi perfurado com o menor diâmetro da broca de perfuração e terá um tempo de viagem (sinal de eco) mais rápido indicando uma menor distância entre o sensor e a parede da perfuração do poço.

Outra vantagem dos dados em tempo real da presente invenção é que o sistema é dedicado para focar no diâmetro final da perfuração do poço, e serão calibrados para as propriedades corretas da lama de perfuração. Assim, uma leitura mais precisa do espaço anular entre os sensores e a parede (alargada) final da perfuração do poço será alcançado. Os sensores operarão e emitirão um sinal contínuo, registrando assim informações sobre o diâmetro do poço de forma contínua, ou seja, enquanto que o BHA (composição do fundo do poço) está rodando e movendo-se (isto é, durante a perfuração) ou se mover para cima ou para baixo (ou seja, enquanto a fora do fundo ou manobrando) ou estacionário (isto é, circulando).

O sistema fornece mais exatidão e precisão antes e depois do alargamento, que monitora quão bem as funções de alargamento. Para ativar esta maior precisão, o corpo de ferramenta auxiliar com sensor auxiliar podem ser executados abaixo do alargador, no poço piloto, o que permite uma comparação entre o sinal de ultrassom do poço piloto abaixo do alargador e o sinal de ultrassom do poço alargado

30/30 no poço de maior diâmetro escareado. Estas leituras do sinal de ultrassom serão guiadas em função do tempo e a profundidade perfurada, para comparação e os dados que darão indicações se o alargador está cortando um tamanho de poço de calibre correto ou se o alargador com braço móvel ou escareador falhou em ativar, de modo que o poço piloto e os sinais de ultrassom do poço alargado seriam os mesmos, mostrando que os diâmetros da perfuração do poço são os mesmos. Os dados podem também mostrar se o meio de alargamento temporariamente abriu e depois fechou de forma inesperada. Como ilustrado na figura 5, os sinais de ultrassom do poço piloto (66) e os sinais de ultrassom do poço escareado (64) inicialmente começaram a ler diferentes diâmetros de perfurações do poço e gradualmente ou subitamente convergem, indicando que o poço não estava sendo alargado corretamente. Se as leituras de ultrassom do poço alargado gradualmente começarem a convergir com as leituras do poço piloto, então isso indicaria que o alargador estaria desgastando e o poço estaria se tornando cônico.

Assim sendo, o sistema e método da presente invenção proporcionam uma alternativa eficaz e de custo benefício para a tecnologia do estado da técnica.

A descrição anterior e descrição da invenção são ilustrativas e explicativas. Várias alterações nos detalhes da construção ilustradas podem ser realizadas sem se afastar do verdadeiro escopo da invenção.

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Reivindicações

1. SISTEMA PARA MEDIÇÃO DAS CONDIÇÕES DA

PERFURAÇÃO DO POÇO, em particular, para a verificação de um diâmetro final de uma perfuração do poço (26), o sistema (10) caracterizado pelo fato de compreender:

- uma coluna de perfuração (12) tendo uma composição do fundo do poço (18), com uma broca de perfuração (20) na sua extremidade terminal e um meio de circulação (22) para a lama de perfuração (24);

- um alargador (14) conectado à dita coluna de perfuração (12) acima da dita broca de perfuração (20) e tendo uma passagem (30) para o fluxo da dita lama de perfuração (24), o dito alargador (14) sendo constituído por um corpo de alargador e uma pluralidade de lâminas de alargamento, ditas lâminas de alargamento tendo superfícies de corte, de modo a entrar em contato e alargar as paredes da referida perfuração do poço (26), alargando a referida perfuração do poço (26) após perfuração pela referida broca de perfuração (20); e

- um corpo da ferramenta (16) sendo montado acima do dito alargador (14) e tendo um diâmetro menor do que o dito alargador (14), de modo a evitar o contato com as paredes da referida perfuração do poço (26) e manter a rigidez da referida coluna de perfuração (12), o referido corpo da ferramenta (16) compreendendo:

um corpo externo em forma de concha (40) com um meio de detecção das condições do fundo do poço numa superfície externa do dito corpo externo em forma de concha (40);

um invólucro interno (42) tendo uma parte externa revestida pelo dito corpo externo em forma de concha (40); o dito corpo externo em forma de concha (40) deslizando sobre a dita parte externa do dito invólucro interno (42); o dito invólucro interno (42) tendo uma passagem interna para o fluxo da dita lama de perfuração (24); o dito invólucro interno

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2/14 (42) tendo uma pluralidade de selantes na sua extremidade oposta em conexão com o dito corpo externo em forma de concha (40), de modo a formar uma câmara interna selada na dita parte externa do dito invólucro interno (42); e meios de conexão à dita coluna de perfuração (12) no dito corpo externo em forma de concha (40), onde o dito corpo da ferramenta (16) é alinhado rotativa e axialmente com a dita coluna de perfuração (12), o dito corpo da ferramenta (16) sendo separado do dito corpo do alargador ao longo da coluna de perfuração (12), o dito fluxo da dita lama de perfuração (24), estando ao longo da parte externa do dito corpo externo em forma de concha (40) do dito corpo da ferramenta (16) e dentro da coluna de perfuração (12) através do invólucro interno (42) do corpo da ferramenta (16), em que o referido meio de circulação (22) para a lama de perfuração (24) tem uma linha de fluxo de lama numa localização de superfície, o referido sistema compreendendo ainda:

meios de calibração dos referidos meios para detecção, os referidos meios calibração compreendendo:

um primeiro transdutor ultrassônico alojado na dita parte externa do dito invólucro interno (42) para medir dentro de um interior do dito corpo da ferramenta (16) em conexão fluida ao dito sistema de circulação da dita lama de perfuração (24) através da dita coluna de perfuração (12) e uma passagem para o fluxo do dito corpo da ferramenta (16), estando o transdutor contido na dita câmara interna selada com uma orientação para medir internamente através do dito invólucro interno (42), o transdutor sendo posicionado numa extremidade do dito invólucro interno (42) próximo ao dito meio de detecção na dita parte externa do dito corpo externo em forma de concha (40); e

