BR112013030610B1

BR112013030610B1 - sistema modular de controle para ferramenta de fundo de poço

Info

Publication number: BR112013030610B1
Application number: BR112013030610-6A
Authority: BR
Inventors: Paul Joseph; Luis E. Mendez; Ajeet G. Kamath
Original assignee: Baker Hughes Incorporated
Priority date: 2011-06-09
Filing date: 2012-04-25
Publication date: 2021-05-25
Also published as: WO2012170122A3; MY170853A; WO2012170122A2; GB201318930D0; GB2505102B; AU2012266905A1; NO20131456A1; BR112013030610A2; AU2012266905B2; NO346290B1; US20120312523A1; US8651173B2; GB2505102A

Abstract

SISTEMA MODULAR DE CONTROLE PARA FERRAMENTA DE FUNDO DE POÇO. A presente invenção referese a um sistema modular de controle que inclui um módulo de controle que pode ser ligado de maneira removível a um exterior de uma ferramenta de fundo de poço. Um dispositivo controlado, o dispositivo controlado proporcionando uma função para a ferramenta de fundo de poço. O dispositivo controlado, controlado por meio do módulo de controle.

Description

Referência Cruzada a Pedidos Relacionados

[0001] Este Pedido reivindica o benefício do pedido US número 13/156.764, depositado em 9 de junho de 2011, o qual é aqui com isto incorporado para referência em sua totalidade.

Antecedentes

[0002] Sistemas de completação na maior parte dos poços empre gam diversos tubos para constituir uma coluna de tubos para trazer o fluido de produção a partir do fundo de poço até a superfície ou fluidos de superfície até uma localização do fundo de poço. Para movimento de fluido desejado penetrar ou deixar o tubo a partir do ou para o anel entre um exterior do tubo e a parede da formação, no mínimo um dos tubos inclui uma válvula que pode ser atuada de forma hidráulica, pneumática, elétrica, mecânica, ou uma combinação delas, seja por meio de intervenção de superfície, ou por meio de sistemas inteligentes em um ambiente de fundo de poço ou furo de borda. Quando um sistema inteligente de fundo de poço é utilizado para controlar a válvula de maneira seletiva, a tubulação é dotada especialmente de canais de acesso ou outras modificações para incorporar o dispositivo de controle inteligente e suas conexões necessárias, resultando em custo aumentado da coluna.

Breve Descrição

[0003] Um sistema modular de controle inclui um módulo de con trole que pode ser ligado de maneira removível a um exterior de uma ferramenta de fundo de poço, e a um dispositivo controlado, o dispositivo controlado fornecendo uma função para a ferramenta de fundo de poço, o dispositivo controlado, controlado por meio do módulo de controle.

[0004] Um sistema de controle modular inclui um módulo de con trole que pode ser ligado de maneira removível a um exterior de uma ferramenta de fundo de poço, e uma vedação elástica em concha que inclui um elemento tubular dividido ao longo de sua parede, substancialmente a partir de uma extremidade longitudinal até outra extremidade longitudinal, e tendo uma abertura que se estende longitudinalmente, dimensionada para acomodar o módulo de controle e ferramenta de fundo de poço.

Breve Descrição dos Desenhos

[0005] As descrições que seguem não deveriam ser consideradas de forma alguma limitantes. Com referência aos desenhos que acompanham, elementos iguais são numerados e iguais: a figura 1 delineia uma vista em perspectiva de uma modalidade tomada como exemplo de um conjunto de controle de escoamento inteligente ligado a uma coluna de tubulação; a figura 2 delineia uma vista em perspectiva parcialmente explodida do conjunto de controle de escoamento inteligente da figura 1; a figura 3 delineia uma vista em perspectiva do conjunto de controle de escoamento inteligente da figura 1, que inclui uma modalidade tomada como exemplo de uma vedação elástica em concha; a figura 4 delineia uma vista em planta frontal do conjunto de controle de escoamento inteligente e da vedação elástica em concha da figura 3; a figura 5 delineia uma vista em perspectiva explodida do conjunto de controle de escoamento inteligente e vedação elástica em concha da figura 3; a figura 6 delineia uma vista em perspectiva do conjunto de controle de escoamento inteligente da figura 1, que inclui outra modalidade tomada como exemplo de uma vedação elástica em concha; a figura 7 delineia uma vista em perspectiva parcialmente explodida do conjunto de controle de escoamento inteligente que inclui a vedação elástica em concha da figura 6; a figura 8A delineia uma vista em perspectiva de uma modalidade tomada como exemplo de uma vedação elástica em concha; a figura 8B delineia uma vista em perspectiva de uma modalidade tomada como exemplo de uma barra metálica que pode ser inserida na vedação elástica em concha da figura 8A; a figura 9A delineia uma vista em planta lateral da vedação elástica em concha da figura 8A; a figura 9B delineia uma vista em planta lateral da vedação elástica em concha da figura 8A em uma configuração parcialmente expandida; e as figuras 10A-10E delineiam uma vista em planta lateral de dois controles de zona e sistema de isolamento que empregam um enfardador enfardador que incha para furo.

