BR112013012497B1 - unidade de fundo de poço sem fio e sistema de fundo de poço contento a dita unidade - Google Patents
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Abstract
UNIDADE DE FUNDO DE POÇO SEM FIO. A presente invenção refere-se a uma unidade de fundo de poço sem fio adaptada para ser baixada dentro de um poço em um revestimento tendo uma parede interna e um diâmetro interno. A unidade de fundo de poço sem fio compreende um motor elétrico, uma bomba, e meios de acionamento para possibilitar o movimento da unidade de fundo de poço sem fio dentro do revestimento, e pelo menos um pacote de baterias. A presente invenção ainda se refere a um sistema de fundo de poço.
Description
[0001] A presente invenção refere-se a uma unidade de fundo de POQO sem fio adaptada para ser abaixada em um POQO em um revesti- mento tendo uma parede interna e um diametro interno. A unidade de fundo de POQO sem fio compreende um motor eletrico, uma bomba, e meio de acionar para possibilitar movimento da unidade de fundo de POQO sem fio dentro do revestimento, e pelo menos um pacote de bateria. A presente INVENÇÃO refere-se ainda a um sistema de fundo de POQO.
[0002] Durante a produgao de oleo, pode se tornar necessario rea- lizar trabalho de manutengao em um POQO ou abrir um POQO de produQao. Tai trabalho de POQO e conhecido como intervengao no POQO. Um revestimento de produgao e disposto dentro do POQO e e fechado por uma cabeQa de POQO na sua extremidade superior. A cabeQa de POQO pode ser colocada em terra, em uma sonda de petroleo ou no fundo do mar.
[0003] A firn de abaixar e levantar a ferramenta para dentro e para fora do POQO e alimentar a ferramenta com eletricidade, a ferramenta e conectada a um cabo eletrico no seu topo, que e alimentado atraves da cabeQa do POQO. A firn de vedar o POQO enquanto realiza a operagao usando a ferramenta, o cabo de aQO passa atraves de uma segao de injegao de graxa de pressao alta e vedando elementos para vedar ao redor do cabo de ago.
[0004] A firn de lacrar ao redor do cabo eletrico, enquanto ele passa atraves da segao de injegao de graxa, a graxa de pressao alta sendo bombeada no espago anular que circunda para efetuar uma veda- pao dinamica a prova de pressao que e mantida durante a operapao injetando mais graxa como requerido. Um ligeiro vazamento de graxa e normal, e a adipao de graxa fresca possibilita a consistencia da ve- dapao ser mantida em um nivel eficaz. Dessa maneira, a graxa vaza da sepao de injepao de graxa para dentro do mar durante uma operapao de intervenpao, que nao e ambientalmente desejavel. Devido ao aumento da consciencia em relapao ao ambiente, existe uma necessidade de uma solupao mais ambientalmente correta.
[0005] E um objetivo da presente invenpao totalmente ou parcialmente superar as desvantagens e inconvenientes acima da tecnica anterior. Mais especificamente, e um objetivo prover uma ferramenta sem fio melhorada para operar dentro do popo sem o uso de um cabo ele- trico ou uma linha de forpa similar.
[0006] Os objetivos acima, junto com numerosos outros objetivos, vantagens e caractensticas, que se tornarao evidentes a partir da des- cripao abaixo, sao realizados por uma solupao de acordo com a presente invenpao por uma unidade de fundo de popo sem fio adaptada para ser descida para dentro de um popo em um revestimento tendo uma parede interna e um diametro interno, compreendendo:- um motor eletrico,- uma bomba,- meios de acionamento para permitir movimento da unidade de fundo de popo sem fio dentro do revestimento,- pelo menos um pacote de bateria compreendendo pelo menos uma bateria para energizar o motor eletrico acionando a bomba que aciona os meios de acionamento para mover a unidade ao longo da parede interna do revestimento, em que a unidade compreende um dispositivo expansivel tendo um centra e sendo expansivel a partir de um primeiro diametro para um segundo diametro, o dispositivo expan- sivel tem uma abertura no centra, e uma turbina e disposta em conexao fluida com a abertura para re-carregamento da bateria.
[0007] Em uma modalidade, parte da turbina pode ser disposta na abertura.
[0008] A dita turbina pode compreender um impulsor disposto em conexao fluida com a abertura para recarregamento da bateria.
[0009] Alem do mais, a turbina pode compreender um propulsor disposto em conexao fluida com a abertura para recarregar a bateria.
[00010] Alem disso, a turbina pode compreender um gerador girado por um eixo conectado com o impulsor ou propulsor da turbina.
