BR112014020055B1 - Método e aparelho para o controle remoto de ferramentas de fundo do poço usando dispositivos móveis desamarrados - Google Patents

Abstract

método e aparelho para o controle remoto de ferramentas de fundo do poço usando dispositivos móveis desamarrados a presente invenção refere-se à operação remota de ferramentas de fundo do poço em um furo do poço subterrâneo que é realizada pela inserção de dispositivos móveis desamarrados sequencialmente no furo do poço. os dispositivos móveis podem incluir meios motores, fonte de energia, meios de comunicação e armazenamento de dados, etc. em uma modalidade, o método compreende manobra de um primeiro dispositivo móvel em proximidade com uma ferramenta de fundo do poço, o dispositivo energizando a ferramenta. o primeiro dispositivo é removido a seguir tal como pelo escoamento ou dissolução. a ferramenta não energizada é usada para realizar um teste ou outra operação. um segundo dispositivo móvel é manobrado em proximidade com a ferramenta de fundo do poço e os dados são transferidos. o segundo dispositivo é recuperado com os dados ou, usando os dispositivos lógicos onboard, provê comandos "se-então" para a ferramenta de fundo do poço. alternativamente, um terceiro dispositivo móvel pode ser usado para energizar e transferir comandos para a ferramenta. o método pode ser usado para várias tarefas, tais como abertura de portas de desvio em válvulas icd.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS Nenhuma CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A invenção refere-se ao aparelho e métodos para a operação remota de ferramentas de fundo do poço pela manobra de um dispositivo móvel no furo do poço.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0002] Os métodos e aparelho são apresentados para a operação remota de uma ou mais ferramentas de fundo do poço posicionadas em um furo do poço subterrâneo que se estende da superfície e através de pelo menos uma zona que porta hidrocarboneto. Em uma modalidade exemplar, o método compreende manobra de um primeiro dispositivo móvel (ou "esfera") da superfície em proximidade com uma ferramenta de fundo do poço posicionada no furo do poço. Um sinal elétrico é transferido entre o primeiro dispositivo móvel manobrado e a ferramenta de fundo do poço. A seguir o primeiro dispositivo móvel é removido em proximidade com a ferramenta de fundo do poço. Um segundo dispositivo móvel é a seguir manobrado da superfície em proximidade com a ferramenta de fundo do poço e os dados são transferidos entre a ferramenta de fundo do poço e o segundo dispositivo móvel.

[0003] O método e dispositivos móveis têm várias modalidades alternativas incluindo, onde as esferas manobradas e a ferramenta de fundo do poço entram em contato físico, em que o sinal elétrico contém dados digitais, em que o sinal elétrico contém energia, em que o segundo dispositivo móvel é removido para a superfície, dissolvendo um ou mais dos dispositivos móveis, etc. Um terceiro dispositivo móvel também pode ser manobrado da superfície em contato com a ferramenta de fundo do poço e os dados transferidos entre o terceiro dispositivo móvel e a ferramenta de fundo do poço.

[0004] A produção ou outro teste de poço pode ser executada no furo do poço entre as quedas da esfera (ou inserções do dispositivo). Por exemplo, a ferramenta de fundo do poço pode ser energizada pelo primeiro (ou último) dispositivo móvel, a ferramenta a seguir usada para medir ou armazenar os dados de teste. Os dados medidos são a seguir transferidos para dispositivo móvel inserido por último. Similarmente, um dispositivo de dados móvel pode transferir comandos ou dados para a ferramenta de fundo do poço, tal como um comando de ativação para acionar a ferramenta. A ferramenta pode incluir conjuntos de porta passíveis de serem abertos, luvas de deslizamento, discos de ruptura, etc. ou pode ser ligada operavelmente para executar tais dispositivos. 0 método pode ser usado para controlar um controlador de válvula ICD que, por sua vez, controla várias válvulas ICD.

[0005] A energia elétrica e/ou dados podem ser transferidos entre a ferramenta de fundo do poço e/ou dispositivo(s) móvel(is). A energização pode incluir a transferência tradicional de energia elétrica por meio de contatos, bobinas indutivas cooperantes, etc. Altemativamente, a etapa de energização da ferramenta de fundo do poço que utiliza o primeiro dispositivo móvel manobrado pode compreender a utilização do primeiro dispositivo móvel para alterar o fluxo de fluido através da ferramenta de fundo do poço, em que o fluxo de fluido através da ferramenta de fundo do poço é alterado para acionar um carregador de energia, tal como uma turbina.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0006] Para um entendimento mais completo dos recursos e vantagens da presente invenção, a referência é feita agora à descrição detalhada da invenção com as figuras em anexo nas quais os numerais correspondentes nas diferentes figuras se referem às partes correspondentes e nas quais:

[0007] A Figura 1 é uma ilustração esquemática de um sistema de poço incluindo uma pluralidade de fluxo autônomo de sistemas de controle de fluido de acordo com uma modalidade da invenção;

[0008] A Figura 2 é um esquema de um sistema de poço tendo um dispositivo móvel desamarrado para a operação de um dispositivo de fundo de poço de acordo com um aspecto da invenção;