Descrição Detalhada

[0006] Uma descrição detalhada para uma ou mais modalidades do aparelho divulgado e método é aqui apresentada à guisa de exemplificação e não limitação, com referência às figuras.

[0007] Com referência às figuras 1 e 2, em uma modalidade toma da como exemplo, um sistema modular de controle inclui um dispositivo de controle de escoamento inteligente de baixo custo 10 que é fornecido para uma ferramenta de fundo de poço, tal como uma coluna de tubulação de produção 12, daqui em diante "coluna", para atuar uma válvula em uma tubulação 14 para trazer o fluido de produção a partir do fundo de poço para a superfície, por exemplo. A coluna 12 pode ser formada de diversos tubos 14 e passada dentro de um furo de sondagem. A tubulação 14 pode incluir uma conexão em cada extremidade respectiva, para conectar com tubulação adjacente 14, tal como por meio de roscas em um acoplamento de tubo 16, de modo que o tubo 14 pode ser interconectado. Em uma modalidade tomada como exemplo desta invenção, o tubo 14 pode ser qualquer tubo disponível comercialmente conhecido 14, e não precisa ser projetado especialmente para incorporar o dispositivo de controle de escoamento inteligente de baixo custo 10. Como é bem conhecido na indústria, o furo de sondagem tem uma parede de formação e um anel é formado entre uma superfície exterior da coluna 12 e a parede de formação, ou entre uma superfície exterior da coluna 12 e uma superfície interior de um envoltóriorevestimento(não mostrado) inserido no furo de sondagem.

[0008] Entre um par de tubos adjacentes 14, um acoplamento de tubo 16 pode ser arranjado. Os tubos 14 são conectados a ambos os lados do acoplamento de tubo 16 por meio de roscas. Esta conexão no acoplamento de tubo 16 é chamada uma junta de tubo. O acoplamento de tubo 16 inclui uma primeira extremidade 18 e uma segunda extremidade 20. O acoplamento de tubo 16 inclui uma abertura interior que quando arranjada com os tubos 14 pode compartilhar uma mesma linha de centro longitudinal da coluna 12. Adjacente à primeira extremidade 18 do acoplamento de tubo 15 o acoplamento de tubo 16 pode incluir uma primeira seção 22 que tem um primeiro diâmetro, e adjacenteà segunda extremidade 20 do acoplamento de tubo 16 o acoplamento de tubo 16 pode incluir uma segunda seção 24 que tem um segundo diâmetro menor do que o primeiro diâmetro. Ambas as seções 22, 24 podem ter um diâmetro maior que os tubos 14. Entre as primeira e segunda extremidades 18, 20 do acoplamento de tubo 16 uma seção de transição 26 pode ser formada, a qual transiciona a primeiraseção 22 para a segunda seção 24. Uma porta de entrada de fluido 28 é formada através do acoplamento de tubo 16, tal como através da seção de transição 26 que fornece entrada de fluido na coluna 12, embora o escoamento entre o interior da coluna 12 e um exterior da coluna 12 possa ser em qualquer direção tal como para o interior da coluna 12 para a entrada de fluidos de produção ou saída para o exterior da coluna 12 se a coluna de tubo 12 está distribuindo um solvente ou outros fluidos através da porta de entrada de fluido 28. Também uma abertura 30 pode ser fornecida através do acoplamento de tubo 16 para uma linha 32 (tal como um tubo ou um condutor de tubo encapsulado ("TEC") ou outro controle ou linha de monitoramento) tal como através da seção de transição 26. O acoplamento de tubo 16 pode também incluir canais que se estendem longitudinalmente 34, 36 dimensionados para acomodar blocos de abertura 38, como mostrado, por exemplo, na figura 7. Os blocos de abertura 38 podem incluir uma pluralidade de aberturas para fornecer canais de acesso para condutores ou quaisquer outras linhas que são necessárias para passar para o interior do furo de poço ao longo da coluna 12. Os blocos de abertura 38 podem se estender por todo o comprimento da coluna 12 ou qualquerporção necessária do mesmo.