[00011] Ainda, a turbina pode compreender uma engrenagem disposta entre o gerador e o eixo.
[00012] Em uma modalidade, o pacote de bateria pode compreender uma pluralidade de baterias e um prendedor de bateria para segu- rar as baterias.
[00013] A bateria pode ser recarregavel.
[00014] Alem disso, a bateria pode ser uma bateria de Iftio.
[00015] Adicionalmente, a bateria pode ser uma bateria de tensao alta de nominalmente pelo menos 3 volts.
[00016] Alem do mais, o prendedor de bateria pode ser feito de um material resistente ao calor.
[00017] O prendedor sendo feito de um material resistente ao calor garante que ele mantem sua forma a despeito da alta pressao e temperatura circundando a unidade de fundo de poqo, evitando que as baterias percam o contato eletrico com a ferramenta quando o prendedor muda a forma. O prendedor tambem protege as baterias desta temperatura alta e pressao. Usando baterias de alta tensao aumenta as me- didas de precaugao em relagao a seguranga.
[00018] O material resistente ao calor pode ser poliamida ou peek.
[00019] O pacote de bateria pode, alem disso, compreender um alo- jamento de bateria envolvendo o prendedor de bateria, formando es- pago longitudinal ate no meio, em que as baterias podem ser dispostas e conectadas em serie enquanto sao mantidas no lugar.
[00020] Por serem alojadas em um prendedor de bateria, as baterias sao mantidas firmemente no lugar, durante o bombeamento, permi- tindo o uso de baterias de alta tensao e ferramenta de fundo do pogo.
[00021] O alojamento da bateria pode ter um painel que pode ser aberto para inserir baterias no pacote de baterias.
[00022] Alem disso, o pacote de bateria pode compreender uma conexao de recarga para recarregar as baterias.
[00023] A conexao de recarga pode compreender uma unidade de indugao adjacente a uma unidade de indugao no pogo, por exemplo, uma cabega de pogo ou um lubrificador, para recarregamento e/ou transmissao e recepgao de dados e a partir de uma unidade de fundo de pogo sem fio.
[00024] Em uma modalidade, as baterias podem ser dispostas em filas no prendedor de bateria.
[00025] A disposigao das baterias em filas permite o uso de baterias mais convencionais e aumenta a seguranga devido ao fato de que se uma bateria explodir, somente uma fila de baterias sera destruida, mas as baterias em outras filas podem ainda funcionar e energizar a unidade sem fio.
[00026] Adicionalmente, os meios de acionamento podem ser ro- das.
[00027] Ainda, o segundo diametro pode ser menor do que o diametro interno do revestimento, formando um vao entre o dispositivo expansivel e o revestimento.
[00028] O vao pode ser 0,1-10 cm, preferivelmente 1-5 cm.
[00029] Em adigao, o dispositivo expansivel pode diminuir gradual- mente a partir do segundo diametro em diregao ao centra.
[00030] Alem do mais, uma turbina pode ser disposta na abertura para recarregamento da bateria.
[00031] Alem disso, o dispositivo expansivel pode tomar a forma de um para-quedas ou guarda-chuva.
[00032] Adicionalmente, o dispositivo expansivel pode ser disposto em uma extremidade da unidade.
[00033] Ainda, o dispositivo expansivel pode ser disposto a jusante do motor, e ele pode ser feito de polfmero.
[00034] Tambem, o dispositivo pode compreender um reforgo, e o reforgo pode ser uma grade.
[00035] O dispositivo pode compreender nervuras para manter a forma do dispositivo em sua condigao expandida.
[00036] A presente invenção alem do mais se refere a um sistema de fundo de pogo compreendendo um pogo tendo um revestimento e a unidade de fundo de pogo sem fio descrito acima.
[00037] A invenção e suas muitas vantagens serao descritas em mais detalhes abaixo com referencia aos desenhos esquematicos em anexo que, para propositos de ilustragao mostram algumas modalidades nao limitantes e em queFig. 1 mostra uma unidade de fundo de pogo sem fio,Fig. 2 mostra um pacote de bateria,Fig. 3 mostra outra modalidade do pacote de bateria,Fig. 4 mostra outra modalidade da unidade de fundo de pogo sem fio com um dispositivo expansivel em sua condigao expandida,Fig. 5 mostra a modalidade da Fig. 4 em sua condigao nao expandida,Fig. 6 mostra outra modalidade da unidade de fundo de pogo sem fio,Fig. 7 mostra a modalidade da Fig. 4 em sua condigao ex-pandida, eFig. 8 mostra a unidade de fundo de pogo sem fio em um pogo.
