BR112012027637B1

BR112012027637B1 - método e sistema para usar etiquetas sem fio com equipamento de fundo de poço

Info

Publication number: BR112012027637B1
Application number: BR112012027637A
Authority: BR
Inventors: Louis Christiansen Ted
Original assignee: Nat Oilwell Varco Lp
Priority date: 2010-04-27
Filing date: 2011-04-27
Publication date: 2019-12-31
Also published as: EP2564024A2; CA2797697C; WO2011139800A2; US20130063277A1; EP2564025A4; WO2011139788A2; WO2011139788A3; US8800880B2; US20120133526A1; EP3677748A1; EP2564024A4; WO2011139786A3; BR112012027637A2; US20130038994A1; CA2797699C; BR112012027639A2; US9140823B2; CA2797699A1; CA2797697A1; EP2564025A2

Abstract

sistema de fundo de poço, leitor de fundo de poço e método e sistema. técnicas para transferir sem fio informação para e/ou a partir de um componente de coluna de perfuração são aqui descritas. em uma modalidade, um sistema de fundo de poço inclui um componente de coluna de perfuração e um dispositivo de interrogação de etiqueta. o componente de coluna de perfuração inclui uma etiqueta configurada para comunicação sem fio. o dispositivo de interrogação de etiqueta é configurado para atravessar o interior da coluna de perfuração e se comunicar sem fios com a etiqueta.

Description

MÉTODO E SISTEMA PARA USAR ETIQUETAS SEM FIO COM EQUIPAMENTO DE FUNDO DE POÇO

ANTECEDENTES [001] Operações de campos de petróleo modernos demandam uma grande quantidade de informação sobre os parâmetros e condições encontradas no fundo do poço. Tal informação inclui, tipicamente, informação sobre o ambiente do furo de soldagem tal como temperatura, pressão, etc., e informação operacional da coluna de perfuração (por exemplo tensões encontradas pelos componentes de coluna de perfuração).

[002] Vários métodos para adquirir informação de fundo de poço são utilizados. Por exemplo, instrumentos de medição podem ser introduzidos no furo de sondagem por cabo metálico, após extração da coluna de perfuração. Alternativamente, a coluna de perfuração pode incluir ferramentas de medição que transmitem informações de fundo de poço para uma instalação na superfície via meios incorporados na coluna de perfuração ou modulação da pressão do fluido de perfuração.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [003] Para uma descrição detalhada de formas de realização exemplificativas da invenção, referência será feita agora aos desenhos anexos, nos quais:

[004] A Figura 1 mostra um sistema de perfuração, incluindo etiquetas de fundo de poço de acordo com várias formas de realização.

[005] A Figura 2 mostra um sistema de perfuração incluindo etiquetas de fundo de poço e um dispositivo de interrogação de etiqueta de fundo de poço de acordo com várias formas de realização.

[006] A Figura 3 mostra um corte transversal de um tubo de perfuração incluindo uma etiqueta de fundo de poço comunicando-se com um dispositivo de interrogação de etiqueta de fundo de poço de acordo com várias formas de realização.

Petição 870190077024, de 09/08/2019, pág. 7/43 / 32 [007] A Figura 4 mostra um diagrama de blocos de uma etiqueta de fundo de poço, de acordo com várias formas de realização.

[008] A Figura 5 mostra um diagrama de blocos de um dispositivo de interrogação de etiqueta de fundo de poço de acordo com várias formas de realização.

[009] A Figura 6 mostra um acondicionamento de etiqueta de fundo de poço, de acordo com várias formas de realização.

[0010] A Figura 7 mostra um acondicionamento de etiqueta de fundo, de acordo com várias formas de realização;

[0011] A Figura 8 mostra uma representação de indicações de medição por sensor registradas por uma etiqueta de fundo de poço, de acordo com várias formas de realização.

[0012] A Figura 9A mostra um adaptador para fixar uma etiqueta de fundo de poço em um tubular de furo de poço, de acordo com várias formas de realização.

[0013] A Figura 9B mostra um adaptador para acoplar um etiqueta a um poço tubular poço, de acordo com várias formas de realização.

[0014] A Figura 10 mostra um diagrama de fluxo de um método para recuperar informação a partir de uma etiqueta de fundo de poço, de acordo com várias formas de realização.

[0015] A Figura 11 mostra um diagrama de fluxo de um método para armazenar informação numa etiqueta no poço, de acordo com várias formas de realização.

[0016] A Figura 12 mostra um sistema para adquirir informação relacionada com ativo de fundo de poço de acordo com várias formas de realização.

[0017] A Figura 13 mostra um diagrama de blocos de um sistema para processar informação relacionada com um ativo de fundo de poço, de acordo com várias formas de realização.

Petição 870190077024, de 09/08/2019, pág. 8/43 / 32 [0018] A Figura 14 mostra um diagrama de fluxo de um método para processar informação relacionada com um ativo de fundo de poço, de acordo com várias formas de realização.

[0019] A Figura 15 mostra uma exibição de informação relacionada com um ativo de fundo de poço incorporado numa coluna de perfuração, de acordo com várias formas de realização.

[0020] A Figura 16 mostra uma exibição de informação de uso de um ativo de fundo de poço, de acordo com várias formas de realização.

[0021] A Figura 17A mostra uma vista lateral de uma ferramenta de fundo de poço, incluindo um protetor de fio que mede o tempo de uso da ferramenta de acordo com várias formas de realização.

[0022] A Figura 17B mostra uma vista em perspectiva da ferramenta de fundo de poço e protetor fio da Figura 17A.

[0023] A Figura 17C mostra uma vista em perspectiva em corte transversal da ferramenta de fundo de poço e protetor de fio da Figura 17A.

NOTAÇÃO E NOMENCLATURA [0024] Certos termos são usados ao longo de toda a descrição que se segue e das reivindicações para referir-se a componentes particulares do sistema. Como um especialista na técnica vai apreciar, as empresas podem se referir ao mesmo componente por nomes diferentes. Este documento não pretende distinguir entre componentes que diferem no nome, mas não na função. Na discussão que se segue e nas reivindicações, os termos incluindo e compreendendo são utilizados de forma aberta e, portanto, devem ser interpretados para significar incluindo, mas não limitado a .... Além disso, o termo “acoplamento” ou “acoplamentos” é destinado a significar uma conexão elétrica indireta ou direta, óptica ou sem fio. Assim, se um primeiro dispositivo se acopla a um segundo dispositivo, essa conexão pode ser através de uma ligação elétrica direta, através de uma ligação elétrica indireta via outros dispositivos e conexões, através d e uma ligação elétrica óptica, ou

Petição 870190077024, de 09/08/2019, pág. 9/43 / 32 através de uma ligação elétrica sem fios. Além disso, o termo software inclui qualquer código executável capaz de rodar em um processador, independentemente dos meios usados para armazenar o software. Assim, um código armazenado em memória (por exemplo, uma memória não volátil), e por vezes referido como firmware incorporado, está incluído dentro da definição de software.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0025] A discussão a seguir é dirigida a várias formas de realização da invenção. Embora uma ou mais destas formas de realização possa ser preferida, as formas de realização descritas não devem ser interpretadas, ou de resto usadas, como limitando o escopo da invenção, incluindo as reivindicações. Além disso, um especialista na técnica vai compreender que a descrição que se segue tem uma ampla aplicação, e a discussão de qualquer forma de realização destina-se apenas a ser exemplificativa dessa forma de realização, e não se destina a sugerir que o escopo da invenção, incluindo as reivindicações, seja limitado a essa forma de realização.

[0026] A aquisição de informação de furo de sondagem pode acarretar gastos significativos relacionados com, por exemplo, incorporar ferramentas de medição e sistemas de telemetria na coluna de perfuração. Formas de realização da presente invenção incluem etiquetas de fundo de poço afixadas a componentes da coluna de perfuração ou outros tubulares do furo de poço para fornecer um meio eficaz e menos oneroso de medir parâmetros do furo de poço.As etiquetas de fundo do poço medem e registram informações fundo de poço e/ou informações operacionais associadas com um componente que incorpora a etiqueta. Um dispositivo de interrogação de etiqueta pode ser passado através do interior da coluna de perfuração para extrair informações registradas pelas etiquetas de fundo de poço e transferir a informação extraída para uma instalação na superfície para análise. Várias formas de realização da etiqueta de fundo de poço podem. armazenar medições em função do tempo

Petição 870190077024, de 09/08/2019, pág. 10/43 / 32 e/ou frequência de ocorrência.