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3/14 meios de processamento para comparar dados a partir do primeiro transdutor, de modo a permitir o ajuste da perfuração, em que o dito primeiro transdutor ultrassônico mede dentro da dita passagem para o fluxo com uma entrada com abertura espaçada fixa com um diâmetro conhecido, transmitindo uma leitura através do dito diâmetro conhecido para a dita passagem da dita parte externa do dito invólucro interno (42) durante a perfuração para gravar continuamente a dita leitura através do dito diâmetro conhecido para comparar a lama de perfuração (24) na referida perfuração do poço no primeiro transdutor ultrassônico com a referida lama de perfuração (24) nos referidos meios para detecção; e onde as leituras indicam a necessidade de um ajuste das leituras dos referidos meios de detecção do referido corpo da ferramenta (16).

2. SISTEMA (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do dito corpo da ferramenta (16) compreender uma pluralidade de lâminas estabilizadoras (38), as ditas lâminas estabilizadoras sendo fixas em relação ao dito corpo da ferramenta (16), onde o diâmetro máximo da dita lâmina estabilizadora (38) no dito corpo da ferramenta (16) é menor do que o diâmetro das lâminas de alargamento, o dito alargador (14) e dita broca de perfuração (20), de modo a evitar o contato com as ditas paredes da perfuração do poço e alargando a dita perfuração do poço, em que as ditas lâminas estabilizadoras (38) são protuberâncias não cortantes alinhadas com a coluna de perfuração (12) mantendo a rigidez da dita coluna de perfuração (12), e onde o dito diâmetro máximo das ditas lâminas estabilizadoras (38) se estendem além do dito corpo da ferramenta (16) do que o dito meio de detecção, de modo a proteger os meios de detecção.

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3. SISTEMA (10), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de as lâminas estabilizadoras (38) serem permanentemente estendidas a partir do dito corpo da ferramenta (16) no dito diâmetro máximo.

4. SISTEMA (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o dito corpo da ferramenta (16) compreender uma interface de programação de aplicação (27).

5. SISTEMA (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato dos ditos meios de detecção (36) serem constituídos por pelo menos um transdutor ultrassônico (48) com amplitude de sinal ajustável, de modo a medir o diâmetro da dita perfuração do poço (26).

6. SISTEMA (10), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de o transdutor ultrassônico (48) ser constituído por um material piezoelétrico.

7. SISTEMA (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os ditos meios de detecção (36) apresentarem pelo menos uma posição fixa, a dita posição fixa sendo localizada no dito corpo externo em forma de concha (40), o dito meio de detecção sendo orientado para medir externamente a partir da superfície externa do dito corpo externo em forma de concha (40).

8. SISTEMA (10), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de o dito invólucro interno (42) conter um meio de fornecimento de energia (25), um circuito (55) e meios de armazenamento de memória (57) para os dados do sensor.

9. SISTEMA (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender:

- meios de comunicação de informações (59) a partir de um local do fundo de poço para um local de superfície, o dito meio de comunicação

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5/14 (59) sendo do poço conhecido à sub telemetria de superfície, pulso de lama ou link de conexão sem fio à terceira parte do pulso ou tubo com fios.

10. SISTEMA (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o dito meio de circulação (22) para a lama de perfuração (24) apresentar uma linha de fluxo de lama (44) num local de superfície (53), o dito sistema (10) ainda compreendendo:

- meios de calibração (46) dos ditos meios de detecção (36), os ditos meios de calibração (46) compreendendo adicionalmente:

- um segundo transdutor ultrassônico (49) em uma localização de superfície (53) em conexão fluida com o dito sistema de circulação (22) da dita lama de perfuração (24), e na dita linha de fluxo de lama (44) na dita localização de superfície (53); e

- meios de processamento (61) para comparação dos dados a partir do segundo transdutor (49), de modo a permitir o ajuste de perfuração,

- onde o dito segundo transdutor ultrassônico (49) é posicionado num local de superfície (53) com um diâmetro conhecido, transmitindo uma leitura através do dito diâmetro conhecido, durante a perfuração, a fim de registrar continuamente a dita leitura através do dito diâmetro conhecido para a comparação da lama de perfuração (24) no dito segundo transdutor ultrassônico (49) no local da superfície à dita lama de perfuração (24) no dito meio de detecção (36), e

- onde as leituras indicam a necessidade de um ajuste das leituras dos ditos meios de detecção (36) do dito corpo da ferramenta (16).

11. SISTEMA (10), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de o dito segundo transdutor (49) no local da superfície (53) ser constituído por um bloco de calibração de superfície (52) com dimensões conhecidas na dita linha de fluxo de lama (44), transmitindo uma leitura através do bloco de calibração (52), tendo

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6/14 uma entrada (65) com uma distância fixa, a fim de registrar continuamente o tempo percorrido entre a dita distância fixa para a comparação da lama de perfuração (24) na dita localização de superfície (53) com a dita perfuração lama (24) nos ditos meios de detecção (36) num local do fundo do poço.