[0009] A Figura 3 é uma vista lateral em corte transversal parcial de um dispositivo móvel próximo a e assentado em uma ferramenta de fundo do poço de acordo com uma modalidade da invenção;

[0010] A Figura 4 é uma vista lateral em corte transversal parcial de um segundo dispositivo móvel próximo a e assentado em uma ferramenta de fundo do poço de acordo com uma modalidade da invenção;

[0011] A Figura 5 é uma vista lateral em corte transversal parcial de um terceiro dispositivo móvel próximo a e assentado em uma ferramenta de fundo do poço de acordo com uma modalidade da invenção;

[0012] A Figura 6 é um esquema de um método preferido da invenção;

[0013] A Figura 7A é uma vista lateral de um primeiro dispositivo móvel próximo a e assentado em uma primeira sapata de uma ferramenta de fundo do poço de acordo com uma modalidade da invenção;

[0014] A Figura 7B é uma vista lateral de um segundo dispositivo móvel próximo a e assentado em uma segunda sapata de uma ferramenta de fundo do poço de acordo com uma modalidade da invenção;

[0015] A Figura 7C é uma vista lateral de um terceiro dispositivo móvel para o uso com a ferramenta de fundo do poço das Figuras 7A-B;

[0016] A Figura 8 é uma vista em elevação em corte transversal parcial de um dispositivo móvel posicionado adjacente a uma ferramenta de fundo do poço de acordo com um aspecto da invenção;

[0017] A Figura 9 é uma vista em elevação em corte transversal parcial do dispositivo móvel e da ferramenta de fundo do poço da Figura 8 mostrada em uma posição ativada;

[0018] As Figuras 10A-B são vistas esquemáticas laterais de um dispositivo móvel de acordo com uma modalidade da invenção adjacente a uma ferramenta de fundo do poço vista em uma posição inicial na figura 10A e uma posição ativada na figura 10B.

[0019] Deve ser compreendido por aqueles versados na técnica que o uso de termos direcionais tais como acima, abaixo, superior, inferior, ascendente, descendente e os similares são usados em relação às modalidades ilustrativas como elas são descritas nas figuras, a direção ascendente sendo em direção ao topo da figura correspondente e a direção descendente sendo em direção ao fundo da figura correspondente. Onde este não for o caso e um termo estiver sendo usado para indicar uma orientação exigida, o relatório determinará ou tornará isso claro. "Topo do furo,""fundo de poço" são usados para indicar a localização ou direção em relação à superfície, onde o topo do furo indica a posição relativa ou o movimento em direção à superfície ao longo do furo do poço e fundo de poço indica a posição relativa ou o movimento bem distante da superfície ao longo do furo do poço, independente da orientação do furo do poço.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES PREFERIDAS

[0020] Embora a fabricação e o uso de várias modalidades da presente invenção sejam discutidos em detalhe abaixo, um técnico apreciará o fato de que a presente invenção provê conceitos inventivos aplicáveis os quais podem ser incorporados em uma variedade de contextos específicos. As modalidades específicas discutidas aqui são ilustrativas de maneiras específicas de fazer e usar a invenção e não limitam o escopo da presente invenção.

[0021] A Figura 1 é uma ilustração esquemática de um sistema de poço, indicado geralmente como 10, incluindo uma pluralidade de ferramentas de fundo do poço, as quais são posicionadas em várias localizações de fundo de poço ao longo do furo do poço 12. Um furo do poço 12 se estende através de vários estratos de terra. 0 furo do poço 12 tem um corte substancialmente vertical 14, cuja porção superior tem instalada nela uma coluna de revestimento 16. 0 furo do poço 12 tem também um corte substancialmente desviado 18, mostrado como horizontal, que se estende através de uma formação subterrânea portando hidrocarboneto 20. Como ilustrado, o corte substancialmente horizontal 18 do furo do poço 12 é um orifício aberto. Embora mostrada aqui em um orifício aberto, o corte horizontal de um furo do poço, a invenção trabalhará em qualquer orientação e em orifício aberto ou revestido.

[0022] Posicionada dentro do furo do poço 12 e se estendendo da superfície está uma coluna da tubulação 22. Coluna da tubulação 22 provê um conduíte para fluidos para percorrer da formação 20 a montante até a superfície. Posicionada dentro da coluna da tubulação 22 nos vários intervalos de produção adjacentes à formação 20 está uma pluralidade de dispositivos de controle de influxo (ICD) 25 e uma pluralidade de seções de tubulação de produção 24. Em ambas as extremidades de cada seção de tubulação de produção 24 está um obturador 2 6 que provê uma vedação de fluido entre a coluna da tubulação 22 e a parede do furo do poço 12. 0 espaço intermediário de cada par de obturadores adjacentes 26 define um intervalo de produção.

[0023] Na modalidade ilustrada, cada uma das seções de tubulação de produção 24 inclui a capacidade de controle de areia. Os elementos de triagem ou os meios de filtro para o controle da areia associados com as seções de tubulação de produção 24 são projetados para permitir que os fluidos fluam através do mesmo, mas impedem que a matéria particulada de tamanho suficiente escoe através do mesmo.