[0027] A Figura 1 mostra um sistema de perfuração incluindo etiquetas de fundo de poço 26, de acordo com várias formas de realização. Uma plataforma de perfuração 2 suporta uma torre 4 tendo um bloco móvel 6 para elevar e baixar uma coluna de perfuração 8. Uma barra kelly 10 suporta a coluna de perfuração 8 à medida que ela é abaixada através de uma mesa giratória 12. Uma broca de perfuração 14 é acionada por um motor de fundo de poço e/ou rotação da coluna de perfuração 8. À medida que a broca 14 gira, ela cria um furo de sondagem 16 que passa através de várias formações de subsuperfície. Uma bomba 20 faz circular fluido de perfuração através de um tubo de alimentação 22 para a barra kelly 10, furo abaixo através do interior da coluna de perfuração 8, através de orifícios na broca de perfuração 14, de volta para a superfície via a região anular em torno da coluna de perfuração 8, e para um reservatório de fluido de perfuração 24 , tal como um tanque de lama ou poço de retenção. O fluido de perfuração transporta resíduos provenientes do furo de sondagem para dentro do reservatório 24 e auxilia na manutenção da integridade do furo de sondagem.

[0028] A coluna de perfuração 8 é constituída de vários componentes, incluindo um tubo de perfuração 18 e componentes do conjunto de furo de fundo (por exemplo, a broca 14, o motor de lama, o colar de perfuração, ferramentas, etc.) Em formas de realização da presente invenção, alguns componentes de coluna de perfuração, por exemplo, o tubo de perfuração 18, incluem uma etiqueta de fundo de poço 26 que mede e registra parâmetros ambientais do furo de sondagem e/ou parâmetros operacionais de componentes da coluna de perfuração.

[0029] A Figura 2 mostra um sistema de perfuração de fundo de poço 26, incluindo etiquetas de fundo de poço e um dispositivo de interrogação de etiqueta de fundo de poço 28, de acordo com várias formas de realização. Em algumas formas de realização, o dispositivo de interrogação de etiqueta de

Petição 870190077024, de 09/08/2019, pág. 11/43 / 32 fundo de poço (isto é, o leitor de etiquetas) 28 é inserido no interior da coluna de perfuração 8. Um cabo 42, que pode incluir condutores de alimentação e/ou de dados para fornecimento de energia ao leitor de etiqueta 28 e telemetria entre o leitor de etiquetas 28 e uma instalação de superfície 44, permite que o leitor de etiquetas 28 seja abaixado através da coluna de perfuração 8 e retorne à superfície. À medida que o leitor de etiquetas 28 se move para uma proximidade predeterminada da etiqueta 26 (por exemplo, dentro da faixa de comunicação sem fios), o leitor de etiquetas 28 detecta a presença da etiqueta 26, estabelece uma sessão de comunicação sem fios com a etiqueta 26, e recupera informação coletada e armazenada pela etiqueta 26. Informações recuperadas podem incluir temperatura, pressão, aceleração e/ou outras informações ambientais do furo de poço.

[0030] Em algumas formas de realização, o leitor de etiquetas 28 internamente armazena informação extraída da etiqueta 26, e a informação é fornecida à instalação de superfície44, após o leitor de etiquetas 28 ser retirado da coluna de perfuração 8. Em algumas formas de realização, o leitor de etiquetas transmite informação recuperada das etiquetas 26 para a instalação da superfície 44 via um cabo 42.

[0031] Algumas formas de realização de um sistema de perfuração incluem um leitor de etiquetas 28 localizado na plataforma de perfuração 2 para recuperar informação coletada pela etiqueta 26 à medida que a coluna de perfuração 8 é movida para dentro ou para fora do furo de sondagem 16. Em algumas formas de realização, o leitor de etiquetas 28 é um dispositivo portátil.

[0032] Em algumas formas de realização, a instalação de superfície 44 é local para a plataforma de perfuração 2, como mostrado na Figura 2. Em outras formas de realização, a instalação de superfície 44 pode ser um servidor ou outro dispositivo de computação localizado remotamente a partir da plataforma de perfuração 2. Em tais formas de realização, a informação

Petição 870190077024, de 09/08/2019, pág. 12/43 / 32 recuperada a partir de uma etiqueta de fundo de poço 26 pode ser transferida para a instalação de superfície 44 via uma rede (por exemplo, a Internet, uma rede de área ampla privada, etc.) para armazenagem e análise.

[0033] A Figura 3 mostra um corte transversal do tubo de perfuração 18, incluindo uma etiqueta de fundo de poço 26 comunicando-se com um dispositivo de interrogação de etiqueta de fundo de poço 28 de acordo com várias formas de realização. Em algumas formas de realização, a etiqueta de fundo de poço 26 é montada sobre uma superfície exterior de um componente de coluna de perfuração para dotar a etiqueta 26 de acesso ao ambiente do furo de poço. Como mostrado na Figura 3, a etiqueta 26 é montada em uma superfície exterior do tubo de perfuração 18. O tubo de perfuração 18 inclui uma cavidade 32 disposta para receber a etiqueta 26. A etiqueta 26 pode ser afixada ao tubo de perfuração 18 por um anel de encaixe por pressão disposto em uma ranhura da cavidade 32, epóxi ou outro adesivo ligando a etiqueta 26 ao tubo de perfuração 18, ou outros meios de retenção.

[0034] À medida que o leitor de etiquetas 28 percorre o interior do tubo de perfuração 18, o leitor de etiquetas vem dentro da distância de comunicação da etiqueta 26. A etiqueta 26 e o leitor de etiquetas comunicamse de maneira sem fios através da parede do tubo de perfuração 18. A comunicação sem fios através da parede de metal do tubo de perfuração 18 é conseguida incluindo transceptores indutivos de comprimentos de onda longos na etiqueta 26 e no leitor de etiquetas 28. As ondas magnéticas produzidas pelos transceptores propagam-se através da parede metálica do tubo de perfuração 18. À medida que o leitor de etiquetas 28 entra em proximidade de comunicação da etiqueta 26, a etiqueta 26 e o leitor de etiquetas 28 detectam transmissões sem fios entre si, estabelecem uma sessão de comunicação sem fio bidirecional e transferem informações armazenadas na etiqueta 26 para o leitor de etiquetas 28. O leitor de etiquetas 28 transmite a informação transferida para a instalação de superfície 44, por exemplo via o

Petição 870190077024, de 09/08/2019, pág. 13/43 / 32 cabo 42.

[0035] A Figura 4 mostra um diagrama de blocos de uma etiqueta de fundo de poço 26, de acordo com várias formas de realização. Uma forma de realização da etiqueta 26 inclui uma antena 420, um transceptor 418, um processador 402, um armazenador de programa/dados 404, uma fonte de energia (por exemplo, uma bateria de 422), e pelo menos alguns sensores 406. Como explicado acima, o transceptor 418 opera na banda de comprimento de onda longo (<500 kHz) para comunicar sem fio com o leitor de etiquetas 28. Em algumas formas de realização, o transceptor 418 está configurado para funcionar de acordo com a norma Rubee, IEEE 1902,1 para comunicação sem fio. A antena 420 converte sinais fornecidos para ou a partir do transceptor, 418 entre formas conduzidas e de ondas no ar.

[0036] O processador 402 é configurado para executar instruções lidas a partir de um meio legível por computador, e pode, por exemplo, ser um processador de finalidade geral, processador de sinal digital, microcontrolador, etc. Arquiteturas de processador geralmente incluem unidades de execução (por exemplo, o ponto fixo, ponto flutuante , inteiro, etc.), armazenamento (por exemplo, registros, memória, etc.), decodificação de instruções, periféricos (por exemplo, controladores de interrupção, temporizadores, controladores de acesso direto a memória, etc.), sistemas de entrada/saída (por exemplo, portas seriais portas paralelas, etc.) e vários outros componentes e subsistemas.

[0037] O armazenador de programa /dados 404 é um meio legível por computador acoplado e acessível ao processador 402. O armazenador 404 pode incluir memória de semicondutor volátil e/ou não volátil (por exemplo, memória FLASH, memória de acesso aleatório estática ou dinâmica, etc.), ou outros meios de armazenamento apropriados conhecidos agora ou posteriormente desenvolvidos. Vários programas executáveis pelo processador 402 e estruturas de dados e manipuláveis pelo processador 402

Petição 870190077024, de 09/08/2019, pág. 14/43 / 32 podem ser armazenados no armazenador 404.