[00038] Todas as figuras sao altamente esquematicas e nao neces- sariamente para ampliar, e elas mostram somente aquelas partes que sao necessarias a firn de elucidar a invenção, outras partes sendo omi- tidas ou meramente sugeridas.
[00039] A Fig. 1 mostra uma unidade de fundo de pogo sem fio 1, 100 disposta dentro de um revestimento 3 em um pogo 2 no fundo do pogo. A unidade de fundo de pogo sem fio 1, 100 compreende uma unidade 15 de acionamento tendo meios de acionamento 7 na forma de rodas correndo ao longo da parede interna 4 do revestimento 3. A unidade de fundo de pogo sem fio 1, 100 e tipicamente usada para acionar uma ferramenta operacional no pogo 2 para realizar uma operagao, tai como abrir uma luva, medir uma temperatura e/ou pressao do fluido do pogo, fazer a perfilagem da condigao do revestimento em relagao a vazamentos, etc. A unidade de fundo de pogo sem fio 1, 100 e desse modo conectada uma ampla gama de ferramentas operacio- nais e algumas vezes diversas ferramentas ao mesmo tempo.
[00040] A firn de propelir a si mesmo ao longo da parede do revestimento, a unidade de fundo de pogo sem fio 1, 100 compreende rodas que sao acionadas por uma bomba 6 acionada por um motor eletrico 5. A unidade de fundo de pogo sem fio 1, 100 compreende um pacote de bateria 8 para energizar o motor eletrico 5, compreendendo uma pluralidade de baterias. O pacote de bateria 8 e disposto na parte da unidade de fundo de pogo sem fio 1, 100 que fica mais perto da cabe- ga do pogo 110, como mostrado na Fig. 8. Colocando o pacote de bateria 8 e, desse modo, as baterias na extremidade mais externa mais perto do topo do pogo 2, as baterias podem facilmente ser recarrega-das ou substituidas apenas inserindo na cabeQa do POQO.
[00041] As baterias sao dispostas em filas dentro de um alojamento envolvendo um prendedor de bateria 10, como indicado pelas linhas pontilhadas na Fig. 1. Como mostrado na Fig. 2, o prendedor e formado com ranhuras correspondendo a forma de baterias dispostas nas filas e conectadas em serie. O prendedor e feito de um material solido segurando as baterias no lugar enquanto as protege durante os movi- mentos. O prendedor pode ser feito de quaisquer materials solidos. O prendedor em envoivido pelo alojamento permite a possibilidade de usar baterias de litio, embora estas nao sejam normalmente apropria- das para uso no fundo do pogo devido a temperatura e pressao mais elevadas no pogo. Baterias de litio sao normalmente duas vezes tao eficazes quanto as outras baterias, o que aumenta o prolongamento do tempo da unidade sem fio permanecer no pogo antes dela ter as- cendido para recarregar ou trocar suas baterias. Alem do mais, o prendedor solido permite o uso de uma bateria de alta tensao de pelo menos 3 volts, preferivelmente pelo menos 5 volts, mais preferivelmen- te 10 volts. Usando baterias de alta tensao, mais operagbes que demandam energia podem ser realizadas.
[00042] O prendedor de bateria 10 e feito de material resistente ao calor aumentando a proteQao das baterias no pacote de baterias 8. O alojamento pode tambem ser feito de um material resistente ao calor protegendo as baterias da temperatura e pressao altas circundando o pacote de baterias 8. Usar baterias de alta tensao aumenta as medi- das de precaugao em relagao a seguranga. O material resistente ao calor pode ser poliamida ou peek
[00043] Como pode ser visto na Fig. 2, o prendedor tern tres ranhuras alongadas nas quais as baterias sao dispostas, conectadas em serie. As baterias sao inseridas no pegador a partir de uma extremidade do pacote de baterias e pode facilmente ser substituido quando a unidade tiver sido usada para realizar uma operapao de fundo do popo. A disposipao das baterias nas filas permite o uso de baterias mais convencionais e aumenta a seguranga devido ao fato de que se uma bateria explode somente uma fila de baterias sera destruida, mas as baterias em outras filas podem ainda funcionar e potencializar a unidade sem fio.
[00044] Na Fig. 2, o pacote de baterias 8 compreende um painel 12 que facilita a substituipao de baterias sem ser necessario desconectar a extremidade do pacote de baterias 8, como mostrado na Fig. 3. A Fig. 3 mostra o pacote de baterias 8 compreendendo uma conexao de recarga 13 para recarregamento de baterias enquanto ainda no popo. A conexao de recarga 13 compreende uma unidade de indupao adja- cente no popo 2, por exemplo, em uma cabepa de popo ou um lubrifi- cador, para recarregamento e/ou transmitir e receber dados para e a partir da unidade de fundo de popo sem fio.