[0024] O escoamento do fluido para dentro da seção de tubulação de produção tipicamente compreende mais do que um componente do fluido. Os componentes típicos são o gás natural, petróleo, água, vapor ou dióxido de carbono. 0 vapor e o dióxido de carbono são comumente usados como fluidos de injeção para direcionar o hidrocarboneto em direção à produção tubular, enquanto o gás natural, petróleo e água são tipicamente encontrados in situna formação.

[0025] A coluna da tubulação 22 mostrada é exemplar por natureza. As invenções discutidas aqui podem ser usadas com a produção, intervenção, perfuração, completação e outras colunas da tubulação. Além disso, as invenções discutidas aqui podem ser usadas em conjunto com qualquer fundo de poço tubular, incluindo revestimento, tubulação, colunas da tubulação, passagens de fluxo de fluido, etc.

[0026] As ferramentas de fundo do poço ou ferramentas operáveis 25 ilustradas são exemplares. Embora muito da discussão aqui seja focada na operação de ICDs através de um controlador de ICD de fundo do poço instalado em um poço de produção, isto é, a operação de válvulas para vedar, abrir ou desviar ICDs, a invenção pode ser usada para operar muitas ferramentas de fundo do poço. Por exemplo, as invenções podem ser usadas para operar as luvas de deslizamento, válvulas, dispositivos de isolamento anulares, discos de ruptura, ferramentas de monitoramento do revestimento com areia, dispositivos de análise de fluido, acionadores, motores elétricos, cargas, etc.

[0027] A Figura 2 é um esquema de uma modalidade da invenção usando um dispositivo móvel em um fundo de poço tubular se estendendo através de um furo do poço. Um tubo exemplar, tal como a porção de uma coluna de produção 3 0 como mostrado, se estende através de um furo do poço. Uma pluralidade de ferramentas de fundo do poço, incluindo a ferramenta de fundo do poço 32 e ferramentas de fundo do poço 36a-c, é posicionada no furo do poço. Para a facilidade da discussão, esta modalidade será explicada com referência à ferramenta de fundo do poço 32 como um controlador de ICD e a pluralidade de ferramentas de fundo do poço que ele controla, a saber, as válvulas ICD 36a-c. deve ser entendido, no entanto, que os métodos discutidos podem ser aplicados a diferentes ferramentas de fundo do poço para as quais é desejável carregar, transferir dados para e de e de outra forma operar ou acionar.

[0028] A ferramenta de fundo de poço do controlador de ICD 32 é conectada pelos meios de comunicação 34 para operar seletivamente uma ou mais ferramentas operáveis 36, tais como válvulas ICD 36a-c. Os meios de comunicação podem ser elétricos, fibra ótica, sem fio, ou outros meios conhecidos na técnica. A ferramenta de fundo do poço 32 tem uma primeira sapata 38 tendo um perfil, tal como uma saliência circunferencial de um tamanho para permitir que o dispositivo móvel 40 contate a sapata 38, mas não passe através da ferramenta de fundo do poço 32.

[0029] Um primeiro dispositivo móvel desamarrado 100, mostrado como uma "esfera" na modalidade exemplar, para a manobra dentro do furo do poço é mostrado posicionado adjacente ao controlador de ICD 32 e posicionado em uma sapata 38 associada com o controlador 32. Em uma modalidade preferida, as "esferas" designadas aqui são substancialmente esféricas, como mostrado. No entanto, o termo "esfera" não é usado aqui para exigir a estrutura esférica substancial. Outros formatos e disposições serão compreendidos por aqueles versados na técnica e alguns serão explicados aqui, incluindo, mas não limitado a plugues, limpadores, dardos, tubos e marcadores. A primeira esfera 100 inclui os meios para a transferência de energia elétrica 102 para uma ferramenta de fundo do poço. Por exemplo, os meios para a transferência de energia elétrica podem ser uma pluralidade de contatos elétricos 104, como mostrada. Os meios alternativos para a transferência de energia podem ser usados, tais como acopladores indutivos, acopladores magnéticos, radiação eletromagnética, acopladores piezoelétricos, acopladores magnetostritivos, como são conhecidos na técnica. Por exemplo, um par de bobinas correspondentes, uma no dispositivo móvel e uma na ferramenta de fundo do poço, pode ser usado para transferir uma carga elétrica ao variar o fluxo magnético através das bobinas. Em uma modalidade preferida, a primeira esfera 100 também inclui um meio para o armazenamento de energia 106, tal como uma bateria ou outros dispositivos de armazenamento conhecidos na técnica.