[0038] Transdutores de vários tipos podem ser incluídos nos sensores 406. Um transdutor de temperatura 410, transdutor de pressão 412, e/ou transdutor de aceleração 408 podem ser previstos. Os transdutores de temperatura e pressão 410, 412 podem ser dispostos para medir temperatura e pressão do furo de sondagem. O transdutor de aceleração 408 pode ser disposto para detectar aceleração do componente de coluna de perfuração a que a etiqueta 26 é afixada. Em algumas formas de realização, o transdutor de aceleração 408 compreende um acelerômetro de multi-eixos ou uma pluralidade de acelerômetros dispostos para detectar diferentes direções de aceleração da etiqueta 26.

[0039] Sinais produzidos pelos sensores 406 são digitalizados e fornecidos ao processador 402. O processador 406 analisa os sinais de acordo com uma programação de processamento de sensor 414 fornecida a partir do armazenador 404. Por exemplo, uma forma de realização de processamento de sensor 414 configura o processador 402 para armazenar periodicamente amostras fornecidas a partir de cada sensor 406 em um armazenador de medição 416.

[0040] Uma programação de comunicação 424 configura o processador 402 para executar os protocolos requeridos para se comunicar com o leitor de etiquetas 28. A programação de comunicação 416 pode também fazer com que o processador 402 forneça as medições de transdutor armazenadas 416 para o leitor de etiquetas 28.

[0041] Algumas formas de realização da etiqueta de fundo de poço 26 podem incluir um sistema de alimentação que omite a bateria 422. Tais formas de realização podem ainda omitir os sensores 406 e a lógica de processamento associada 414. As formas de realização que não possuem a bateria 422 podem ser alimentados por energia extraída a partir das ondas magnéticas geradas pelo leitor de etiquetas 28 e detectadas pela antena 420.

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Informação (por exemplo, informação de identificação da etiqueta 26), pode ser armazenada no armazenador de programa/dados 404para transmissão pela etiqueta 26, quando o etiqueta comunica com o leitor de etiquetas 28.

[0042] A Figura 5 mostra um diagrama de blocos de um dispositivo de interrogação de etiqueta de fundo de poço (leitor de etiqueta) 28, de acordo com várias formas de realização. Uma forma de realização do leitor de etiquetas 28 inclui uma antena 516, um transceptor 510, um processador 502, armazenador de programa/dados 504, e um sistema de alimentação de energia 514. Como explicado acima o transceptor 510 opera na faixa de comprimento de onda longo (<500 kHz) para se comunicar sem fio com a etiqueta de fundo de poço 26. A antena 516 converte sinais fornecidos para o ou a partir do transceptor 510 entre formas conduzidas e de ondas no ar. Algumas formas de realização do leitor de etiquetas 28 também inclui um transceptor de cão metálico/sem fios 512 (por exemplo, Ethernet IEEE 802.3, IEEE 802.1 1, Bluetooth, etc.) [0043] O processador 502 é configurado para executar instruções lidas a partir de um meio legível por computador, e pode, por exemplo, ser um processador de finalidade geral, um processador de sinal digital, um microcontrolador, etc. Arquiteturas de processador geralmente incluem unidades de execução (por exemplo, o ponto fixo, ponto flutuante, inteiro, etc.), armazenadores (por exemplo, registros, memória, etc.), decodificação de instruções, periféricos (por exemplo, controladores de interrupção, temporizadores, controladores de acesso direto a memória, etc.), sistemas de entrada/saída (por exemplo, portas seriais, portas paralelas, etc.) e vários outros componentes e subsistemas.

[0044] O armazenador de dados /programa 504 é um meio legível por computador acoplado e acessível ao processador 502. O armazenador 504 pode incluir memória de semicondutor volátil e/ou não volátil (por exemplo, memória FLASH, memória de acesso aleatório estática ou dinâmica, etc.), ou

Petição 870190077024, de 09/08/2019, pág. 16/43 / 32 outros meios de armazenamento apropriados atualmente conhecidos ou posteriormente desenvolvidos. Vários programas executáveis pelo processador 502, e estruturas de dados manipuláveis pelo processador 502 pode ser armazenado no armazenador 504.

[0045] A programação de software de comunicação 506 armazenada no armazenador 504 configura o processador 502 para executar os protocolos requeridos para detectar a presença da etiqueta de fundo de poço 26, estabelecer uma sessão de comunicação com a etiqueta detectada 26, e recuperar sem fio informações, incluindo as medições de sensores 416 provenientes da etiqueta 26. Em algumas formas de realização, o processador 502 pode também ser configurado para ajustar a etiqueta de fundo de poço 26 em um estado inicial depois das medições de sensor 416 terem sido recuperadas, configurando assim a etiqueta 26 para adquirir medições adicionais.

[0046] As medições de sensor 416 e outras informações (por exemplo, informações de identificação) recuperadas a partir da etiqueta de fundo de poço podem ser armazenadas no armazenador 504 como medições 508. Em algumas formas de realização, a programação de software de comunicação 506 configura o processador 502 para transmitir as medições 508 e outras informações para a instalação da superfície 44 via o transceptor de cabo metálico 512 e o cabo 42. Em algumas formas de realização, as medições de 508 incluem medições 416 recuperadas a partir de todas as etiquetas de fundo de poço 26 detectados na coluna de perfuração 8. Em algumas formas de realização, a programação de software de comunicação 506 pode configurar o processador 502 para transferir as medições 508 para a instalação de superfície 44 via o transceptor sem fio 510 e/ou o transceptor sem fio 512, após o leitor de etiquetas 28 ter sido extraído da coluna de perfuração 8. Várias formas de realização do leitor 28 podem ser configuradas para operação no interior da coluna de perfuração, como mostrado na Figura

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3. Outras formas de realização podem ser configuradas para operação portátil e/ou para disposição sobre a plataforma de perfuração 2 para ler informação de etiqueta recuperada à medida que a coluna de perfuração 8 move-se para dentro ou para fora do furo de sondagem 16. Uma forma de realização configurado para operação portátil pode incluir um dispositivo de visualização (por exemplo, um visor de cristal líquido, um visor de diodo emissor de luz orgânico, etc.) e/ou um dispositivo de entrada (por exemplo, um teclado, um dispositivo apontador, etc.).

[0047] O sistema de alimentação de energia 514 pode incluir conversores que convertem as voltagens fornecidas para o leitor de etiquetas 28 via condutores de energia do cabo 42 para as voltagens necessárias para energização dos componentes do leitor de etiquetas 28. Em algumas formas de realização, o sistema de alimentação de energia 514 compreende uma bateria e conversores que convertem as voltagens fornecidas pela bateria às voltagens necessárias para energizar os componentes do leitor de etiquetas 28. [0048] A Figura 6 mostra o acondicionamento de etiqueta de fundo de poço, de acordo com várias formas de realização. Como mostrado, algumas formas de realização do acondicionamento de etiqueta de fundo de poço incluem um elemento de alinhamento (tecla ou tecla de orientação) 60. O elemento de alinhamento 60 guia a colocação da etiqueta 60 sobre um componente de fundo de poço, assim, controlar a orientação dos transdutores de aceleração 408 incluídos na etiqueta 26 respectiva para o componente de fundo de poço. Por exemplo, o elemento de alinhamento 60 pode posicionar a etiqueta 26 sobre um componente de coluna de perfuração de tal modo que um primeiro acelerômetro é orientado para medir aceleração axial (isto é, ao longo do comprimento do componente), e um segundo acelerômetro é orientado para medir aceleração radial (ou seja, lateral ou rotacional). A medição de aceleração axial pode ser indicativa de vibração axial e/ou movimento da coluna de perfuração 8 para dentro ou para fora do furo de

Petição 870190077024, de 09/08/2019, pág. 18/43 / 32 sondagem e a medição de aceleração e radial pode ser indicativa de rotação da coluna de perfuração 8.Em algumas formas de realização, medições derivadas dos transdutores de aceleração 408 são usadas para registrar uso ou operação de um componente de fundo de poço. Embora o acondicionamento de fundo de poço exemplificativo da Figura 6 seja mostrado como em forma de disco, formas de realização do acondicionamento da etiqueta de fundo de poço podem usar qualquer uma de uma variedade de formas.

