BR112013002878A2 - sistema de comunicação sem fio para monitoramento de anéis de revestimento de poço subterrâneo - Google Patents

Abstract

sistema de comunicação sem fio para monitoramento de anéis de revestimento de poço subterrâneo. a presente invenção refere-se a um sistema de comunicação sem fio não invasivo para o monitoramento de parâmetros existentes dentro dos anéis de revestimento de um sistema subterrâneo de produção de hidrocarbonetos. o sistema subterrâneo de produção de hidrocarbonetos inclui um compartimento de cabeça de poço montado na extremidade superior de um poço e uma série de revestimento de poço concêntricos, que se estende desde o compartimento da cabeça do poço através do furo de poço, e os anéis de revestimento são formados entre os anéis sucessivos do compartimento de cabeça de poço e dos revestimentos de poço. o sistema de monitoramento compreende um pacote de interrogação que é adaptado para transmitir e receber de modo sem fio a nfm e/ou os sinais indutivos de pelo menos um pacote de detecção, que está localizado em um dos anéis de revestimento e adaptado para receber de modo sem fio os sinais de transmissão e de resposta sinais ao pacote de interrogação. a presente invenção refere-se um sistema para o monitoramento de forma não intrusiva e sem fio de pressão, de temperatura e/ou de outros parâmetros nos aneis de revestimento de um sistema subterrâneo de produção de hidrocarbonetos. mais especificamente, a invenção fornece um aparelho e um método para o monitoramento dos parâmetros no revestimento de anéis com o uso de um campo magnético próximo ou um sistema de comunicações através de parede indutivo para se comunicar com um ou mais pacotes de detecção localizados nos respectios anéis de revestimento. a pressão sustentada na cabeça do revestimento (scp) é um acúmulo de pressão dentro dos anéis de revestimento de um sistema subterrâneo de produção de hidrocarbonetos, que é unicamente devido às variações de temperatura. a necessidade de monitorar a scp foi identificada pelo serviço de gerenciamento de minerais (mms) do departamento dos estados unidos do interior. no entanto, esta exigência foi dispensada para certos sistemas subterrâneos de produção de hidrocarbonetos devido a outras proibições regulamentares contra penetrações de corpo em compartimentos de cabeça de poço de alta pressão. além das exigências regulatórias para o desenvolvimento de tecnologia para o monitoramento não invasivo de anéis de revestimento, os operadores estão interessados em tal monitoramento a fim de mitigar os riscos de pessoal, equipamento e disponibilidade do sistema, que podem ser causados por trabalhar no equipamento e disponibilidade do sistema, que podem ser causados por trabalhar no equipamento em uma condição de pressão desconhecida ou de incidentes, tais como colapso da tubulação de produção, devido à pressão no anel b, isto é, o anel de revestimento de produção. os operadores vivenciaram falhas em poços de alta temperatura e de não alta pressão ("hpht") devido à pressão excessiva no anel b, e os riscos de acúmulo de pressão no anel e danos subsequentes são mais agudos em poços de hpht devido à expansão térmica do fluido preso dentro dos anéis de revestimento. de acordo com a presente invenção, um sistema é fornecido para monitorar a pressão, a temperatura e/ou outros parâmetros dentro de um ou mais anéis de revestimento de poço subterrâneo de um sistema subterrâneo de produção de hidrocarbonetos sem penetrar fisicamente qualquer uma das barreiras de pressão. o sistema de monitoramento da presente invenção pode ser empregado com um sistema subterrâneo de produção de hidrocarbonetos que compreende um compartimento de cabeça de poço montado na extremidade superior de um poço, um número de revestimentos de poço concêntricos, que se estendem a partir do compartimento de cabeça do poço através do poço, incluindo um revestimento mais interno, através do qual um fluido de hidrocarboneto é produzido, e uma pluralidade de anéis de revestimento formados entre os anéis sucessivos de compartimento de cabeça de poço e dos revestimentos de poço. o sistema de monitoração compreende um pacote de interrogação que pode ser operado para transmitir de modo sem fio um sinal de interrogação, e pelo menos um pacote de detecção, que está localizado em um dos anéis de revestimento e que inclui pelo menos um sensor para detectar o parâmetro. o pacote de detecção pode ser operado de modo sem fio para receber o sinal de interrogação e, em resposta a isso, transmitir de modo sem fio um sinal de resposta para o pacote de interrogação que é indicativo do parâmetro detectado pelo sensor. o pacote de interrogação pode se comunicar com pelo menos um pacote de detecção com o uso, por exemplo, de indução magnética perto de campo (nfm) e/ou de sinais indutivos. em uma modalidade da invenção, o pacote de interrogação está localizado no exterior do compartimento de cabeça de poço e pelo menos pacote de detecção compreende um único pacote de detecção, que esta localizado em um dos anéis de revestimento. nesta modalidade, os sinais de interrogação e de resposta podem ser transmitidos diretamente entre o pacote de interrogação e do pacote de detecção. em outra modalidade da invenção, o pacote de interrogação está localizado no exterior do compartimento de cabeça de poço e pelo menos um pacote de detecção compreende um único pacote de sensor, que está situado em um dos anéis de revestimento. nesta modalidade, os sinais de interrogação e de resposta podem ser transmitidos entre o pacote de interrogação e de resposta podem ser transmitidos entre o pacote de interrogação e o pacote de detecção com o uso de uma técnica de técnica de transmissão de sinal de múltiplos saltos. de acordo com ainda outra modalidad da invenção, o pacote de interrogação está localizado dentro do revestimento mais interno e menos um pacote de detecção inclui um único pacote de detecção, que está localizado em um dos anéis de revestimento. nesta modalidade os sinais de interrogação e de resposta podem ser transmitidos diretamente entre o pacote de interrogação e o pacote de detecção. de acordo com ainda outra modalidade de invenção, o pacote de interrogação está localizado dentro do revestimento mais interno e pelo menos um pacote de detecção compreende uma pluralidade de pacotes de detecção, cada um dos quais está localizado em um anel de revestimento correspondente. nesta modalidade, os sinais de interrogação e de resposta podem ser transmitidios entre o pacote de interrogação e os pacotes de detecção com o uso de uma técnica de transmissão de sinal de múltiplos saltos.