12. SISTEMA PARA MEDIÇÃO DAS CONDIÇÕES DA PERFURAÇÃO DO POÇO, o dito sistema (10) caracterizado pelo fato de compreender:

- um alargador (14) conectado à dita coluna de perfuração (12) acima da dita broca de perfuração (20) e tendo uma passagem (30) para o fluxo da dita lama de perfuração (24), o dito alargador (14) sendo constituídos por um corpo de alargador e uma pluralidade de lâminas de alargamento, as ditas lâminas de alargamento tendo superfícies de corte, de modo a entrar em contato e alargar as paredes da referida perfuração do poço (26), alargando a referida perfuração do poço (26) após perfuração pela referida broca de perfuração (20);

um corpo externo em forma de concha (40) com um meio de detecção das condições do fundo do poço sobre uma superfície externa do dito corpo externo em forma de concha (40);

um invólucro interno (42) tendo uma parte externa revestida pelo dito corpo externo em forma de concha (40); o dito corpo externo em forma

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7/14 de concha (40) deslizando sobre a dita parte externa do dito invólucro interno (42); o dito invólucro interno (42) tendo uma passagem interna para o fluxo da dita lama de perfuração (24); o dito invólucro interno (42) tendo uma pluralidade de selantes na sua extremidade oposta em conexão com o dito corpo externo em forma de concha (40), de modo a formar uma câmara interna selada na dita parte externa do dito invólucro interno (42); e

- meios de conexão para a dita coluna de perfuração (12) no dito corpo externo em forma de concha (40), onde o dito corpo da ferramenta (16) é alinhado rotativa e axialmente com a dita coluna de perfuração (12), o dito corpo da ferramenta (16) sendo separado do dito corpo do alargador ao longo da coluna de perfuração (12), o dito fluxo da dita lama de perfuração (24), estando ao longo da parte externa do dito corpo externo em forma de concha (40) do dito corpo da ferramenta (16) e dentro da coluna de perfuração (12) através do invólucro interno (42) do corpo da ferramenta (16); e um corpo da ferramenta auxiliar sendo montado entre o referido alargador (14) e a dita broca de perfuração (20), tendo o dito corpo da ferramenta auxiliar um diâmetro menor do que o dito alargador (14), de modo a evitar o contato com as paredes da dita perfuração do poço e manter a rigidez da dita coluna de perfuração (12), o dito corpo da ferramenta estando localizado num lado oposto ao dito alargador do que onde o referido corpo da ferramenta auxiliar compreende:

um corpo externo com forma de concha auxiliar com um meio de detecção de condições da perfuração do poço numa superfície externa do referido corpo externo com forma de concha auxiliar;

um invólucro interno auxiliar, tendo uma parte externa revestida pelo dito corpo externo em forma de concha auxiliar, o dito corpo externo em forma de concha deslizando sobre a parte externa do dito invólucro

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8/14 interno, o dito invólucro interno auxiliar tendo uma passagem interna auxiliar para o fluxo da dita lama de perfuração (24), o dito invólucro interno auxiliar tendo uma pluralidade de selantes auxiliares nas suas extremidades opostas em contato com o referido corpo externo em forma de concha auxiliar, de modo a formar uma câmara interna selada auxiliar na dita parte externa do dito invólucro interno auxiliar; e um meio auxiliar para fixação à dita coluna de perfuração (12) na dita superfície externa do dito corpo externo em forma de concha, onde o referido corpo da ferramenta auxiliar é alinhado rotativa e axialmente com a referida coluna de perfuração (12), sendo o referido corpo da ferramenta auxiliar separado do referido corpo do alargador e do referido corpo da ferramenta ao longo da referida coluna de perfuração (12), o dito fluxo da dita lama de perfuração (24) estando ao longo da parte externa do referido corpo externo em forma de concha auxiliar do referido corpo da ferramenta auxiliar e dentro da coluna de perfuração (12) através do referido invólucro interno auxiliar do referido corpo da ferramenta auxiliar, e em que o referido corpo da ferramenta auxiliar compreende ainda um meio auxiliar para fixação à dita coluna de perfuração (12), um meio auxiliar para detecção de condições da perfuração do poço e um meio auxiliar para comunicar informação de uma localização do fundo do poço para a dita localização de superfície, sendo os referidos meios auxiliares de comunicação o poço conhecido à sub telemetria de superfície, pulso de lama ou link de conexão sem fio à terceira parte do pulso ou tubo com fios,

13. SISTEMA (10), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de o dito corpo da ferramenta auxiliar ser compreendido de uma pluralidade de lâminas estabilizadoras auxiliares,

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9/14 onde um diâmetro máximo das ditas lâminas estabilizadoras auxiliares no dito corpo da ferramenta auxiliar é menor que um diâmetro das ditas lâminas alargadoras, do dito alargador e da broca de perfuração, de modo a evitar o contato das ditas paredes da dita perfuração do poço e aumentar a dita perfuração do poço, em que as referidas lâminas estabilizadoras auxiliares são protuberâncias não cortantes alinhadas com a coluna de perfuração, sendo as referidas lâminas estabilizadoras auxiliares fixas em relação ao referido corpo da ferramenta auxiliar, e em que o dito diâmetro máximo das referidas lâminas estabilizadoras auxiliares se estende para além do referido corpo da ferramenta do que os referidos meios de detecção, de modo a proteger os referidos meios de detecção e em que os referidos meios de detecção auxiliares são constituídos por um transdutor ultrassônico com amplitude de sinal ajustável, de modo a medir o diâmetro da dita perfuração do poço.