[0049] A Figura 7 mostra um acondicionamento de etiqueta de fundo de poço 700 de acordo com várias formas de realização. O acondicionamento 700 inclui uma base 708, uma tampa interna 704 e uma tampa externa 702. O acondicionamento 700 pode ser formado a partir de Polieteretercetona (PEEK) ou outros termoplásticos ou materiais adequados para uso em um ambiente de fundo de poço. A base 708 inclui uma cavidade 710 disposta para conter a antena 706 (uma forma de realização da antena 420) e componentes eletrônicos (por exemplo, transceptor 418, processador 402, armazenador 404, etc.). A tampa interna 704 encaixa na cavidade 710 de modo que a superfície superior 712 da tampa interna 704 e da superfície 716 da base 708 sejam coplanares (isto é, substancialmente coplanares). As cristas 714 da tampa interna 704 são alinhadas com as cristas 718 da base 708, para formar uma saliência circular. Em algumas formas de realização, a tampa interna 704 é ligada à base 708 por soldagem de atrito ao longo das superfícies de fundo 722 e/ou lateral 720 da tampa interna 704. Em algumas formas de realização, outros métodos de ligação são empregados (por exemplo, adesivos).

[0050] A tampa externa 702 é ligada à tampa interna 704 e à base 708. O aro 726 de tampa externa 702 é configurado para ser inserido nas e ligado às paredes de fundo e/ou laterais da ranhura 724 da base 708. A tampa externa 702 é além disso configurada para permitir que a superfície interior superior da tampa 702 entre em contato com e se ligue à saliência circular formada a partir das cristas 714, 718 da tampa interna 704 e da base 708.

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Soldagem de atrito (por exemplo, soldagem por rotação) pode ser usada para unir a tampa externa 702 à base 708 e à tampa interna 704. Assim, a antena 706 e os componentes eletrônicos são vedados via a base ligada 708, tampa interna 704, e tampa externa 702.

[0051] Em algumas formas de realização, a antena 706 e a circuitaria eletrônica (por exemplo, uma placa de circuito impresso incluindo os componentes 402, 418, 404, etc.) são instaladas em uma cavidade no lado de baixo da tampa interna 704, e a cavidade é cheia com um composto de selagem (uma resina de encapsulação, por exemplo, epóxi, poliuretano, silicone, etc.) que, quando curado veda e protege a circuitaria. Depois disso, a tampa interna 704 (incluindo os componentes vedados) é ligada à cavidade 710 da base 708. A tampa externa 702 é então ligada à base 702 e à tampa interna 704.

[0052] Em algumas formas de realização, o acondicionamento montado 700 é encerrado em um invólucro metálico vedado (por exemplo, aço inoxidável), para impedir migração de água ou outros fluidos para dentro do acondicionamento 700.

[0053] A Figura 8 mostra uma representação de indicações de medições de sensor 802, 804 registradas por uma etiqueta de fundo de poço 26, de acordo com várias formas de realização. O armazenador de programa/ dados 404 pode ser limitado em algumas formas de realização da etiqueta de fundo de poço 26, restringindo assim o armazenamento disponível para as medições 416. Em algumas formas de realização, a lógica de processamento de sensor 414 pode armazenar um sumário das medições do sensor para reduzir os requisitos de armazenamento de medição. Os sumários de medição podem tomar a forma de histogramas. Os histogramas fornecem uma distribuição de frequência da aceleração a que a etiqueta 26 é submetida.

[0054] Na Figura 8, medições da aceleração 804 derivadas de acelerômetros axiais 408 e medições de aceleração 802 derivadas de

Petição 870190077024, de 09/08/2019, pág. 20/43 / 32 acelerômetros radiais 408 são ilustradas. Uma série de faixas de aceleração é definida, e valores de limiar são fixados correspondendo às faixas definidas. Por exemplo, 12,5 g e 17,5 g de valores de limiar podem delimitar a faixa de aceleração radial/axial de 15 g mostrada na Figura 8. Um valor de aceleração axial que cai entre os valores de limiar 12,5 g e 17,5 g pode causar um aumento no valor armazenado de medições 416 indicativo do número de acelerações axiais 15 g detectadas. Os valores limites podem igualmente ser definida para cada faixa de aceleração definido. Tais resumos reduzir os requisitos de armazenamento, fornecendo informações substanciais sobre o meio ambiente etiqueta. Formas de realização da etiqueta de 26 pode fornecem armazenado resumos de medida correspondentes a qualquer um dos sensores 406.

[0055] Algumas formas de realização da etiqueta fundo de poço 26 usam medições de aceleração para verificar e registrar tempo de uso/operação de um componente de coluna de perfuração 8. Por exemplo, o tubo de perfuração 18 inclui a etiqueta de fundo de poço 26 compreendendo sensores de aceleração 408 de múltiplos eixos. A etiqueta 26 pode incluir um dispositivo de conservação de tempo (isto é, um relógio), armazenador de medição de. aceleração (por exemplo, sumários de aceleração 802, 804), e indicações armazenadas da duração de uso do tubo de perfuração 18 (por exemplo, indicadores de tempo de uso, tais como tempos de início e fim). Quando o tubo de perfuração 18 é transferido para um usuário, indicadores de tempo de uso na etiqueta 26, sumários de aceleração, etc., podem ser reposicionados usando um dispositivo configurado para comunicar sem fios com e inicializar a etiqueta 26 (por exemplo, um dispositivo semelhante ao do leitor de etiqueta 28). Depois disso, a etiqueta 26 pode periodicamente comparar as medições de aceleração fornecidas pelos sensores de aceleração 408 para usar limiares (por exemplo, um limiar de uso axial e um limiar de uso radial) para determinar se o tubo de perfuração 18 foi posto em e/ou está

Petição 870190077024, de 09/08/2019, pág. 21/43 / 32 continuando serviço.

[0056] Quando o tubo de perfuração 18 é instalado na coluna de perfuração 8, e uma medição de aceleração excede um limiar de uso, a etiqueta 26 pode definir uma tempo de início de uso armazenado (por exemplo, definir uma indicador de tempo de início de uso para o horário atual do relógio), indicando que o tubo de perfuração 18 está em uso. Depois disso, a etiqueta 16 pode periodicamente (por exemplo, a cada 60 segundos) comparar as medições de aceleração para os limiares de uso continuado. Se os limiares de uso continuado forem excedidos, o indicador de tempo de uso final será atualizado para o horário atual do relógio. Assim, a duração de uso do tubo de perfuração 18 pode ser registrado na etiqueta 26.

[0057] À medida que o tubo de perfuração 18 está sendo usado, a etiqueta 26 também pode registrar medições de aceleração. Medições de aceleração registradas podem tomar a forma de sumários, como descrito acima em relação à Figura 8, e/ou aceleração em função do tempo. Os de dados de aceleração de tempo de uso podem ser extraídos do tubo de perfuração 18 e empregados para analisar dano cumulativo ao tubo de perfuração 18, ou para melhorar concepções futuras.

[0058] A Figura 9A mostra um adaptador 904 para afixar uma etiqueta 912 um tubular 902 de furo de poço, de acordo com várias formas de realização. A etiqueta 912 pode ser, por exemplo, uma etiqueta de identificação por radifrequência (RFID) como conhecida na técnica, a etiqueta de fundo de poço 26, ou um outro dispositivo de identificação/rastreamento. O adaptador 904 é configurado para acondicionar a etiqueta 912 e proteger a etiqueta 912 contra dano. O lado de baixo 906 do adaptador 904 é configurada para fixação a uma superfície exterior do tubular 902 de furo de poço. O tubular 902 pode ser, por exemplo, um revestimento de poço. O lado de baixo 906 do adaptador 904 pode ter substancialmente o mesmo raio de curvatura que o tubular 902 sobre o qual o adaptador 904 deve

Petição 870190077024, de 09/08/2019, pág. 22/43 / 32 ser instalado.

[0059] O lado superior 908 do adaptador 904 tem um raio de curvatura menor do que o do lado de baixo 906 fazendo com que o lado superior 908 da etiqueta 904 se estenda para fora a partir do lado de baixo 908. Uma depressão ou bolsa 910 está disposta no lado superior 908 do adaptador 904. A etiqueta 912 é posicionada na bolsa 910 e afixada ao adaptador 904. Assim, se o tubular 902 é rolado, ou impacta outro um objeto, o adaptador 904 irá absorver a carga de impacto e proteger a etiqueta 912. A Figura 9B mostra uma vista aproximada do adaptador 904.

[0060] A Figura 10 mostra um fluxograma para um método para recuperar informação a partir de uma etiqueta de fundo de poço 26, de acordo com várias formas de realização. Embora representadas sequencialmente por uma questão de conveniência, pelo menos algumas das ações mostradas podem ser executadas em uma ordem diferente e/ou executadas em paralelo. Adicionalmente, algumas formas de realização podem executar apenas algumas das ações mostradas. Em algumas formas de realização, as operações da Figura 10, bem como outras operações aqui descritas, podem ser implementadas como instruções armazenadas em um meio legível em computador (por exemplo, armazenador 404, 504) e executadas por um ou mais processadores (por exemplo, processador 402, 502).