[0030] Em uso, a primeira esfera 100 é manobrada no furo do poço, por exemplo, através do interior da coluna de produção e em contato com a ferramenta de fundo do poço 32. Preferivelmente, a esfera 100 é "escoada" para a localização do fundo de poço. Altemativamente, a esfera 100 pode ser manobrada no fundo de poço usando um meio para a movimentação do dispositivo móvel 108, tal como um propulsor, trator, rodas e outros meios móveis, como conhecido na técnica. Uma vez na localização adjacente ao controlador de ICD 32, a primeira esfera 100 transfere energia para ou "carrega" o controlador de ICD. A primeira esfera 100 é a seguir removida do contato com o controlador de ICD. Por exemplo, a esfera 100 pode ser dissolvida no todo ou em parte ou manobrada para a superfície, tal como pelo "escoamento" para a superfície ou pelo uso de meios para mover a embutida na esfera.

[0031] A Figura 3 é uma vista lateral em detalhe de uma primeira esfera 100 assentado em um controlador de ICD 32 de acordo com uma modalidade da invenção. A esfera 100 tem meios para a transferência de energia 102, tipicamente energia elétrica, neste exemplo uma pluralidade de contatos elétricos 104. 0 controlador de ICD 32 tem meios correspondentes para o recebimento de energia 40, neste exemplo um conjunto correspondente de contatos elétricos 42. Observe que os conjuntos correspondentes de meios para a transferência de energia também podem ser usados como meios para a transferência de dados 110 entre a primeira esfera e o controlador de ICD. Os meios para a transferência de dados também podem ser uma conexão separada entre a esfera e a ferramenta de fundo do poço, conexão elétrica, fibra ótica, sem fio comunicação, etc. A esfera 100 também inclui meios para o armazenamento de energia 106, preferivelmente uma bateria. A energia dos meios para o armazenamento de energia é transferida para o controlador de ICD. A primeira esfera também pode incluir meios para o armazenamento de dados 109 e meios para a transferência de dados 110, embora em uma modalidade preferida estes não sejam necessários. Onde os dados devem ser transferidos, a ferramenta de fundo do poço tem meios correspondentes para a transferência de dados 42 e meios para o armazenamento de dados 44.

[0032] Em uma modalidade exemplar, após a primeira esfera 100 ser removida do contato com a sapata 38, o poço é trazido para a produção e dados de PLT são coletados e armazenados no controlador de ICD, tal como em artigos eletrônicos para dados digitais 44, os quais podem ter uma CPU associada, etc. 0 armazenamento e a coleta de dados podem ocorrer em qualquer lugar, obviamente, tal como em uma ferramenta de fundo do poço diferente. Em tal caso, como aqueles versados na técnica entenderão, as modificações serão necessárias ao método descrito aqui. A energia transferida de uma primeira esfera para o controlador de ICD é utilizada para coletar e armazenar os dados de PLT. Outros tipos de dados podem ser coletados e armazenados; os dados de PLT são meramente um exemplo.

[0033] A Figura 4 é uma vista lateral em um segundo dispositivo móvel 200 assentado em ferramenta de fundo do poço 32 de acordo com uma modalidade da invenção. 0 segundo dispositivo móvel 200 tem meios para a transferência de energia 202, tipicamente energia elétrica, neste exemplo uma pluralidade de contatos elétricos 204. 0 controlador de ICD 32 tem meios correspondentes para o recebimento de energia 40, neste exemplo um conjunto correspondente de contatos elétricos 42. A esfera 200 também inclui meios para o armazenamento de energia 206, preferivelmente uma bateria. A energia dos meios para o armazenamento de energia é transferido para o controlador de ICD. 0 segundo dispositivo móvel 200 também inclui meios digitais para o armazenamento de dados 209, os quais podem ter uma CPU associada, etc., e meios para a transferência de dados 210 para e/ou da ferramenta de fundo do poço 32. A ferramenta de fundo do poço tem meios correspondentes para a transferência de dados 42. Observe que os conjuntos correspondentes de meios para a transferência de energia também podem também podem ser usados como meios para a transferência de dados entre o segundo dispositivo móvel e o controlador de ICD.

[0034] Em uso, o segundo dispositivo móvel ou esfera 2 00 é manobrado para o furo do poço e em contato com a ferramenta de fundo do poço 32 (ou outra ferramenta de fundo do poço) tendo os dados armazenados. A segunda esfera 200 energiza o controlador de ICD, justo como a primeira esfera e também transfere os dados armazenados dos meios de armazenamento de dados 44 do controlador de ICD 32 para a segunda esfera 200. A segunda esfera 200 é a seguir manobrada para a superfície para a recuperação, tal como pelo escoamento da ou usando um meio para o movimento em uma segunda esfera.

[0035] A Figura 5 é uma vista lateral em detalhe de um terceiro dispositivo móvel 300 assentado em ferramenta de fundo do poço 32 de acordo com uma modalidade da invenção. 0 terceiro dispositivo móvel 300 tem meios para a transferência de energia 302, tipicamente energia elétrica, neste exemplo uma pluralidade de contatos elétricos 304. 0 controlador de ICD 32 tem meios correspondentes para a recuperação de energia 40, neste exemplo um conjunto correspondente dos contatos elétricos 42. A esfera 300 também inclui os meios para o armazenamento de energia 306, preferivelmente uma bateria. A energia dos meios para o armazenamento de energia é transferido para o controlador de ICD. 0 terceiro dispositivo móvel 300 também inclui um meio para o armazenamento de dados digitais 309, que podem ter uma CPU associada, etc. e meios para a transferência de dados 310 para e/ou da ferramenta de fundo do poço 32. A ferramenta de fundo do poço tem meios correspondentes para a transferência de dados 42. Observe que os conjuntos correspondentes de meios para a transferência de energia também podem ser usados como meios para a transferência de dados entre a terceira esfera e o controlador de ICD.