[0009] O conjunto atuador e válvula 50 é fornecido adjacente à primeira extremidade 18 do acoplamento de tubo 17 para controlar a abertura ou fechamento da porta de entrada de fluido 28 no acoplamento de tubo 16 entre o anel e o interior da coluna 12. Porções do conjunto atuador e válvula 50 podem passar através de um interior do acoplamento de tubo 16 para interagir e controlar a porta de entrada de fluido 28. O conjunto atuador e válvula 50 pode ser posicionado em um exterior de um tubo 14 e pode incluir uma linha de centro longitudinal que é paralela, porém deslocada, da linha de centro longitudinal do tubo 14. O conjunto atuador e válvula 50 pode ser suportado adjacente a um tubo 14 por meio de suportes 52 e 54 que incluem uma abertura para acomodar nele o conjunto atuador e válvula 50, e uma superfície exterior encurvada em uma sua porção de fundo, para interfacear com uma superfície exterior encurvada do tubo 14. Os suportes 52, 54 po-demtambém suportar o conjunto atuador e válvula 50 a uma distância selecionada do tubo 14, de modo que o conjunto atuador e válvula 50 pode ser alinhado de maneira adequada entre o acoplamento de tubo 16 e um módulo de eletrônica 60 que será ainda mais descrito abaixo. A linha 32 pode se estender através da abertura 30 do acoplamento de tubo 16 e até o conjunto atuador e válvula 50. Alguém de talento ordinário na técnica irá apreciar que um conjunto válvula incluído no conjunto atuador e válvula 50 permite ou impede migração de fluido de ou para uma zona que circunda o acoplamento de tubo 16 ou a área adjacenteà coluna 12 onde o conjunto válvula está localizado. O conjunto atuador e válvula 50 inclui um atuador que pode ser conectado ao conjunto válvula para atuação do conjunto válvula. O conjunto válvula pode ser atuado pelo atuador por meio de um ou mais sistemas elétri-cos,hidráulicos, pneumáticos e mecânicos, ou por intervenção de superfície, ou por sistemas inteligentes em um ambiente de fundo de poço ou furo de borda. Em uma modalidade tomada como exemplo descrita aqui, o conjunto atuador e válvula 50 é atuado eletricamente utilizando um condutor encapsulado a partir da superfície e fixado em um módulo de controle, tal como um módulo de eletrônica 60.

[00010] O módulo de eletrônica 60 pode ser fornecido com compo-nentesajustáveis para controlar e maximizar a produção, onde os ajustamentos podem ser completados automaticamente ou por meio de intervenção de um operador, ou por meio de uma combinação deles. Embora o módulo de eletrônica 60 inclua eletrônica para controlar o dispositivo controlável, o módulo 60 pode incluir quaisquer elementosnecessários diferentes de eletrônica para controlar o dispositivo controlável. O módulo de eletrônica 60 é fixado ligado exteriormente ao tubo 14 ao invés de integrado dentro de um tubo 14, possibilitando assim ao dispositivo de controle de escoamento inteligente 10 ser utili- zado com tubo padrão 14 sem a necessidade de tubo especializado 14 que tem acomodações para eletrônica, condutores, conectores, etc. A linha 32 pode passar através do módulo de eletrônica 60, com o módulo de eletrônica 60 incluindo uma abertura para passar a linha 32 através de todo ele. O módulo de eletrônica 60 inclui uma carcaça 62 que tem uma primeira extremidade 64 e uma segunda extremidade 66. A carcaça 62 pode incluir uma superfície interior 68 conformada para circundar parcialmente e abraçar o tubo 14, e uma superfície exterior 70. A superfície interior 68 da carcaça 62 pode ter um raio de curvatura que corresponde substancialmente ao raio de curvatura de uma superfície exterior do tubo 14. A superfície exterior 70 pode também ser encurvada de modo a ajustar dentro do anel entre a coluna de tubo 12 e o furo de sondagem. A segunda extremidade 66 da carcaça 62 inclui uma parede 72 formada entre a superfície interior 68 e a superfície exterior 70 da carcaça 62. O conjunto atuador e válvula 50 pode ser conectadoà parede 72 na segunda extremidade 66 da carcaça 62, de tal modo que o conjunto atuador e válvula 50 é conectado entre a parede 72 na segunda extremidade 66 da carcaça 62 e uma parede na primeira extremidade 18 do acoplamento de tubo 16. A carcaça 62 pode incluirpainéis 74 na superfície exterior 70 para acessar componentes eletrônicos ou outros componentes dentro do módulo de eletrônica 60. A carcaça 62 do módulo de eletrônica 60 pode ainda incluir um primeiro lado 76 e um segundo lado 78 (figura 5). A carcaça 62 a partir do primeiro lado 76 até o segundo lado 78, circunda parcialmente o tubo 14 ao qual deve ser conectada, de tal modo que a carcaça 62 é facilmente ligada ao tubo 14 depois que a coluna 12 é montada.