[0061] No bloco 1002, a coluna de perfuração 8 está presente em um furo de sondagem 16. Pelo menos alguns componentes da coluna de perfuração 8 incluem uma etiqueta de fundo de poço 26 afixada a uma superfície exterior do componente. À medida que a coluna de perfuração 8 opera no furo de sondagem 16, a etiqueta 26 adquire informações indicativas de condições de fundo de poço (por exemplo, informações ambiental do furo de sondagem 16 e informação operacional da coluna de perfuração 8) e armazena as informações adquiridas na etiqueta 26.

[0062] No bloco 1004, em pelo menos algumas formas de realização,

Petição 870190077024, de 09/08/2019, pág. 23/43 / 32 a coluna de perfuração 8 permanece no furo de sondagem 16, e o leitor de etiquetas 28 é baixado para o interior da coluna de perfuração 8. A etiqueta 26 e o leitor de etiquetas 28 incluem transceptores indutivos de comprimento de onda longo que permitem que a etiqueta 26 e o leitor de etiquetas 28 se comuniquem, através da parede do componente de coluna de perfuração a que a etiqueta 26 é afixada. O leitor de etiquetas 28 é conectado a uma instalação de superfície 44 por um cabo 42, que a instalação de superfície 44 usa para controlar o percurso do leitor de etiquetas 28 através da coluna de perfuração 8. Em algumas formas de realização, a instalação de superfície44 fornece alimentação de energia para o leitor de etiquetas 28 via condutores de potência incluídos no cabo 42.

[0063] Em outras formas de realização, o leitor de etiquetas 28 é portátil e movido manualmente em uma faixa de comunicação da etiqueta 26 fora do furo de sondagem 16. Em ainda outra forma de realização, o leitor de etiquetas 28 é disposto sobre a plataforma de perfuração 2 e as etiquetas 26 movem-se na faixa de comunicação do leitor 28 à medida que a coluna de perfuração 8 move-se para dentro ou para fora do furo de sondagem 16.

[0064] No bloco 1006, à medida que o leitor de etiquetas 28 move-se através do interior da coluna de perfuração 8, o leitor de etiquetas 1006 detecta a etiqueta 26. A detecção pode incluir identificar a presença de uma transmissão |da etiqueta 26 à medida que o leitor de etiquetas 28 move-se para dentro da faixa de comunicação da etiqueta 26.

[0065] No bloco 1008, o leitor de etiquetas 28 estabelece comunicação com a etiqueta 26. Em algumas formas de realização, estabelecer comunicação inclui trocar de informações de endereçamento e/ou de protocolo usadas para dirigir e transferir informação entre o etiqueta 26 e o leitor de etiquetas 28.

[0066] No bloco 1010, o leitor de etiquetas 28 recupera a informação indicativa de condições de fundo de poço armazenada na etiqueta 26. A

Petição 870190077024, de 09/08/2019, pág. 24/43 / 32 informação pode incluir, por exemplo, um registro de temperatura e/ou pressão do furo de sondagem e/ou tensões experimentadas pelo componente coluna de perfuração a que a etiqueta 26 é afixada. Como mencionado acima, a etiqueta 26 e o leitor de etiquetas 28 usam transmissão indutiva de comprimento de onda longo para comunicar através da parede da coluna de perfuração 8.

[0067] No bloco 1012, o leitor de etiquetas 28, fornece a informação recuperada para uma instalação de superfície 44 para análise. Em algumas formas de realização, o leitor de etiquetas 28 transmite a informação para a instalação de superfície 44 via condutores de dados incluídos no cabo 42. Em algumas formas de realização, as informações são armazenadas no leitor de etiquetas 28 e recuperadas pela instalação de superfície44, após o leitor de etiquetas 26 ser extraído da coluna de ferramentas 8.

[0068] No bloco 1014, o leitor de etiquetas 28 recuperou as informações armazenadas na etiqueta 26 e envia uma mensagem para a etiqueta, que faz com que a etiqueta inicialize (por exemplo, preparar-se para adquirir e armazenar informação adicional). A inicialização pode incluir memória de apagamento usada para armazenar informações indicativas de informações de fundo de poço, e/ou redefinir apontadores ou índices que indicam onde a informação recém-adquirida deve ser armazenada e/ou ajustar o relógio da etiqueta 26, etc.

[0069] A Figura 11 mostra um diagrama de fluxo de um método para armazenar informação em uma etiqueta no poço, de acordo com várias formas de realização. Embora representadas sequencialmente por uma questão de conveniência, pelo menos, algumas das ações mostradas podem ser executadas em uma ordem diferente e/ou executadas em paralelo. Adicionalmente, algumas formas de realização podem executar apenas algumas das ações mostradas. Em algumas formas de realização, as operações da Figura 11, bem como outras operações aqui descritas, podem ser

Petição 870190077024, de 09/08/2019, pág. 25/43 / 32 implementadas como instruções armazenadas em um meio legível em computador (por exemplo, o armazenador 404) e executadas por um ou mais processadores (por exemplo, o processador 402).

[0070] No bloco 1102, uma etiqueta de fundo de poço 26 é afixada a um componente de uma coluna de perfuração 8 e está adquirindo dados de fundo de poço via os sensores 406. Mais especificamente, a etiqueta 26 está adquirindo dados de aceleração a partir de transdutor(es) de aceleração 408. Os transdutores de aceleração 408 podem ser configurados para medir a aceleração ao longo de eixos múltiplos do componente da coluna de perfuração. Por exemplo, os acelerômetros 408 pode medir a aceleração axial e radial do componente de coluna de perfuração a que a etiqueta 26 é afixada. Embora as operações seguintes seja, dirigidas para adquirir e armazenar informação de aceleração, os especialistas a técnica vão .compreender que a etiqueta 26 pode incluir outros transdutores (por exemplo, de temperatura 410, de pressão 412, etc.) e pelo menos, algumas das operações descritas são igualmente aplicáveis a adquirir e armazenar informação proveniente de outros transdutores incluídos na etiqueta 26.

[0071] No bloco 1104, a etiqueta 26 determina o grau e direção da aceleração detectada pelos acelerômetros 408. Algumas formas de realização da etiquetas 26 classificam e armazenam dados de aceleração de acordo com os determinados grau e direção da aceleração detectada.

[0072] No bloco 1106, a etiqueta compara os dados de aceleração com limiares predeterminados. Os limiares podem corresponder a graus de aceleração considerados como indicando que o componente da coluna de perfuração foi posto em uso e/ou em várias faixas predeterminadas de aceleração selecionadas para uso na sumarização das medições de aceleração. Diferentes limiares podem ser estabelecidos para aceleração em diferentes direções.

[0073] No bloco 1108, a etiqueta 26 determina se o componente de

Petição 870190077024, de 09/08/2019, pág. 26/43 / 32 coluna de perfuração a que a etiqueta 26 é afixada já está em uso. Tal determinação pode ser feita testando uma sinalização ou valor armazenado na etiqueta 26, que é definido com base na determinação de que uma medição de aceleração comparada com um limiar de uso indica que o componente fez a transição de desuso para uso.

[0074] Se o componente de coluna de perfuração ainda não está em uso, então, no bloco 1110, a etiqueta 26 determina se a aceleração detectada excede o limiar de início de uso predeterminado. Se a aceleração detectada excede o limiar de início, então a etiqueta 26 ajusta o tempo de início de uso armazenado no bloco 1112. Em algumas formas de realização, ajustar o tempo de início de uso inclui ajustar uma localização de memória de tempo de início da etiqueta 26 para um horário atual mantido por um relógio na etiqueta 26. Ajustar o tempo de início indica que o componente de coluna de perfuração foi posto em uso.

[0075] Se o componente de coluna de perfuração está em uso, então, no bloco 1114, a etiqueta 26 determina em qual de uma pluralidade de faixas ou intervalos predeterminados de acelerações, a aceleração detectada cai. A determinação de intervalo pode ser baseada na comparação de limiar de bloco 1106, em que valores de limiar definem os intervalos (por exemplo, um par de valores de limiar define cada intervalo).