[0036] Em uso, o terceiro dispositivo móvel ou esfera 300 é programado com dados na superfície, a seguir o fundo de poço manobrado em contato com a ferramenta de fundo do poço 32. A terceira esfera 300 pode ser usada para recarregar a ferramenta de fundo do poço 32. A terceira esfera 300 transfere dados para o controlador de ICD 32, tais como instruções sobre quais das válvulas ICD 36a-c devem ser fechadas, abertas, desviadas ou de outra forma operadas. A terceira esfera 300 é a seguir removida do contato com a ferramenta de fundo do poço 32.

[0037] A Figura 6 é um fluxograma de um método preferido de acordo com uma modalidade da invenção. Na etapa 350, um primeiro dispositivo móvel desamarrado, tal como esfera 100, é manobrado no fundo de poço e em contato com uma ferramenta de fundo do poço 32, tal como um controlador de ICD. Os dispositivos móveis discutidos aqui podem ser manobrados pela queda deles no furo do poço, escoando os mesmos para o fundo de poço ou utilizando um meio para o movimento ligado ao dispositivo móvel. Na etapa 352, a ferramenta de fundo do poço é energizada ou carregada utilizando o primeiro dispositivo móvel. Na etapa 354, o primeiro dispositivo móvel é removido do contato com a ferramenta de fundo do poço, tal como pela dissolução ou manobra do primeiro dispositivo móvel para o topo do furo. Na etapa 356, um teste ou algum outro procedimento é realizado no furo do poço, tal como um teste PLT, por exemplo, e os dados são reunidos e armazenados em um meio de armazenamento de dados no fundo de poço, preferivelmente na ferramenta de fundo do poço. Na etapa 358, um segundo dispositivo móvel é manobrado para o fundo de poço e em contato com a ferramenta de fundo do poço tendo os dados armazenados nele. Na etapa 360, a ferramenta de fundo do poço é energizada ou carregada utilizando o segundo dispositivo móvel. Na etapa 362, os dados são transferidos entre o segundo dispositivo móvel e a ferramenta de fundo do poço. Por exemplo, os dados armazenados da ferramenta de fundo do poço são transferidos para o segundo dispositivo móvel. Na etapa 364, o segundo dispositivo móvel é removido do contato com a ferramenta de fundo do poço e os dados são transferidos para a superfície. Por exemplo, o segundo dispositivo móvel é manobrado para a superfície, tal como pelo escoamento ou utilização de um meio para se mover no segundo dispositivo móvel. Na etapa 366, um terceiro dispositivo móvel é manobrado em contato com a ferramenta de fundo do poço. Na etapa 368, a ferramenta de fundo do poço é carregada utilizando a terceira esfera. Na etapa 370, os dados são transferidos entre o terceiro dispositivo móvel e a ferramenta de fundo do poço. Por exemplo, os dados, que instruem o controlador de ICD sobre quais válvulas ICD abrir, fechar ou de outra forma operar e em quais momentos, podem ser transferidos de dados programados no terceiro dispositivo móvel para o controlador de ICD. Na etapa 372, o terceiro dispositivo móvel é removido do contato com a ferramenta de fundo do poço. Na etapa 374, a ferramenta de fundo do poço realiza uma ou mais tarefas. Por exemplo, o controlador de ICD de fundo do poço opera as válvulas ICD do fundo do poço.

[0038] Observe que nem todas as etapas listadas devem ser realizadas para praticar a invenção, que é limitada apenas pelas anexadas à mesma. Por exemplo, dependendo do tipo de ferramenta de fundo do poço usada, pode não ser necessário carregar ou recarregar a ferramenta de fundo do poço com cada queda da esfera sequencial. Além disso, será aparente àqueles versados na técnica que algumas etapas podem ser combinadas ou puladas. Por exemplo, um único dispositivo móvel pode ser usado para tanto coletar dados da ferramenta de fundo do poço e transmitir os dados instrucionais para a ferramenta de fundo do poço. 0 dispositivo móvel pode ser programado com dados "se-então", tal que uma vez que os dados do teste (ou outro) são coletados da ferramenta de fundo do poço, eles podem ser comparados aos dados instrucionais potenciais e o dispositivo móvel pode fornecer dados instrucionais em resposta com base nos resultados do teste. Além disso, etapas adicionais podem ser adicionadas sem se afastar do espírito da invenção. Por exemplo, procedimentos adicionais podem ser realizados no furo do poço entre as várias etapas. Isto é, por exemplo, teste de intervenção adicional pode ser executado ou colunas inseridas e removidas etc. , tal como entre as etapas de remoção da esfera e manobra da próxima esfera no local. Por exemplo, as esferas poderiam assentar em diferentes locais, tais como uma zona lateral ou em diferentes zonas. Cada um desses diferentes locais teria um endereço único. Assim, a comunicação entre a esfera e a ferramenta de fundo do poço poderia ser específica para cada local diferente. As múltiplas esferas poderiam ser colocadas simultaneamente no poço, cada um com diferentes instruções para diferentes locais ou cada um coletando dados codificados no local de diferentes locais.