14. SISTEMA (10), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de os ditos meios de circulação para lama de perfuração compreenderem uma linha de fluxo de lama na superfície, onde o dito sistema compreende ainda:

meios de calibração dos ditos meios de detecção, os ditos meios de calibração compreendendo:

um primeiro transdutor ultrassônico alojado na dita parte externa do dito invólucro interno para medir dentro de uma parte interna do dito corpo da ferramenta em conexão fluida com o dito sistema de circulação da dita lama de perfuração através da dita coluna de perfuração e uma passagem para o fluxo do dito corpo da ferramenta, estando o transdutor contido na dita câmara interna selada com uma orientação para medir dentro através do dito invólucro interno, o transdutor sendo posicionado numa extremidade do dito invólucro interno próximo do

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10/14 dito meio de detecção na dita parte externa do dito corpo externo em forma de concha; e os referidos meios auxiliares para detecção do referido corpo da ferramenta auxiliar.

15. MÉTODO PARA A MEDIÇÃO DE UMA PERFURAÇÃO DO POÇO, em particular, para a medição de um diâmetro final de uma perfuração do poço, caracterizado pelo fato do método compreender as etapas de:

- perfuração de um poço piloto utilizando uma coluna de perfuração tendo uma composição do fundo do poço com uma broca de perfuração na sua extremidade terminal e um sistema de circulação para a lama de perfuração, o dito sistema de circulação fluindo a lama de perfuração através da dita coluna de perfuração e para um local de superfície;

- alargar o dito poço piloto usando um alargador, onde o dito alargador é conectado à dita coluna de perfuração acima da dita broca de perfuração e tendo uma passagem para o fluxo da dita lama de perfuração, o dito alargador sendo compreendido por um corpo de alargador e uma pluralidade de lâminas de alargamento, as ditas lâminas de alargamento tendo bordas de corte, de modo a aumentar o diâmetro do dito do poço piloto para o dito poço alargado; e

- medição de um diâmetro da perfuração do poço alargado por um sensor no corpo da ferramenta conectado à dita coluna de perfuração e montados acima do dito alargador, o dito corpo da ferramenta tendo meios para a conexão à dita coluna de perfuração, o dito corpo da ferramenta estando separado do dito alargador ao longo da coluna de perfuração, o dito corpo da ferramenta tendo um diâmetro menor do que o dito alargador, de modo a evitar o contato com as paredes da dita perfuração do poço e para manter a rigidez da dita coluna de

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11/14 perfuração, sendo o dito corpo da ferramenta compreendido de um corpo externo em forma de concha e um invólucro interno;

- conexão de um corpo da ferramenta auxiliar com um sensor auxiliar à referida coluna de perfuração abaixo do referido alargador, estando entre o dito alargador e a referida composição do fundo do poço;

- medição de um diâmetro da dita perfuração do poço entre o referido alargador e a dita broca de perfuração com o dito sensor auxiliar, o dito corpo da ferramenta auxiliar tendo um diâmetro menor do que o dito alargador e a dita broca de perfuração, de modo a evitar o contato com as paredes da dita perfuração do poço e manter a rigidez da dita coluna de perfuração;

- comparação das medições do referido corpo da ferramenta e do referido corpo da ferramenta auxiliar em tempo real durante a etapa de perfuração do poço piloto e a etapa de alargamento da perfuração do poço, de modo a avaliar o dito alargador separado da referida broca de perfuração e do dito alargador em conjunto com a referida broca de perfuração;

- comunicação das informações em tempo real a partir de um local no fundo do poço até a localização da superfície, usando o poço conhecido à sub telemetria de superfície, pulso de lama ou link de conexão sem fio à terceira parte do pulso ou tubo com fios.

16. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de o método compreender ainda a etapa de:

- calibração do dito sensor do corpo da ferramenta por um dito sensor auxiliar do dito corpo da ferramenta auxiliar; e

- processamento de dados a partir do dito sensor auxiliar e do dito sensor no dito corpo da ferramenta, de modo a permitir o ajuste da perfuração.

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17. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de o corpo externo em forma de concha revestindo uma parte externa do dito invólucro interno, o dito invólucro interno tendo uma passagem interna para o fluxo da dita lama de perfuração, o dito invólucro interno tendo uma pluralidade de selantes na sua extremidade oposta em conexão com o dito corpo externo em forma de concha, de modo a formar uma câmara interna selada na parte externa do dito invólucro interno, o método compreende ainda a etapa de:

- calibrar o dito sensor do dito corpo da ferramenta por um primeiro transdutor ultrassônico na parte externa do dito invólucro interno medindo com a dita passagem para o fluxo do dito corpo da ferramenta a partir da dita câmara interna selada, em que o dito primeiro transdutor ultrassônico mede a dita passagem para o fluxo com uma entrada com abertura espaçada fixa com um diâmetro conhecido a partir da dita parte externa do dito invólucro interno, transmitindo uma leitura através do dito diâmetro conhecido por uma porção do dito invólucro interno e a dita passagem durante a perfuração, a fim de registrar continuamente leituras através do dito diâmetro conhecido, comparando a lama de perfuração no dito primeiro transdutor ultrassônico no fundo de poço com a dita lama de perfuração no dito sensor.