[0076] No bloco 1116, um valor armazenado na etiqueta 26 indicando um número de acelerações detectadas correspondendo à faixa de aceleração (ou seja, o intervalo) da aceleração detectada é atualizado (por exemplo, incrementado). Em algumas formas de realização, um valor de tempo de uso final armazenado também é atualizado. Por exemplo, o valor de memória de tempo final pode ser ajustado de acordo com um relógio mantido na etiqueta 26. O valor do tempo final pode ser atualizado com base na aceleração detectada excedendo um valor de limiar de uso continuado pré-determinado. O valor limiar de uso continuado pode ser inferior ou igual ao valor limiar

Petição 870190077024, de 09/08/2019, pág. 27/43 / 32 usado para determinar se o componente sofreu transição de desuso para uso. [0077] No bloco 1118, a etiqueta 26 transmite aceleração adquirida e/ou informação de uso e/ou de outro sensor para um leitor de etiquetas 28. Em algumas formas de realização, o leitor de etiquetas pode atravessar o interior da coluna de perfuração para coletar sem fios informações provenientes da etiqueta 26. Em outras formas de realização, o leitor 28 pode ser disposto sobre a plataforma de perfuração 2 para recuperar sem fios informação proveniente da etiqueta 26, à medida que a coluna de perfuração 8 é removida do furo de sondagem 8.

[0078] No bloco 1120, a etiqueta 26 é inicializada pelo leitor 28 após a etiqueta 26 ter transferido medições de sensor, informações de uso, etc., para o leitor 28. A inicialização prepara a etiqueta 26 para coletar informações adicionais.

[0079] A Figura 12 mostra um sistema para adquirir informação relacionada com um ativo de fundo de poço, de acordo com várias formas de realização. O sistema inclui um ativo de fundo de poço (por exemplo, o tubo de perfuração 18), um leitor de etiquetas 28 portátil, e um ou mais instrumentos de medição 1212. Como explicado acima, o leitor de etiquetas 28 é configurado para recuperar sem fios informação armazenada na etiqueta 26, que pode incluir informação relacionada com uso do tubo de perfuração 18, tal como tempo de uso, tempo de rotação, número de rotações, acelerações, e tensões encontradas pelo tubo de perfuração 18.

[0080] Uma variedade de outros instrumentos 1212 pode também ser usada para recolher informação relacionada com a condição física do tubo de perfuração 18. Em algumas formas de realização, tais instrumentos incluem um transceptor sem fios (por exemplo, um IEEE 802.11, transceptor Bluetooth, etc.) para transmitir sem fios medições ou outra informação de condições físicas do tubo de perfuração para o leitor 28 ou outro dispositivo de coleta local 2 da plataforma (por exemplo, um ponto de acesso a rede).

Petição 870190077024, de 09/08/2019, pág. 28/43 / 32 [0081] Os instrumentos 1212 podem incluir um medidor de diâmetro interno 1202, um medidor de conicidade de rosca 1204, um medidor de profundidade de rosca 1206, um medidor de esticamento de rosca 1208, e/ou um calibre 1210 para medir o diâmetro interno e/ou externo do ativo. Como explicado acima, algumas formas de realização dos instrumentos 1212 transmitem sem fios medições (por exemplo, quando um operador determina que a medição está completa) para o leitor 28 e/ou outro destino, melhorando assim a velocidade e precisão da aquisição de medição.

[0082] Formas de realização o leitor de etiqueta 28 incluem um transceptor sem fios 512 (por exemplo, um IEEE 802.1 1, transceptor Bluetooth, etc.) configurado para receber informações de medição transmitidas pelos instrumentos 1212. O leitor de etiquetas 28 pode usar o transceptor 512 (ou um outro transceptor incluído no leitor 28) para transmitir informação de condição física do ativo recebida a partir dos instrumentos 1212 e informação da etiqueta recuperada a partir da etiqueta 26 para um sistema de armazenamento de dados local e/ou remoto via, por exemplo, um ponto de acesso à rede. Em algumas formas de realização, o leitor de etiquetas 28 armazena a informação de medição física do tubo de perfuração 18 no armazenador 504 e transmite a informação com base na instrução do operador, ou automaticamente (sem instrução do operador).

[0083] A Figura 13 mostra um diagrama de blocos de um sistema 1300 para processar informação relacionada com um ativo de fundo de poço, de acordo com várias formas de realização. O sistema inclui um leitor de etiquetas 28, uma rede 1306, uma interface de equipamento de perfuração 1302, um centro de dados remoto 1304, e bases de dados no equipamento de perfuração e remota 1312, 1314. O leitor de etiquetas 28 pode ser, por exemplo, portátil, disposto sobre a plataforma de perfuração 2, ou no interior da coluna de perfuração 8. A informação relacionada com um ativo de fundo de poço (isto é, um componente de coluna de perfuração), tal como o tubo de

Petição 870190077024, de 09/08/2019, pág. 29/43 / 32 perfuração 18, é armazenada no leitor de etiquetas 28. A informação pode incluir o uso do componente da coluna de perfuração e/ou informação do furo de sondagem recuperada a partir de uma etiqueta 26, e/ou informação física do componente de coluna de perfuração fornecida a partir dos instrumentos 1212.

[0084] O leitor de etiquetas 28 pode transmitir a informação via a rede 1306. A rede 1306 pode compreender qualquer disposição de ligação em rede de computador disponível, por exemplo, qualquer uma ou uma combinação de uma rede de área local (LAN), uma rede de área ampliada (WAN), uma rede de área metropolitana (MAN), a Internet, etc., ou pode compreender uma rede privada. Além disso, a rede 120 pode compreender qualquer uma de uma variedade de tecnologias de ligação em rede, por exemplo, técnicas com fios, sem fios, ou óptica podem ser empregadas. Por conseguinte, os componentes do sistema 1300 não estão restritos a qualquer localidade ou proximidade particular com o leitor de etiquetas 28.

[0085] A interface do equipamento de perfuração 1302 pode armazenar, processar e/ou exibir informação relacionada com o uso do componente de coluna de perfuração e parâmetros físicos fornecidos pelo leitor de etiquetas 28, entrada manual, e/ou outras fontes. A interface de equipamento de perfuração 1302 pode armazenar no banco de dados do equipamento de perfuração 1312 (por exemplo, uma base de dados de relações ou orientada por objetos), informação do componente da coluna de perfuração, por exemplo, a partir do leitor de etiquetas 28 ou do centro de dados remoto 1304.

[0086] A interface do equipamento de perfuração 1302 pode transferir informação de ativo armazenada para o leitor de etiquetas 28 e/ou o centro de dados remoto 1304 via a rede 1306. Por exemplo, o leitor de etiquetas 28 (por exemplo, um leitor de etiquetas portátil) pode recuperar informação de identificação a partir da etiqueta 26 afixada a um componente de coluna de

Petição 870190077024, de 09/08/2019, pág. 30/43 / 32 perfuração, e fornecer a informação de identificação para a interface de equipamento de perfuração 1302. Com base na informação de identificação fornecida, a interface de equipamento de perfuração 1302 pode transferir informação de ativo armazenada (por exemplo, os parâmetros físicos, etc.) para o leitor de etiquetas 28, para armazenamento e/ou de exibição.

[0087] O centro de dados remoto 1304 fica distante da plataforma 2 e pode armazenar informações relacionadas a ativos de fundo de poço, tais como componentes da coluna de perfuração, que são ou foram usados em numerosas plataformas de perfuração diferentes. O centro de dados remoto 1304 pode armazenar tais informações na base de dados remota 1314 (por exemplo, uma base de dados de relações ou orientado por objetos). Assim, o centro de dados remoto 1304 pode armazenar dados adquiridos ao longo da vida de um ativo de fundo de poço para ativos usados em uma pluralidade de equipamentos de perfuração. Por exemplo, o centro de dados remoto 1304 pode armazenar informações de ativos para todos os ativos fornecidos a partir de um dado fabricante e/ou para os quais a informação é recebida a partir de uma interface de equipamento de perfuração 1302. Como explicado acima, esta informação pode ser transferida para o centro de dados remoto a partir da interface de equipamento de perfuração 1302 ou outra fonte, automaticamente e sem intervenção do operador. O centro de dados remoto 1304 pode fornecer uma interface com a rede mundial permitindo a um usuário acessar informações de ativos de fundo de poço via um navegador da rede mundial.

[0088] A interface equipamento de perfuração 1302 e/ou o centro de dados remoto 1304 podem processar as informações de ativo para determinar como a vida útil do ativo foi afetada pelas tensões a que o ativo tenha sido submetido. Como os componentes de uma coluna de perfuração estão sujeitos a diferentes níveis e tipos de tensão (por exemplo, devido ao peso e/ou à inclinação), os efeitos sobre cada componente de coluna de perfuração são determinados individualmente. Com base em tal determinação, o uso do ativo

Petição 870190077024, de 09/08/2019, pág. 31/43 / 32 (por exemplo, a posição do ativo na coluna de perfuração 8) pode ser planejado para otimizar a vida útil do ativo.