[00011] Embora devesse estar dentro do escopo destas modalidades, conectar o módulo de eletrônica 60 ao tubo 14 em uma variedade de maneiras, em uma modalidade tomada como exemplo o módulo de eletrônica 60 é fixado sobre o tubo 14. No mínimo um grampo 80 po- de ser fornecido, o qual liga o primeiro lado 76 da carcaça 62 ao segundo lado 78 da carcaça 62, com isto fixando a carcaça 62 ao tubo 14. O grampo 80 inclui uma superfície interior encurvada dimensionada para acomodar parcialmente o tubo 14 nela quando ligado aos primeiro e segundo lados 76, 78 da carcaça. O grampo 80 inclui uma primeira extremidade 82 que pode ser ligada ao primeiro lado 76 da carcaça 62, e uma segunda extremidade 84 que pode ser ligada ao segundo lado 78 da carcaça 62. Em uma modalidade tomada como exemplo, a primeira extremidade 62 do grampo 80 pode ser ligada de maneira permanente e/ou de maneira pivotante à carcaça 62, enquanto a segunda extremidade 84 é removível da carcaça 62. Em uma mo-dalidade alternativa tomada como exemplo, ambas as extremidades 82, 84 do grampo 80 podem ser presas à carcaça 62 depois que a carcaça 62 está alinhada sobre uma seção desejada do tubo 14. O grampo 80 pode ser um grampo grande ligado à carcaça 62, ou diversos grampos 80 ligados à carcaça 62, onde o número e dimensão dos grampos 80 depende da dimensão da carcaça 62 do módulo de eletrônica 60. Os grampos 80 podem incluir ranhuras 86 sobre uma superfície exterior do mesmo para acomodar os blocos de abertura 38, caso em que os canais que se estendem longitudinalmente 34, 36 no acoplamento de tubo 16 e as ranhuras 86 sobre os grampos 80 são alinhados para acomodar e suportar os blocos de abertura 38 através de todo ele.

[00012] O módulo de eletrônica fixado 80 e o conjunto atuador e válvula 50 fornecem controle de escoamento inteligente para a coluna 12, fornecendo assim uma coluna de completação inteligente que utiliza uma coluna padrão 12. A coluna de completação inteligente pode incluir um ou mais dispositivos de controle inteligentes e um ou mais sensores para temperatura, pressão, vazão, composição química, e etc., para aprimorar a controlabilidade do controle de escoamento para dentro ou para fora da coluna 12. A coluna de completação inteligente dotada de um ou mais sensores relevantes, pode questionar fluido que entra quanto à composição e se não aceitável pode executar um programa em um processador de fundo de poço que pode ser armazenado no módulo de eletrônica 60 para determinar uma ação apropriada, e então tomar a ação tal como fechar a porta de entrada de fluido 28 utilizando o conjunto atuador e válvula 50. O módulo de eletrônica 60 pode incluir uma capacidade de comunicação para comunicação com uma localização remota que inclui, porém não limitada a, uma localização de superfície. Será entendido que ambos, comunicação e controle, podem ser realizados por condutor de fio, condutor de fibra ótica, de maneira acústica, linha hidráulica, ou sem fio, onde qualquer dos componentes associados pode ser incluído na carcaça 62 do módulo de eletrônica 60 e o condutor encapsulado pode incluir qualquer um dos necessários fio, linhas ou fibras.

[00013] Devido aos elementos do dispositivo de controle de escoamento inteligente 10 serem facilmente montados em tubo existente 14 de uma coluna 12, o dispositivo de controle de escoamento inteligente 10 descrito aqui, fornece uma alternativa de baixo custo para sistemas que são integrados dentro do tubo. Também devido ao sistema de ligação, o dispositivo de controle de escoamento 10 pode ser constituído no piso do equipamento enquanto fazendo o tubo 14 para o acoplamento de tubo 16. Para funcionalidades diferentes de controle de escoamento, tal como, porém não limitada a sensoriamento e similares, o módulo de eletrônica 60 ou outro módulo de controle, que tem a carcaça 62 e aspectos de segurança tais como grampos 80, pode ser preso à coluna 12 ou outra ferramenta de fundo de poço, fornecendo o dispositivo de controle de escoamento inteligente 10 com capacidades modulares. O módulo de eletrônica 60 funciona como um módulo de controle, e pode ser conectado a qualquer número de dispositivos con- trolados para utilização com uma ferramenta de fundo de poço, tal como a coluna 12 onde um dos dispositivos controlados pode incluir o conjunto atuador e válvula 50.