onde as leituras indicam a necessidade de um ajuste de leituras do dito sensor do dito corpo da ferramenta, e

18. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de compreender ainda a etapa de:

- calibração do dito sensor do dito corpo da ferramenta por um segundo transdutor ultrassônico na dita linha de fluxo de lama no dito local da superfície, em que o dito segundo transdutor ultrassônico é um bloco

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13/14 de calibração de superfície com dimensões conhecidas na dita linha de fluxo de lama, transmitindo uma leitura através do bloco de calibração, tendo uma entrada com uma distância fixa, a fim de registrar continuamente leituras através da dita distância fixa, comparando a lama de perfuração no dito local da superfície com a dita lama de perfuração no dito sensor do fundo do poço, onde as leituras indicam a necessidade de um ajuste das leituras do dito sensor do dito corpo da ferramenta; e

- processamento dos dados a partir do segundo transdutor, de modo a permitir o ajuste de perfuração.

19. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de o corpo externo em forma de concha revestindo a parte externa do dito invólucro interno, o dito invólucro interno tendo uma passagem interna par ao fluxo da dita lama de perfuração, o dito invólucro interno tendo uma pluralidade de selantes na sua extremidade oposta em conexão com o dito corpo externo em forma de concha, de modo a formar uma câmara interna selada na parte externa do dito invólucro interno, o método ainda compreende as etapas de:

- calibração do referido sensor numa superfície externa do dito corpo externo em forma de concha do dito corpo da ferramenta pelo primeiro transdutor ultrassônico na dita câmara interna selada na dita parte externa do dito invólucro interno medindo dentro da dita passagem para o fluxo do dito corpo da ferramenta; e

- calibração do dito sensor auxiliar na superfície externa de um corpo externo em forma de concha do dito corpo da ferramenta auxiliar por um primeiro transdutor ultrassônico auxiliar numa câmara interna selada auxiliar na parte externa de um invólucro interno auxiliar do dito corpo da ferramenta auxiliar, o dito primeiro transdutor ultrassônico

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14/14 auxiliar estando dentro da faixa de uma passagem para o fluxo do dito corpo da ferramenta auxiliar; e

- processamento dos dados a partir do primeiro transdutor auxiliar, de modo a permitir o ajuste da perfuração.

Claims

1. SISTEMA PARA MEDIÇÃO DAS CONDIÇÕES DA PERFURAÇÃO DO POÇO, em particular, para a verificação de um diâmetro final de uma perfuração do poço (26), o sistema (10) caracterizado pelo fato de compreender: - uma coluna de perfuração (12) tendo uma composição do fundo do poço (18), com uma broca de perfuração (20) na sua extremidade terminal e um meio de circulação (22) para a lama de perfuração (24); - um alargador (14) conectado à dita coluna de perfuração (12) acima da dita broca de perfuração (20) e tendo uma passagem (30) para o fluxo da dita lama de perfuração (24), o dito alargador (14) sendo constituído por um corpo de alargador e uma pluralidade de lâminas de alargamento, ditas lâminas de alargamento tendo superfícies de corte, de modo a entrar em contato e alargar as paredes da referida perfuração do poço (26), alargando a referida perfuração do poço (26) após perfuração pela referida broca de perfuração (20); e - um corpo da ferramenta (16) sendo montado acima do dito alargador (14) e tendo um diâmetro menor do que o dito alargador (14), de modo a evitar o contato com as paredes da referida perfuração do poço (26) e manter a rigidez da referida coluna de perfuração (12), o referido corpo da ferramenta (16) compreendendo: um corpo externo em forma de concha (40) com um meio de detecção das condições do fundo do poço numa superfície externa do dito corpo externo em forma de concha (40); um invólucro interno (42) tendo uma parte externa revestida pelo dito corpo externo em forma de concha (40); o dito corpo externo em forma de concha (40) deslizando sobre a dita parte externa do dito invólucro interno (42); o dito invólucro interno (42) tendo uma passagem interna para o fluxo da dita lama de perfuração (24); o dito invólucro interno (42) tendo uma pluralidade de selantes na sua extremidade oposta em conexão com o dito corpo externo em forma de concha (40), de modo a formar uma câmara interna selada na dita parte externa do dito invólucro interno (42); e meios de conexão à dita coluna de perfuração (12) no dito corpo externo em forma de concha (40), onde o dito corpo da ferramenta (16) é alinhado rotativa e axialmente com a dita coluna de perfuração (12), o dito corpo da ferramenta (16) sendo separado do dito corpo do alargador ao longo da coluna de perfuração (12), o dito fluxo da dita lama de perfuração (24), estando ao longo da parte externa do dito corpo externo em forma de concha (40) do dito corpo da ferramenta (16) e dentro da coluna de perfuração (12) através do invólucro interno (42) do corpo da ferramenta (16), em que o referido meio de circulação (22) para a lama de perfuração (24) tem uma linha de fluxo de lama numa localização de superfície, o referido sistema compreendendo ainda: meios de calibração dos referidos meios para detecção, os referidos meios calibração compreendendo: um primeiro transdutor ultrassônico alojado na dita parte externa do dito invólucro interno (42) para medir dentro de um interior do dito corpo da ferramenta (16) em conexão fluida ao dito sistema de circulação da dita lama de perfuração (24) através da dita coluna de perfuração (12) e uma passagem para o fluxo do dito corpo da ferramenta (16), estando o transdutor contido na dita câmara interna selada com uma orientação para medir internamente através do dito invólucro interno (42), o transdutor sendo posicionado numa extremidade do dito invólucro interno (42) próximo ao dito meio de detecção na dita parte externa do dito corpo externo em forma de concha (40); e meios de processamento para comparar dados a partir do primeiro transdutor, de modo a permitir o ajuste da perfuração, em que o dito primeiro transdutor ultrassônico mede dentro da dita passagem para o fluxo com uma entrada com abertura espaçada fixa com um diâmetro conhecido, transmitindo uma leitura através do dito diâmetro conhecido para a dita passagem da dita parte externa do dito invólucro interno (42) durante a perfuração para gravar continuamente a dita leitura através do dito diâmetro conhecido para comparar a lama de perfuração (24) na referida perfuração do poço no primeiro transdutor ultrassônico com a referida lama de perfuração (24) nos referidos meios para detecção; e onde as leituras indicam a necessidade de um ajuste das leituras dos referidos meios de detecção do referido corpo da ferramenta (16).