[0089] A interface de equipamento de perfuração 1302 e o centro de dados remoto 1304 podem ser implementados usando um ou mais computadores, como são conhecidos na arte. Por exemplo, computadores desktop, computadores tipo notebooks, computadores servidores, etc., podem ser usados. Esses computadores geralmente incluem um ou mais processadores, um dispositivo de visualização , e um dispositivo de entrada, um .dispositivo de armazenamento, dispositivos de entrada/saída, etc. As bases de dados 1312, 1314 podem ser bases de dados, como conhecidas na arte (por exemplo, de relações, orientada a objetos, etc.) locais ou remotas da interface de equipamento de perfuração 1302 ou do centro de dados remoto 1304.

[0090] A Figura 14 mostra um diagrama de fluxo de um método para processar informação relacionada com um ativo no poço, de acordo com várias formas de realização. Embora representadas sequencialmente por uma questão de conveniência, pelo menos, algumas das ações mostradas podem ser executadas em uma ordem diferente e/ou executadas em paralelo. Adicionalmente, algumas formas de realização podem executar realizar apenas algumas das ações mostradas. Em algumas formas de realização, as operações da Figura 14 podem ser implementadas como um ou mais computadores executando instruções armazenadas em um meio legível por computador.

[0091] No bloco 1402, um instrumento de medição 1212 adquire e transmite informação relacionada com parâmetros físicos do ativo de fundo de poço (por exemplo, informação dimensional) para uma instalação local na plataforma 2, tal como a interface de equipamento de perfuração 1302. O ativo de fundo de poço pode ser, por exemplo, um tubo de perfuração 18. Em algumas formas de realização, a informação é inicialmente transmitida para

Petição 870190077024, de 09/08/2019, pág. 32/43 / 32 um leitor de etiquetas 28, e em seguida transmitida a partir do leitor de etiquetas 28 para a instalação local. A instalação local pode armazenar, processar e/ou exibir a informação.

[0092] No bloco 1404, um leitor de etiquetas 28 recupera informação de uso (por exemplo, sumários de aceleração) e/ou informações de furo de sondagem (por exemplo, temperatura pressão, , etc.) a partir de uma etiqueta 26 afixada a um ativo de fundo de poço. O leitor de etiquetas 28 pode ser portátil, montado na plataforma 2, ou dentro da coluna de perfuração 8. O leitor de etiquetas 28 transmite a informação para a instalação local. A instalação local pode armazenar, processar e/ou exibir a informação.

[0093] No bloco 1406, a instalação local pode transmitir informações de uso do ativo de fundo de poço e físicas e/ou as informações de furo para um centro de dados remoto 1304. O centro de dados remoto 1304 pode incluir uma base de dados para armazenamento de informações de ativo.

[0094] No bloco 1408, o centro de dados remoto 1304 e/ou a instalação local podem analisar informações referentes a um ativo de fundo de poço dado e determinar a condição do ativo. A análise pode considerar a informação de uso recuperada a partir da etiqueta 26, tal como o tempo de uso determinado, informação de rotação, informação de inclinação, informação de aceleração, tensões, pressão e temperatura à que o ativo tenha sido exposto. A análise também pode considerar a informação de medição, tais como alterações no diâmetro de ativo e/ou condição de rosca.

[0095] No bloco 1410, o centro de dados remoto 1304 pode transmitir informações cumulativas com respeito a um ativo de fundo de poço para a interface de equipamento de perfuração1302. A interface de equipamento de perfuração 1302 pode transmitir informações cumulativas com respeito a um ativo de fundo de poço para um leitor de etiquetas 28 portátil.

[0096] No bloco 1412, a informação cumulativa do ativo de fundo de poço, ou um subconjunto da informação cumulativa (por exemplo,

Petição 870190077024, de 09/08/2019, pág. 33/43 / 32 informação relacionada com um uso de um dado ativo durante um período de tempo prescrito) é exibido. A exibição pode ser prevista , por exemplo, via uma interface da rede mundial executada por um navegador da rede mundial ou uma exibição do leitor de etiquetas portátil 28.

[0097] No bloco 1414, o uso do ativo é planejado com base nas informações de ativo cumulativas. Ao adquirir informações específicas para cada ativo de fundo do poço, ao invés de apenas informações gerais para a coluna de perfuração 8, tensões singulares para cada ativo podem ser identificadas, e usando o conhecimento de diferentes tensões encontradas por cada ativo, a vida útil de cada ativo pode ser maximizada.

[0098] A Figura 15 mostra um visor 1500 de informação relacionada com um ativo de fundo de poço incorporado em uma coluna de perfuração 8 de acordo com varias formas de realização. Em algumas formas de realização, a interface de equipamento de perfuração 1302 é configurada para fornecer o visor 1500. O visor 1500 inclui uma representação 1508 do furo de sondagem 16 e/ou da coluna de perfuração 8. Uma porção 1502 da coluna de perfuração 8 pode ser selecionada para exibição ainda mais ampliada 1504. Um dado componente 1506 da porção 1504 da coluna de perfuração 8 pode ser ainda adicionalmente selecionado. Informações específicas do componente selecionado 1506 são ainda exibidas 1510.

[0099] Botões 1512-1518 permitem que um operador controle o tipo de informação no visor 1510. Por exemplo, o botão 1512 pode fornecer a exibição de informação dimensional de ativo (medida ou especificação), o botão 1514 pode fornecer a exibição de informação de tempo de operação para o ativo selecionado 1506, o botão 1516 pode fornecer a exibição de gráficos relacionados com parâmetros operacionais do ativo 1506 (por exemplo, aceleração, temperatura, etc.), e o botão 1518 pode fornecer exibição de informações de ativo 1506 de propriedade.

[00100] A Figura 16 mostra um visor 1600 de informação de uso de

Petição 870190077024, de 09/08/2019, pág. 34/43 / 32 um ativo de fundo de poço, de acordo com várias formas de realização. O ativo de fundo de poço pode ser um dado componente da coluna de perfuração 8, tal como um tubo de perfuração 18. Em algumas formas de realização, cada linha 1618 do visor 1600 é indicativa de uma única excursão. O período de tempo relevante para o visor 1600 é mostrado no campo de 1602. As distribuições de velocidade e torque experimentadas pelo ativo são mostradas em forma de histograma nos campos 1604 e 1606, respectivamente.

[00101] Fadiga cumulativa, exibida no campo 1508, pode ser comutada com base na trajetória do ativo no furo de sondagem 16, torque e velocidade aplicados ao ativo, o peso sobre a broca de perfuração 14 e a taxa de penetração. Pelo menos algumas das informações usadas para fornecer os visores 1604-1608 podem ser fornecidas a partir da informação de uso recuperada a partir da etiqueta 26 afixada ao ativo.

[00102] Rotações cumulativos do ativo são exibidas no campo 1608. Horas de perfuração por rotação para o ativo são exibidas no campo 1612. Horas de perfuração por deslizamento são exibidas no campo 1614. Horas de excursão para o ativo são exibidas no campo 1616.

[00103] A Figura 17A mostra uma forma de realização adicional de um sistema 1700 para fornecer informação de tempo de uso de uma ferramenta de fundo de poço. O sistema 1700 inclui uma ferramenta de fundo de poço 1702 e uma tampa protetora de rosca 1704 acoplada rosqueadamente à ferramenta 1702. A ferramenta de fundo de poço 1702 pode ser um tubo de perfuração 18, a broca de perfuração 14, um componente de conjunto de orifício inferior (por exemplo, uma colar, uma ferramenta, um conector etc.), um componente da coluna de perfuração 8, ou qualquer componente que incorpora uma forma de rosca especificada pelo American Petroleum Institute. As roscas das ferramentas e componentes mencionados acima são protegidas contra dano por protetores de rosca, tais como a tampa 1704, quando não estiver em uso.