[00014] Voltando agora para as figuras 3-5, em outra modalidade tomada como exemplo, o dispositivo de controle de escoamento inteligente 10 é circundado por uma vedação elástica ou enfardadora para tornar o dispositivo em um dispositivo de combinação de enfardador e controle de escoamento. Em adição a fornecer uma função de vedação, o enfardador protege o dispositivo de controle de escoamento inteligente 10 de diversos choques e impactos experimentados dentro do furo de sondagem. Será entendido por alguém versado na técnica, que dispositivos para realizar a função de vedação dentro do anel são conhecidos em técnicas de fundo de poço, como "enfardadores" ou "vedações". Embora diversos enfardadores mecânicos e hidráulicos e/ou infláveis estejam dentro do escopo destas modalidades, em uma modalidade tomada como exemplo do enfardador , o enfardador pode ser instalado no tubo 14 e dispositivo de controle de escoamento inteligente 10 em um processo de montagem simples, tal como fornecendo uma vedação elástica em concha 100. A vedação elástica em concha 100 pode incluir elementos que incham ou de memória de forma 102 tal como elementos água, óleo borracha que incham com metano, por exemplo, ou elementos polímeros com memória de forma, por exemplo, fixados ou presos de outra maneira sobre o dispositivo de controle de escoamento inteligente 10. Elastômeros que incham com água e composições relacionadas podem ser utilizados para formar vedações que incham com água sobre o sistema para vedar o espaço anelar entre porções superior e inferior de profundidade do furo de sondagem. Enfardadores que utilizam tecnologia de inchamento de elastômero para fornecer uma barreira em envoltório/furo aberto e en- voltório/anéis de envoltório podem ter uma seção reativa a água, uma seção reativa a óleo, ou ambos. Uma seção reativa a água pode incluir partículas que absorvem água incorporadas em um polímero baseado em nitrila provado no campo. Estas partículas incham por meio de absorverágua, o que por sua vez expande a borracha, sem ser fisicamente absorvida na matriz de borracha, o que pode afetar propriedades de maneira adversa. Uma seção reativa a óleo pode utilizar polímerosolefínicos que absorvem hidrocarbonetos na matriz. Este processo pode ser uma tomada física do hidrocarboneto, que incha, lubrifica, e diminui a resistência mecânica da cadeia de polímero quando ela expande. Em uma modalidade tomada como exemplo, o elemento que pode inchar pode incluir uma composição como descrita no Pedido de Patente US número 20090084550, que é aqui com isto incorporada para referência em sua totalidade.

[00015] Em uma modalidade tomada como exemplo, a vedação elástica em concha 100 é dividida em seções longitudinais, de modo que ela pode ser facilmente instalada sobre o dispositivo de controle de escoamento inteligente 10 como necessário. Embora duas meias seções estejam ilustradas, seções longitudinais adicionais estão também dentro do escopo destas modalidades. A divisão longitudinal é inclusiva de qualquer divisão que se estende substancialmente a partir de uma extremidade longitudinal até outra extremidade longitudinal. Os elementos da vedação elástica em concha 102 podem ser fornecidos em seções longitudinais 106, 108 de um mandril 104 para suportar os elementos de vedação elástica em concha 102 sobre a coluna 12. Em uma modalidade tomada como exemplo, um primeiro mandril 106 é dimensionado para cobrir a carcaça 62 do módulo de eletrônica 60, o conjunto válvula e atuador 50 e uma metade superior da primeira seção 22 do acoplamento de tubo 16, enquanto um segundo mandril 108 é dimensionado para cobrir os grampos 80 e uma metade de fundo do acoplamento de tubo 16. O mandril 104 não precisa cobrir a seção de transição 26 do acoplamento de tubo 16 de modo que a porta de entrada de fluido 28 permanece acessível ao anel. Uma vez que a carcaça 62 e o conjunto atuador e válvula 50 e a metade superior da primeiraseção 22 do acoplamento de tubo 16 são mais espessas do que os grampos 80 e a metade de fundo do acoplamento de tubo 16, o primeiro mandril 106 pode incluir seções mais finas do que o segundo mandril 108. Primeira e segunda arestas do primeiro mandril 106 podem ser alinhadas com as primeira e segunda arestas do segundo mandril 108 para fornecer uma superfície tubular exterior substancialmente não interrompida e uniforme do mandril 104. Esta superfície tubular exterior do mandril 104 fornece uma superfície de base para os ele-mentos da vedação elástica em concha 102. Embora o mandril 104 possa ter um comprimento que se estende desde o acoplamento de tubo 16 até no mínimo a primeira extremidade 64 da carcaça 62, os elementos que incham 102 não precisam se estender pelo mesmo comprimento que o mandril 104. Em uma modalidade que inclui duas seções longitudinais dos elementos da vedação elástica em concha 102, um primeiro elemento 110 é colocado sobre o primeiro mandril 106 e um segundo elemento 112 é colocado sobre o segundo o mandril 108. Uma vez que os primeiro e segundo mandris 106 e 108 são dimensionados de maneira diferente, para acomodar o dispositivo de controle de escoamento inteligente 10, os primeiro e segundo elementos que podem inchar 110, 112 têm uma espessura substancialmente uniforme, embora espessuras variáveis estejam dentro do escopo destas modalidades. Para conectar o primeiro elemento 110 e primeiro mandril 106 ao segundo elemento 112 e segundo mandril 108, uma primeira aresta 114 do primeiro elemento 110 pode incluir aspectos de engatamento que engatam com aspectos de engatamento de uma primeira aresta 116 do segundo elemento 112, e uma segunda aresta 118 do primeiro elemento 110 pode engatar com aspectos de engata- mento de uma segunda aresta 120 do segundo elemento 112. Em uma modalidade tomada como exemplo, os aspectos de engatamento podem incluir linguetas 122 sobre uma aresta e aberturas dimensionadas de maneira correspondente 124 em uma aresta de engatamento, ou alternativamente lingueta e ranhuras, dentes que se engrenam, aspectos de encaixe, grampos, outros aspectos de travamento de estilo concha, e outros elementos de retenção. As seções longitudinais dos elementos de vedação elástica em concha 102 são inclusivos de quaisquer seções que se estendem substancialmente de uma extremidade longitudinal para outra extremidade longitudinal que incluem, porém não limitadas a fendas retas, encurvadas, helicoidais e denteadas.