9. SISTEMA (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender: - meios de comunicação de informações (59) a partir de um local do fundo de poço para um local de superfície, o dito meio de comunicação (59) sendo do poço conhecido à sub telemetria de superfície, pulso de lama ou link de conexão sem fio à terceira parte do pulso ou tubo com fios.

10 . SISTEMA (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o dito meio de circulação (22) para a lama de perfuração (24) apresentar uma linha de fluxo de lama (44) num local de superfície (53), o dito sistema (10) ainda compreendendo: - meios de calibração (46) dos ditos meios de detecção (36), os ditos meios de calibração (46) compreendendo adicionalmente: - um segundo transdutor ultrassônico (49) em uma localização de superfície (53) em conexão fluida com o dito sistema de circulação (22) da dita lama de perfuração (24), e na dita linha de fluxo de lama (44) na dita localização de superfície (53); e - meios de processamento (61) para comparação dos dados a partir do segundo transdutor (49), de modo a permitir o ajuste de perfuração, - onde o dito segundo transdutor ultrassônico (49) é posicionado num local de superfície (53) com um diâmetro conhecido, transmitindo uma leitura através do dito diâmetro conhecido, durante a perfuração, a fim de registrar continuamente a dita leitura através do dito diâmetro conhecido para a comparação da lama de perfuração (24) no dito segundo transdutor ultrassônico (49) no local da superfície à dita lama de perfuração (24) no dito meio de detecção (36), e - onde as leituras indicam a necessidade de um ajuste das leituras dos ditos meios de detecção (36) do dito corpo da ferramenta (16).

11 . SISTEMA (10), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de o dito segundo transdutor (49) no local da superfície (53) ser constituído por um bloco de calibração de superfície (52) com dimensões conhecidas na dita linha de fluxo de lama (44), transmitindo uma leitura através do bloco de calibração (52), tendo uma entrada (65) com uma distância fixa, a fim de registrar continuamente o tempo percorrido entre a dita distância fixa para a comparação da lama de perfuração (24) na dita localização de superfície (53) com a dita perfuração lama (24) nos ditos meios de detecção (36) num local do fundo do poço.

12 . SISTEMA PARA MEDIÇÃO DAS CONDIÇÕES DA PERFURAÇÃO DO POÇO, o dito sistema (10) caracterizado pelo fato de compreender: - uma coluna de perfuração (12) tendo uma composição do fundo do poço (18), com uma broca de perfuração (20) na sua extremidade terminal e um meio de circulação (22) para a lama de perfuração (24); - um alargador (14) conectado à dita coluna de perfuração (12) acima da dita broca de perfuração (20) e tendo uma passagem (30) para o fluxo da dita lama de perfuração (24), o dito alargador (14) sendo constituídos por um corpo de alargador e uma pluralidade de lâminas de alargamento, as ditas lâminas de alargamento tendo superfícies de corte, de modo a entrar em contato e alargar as paredes da referida perfuração do poço (26), alargando a referida perfuração do poço (26) após perfuração pela referida broca de perfuração (20); - um corpo da ferramenta (16) sendo montado acima do dito alargador (14) e tendo um diâmetro menor do que o dito alargador (14), de modo a evitar o contato com as paredes da referida perfuração do poço (26) e manter a rigidez da referida coluna de perfuração (12), o referido corpo da ferramenta (16) compreendendo: um corpo externo em forma de concha (40) com um meio de detecção das condições do fundo do poço sobre uma superfície externa do dito corpo externo em forma de concha (40); um invólucro interno (42) tendo uma parte externa revestida pelo dito corpo externo em forma de concha (40); o dito corpo externo em forma de concha (40) deslizando sobre a dita parte externa do dito invólucro interno (42); o dito invólucro interno (42) tendo uma passagem interna para o fluxo da dita lama de perfuração (24); o dito invólucro interno (42) tendo uma pluralidade de selantes na sua extremidade oposta em conexão com o dito corpo externo em forma de concha (40), de modo a formar uma câmara interna selada na dita parte externa do dito invólucro interno (42); e - meios de conexão para a dita coluna de perfuração (12) no dito corpo externo em forma de concha (40), onde o dito corpo da ferramenta (16) é alinhado rotativa e axialmente com a dita coluna de perfuração (12), o dito corpo da ferramenta (16) sendo separado do dito corpo do alargador ao longo da coluna de perfuração (12), o dito fluxo da dita lama de perfuração (24), estando ao longo da parte externa do dito corpo externo em forma de concha (40) do dito corpo da ferramenta (16) e dentro da coluna de perfuração (12) através do invólucro interno (42) do corpo da ferramenta (16); e um corpo da ferramenta auxiliar sendo montado entre o referido alargador (14) e a dita broca de perfuração (20), tendo o dito corpo da ferramenta auxiliar um diâmetro menor do que o dito alargador (14), de modo a evitar o contato com as paredes da dita perfuração do poço e manter a rigidez da dita coluna de perfuração (12), o dito corpo da ferramenta estando localizado num lado oposto ao dito alargador do que onde o referido corpo da ferramenta auxiliar compreende: um corpo externo com forma de concha auxiliar com um meio de detecção de condições da perfuração do poço numa superfície externa do referido corpo externo com forma de concha auxiliar; um invólucro interno auxiliar, tendo uma parte externa revestida pelo dito corpo externo em forma de concha auxiliar, o dito corpo externo em forma de concha deslizando sobre a parte externa do dito invólucro interno, o dito invólucro interno auxiliar tendo uma passagem interna auxiliar para o fluxo da dita lama de perfuração (24), o dito invólucro interno auxiliar tendo uma pluralidade de selantes auxiliares nas suas extremidades opostas em contato com o referido corpo externo em forma de concha auxiliar, de modo a formar uma câmara interna selada auxiliar na dita parte externa do dito invólucro interno auxiliar; e um meio auxiliar para fixação à dita coluna de perfuração (12) na dita superfície externa do dito corpo externo em forma de concha, onde o referido corpo da ferramenta auxiliar é alinhado rotativa e axialmente com a referida coluna de perfuração (12), sendo o referido corpo da ferramenta auxiliar separado do referido corpo do alargador e do referido corpo da ferramenta ao longo da referida coluna de perfuração (12), o dito fluxo da dita lama de perfuração (24) estando ao longo da parte externa do referido corpo externo em forma de concha auxiliar do referido corpo da ferramenta auxiliar e dentro da coluna de perfuração (12) através do referido invólucro interno auxiliar do referido corpo da ferramenta auxiliar, e em que o referido corpo da ferramenta auxiliar compreende ainda um meio auxiliar para fixação à dita coluna de perfuração (12), um meio auxiliar para detecção de condições da perfuração do poço e um meio auxiliar para comunicar informação de uma localização do fundo do poço para a dita localização de superfície, sendo os referidos meios auxiliares de comunicação o poço conhecido à sub telemetria de superfície, pulso de lama ou link de conexão sem fio à terceira parte do pulso ou tubo com fios,