[00045] Outra maneira de recarregar as baterias e mostrada na Fig. 4 em que a unidade de fundo de popo sem fio 1, 100 compreende um dispositivo expansivel 101 que e expandido a partir de um primeiro diametro Di para um segundo diametro D2. Quando o dispositivo expan-sivel esta na sua condipao expandida, um vao 103 es formado entre o dispositivo 101 e o revestimento 3, como mostrado na Fig. 7. O fluido de formagao e depois deixado fluir abrindo a valvula na cabeQa do po- QO, e devido ao dispositivo 101 expandido expansivel, o fluido de pressao alta da formapao e evitado de fluir livremente passando pela unidade de fundo de popo sem fio 1, 100. O dispositivo expansivel 101 tem um centra 102 e uma abertura 104 no centra 102. Um propulsor 106 de uma turbina 105 acionada por propulsor e disposto em um eixo 112 da turbina 105 na abertura 104, e 0 fluido, que e evitado de fluir passando o dispositivo expansivel 101, e forpada a passar atraves da abertura 104. Enquanto passa pela abertura 104, o fluido forpa o pro-pulsor 106 e o eixo rodarem e desta maneira recarregarem as baterias atraves de um gerador 114 na turbina convertendo a energia rotativa do eixo em eletricidade. O vao entre o dispositivo expansivel 101 e o revestimento 3 e 0,1-10 cm, preferivelmente 0,5-8 cm, mais preferivelmente 2-5 cm. Quando as baterias tiverem sido recarregadas, a valvula e fechada novamente.
[00046] O dispositivo expansivel 101 diminui gradualmente a partir do segundo diametro para o centra, a firn de dirigir o fluido para dentro da abertura 104. O dispositivo expansivel 101 e dobravel como um guarda-chuva ou um para-quedas, como mostrado na Fig. 5.
[00047] Na Fig. 6, um impulsor 111 da turbina 105 e disposto na abertura em vez do propulsor, para recarregamento da bateria 9. Os impulsores 111 sao acionados pelo fluido forgado a passar atraves da abertura e acionar o gerador 114 na turbina 105 atraves de um eixo 112 para converter a energia rotativa em eletricidade para recarregar as baterias. O dispositivo expansivel 101 e disposto em uma extremi- dade da unidade a jusante da bateria 9 e mais perto do topo do pogo ou na cabega do pogo 110. O dispositivo expansivel e feito de polime- ro reforgado por uma grade ou nervuras embutidas 107 para manter a forma do dispositivo em sua condigao expandida.
[00048] Em outra modalidade, o dispositivo expansivel 101 nao tern uma abertura, ou o propulsor 106 ou a turbina 105 podem ser inter- rompidos de tai maneira que o fluido pode nao mais passar atraves do centra do dispositivo expansivel 101. O dispositivo expansivel 101 po-de depois ser usado para mover a unidade sem fio para cima no pogo por meio do fluido pressurizado da formagao. Por este meio, a unidade de fundo de pogo sem fio 1, 100 e capaz de ascender sem ter qualquer pode deixado nas baterias desdobrando o dispositivo expansivel 101.
[00049] O dispositivo expansivel 101 pode ser projetado de uma maneira que faz a turbina 105 ou propulsor 106 girar, mas em que a unidade de fundo de pogo sem fio 1, 100 e ainda forgada para cima pela pressao do fluido de formagao. Por este meio, a unidade de fundo de pogo sem fio 1, 100 e recarregada, e quando a valvula tiver sido fe- chada e o fluido parar de fluir, a unidade de fundo de pogo sem fio 1, 100 pode recolher seus meios de acionamento e mover a jusante devido a gravidade.
[00050] Por fluido ou fluido de pogo quer dizer qualquer tipo de fluido que pode estar presente no fundo de pogo de pogos de petroleo ou gas, tais como gas natural, petroleo, lama de petroleo, oleo bruto, agua, etc. Por gas quer dizer qualquer tipo de composigao de gas pre-sente em um pogo, complexagao, ou orificio aberto, e por petroleo quer dizer qualquer tipo de composigao de oleo, tai como oleo bruto, um fluido contend© oleo, etc. Fluidos de gas, oleo e agua podem desse modo, todos compreender outros elementos ou substancias alem de gas, oleo, e/ou agua, respectivamente.
[00051] Por um revestimento se quer dizer qualquer tipo de tubo, tubagem, tubular, revestimento terminal, coluna etc. usados no fundo do pogo em relagao a produgao de oleo ou gas natural.