[00016] Em outra modalidade tomada como exemplo da vedação elástica em concha 130 como mostrada nas figuras 6 e 7, ao invés de empregar o mandril 104, primeiro e segundo elementos de vedação elástica 132, 134 podem ser fornecidos para a coluna 12, os quais se estendem pelo comprimento aproximadamente desde o acoplamento de tubo 16 até a primeira extremidade 64 da carcaça 62 do módulo de eletrônica 60 para não apenas fornecer uma função de vedação, mas também proteger nele o dispositivo de controle de escoamento inteligente 10, embora diversos comprimentos estejam também dentro do escopo destas modalidades. Também uma vez que os primeiro e segundo mandris 106, 108 não são fornecidos para acomodar as diferentes espessuras do lado da carcaça do dispositivo de controle de escoamento 10 contra o lado dos grampos do dispositivo de controle de escoamento 10, o primeiro elemento de vedação elástica 132 pode incluir sessões mais finas do que o segundo elemento de vedação elástica 134. Primeira e segunda arestas 136, 138 do primeiro elemento 132 podem ser alinhadas com primeira e segunda arestas 140, 142 do segundo elemento 134, para fornecer uma superfície tubular exterior substancialmente não interrompida e uniforme para a vedação elás- tica em concha 130. Como na modalidade precedente, a primeira aresta 136 do primeiro elemento 132 pode engatar com aspectos de enga- tamento de uma primeira aresta 140 do segundo elemento 134 e uma segunda aresta 138 do primeiro elemento 132 pode engatar com aspectos de engatamento de uma segunda aresta 142 do segundo elemento 134 para prender a vedação elástica em concha 130 à coluna 12, envolvendo o dispositivo de controle de escoamento inteligente 10 nele. Ainda em outra modalidade tomada como exemplo, e adicionandoàs capacidades modulares da presente invenção, a vedação elástica em concha descrita aqui pode também ser utilizada para circundar um módulo de controle tal como um módulo de eletrônica 60, e presa a uma ferramenta de fundo de poço onde a ferramenta de fundo de poço pode ser uma coluna de tubulação 12 ou outra ferramenta onde o módulo de controle não precisa ser conectado ao conjunto atuador e válvula 50.

[00017] Uma modalidade tomada como exemplo de uma vedação elástica em concha 105 está mostrada nas figuras 8A, 8B, 9A e 9B, onde aspectos de engatamento de dentes de engrenamento são fornecidos ao longo de arestas de um elemento de memória de forma ou de inchamento 152. O elemento 152 é um elemento tubular dividido substancialmente desde uma extremidade longitudinal até outra extremidade longitudinal. Em uma modalidade tomada como exemplo, uma vez que o elemento 152 que inclui um elemento de borracha reativa ou polímero com memória de forma pode ser impresso com alguma flexibilidade ao invés de fornecer duas ou mais seções longitudinais de elementos, somente um elemento 152 é fornecido com um recorte ranhurado 154 que separa uma primeira aresta que se estende longitudinalmente 156 de uma segunda aresta que se estende longitu-dinalmente 158. O elemento 152 pode ser instalado na coluna 12 ou em qualquer outra ferramenta de fundo de poço separando a primeira aresta 156 da segunda aresta 158, circundando a ferramenta nela e liberando novamente o elemento 152 de modo que a primeira aresta 156 corresponda com a segunda aresta 158 uma vez que a ferramenta está circundada nela. Embora um arranjo particular de aspectos de engatamento esteja mostrado nas arestas 156, 158, estaria também dentro do escopo destas modalidades incluir aspectos de engatamento alternado tal como, porém não limitado a, linguetas e aberturas, dentes engrenados dimensionados e conformados de maneira diferente, etc. Um furo 160 adjacente a uma superfície interior 162 do elemento 152 tal como próximo a uma das primeira ou segunda arestas 156, 158 pode ser fornecido no elemento 152 para acomodar uma barra de metal chata 164 mostrada na figura 8B.