13 . SISTEMA (10), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de o dito corpo da ferramenta auxiliar ser compreendido de uma pluralidade de lâminas estabilizadoras auxiliares, onde um diâmetro máximo das ditas lâminas estabilizadoras auxiliares no dito corpo da ferramenta auxiliar é menor que um diâmetro das ditas lâminas alargadoras, do dito alargador e da broca de perfuração, de modo a evitar o contato das ditas paredes da dita perfuração do poço e aumentar a dita perfuração do poço, em que as referidas lâminas estabilizadoras auxiliares são protuberâncias não cortantes alinhadas com a coluna de perfuração, sendo as referidas lâminas estabilizadoras auxiliares fixas em relação ao referido corpo da ferramenta auxiliar, e em que o dito diâmetro máximo das referidas lâminas estabilizadoras auxiliares se estende para além do referido corpo da ferramenta do que os referidos meios de detecção, de modo a proteger os referidos meios de detecção e em que os referidos meios de detecção auxiliares são constituídos por um transdutor ultrassônico com amplitude de sinal ajustável, de modo a medir o diâmetro da dita perfuração do poço.

14 . SISTEMA (10), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de os ditos meios de circulação para lama de perfuração compreenderem uma linha de fluxo de lama na superfície, onde o dito sistema compreende ainda: meios de calibração dos ditos meios de detecção, os ditos meios de calibração compreendendo: um primeiro transdutor ultrassônico alojado na dita parte externa do dito invólucro interno para medir dentro de uma parte interna do dito corpo da ferramenta em conexão fluida com o dito sistema de circulação da dita lama de perfuração através da dita coluna de perfuração e uma passagem para o fluxo do dito corpo da ferramenta, estando o transdutor contido na dita câmara interna selada com uma orientação para medir dentro através do dito invólucro interno, o transdutor sendo posicionado numa extremidade do dito invólucro interno próximo do dito meio de detecção na dita parte externa do dito corpo externo em forma de concha; e os referidos meios auxiliares para detecção do referido corpo da ferramenta auxiliar.