[0039] As etapas envolvendo a energização ou o carregamento da ferramenta de fundo do poço utilizando um dispositivo móvel podem ser realizadas de múltiplas maneiras. A transferência de energia elétrica de uma bateria através dos contatos elétricos tem sido discutida. Os métodos adicionais são discutidos em outros lugares aqui e os meios para a transferência de energia serão compreendidos por aqueles versados na técnica.

[0040] A Figura 7A é um esquema de uma ferramenta de fundo do poço e dispositivo móvel de acordo com uma modalidade da invenção. Uma porção de um fundo de poço tubular 400 é mostrada tendo uma ferramenta de fundo do poço 402. A ferramenta de fundo do poço 402 inclui uma primeira sapata 404 para o recebimento de um primeiro dispositivo móvel ou esfera 406. Uma armadilha 408 é provida para limitar o movimento do primeiro (ou outro) dispositivo móvel 406. A armadilha 408 é mostrada como uma armadilha de coleta, mas pode ter outras formas como aqueles versados na técnica reconhecerão.

[0041] A ferramenta de fundo do poço 402 tem um meio para energizar 410 a ferramenta de fundo do poço. 0 meio para a energização da ferramenta de fundo do poço é mostrada como um conjunto de turbina de fundo de poço 412 tendo uma turbina 414 com ímãs 416 providos para a polaridade e palhetas 418 ou outros dispositivos para a rotação da turbina em resposta ao fluxo de fluido que passa pela turbina. A turbina 414 é montada para a rotação em uma passagem de fluido 420 tendo discos de ruptura 422 e 424 em cada extremidade. Em uma modalidade preferida, a passagem 420 é preenchida com um fluido limpo 426 antes da ruptura dos discos. 0 conjunto de turbina 412 também inclui uma bobina de fio de cobre 428 ou equivalente, circundado a turbina 414 para a geração de energia elétrica em resposta ao movimento da turbina. Energia é armazenada nos meios para o armazenamento de energia 430, nos quais a bobina é operavelmente conectada. Os trabalhos de uma turbina serão compreendidos por aqueles versados na técnica, podem ter os ímãs no rotor ou no estator e não serão explicados em detalhe aqui.

[0042] A ferramenta de fundo do poço 402 também inclui um meio para o armazenamento de dados digitais 432 e pode ter uma CPU associada etc., e um meio para a transferência de dados 434, tais como contatos elétricos 43 6 em uma primeira sapata 404 e/ou na segunda sapata 438. 0 dispositivo pode incluir meios para a transferência de energia. Diodos podem ser incluídos para retificar a polaridade dos contatos elétricos 436 no caso da esfera assentar com um polaridade diferente daquela que a ferramenta de fundo do poço 402 estava antecipando.

[0043] Vistos nas Figuras 7B-C são os dispositivos móveis adicionais, um segundo dispositivo móvel 440 e um terceiro dispositivo móvel 442, ambos mostram como as esferas caem. Como explicado acima, os dispositivos móveis podem ter meios para o movimento, se desejado, mas em uma modalidade preferida são simplesmente abaixados e movidos por gravidade ou fluxo de fluido dentro do furo do poço. 0 segundo dispositivo móvel 440 tem meios para a transferência de dados 444, mostrados como contatos elétricos 446, correspondendo aos contatos elétricos da ferramenta de fundo do poço. A segunda esfera 440 também tem um meio para o armazenamento de dados 448, tal como uma CPU, etc. A terceira esfera 442 tem similarmente meios para a transferência de dados 450 e meios para o armazenamento de dados 452. Os dispositivos móveis podem incluir os meios para a transferência de energia e meios para o armazenamento de energia da mesma forma.

[0044] Em uso, o primeiro dispositivo móvel ou esfera 406 é manobrado em contato com a primeira sapata 404 da ferramenta de fundo do poço. A esfera 406 passa através da armadilha de coleta 408, mas é impedida de se mover para topo do furo por uma armadilha de coleta. A primeira esfera 406 tampa a principal passagem 454 da ferramenta de fundo do poço. A primeira esfera é utilizada para energizar a ferramenta de fundo do poço. 0 fluido é bombeado para o fundo de poço e a pressão diferencial aumenta ao longo da primeira esfera até os discos de ruptura 422 e 424 serem rompidos. Aqueles versados na técnica reconhecerão que os dispositivos equivalentes para discos de ruptura podem ser usados, tais como as luvas de deslizamento ou membros com válvula móvel mantida com pinos de cisalhamento, parafusos de cisalhamento, anéis de cisalhamento, molas ou os similares. Outras válvulas passíveis de abrir seletivas podem ser usadas como é conhecido na técnica.