[00018] Embora vedações elásticas tenham sido descritas em combinação com o conjunto válvula 50, módulo de controle 60, e coluna de tubo 12, deveria ser entendido que as vedações elásticas descritas aqui poderiam também ser utilizadas em combinação com o módulo de controle 60 e um dispositivo controlável diferente, diferente de conjunto de válvula 50 em uma ferramenta de fundo de poço diferente da coluna de tubo 12.

[00019] Em outra modalidade tomada como exemplo, um segundo dispositivo de controle de escoamento, tal como um que inclui um segundo conjunto atuador e válvula e um segundo acoplamento de tubo, é conectado à primeira extremidade 64 do módulo de eletrônica 60 de modo que o primeiro dispositivo de controle de escoamento 50, 16 é atuado pelo mesmo módulo 60 como o segundo dispositivo de controle de escoamento. Quando existe um dispositivo de controle de escoamento em qualquer lado do módulo de eletrônica 60 então o arranjo de vedação elástica em estilo concha irá criar isolamento de duas zonas com um dispositivo de controle de escoamento em cada zona. Com referência às figuras 10A-10E, uma modalidade tomada como exemplo de duas zonas de controle e isolamento está mostrado empregando um enfardador que incha ou com memória de forma 200. Condutor de eletrônica 202, uma luva magnética, uma tela 206 e um equalizador 208, podem ser fornecidos em qualquer lado do enfardador 200. Será entendido que diversos dispositivos de controle de escoamento e vedações elásticas podem ser ainda fornecidos para a criação de mais do que duas colunas.

[00020] Assim, o sistema modular de controle descrito aqui inclui qualquer combinação de um módulo de controle, um dispositivo controlável, e uma vedação elástica para utilização com uma ferramenta de fundo de poço, e os componentes exatos do sistema podem ser determinados por meio da real ferramenta de fundo de poço, e sua utilização projetada. O sistema modular de controle fornece vantagem sobre ferramentas de fundo de poço da técnica precedente que já são equipadas para corresponder a uma utilização projetada e específica, uma vez que o sistema modular de controle é adequado para utilização com uma variedade de ferramentas de fundo de poço padrão, sem modificações caras a elas.

[00021] Embora a invenção tenha sido descrita com referência a uma modalidade ou modalidades tomadas como exemplo, será entendido por aqueles versados na técnica que diversas mudanças podem ser feitas, e equivalentes podem substituir elementos dela sem se afastar do escopo da invenção. Em adição, diversas modificações podem ser feitas para adaptar uma situação ou material específicos aos ensinamentos da invenção, sem se afastar de seu escopo essencial. Portanto, é projetado que a invenção não esteja limitada à modalidade específica divulgada como o melhor modo considerado para realizar esta invenção, mas que a invenção irá incluir todas as modalidades que caiam dentro do escopo das reivindicações. Também nos desenhos e na descrição foram divulgadas modalidades tomadas como exemplo da invenção, e embora termos específicos possam ter sido empregados, eles são, a menos que descrito de outra maneira, utilizados em um sentido genérico e descritivo apenas, e não para finalidades de limitação, o escopo da invenção, portanto, não estando assim limitado. Além disto, a utilização dos termos primeiro, segundo, etc. não indicam qualquer ordem ou importância, mas ao invés disso, os termos primeiro, segundo, etc. são utilizados para distinguir um elemento de outro. Além disto, a utilização dos termos o, um etc. não indica uma limitação de quantidade, mas, ao invés disto, indica a presença de no mínimo um do item referenciado.

Claims

1. Sistema de controle modular, caracterizado por compreender: um módulo de controle (60) acoplável de forma removível ao exterior de uma ferramenta de fundo de poço, a ferramenta de fundo de poço incluindo uma coluna de produção (12); um dispositivo controlado (10) que fornece uma função para a ferramenta de fundo de poço, o dispositivo controlado (10) incluindo um primeiro conjunto de válvulas (50) que controla uma abertura de fluxo entre o exterior da coluna de produção (12) e um interior da coluna de produção (12) e o dispositivo controlado (10) incluindo ainda um segundo conjunto de válvulas (50) conectado a e controlado pelo módulo de controle (60), o módulo de controle (60) posicionado entre os primeiro e segundo conjuntos de válvulas (50).