15 . MÉTODO PARA A MEDIÇÃO DE UMA PERFURAÇÃO DO POÇO, em particular, para a medição de um diâmetro final de uma perfuração do poço, caracterizado pelo fato do método compreender as etapas de: - perfuração de um poço piloto utilizando uma coluna de perfuração tendo uma composição do fundo do poço com uma broca de perfuração na sua extremidade terminal e um sistema de circulação para a lama de perfuração, o dito sistema de circulação fluindo a lama de perfuração através da dita coluna de perfuração e para um local de superfície; - alargar o dito poço piloto usando um alargador, onde o dito alargador é conectado à dita coluna de perfuração acima da dita broca de perfuração e tendo uma passagem para o fluxo da dita lama de perfuração, o dito alargador sendo compreendido por um corpo de alargador e uma pluralidade de lâminas de alargamento, as ditas lâminas de alargamento tendo bordas de corte, de modo a aumentar o diâmetro do dito do poço piloto para o dito poço alargado; e - medição de um diâmetro da perfuração do poço alargado por um sensor no corpo da ferramenta conectado à dita coluna de perfuração e montados acima do dito alargador, o dito corpo da ferramenta tendo meios para a conexão à dita coluna de perfuração, o dito corpo da ferramenta estando separado do dito alargador ao longo da coluna de perfuração, o dito corpo da ferramenta tendo um diâmetro menor do que o dito alargador, de modo a evitar o contato com as paredes da dita perfuração do poço e para manter a rigidez da dita coluna de perfuração, sendo o dito corpo da ferramenta compreendido de um corpo externo em forma de concha e um invólucro interno; - conexão de um corpo da ferramenta auxiliar com um sensor auxiliar à referida coluna de perfuração abaixo do referido alargador, estando entre o dito alargador e a referida composição do fundo do poço; - medição de um diâmetro da dita perfuração do poço entre o referido alargador e a dita broca de perfuração com o dito sensor auxiliar, o dito corpo da ferramenta auxiliar tendo um diâmetro menor do que o dito alargador e a dita broca de perfuração, de modo a evitar o contato com as paredes da dita perfuração do poço e manter a rigidez da dita coluna de perfuração; - comparação das medições do referido corpo da ferramenta e do referido corpo da ferramenta auxiliar em tempo real durante a etapa de perfuração do poço piloto e a etapa de alargamento da perfuração do poço, de modo a avaliar o dito alargador separado da referida broca de perfuração e do dito alargador em conjunto com a referida broca de perfuração; - comunicação das informações em tempo real a partir de um local no fundo do poço até a localização da superfície, usando o poço conhecido à sub telemetria de superfície, pulso de lama ou link de conexão sem fio à terceira parte do pulso ou tubo com fios.

16 . MÉTODO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de o método compreender ainda a etapa de: - calibração do dito sensor do corpo da ferramenta por um dito sensor auxiliar do dito corpo da ferramenta auxiliar; e - processamento de dados a partir do dito sensor auxiliar e do dito sensor no dito corpo da ferramenta, de modo a permitir o ajuste da perfuração.

17 . MÉTODO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de o corpo externo em forma de concha revestindo uma parte externa do dito invólucro interno, o dito invólucro interno tendo uma passagem interna para o fluxo da dita lama de perfuração, o dito invólucro interno tendo uma pluralidade de selantes na sua extremidade oposta em conexão com o dito corpo externo em forma de concha, de modo a formar uma câmara interna selada na parte externa do dito invólucro interno, o método compreende ainda a etapa de: - calibrar o dito sensor do dito corpo da ferramenta por um primeiro transdutor ultrassônico na parte externa do dito invólucro interno medindo com a dita passagem para o fluxo do dito corpo da ferramenta a partir da dita câmara interna selada, em que o dito primeiro transdutor ultrassônico mede a dita passagem para o fluxo com uma entrada com abertura espaçada fixa com um diâmetro conhecido a partir da dita parte externa do dito invólucro interno, transmitindo uma leitura através do dito diâmetro conhecido por uma porção do dito invólucro interno e a dita passagem durante a perfuração, a fim de registrar continuamente leituras através do dito diâmetro conhecido, comparando a lama de perfuração no dito primeiro transdutor ultrassônico no fundo de poço com a dita lama de perfuração no dito sensor. onde as leituras indicam a necessidade de um ajuste de leituras do dito sensor do dito corpo da ferramenta, e

18 . MÉTODO, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de compreender ainda a etapa de: - calibração do dito sensor do dito corpo da ferramenta por um segundo transdutor ultrassônico na dita linha de fluxo de lama no dito local da superfície, em que o dito segundo transdutor ultrassônico é um bloco de calibração de superfície com dimensões conhecidas na dita linha de fluxo de lama, transmitindo uma leitura através do bloco de calibração, tendo uma entrada com uma distância fixa, a fim de registrar continuamente leituras através da dita distância fixa, comparando a lama de perfuração no dito local da superfície com a dita lama de perfuração no dito sensor do fundo do poço, onde as leituras indicam a necessidade de um ajuste das leituras do dito sensor do dito corpo da ferramenta; e - processamento dos dados a partir do segundo transdutor, de modo a permitir o ajuste de perfuração.

19 . MÉTODO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de o corpo externo em forma de concha revestindo a parte externa do dito invólucro interno, o dito invólucro interno tendo uma passagem interna par ao fluxo da dita lama de perfuração, o dito invólucro interno tendo uma pluralidade de selantes na sua extremidade oposta em conexão com o dito corpo externo em forma de concha, de modo a formar uma câmara interna selada na parte externa do dito invólucro interno, o método ainda compreende as etapas de: - calibração do referido sensor numa superfície externa do dito corpo externo em forma de concha do dito corpo da ferramenta pelo primeiro transdutor ultrassônico na dita câmara interna selada na dita parte externa do dito invólucro interno medindo dentro da dita passagem para o fluxo do dito corpo da ferramenta; e - calibração do dito sensor auxiliar na superfície externa de um corpo externo em forma de concha do dito corpo da ferramenta auxiliar por um primeiro transdutor ultrassônico auxiliar numa câmara interna selada auxiliar na parte externa de um invólucro interno auxiliar do dito corpo da ferramenta auxiliar, o dito primeiro transdutor ultrassônico auxiliar estando dentro da faixa de uma passagem para o fluxo do dito corpo da ferramenta auxiliar; e - processamento dos dados a partir do primeiro transdutor auxiliar, de modo a permitir o ajuste da perfuração.