[00052] No evento em que a ferramenta nao pode ser submersa totalmente no revestimento, um trator de fundo de pogo pode ser usado para empurrar a ferramenta totalmente para dentro da posigao no pogo. Um trator de fundo de pogo e qualquer tipo de ferramenta de acio-namento capaz de empurrar ou puxar ferramentas em um fundo de pogo do pogo, tai como um Well Tractor®.
[00053] Em bora a invenção tenha sido descrita acima em conexao com modalidades preferidas da invenção, sera evidente para uma pessoa versada na tecnica que diversas modificagoes sao concebiveis sem se afastar da invenção como definido pelas reivindicagoes a se- guir.
Claims (16)
1. Unidade de fundo de popo sem fio (1, 100) adaptada para ser abaixada dentro de um popo (2) em um revestimento (3) tendo uma parede interna (4) e um diametro interno (Dc), compreendendo:um motor eletrico (5),uma bomba (6),meios de acionamento (7) para possibilitar o movimento da unidade de fundo de pogo sem fio dentro do revestimento,pelo menos um pacote de baterias (8) compreendendo pelo menos uma bateria (9) para potencializar o motor eletrico acionando a bomba que aciona os meios de acionamento para mover a unidade ao longo da parede interna do revestimento,caracterizada pelo fato de que a unidade compreende um dispositivo expansivel (101) tendo um centre (102) e sendo expansivel a partir de um primeiro diametro (Di) para um segundo diametro (D2), o dispositivo expansivel tendo uma abertura (104) no centra, e uma turbina (105) e disposta em conexao fluida com a abertura para recar- regar a bateria.
2. Unidade de fundo de pogo sem fio de acordo com reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o pacote de baterias compreende uma pluralidade de baterias e um prendedor de baterias (10) para prender as baterias.
3. Unidade de fundo de pogo sem fio de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a bateria e recarre- gavel.
4. Unidade de fundo de pogo sem fio de acordo com qualquer uma das reivindicaçoes 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a bateria e uma bateria de litio.
5. Unidade de fundo de pogo sem fio de acordo com qualquer uma das reivindicaçoes 1 a 4, caracterizada pelo fato de que abateria e uma bateria de alta tensao de pelo menos 3 volts.
6. Unidade de fundo de popo sem fio de acordo com qualquer uma das reivindicaçoes 1 a 5, caracterizada pelo fato de que o prendedor de bateria e feito de um material resistente ao calor.
7. Unidade de fundo de popo sem fio de acordo com reivindicaçoes 6, caracterizada pelo fato de que o material resistente ao calor e poliamida ou peek.
8. Unidade de fundo de popo sem fio de acordo com qualquer uma das reivindicaçoes 1 a 7, caracterizada pelo fato de que o pacote de baterias compreende um alojamento de bateria (11) envol- vendo o prendedor de baterias, formando um espapo longitudinal ate no meio, em que as baterias podem ser dispostas e conectadas em serie enquanto sendo mantida no lugar.
9. Unidade de fundo de popo sem fio de acordo com qualquer uma das reivindicaçoes 1 a 8, caracterizada pelo fato de que as baterias sao dispostas em filas no prendedor de bateria.
10. Unidade de fundo de popo sem fio de acordo com qualquer uma das reivindicaçoes 1 a 9, caracterizada pelo fato de que os meios de acionamento sao rodas.
11. Unidade de fundo de popo sem fio de acordo com qualquer uma das reivindicaçoes 1 a 10, caracterizada pelo fato de que o segundo diametro e menor do que o diametro interno do revestimento, formando um vao (103) entre o dispositivo expansivel e o revestimento.
12. Unidade de fundo de popo sem fio de acordo com a reivindicaçoes 11, caracterizada pelo fato de que o vao possui de 0,1 cm ate 10 cm.
13. Unidade de fundo de popo sem fio de acordo com qualquer uma das reivindicaçoes 1 a 12, caracterizada pelo fato de que o dispositivo expansivel diminui gradualmente do segundo diametro parao centra.
14. Unidade de fundo de poqo sem fio de acordo com qualquer uma das reivindicaçoes 1 a 13, caracterizada pelo fato de que o dispositivo expansivel e formado como um para-quedas ou um guarda- chuva.
15. Unidade de fundo de poqo sem fio de acordo com qualquer uma das reivindicaçoes 1 a 14, caracterizada pelo fato de que o dispositivo expansivel e disposto em uma extremidade da unidade.
16. Sistema de fundo de poqo compreendendo um poqo tendo um revestimento e caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma unidade de fundo de poqo sem fio como definida em qualquer uma das reivindicaçoes 1 a 15.
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