2. Sistema de controle modular, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda um conjunto de vedação universal de garra (100, 152) que inclui um elemento tubular que envolve o módulo de controle (60) e os primeiro e segundo conjuntos de válvulas (50) que isolam duas zonas com um dispositivo de controle de fluxo em cada zona.

3. Sistema de controle modular, caracterizado por compreender: um módulo de controle (60) acoplável de forma removível ao exterior de uma ferramenta de fundo de poço; um dispositivo controlado (10) que fornece uma função para a ferramenta de fundo de poço, o dispositivo controlado (10) sendo controlado pelo módulo de controle; e, um conjunto de vedação universal de garra (100, 152) que tem um elemento tubular dividido ao longo de sua parede substancialmente a partir de uma extremidade longitudinal até a outra extremidade longitudinal e que tem uma abertura que se estende longitudinalmente dimensionada para acomodar pelo menos uma parte do módulo de controle (60), do dispositivo controlado (10) e da ferramenta de fundo de poço na mesma, em que o elemento tubular é um obturador expansível.

4. Sistema de controle modular, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o obturador expansível inclui uma composição de elemento intumescente que tem uma composição de elemento reativo à água, óleo ou metano.

5. Sistema de controle modular, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por compreender ainda pelo menos um grampo (80) preso ao módulo de controle (60), em que o pelo menos um grampo (80) está configurado para fixar o módulo de controle (60) à ferramenta de fundo de poço.

6. Sistema de controle modular, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o módulo de controle (60) inclui um alojamento (62) e o pelo menos um grampo (80) inclui um clipe curvado dimensionado para envolver parcialmente a ferramenta de fundo de poço, uma extremidade do clipe curvado conectada a um primeiro lado (76) do alojamento (62) e uma segunda extremidade do clipe curvado passível de conexão a um segundo lado (78) do alojamento (62).

7. Sistema de controle modular, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o alojamento (62) inclui uma superfície interna curvada para estar substancialmente nivelada com uma superfície externa curvada da ferramenta de fundo de poço.

8. Sistema de controle modular, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o módulo de controle (60) inclui componentes eletrônicos.

9. Sistema de controle modular, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a ferramenta de fundo de poço é uma coluna de produção (12) e o dispositivo controlado (10) é um conjunto de válvulas (50) que controla uma abertura de fluxo entre um exterior da coluna de produção (12) e um interior da coluna de produção (12), o conjunto de válvulas (50) conectado a e controlado pelo módulo de controle (60).

10. Sistema de controle modular, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o conjunto de vedação universal de garra (100, 152) inclui ainda um mandril (104) dividido longitudinalmente em pelo menos duas seções (106, 108) acopláveis ao módulo de controle (60) e ao dispositivo controlado (10), o mandril (104) também dimensionado para envolver a ferramenta de fundo de poço no mesmo, o elemento tubular tendo uma composição expansível e envolvendo o mandril (104) no mesmo.

11. Sistema de controle modular, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o elemento tubular inclui apenas uma divisão longitudinal e é flexível para conectar o elemento tubular ao módulo de controle (60), ao dispositivo controlado (10) e à ferramenta de fundo de poço.

12. Sistema de controle modular, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o elemento tubular é dividido longitudinalmente em pelo menos duas seções acopláveis ao módulo de controle (60), ao dispositivo controlado (10) e à ferramenta de fundo de poço.

13. Sistema de controle modular, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o elemento tubular inclui bordas que têm dispositivos de engate, incluindo pelo menos um de dentes intercalados e língua e aberturas de encaixe.

14. Sistema de controle modular, caracterizado por compreender: um módulo de controle (60) acoplável de forma removível ao exterior de uma ferramenta de fundo de poço; e, um conjunto de vedação universal de garra (100, 152) que inclui um elemento tubular dividido ao longo de sua parede substancialmente a partir de uma extremidade longitudinal até a outra extremidade longitudinal e que tem uma abertura que se estende longitudinalmente dimensionada para acomodar o módulo de controle (60) e a ferramenta de fundo de poço, em que o elemento tubular é um obturador expansível.

15. Sistema de controle modular, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o módulo de controle (60) controla um dispositivo controlado (10) acoplável de forma removível ao exterior da ferramenta de fundo de poço.

16. Sistema de controle modular, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o obturador expansível inclui uma composição de elemento intumescente.