Petição 870190077024, de 09/08/2019, pág. 35/43 / 32 [00104] A tampa protetora de rosca 1704 inclui roscas para acoplamento com a ferramenta 1702, e inclui ainda uma antena 1710, uma bateria 1708, e uma etiqueta 1706. A etiqueta 1706 pode ser a etiqueta 26 descrita acima (ver Fig. 4), ou equivalente, em que a bateria 1708 serve como a bateria 422 para fornecer energia para a etiqueta 1706, e os sensores 406 inclui a antena 1710. A etiqueta 1706 é configurada para determinar se a tampa 1704 está acoplada à ferramenta 1702. Quando a etiqueta 26 detecta que a tampa 1704 está acoplado à ferramenta 1702, a etiqueta 1706 considera que a ferramenta não está em uso. Quando a etiqueta 26 detecta que a tampa 1704 não está acoplada à ferramenta 1702, a etiqueta 1706 considera a ferramenta em uso e registra valores de tempo indicativos do tempo de uso, no armazenador 404. Por exemplo, quando o etiqueta 1706 detecta que a tampa 1704 foi removido da ferramenta 1702, a etiqueta pode registrar um horário de início de uso. Posteriormente, quando a etiqueta 1706 detecta que a tampa 1704 foi re-instalado na ferramenta 1702, a etiqueta 1706 pode registrar um horário final de uso ou valor de duração do uso. A etiqueta 1706 pode registrar valores de intervalo de uso múltiplo, quando a tampa 1704 é removida e reinstalada sobre a ferramenta 1702 qualquer número de vezes durante um intervalo de extensão. A etiqueta 1706 é configurada para comunicar sem fios, os valores de tempo de uso registrados para um leitor de etiquetas 28. como aqui revelado. Os valores de tempo de uso podem ser transferidos a partir do leitor de etiquetas 28 a um sistema (por exemplo, uma base de dados), que monitora o uso da ferramenta.

[00105] A antena 1710 pode ser uma antena de laço, que em conjunto com os outros componentes da etiqueta 1706 (osciladores, filtros, amplificadores, detectores de frequência, etc.), forma um detector de proximidade. O detector de proximidade é configurado para detectar metal (por exemplo, a forma de rosca da ferramenta 1702) dispostos perto da antena 1710. A etiqueta 1706 é configurada para identificar a proximidade da

Petição 870190077024, de 09/08/2019, pág. 36/43 / 32 ferramenta 1702 via uma assinatura de detecção incluída na etiqueta 1706. Por exemplo, o detector de proximidade da etiqueta 1706 pode produzir uma frequência dentro de uma faixa predeterminada, quando a tampa 1704 é rosqueada na ferramenta 1702, e a etiqueta 1706 pode ser configurada para detectar oscilação dentro dessa faixa, assim, detectando se a tampa 1704 está rosqueada sobre a ferramenta 1702.

[00106] As Figuras 17A-C mostram uma forma de realização da tampa 1704 configurada para acoplar com as roscas de uma extremidade de pino da ferramenta 1702. Outras formas de realização da tampa 1704 são configuradas para acoplar às roscas da extremidade de caixa da ferramenta 1702.

[00107] Em um método exemplificativo de uso da ferramenta de rastreamento, a tampa 1704 é acoplada rosqueadamente com a ferramenta 1702, em uma instalação a partir de que a ferramenta 1702 é distribuída (por exemplo, uma instalação de arrendamento de ferramenta). Antes da ferramenta deixar a instalação para ser usada, quaisquer valores de tempo de uso armazenados na etiqueta 1706 são apagadas. O leitor de etiquetas 28 pode ser usado para apagar os valores de tempo de uso por comandos transmitidos sem fio a partir do leitor de etiquetas 28 para a etiqueta 1706. À medida que a ferramenta é usada no campo, a etiqueta 1706 registra o tempo de uso da ferramenta com base na detecção da remoção da tampa 1704 e re-fixação à ferramenta 1702, como explicado acima. Quando a tampa 1704, juntamente com a ferramenta de 1702, retorna para a instalação, o leitor de etiquetas 28 extrai sem fios os valores de tempo de uso armazenados a partir da etiqueta 1706. Os valores extraídos podem ser armazenados em um sistema de rastreamento de uso da ferramenta que, por exemplo, monitora a vida da ferramenta, em termos de tempo usado.

[00108] A discussão acima se destina a ser ilustrativa de várias formas de realização da presente invenção. Numerosas variações e modificações

Petição 870190077024, de 09/08/2019, pág. 37/43 / 32 serão evidentes para os especialistas na técnica uma vez que a descrição acima é totalmente apreciada. Pretende-se que as reivindicações seguintes sejam interpretadas como abarcando todas essas variações e modificações.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para usar etiquetas sem fio com equipamento de fundo de poço, caracterizado pelo fato de compreender:

abaixar um leitor de etiqueta (28) no interior de uma coluna de perfuração (8);

detectar uma aceleração de uma etiqueta (26, 912, 1706) compreendendo um acelerômetro (408) afixado no exterior de um componente (18, 902, 1702) de coluna de perfuração quando o leitor de etiqueta está dentro de uma proximidade predeterminada da etiqueta;

estabelecer uma comunicação bidirecional entre a etiqueta e o leitor de etiqueta;

determinar o grau e a direção da aceleração detectada da etiqueta;

determinar qual a faixa de aceleração de uma pluralidade de faixas de aceleração predeterminadas em que a aceleração detectada está dentro;

atualizar uma indicação de medições de aceleração detectadas dentro da faixa determinada de aceleração da pluralidade de faixas de aceleração predeterminadas;

determinar uma duração de uso, identificando um tempo em que o componente da coluna de perfuração é colocado em serviço como sendo um tempo em que a aceleração detectada excedeu um limiar de tempo de início predeterminado, e identificar um tempo em que o componente da coluna de perfuração é removido do serviço, como sendo um tempo em que a aceleração detectada excedeu pela última vez um limiar de tempo final predeterminado;

transferir informação armazenada na etiqueta para o leitor de etiqueta, através da parede da coluna de perfuração; e, transferir uma indicação de medições de aceleração, através de um link de comunicação, incluindo transmissão indutiva de comprimento de onda longo para uma instalação (44) que analisa operação do componente de coluna de perfuração.

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2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender atualizar uma indicação das medições de aceleração detectadas dentro da faixa de aceleração determinada para cada direção das medições de aceleração.
3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda comparar, periodicamente, a aceleração detectada para um limiar de uso continuado.
4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender determinar uma fadiga cumulativa com base em pelo menos em parte das medições de aceleração da etiqueta.
5. Sistema para usar etiquetas sem fio com equipamento de fundo de poço, caracterizado pelo fato de compreender:

uma etiqueta (26, 912, 1706) compreendendo:

um conjunto de acelerômetros (408) configurados para detectar aceleração da etiqueta ao longo de múltiplos eixos;

um processador (402) para processar medições de aceleração fornecidas pelo conjunto de acelerômetros, em que o processamento pelo processador compreende:

triar as medições de aceleração de acordo com a direção e grau de aceleração detectados pelo conjunto de acelerômetros;

definir um tempo de uso inicial baseado no fato da aceleração detectada exceder um limiar predeterminado após a inicialização da etiqueta; e, definir um tempo de uso final com base no fato da aceleração detectada exceder um limiar predeterminado e o tempo de início de uso ser definido; e uma memória (404) configurada para armazenar resultados de processamento do processador; e, um transceptor (418) configurado para comunicação sem fio;

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3 / 4 em que a etiqueta é configurada para fixação a uma superfície exterior de uma coluna de perfuração (8);

em que o tempo de uso inicial especifica um tempo no qual um componente de fundo poço (18, 902, 1702) ao qual a etiqueta é fixada é colocado em um serviço, e o tempo de uso final especifica um tempo no qual o componente de fundo poço no qual a etiqueta é fixada não está mais no serviço;

em que o transceptor é configurado para transferir as medições de aceleração através de um link de comunicação incluindo uma transmissão indutiva de comprimento de onda longa para uma instalação (44) que analisa a operação do componente de fundo de poço.
6. Sistema de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de compreender ainda um componente de coluna de perfuração configurado para fixação da etiqueta a uma superfície exterior do componente de coluna de perfuração.
7. Sistema de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a etiqueta compreende ainda um elemento de alinhamento (960) que indica uma orientação operacional da etiqueta sobre um componente de coluna de perfuração.
8. Sistema de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o processador (402) é para compara medições de aceleração a uma pluralidade de valores limiares a intervalos predeterminados, e para triar as medições de aceleração de acordo com a pluralidade de valores limiares.
9. Sistema de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o processador (402) é para incrementar um valor de aceleração armazenado representando uma faixa de aceleração entre dois dos valores limiares da pluralidade de valores limiares com base em uma comparação pelo processador (402), identificando uma das medições de aceleração entre os dois valores limiares.
10. Sistema de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo

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4 / 4 fato de que o transceptor (418) é configurado para operação bidirecional na faixa de comprimento de onda longo.
11. Sistema de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de compreender ainda uma tampa protetora de rosca (1704) acoplável por rosca ao componente de coluna de perfuração, a etiqueta posicionável na tampa protetora de rosca.
12. Sistema de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o componente do fundo do poço é um tubular (902) de perfuração de fundo do poço.
13. Sistema de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o processador (402) define o tempo de uso final com base na aceleração detectada que não excede um limiares de uso continuado.