[0045] A turbina 414 é a seguir operada pelo escoamento de fluido através da passagem 420. 0 fluido pode fluir em abas as direções através da passagem para ligar a turbina. Em uma modalidade preferida, o poço é colocado em produção e o fluido é forçado através da passagem 420 para energizar a turbina. Em tal caso, a primeira esfera 406 se move ascendentemente em contato com a extremidade inferior da armadilha de coleta quando o fluido está escoando do topo do furo, como quando o poço está em produção. A primeira esfera 406 tampa ou restringe o fluxo de fluido através da passagem principal 454 em ou abaixo da armadilha de coleta. À medida que o fluxos flui através da passagem 420 e opera o conjunto de turbina, a energia elétrica é criada na bobina 428 pelos ímãs de rotação 416 e armazenada nos meios para o armazenamento de energia 430.

[0046] Em uma modalidade preferida, a ferramenta de fundo do poço 402 inclui os meios para a coleta dos dados 456, tais como os dados de PLT durante o teste. Os meios para a geração de energia e os meios para o armazenamento de energia podem ser usados para energizar os meios para a coletra de dados. Os meios para a coleta de dados 456 podem incluir os sensores de pressão, sensores de temperatura, sensores de fluxo de fluido e outros sensores conhecidos na técnica. Os dados são armazenados nos meios para o armazenamento de dados 432. Tal teste pode ser executado enquanto a primeira esfera está na passagem principal ou após ela ser removida.

[0047] A primeira esfera 406 é a seguir removida do contato com a ferramenta de fundo do poço. Como explicado acima, a esfera pode ser dissolvida, escoada para fora do furo do poço ou movida por um meio para se mover fixado à esfera. Por exemplo, a esfera pode ser feita de boro anidro e dissolvida como é conhecido na técnica. Onde uma armadilha de coleta ou similar é usada, a esfera é dissolvida ou a armadilha de coleta pode ser retraída.

[0048] O segundo dispositivo móvel 440 ou esfera de dados é a seguir manobrado para o fundo de poço e em contato com a ferramenta de fundo do poço. A segunda esfera 440 é de um diâmetro eficaz menor do que a primeira esfera em uma modalidade preferida. A segunda esfera 440 é assentada em uma segunda sapata 438. Os meios para a transferência de dados 444 em uma segunda esfera, tais como os contatos elétricos, são eficazmente conectados aos meios para a transferência de dados 434 da ferramenta de fundo do poço, tal como os contatos elétricos correspondentes 436. Os dados são transferidos dos meios para o armazenamento de dados 432, incluindo os dados de teste, para os meios para o armazenamento de dados 448 em uma segunda esfera. A energia também pode ser transferida entre a segunda esfera e a ferramenta de fundo do poço, se desejado. 0 segundo dispositivo móvel é a seguir removido do contato com a ferramenta de fundo do poço. A segunda esfera é manobrada para a superfície, tal como por escoamento por meios para o movimento posicionado em uma segunda esfera, etc. Os dados, tais como os dados de teste, são a seguir coletados de uma segunda esfera na superfície. A segunda esfera é dimensionada para passar através da armadilha de coleta se movendo em ambas as direções.

[0049] O terceiro dispositivo móvel ou esfera 442 é a seguir manobrado em contato com a ferramenta de fundo do poço. Em uma modalidade, a terceira esfera é assentada na primeira sapata com maior diâmetro eficaz 404. Os meios para a transferência de dados 450 na terceira esfera, tais como os contatos elétricos, são eficazmente conectados aos meios para a transferência de dados 434 da ferramenta de fundo do poço, tais como os contatos elétricos correspondentes 436. Os dados são transferidos dos meios para o armazenamento de dados 452 da terceira esfera, incluindo os dados instrucionais, para os meios para o armazenamento de dados 432 da ferramenta de fundo do poço. A energia também pode ser transferida entre a terceira esfera e a ferramenta de fundo do poço, se desejado.

[0050] Alternativamente, a terceira esfera pode ser de um diâmetro para assentar na sapata relativamente menor 438. Devido à diferença de tamanho, contatos menores podem ser usados na terceira esfera para assentar sobre a sapata menor. Ou a terceira esfera pode ser de um diâmetro para passar através da armadilha de coleta, mas ainda assentar sobre a sapata de diâmetro maior 404.

[0051] Os dados instrucionais transferidos para a ferramenta de fundo do poço são a seguir utilizados pela ferramenta de fundo do poço para realizar uma ou mais tarefas. Por exemplo, a ferramenta de fundo do poço pode ser um controlador de ICD, como explicado acima e enviar sinais de controle para uma pluralidade de válvulas ICD, abertura, fechamento ou de outra forma operação das válvulas para controlar a produção no furo do poço.

[0052] O terceiro dispositivo móvel pode permanecer no furo do poço ou ser removido do contato com a ferramenta de fundo do poço, tal como por remoção para a superfície ou por outro método como explicado em outro lugar aqui. Se a esfera for deixada na passagem principal, ela pode se mover ascendentemente para a armadilha de coleta durante a produção. 0 fluido de produção pode ser escoado através da passagem principal ou passagem da turbina, como desejado. Altemativamente, a terceira esfera pode ser dissolvida.

[0053] As segunda e terceira esferas 440 e 442 são vistas nas Figuras 7B-C como com o mesmo diâmetro. Como explicado, elas podem ser de diferentes diâmetros. Adicionalmente, uma ou mais das segunda e terceira esferas podem ter meios motores, meios para o armazenamento da carga, recarga, transferência de dados e armazenamento etc., como explicado acima com relação às Figuras 3-5. Uma explicação nãos era repetida aqui.

[0054] Similarmente, o método de uso para a versão com duas ou três esferas com diferentes diâmetros e do uso da turbina (ou similar) é explicado acima e pode ser utilizado com variações como descrito em relação à Figura 6.

[0055] A Figura 8 é um esquema de um dispositivo móvel desamarrado 500 mostrado posicionado em um furo do poço tubular 502 de acordo com uma modalidade da invenção. 0 dispositivo móvel 500 é desamarrado, isto é, não conectado à superfície por ou abaixado para dentro do furo do poço em um arame, cabo, coluna de tubulação, linhas de comunicação, etc. 0 dispositivo móvel é independente de qualquer conexão e se move livremente dentro do furo do poço ao longo de qualquer tubo posicionado previamente no furo do poço, tal como um revestimento, tubulação, coluna de tubulação, coluna de produção, etc.

[0056] Voltando agora novamente à Figura 1, dispositivo móvel desamarrado desta modalidade é inserido no furo do poço na superfície e executado no fundo de poço para operar, acionar e/ou se comunicar com as ferramentas de fundo do poço já na posição no fundo do poço no furo do poço. 0 furo do poço é mostrado como tendo o revestimento em uma porção superior e sendo não revestido (furo aberto) em uma porção inferior. 0 dispositivo móvel pode ser executado em qualquer fundo de poço tubular 502 incluindo o revestimento, uma produção ou coluna de tubulação, etc. Geralmente aqui, tal movimento é designado como dentro do furo do poço independente de quando e qual tipo de fundo de poço tubular seja motor dentro do dispositivo móvel. As ferramentas de fundo do poço 25 operáveis pelo dispositivo móvel podem ser um limitador de fluxo incluindo, mas não limitado a, válvulas ICD, obturadores, luvas de deslizamento, ICDs autônomos, etc.

[0057] O dispositivo móvel 500 é mostrado posicionado em um fundo de poço tubular 502 adjacente a uma ferramenta de fundo do poço 501, aqui mostrada como uma válvula de luva de deslizamento. 0 dispositivo móvel 500, em uma modalidade preferida, inclui um alojamento 505 no qual é posicionado um conjunto motor 504, uma fonte de energia 506, um conjunto de ancoragem 508, um conjunto de comunicação 510, um conjunto de computador 512, um ou mais sensores 514, um acionador 516, um conjunto de acoplamento 518 .

[0058] A ferramenta de fundo do poço 501 pode ser qualquer ferramenta de fundo do poço, como explicado acima e é descrita em uma modalidade exemplar aqui como a válvula da luva de deslizamento para a abertura e fechamento de um ICD. A ferramenta de fundo do poço 501 pode incluir uma etiqueta de identificação 503, uma fonte de energia 507, conjunto de comunicação 511, um conjunto de computador 513, um acionador 517 e um conjunto de acoplamento 519. Entende- se que é improvável que todos estes conjuntos sejam usados em uma modalidade única visto que eles podem ser redundantes de conjuntos presentes no dispositivo móvel, no entanto, eles são mostrados e discutidos como modalidades opcionais.

[0059] O dispositivo móvel desamarrado 501, em uma modalidade preferida, inclui um conjunto motor 504 pelo qual o dispositivo móvel se move independentemente dentro do furo do poço. 0 conjunto motor 504 pode ser qualquer tal conjunto conhecido na técnica. Por exemplo, o conjunto motor 504 pode incluir rodas ou tratores 522 acionados por um motor 520, mostrados esquematicamente na figura 8. Para uma estrutura exemplar para o conjunto de trator, vide a patente U.S. No. 6.273.189 para Gissler, et al., publicada em 14 de agosto de 2 001, que é incorporada aqui por referência para todos os fins. Alternativamente, o dispositivo móvel pode ter um propulsor 524 acionado por um motor 520, como mostrado esquematicamente na figura 8. Normalmente apenas um conjunto motor seria usado. Outros tipos de conjuntos motores podem ser usados como são conhecidos na técnica, incluindo um motor para bombear fluido do dispositivo para prover empuxo. Por exemplo, vide as patentes U.S. Nos. 7.363.967 e 7.322.416, ambas as quais são incorporadas aqui por referência a todos os fins. Preferivelmente, o dispositivo móvel pode se mover para cima e para o fundo do poço.

[0060] Em uma modalidade, o dispositivo móvel pode ser "escoado" para cima ou para baixo dentro do furo do poço usando técnicas conhecidas na técnica. Isto é, o fluido pode ser bombeado para cima ou para baixo do interior do tubo no qual o dispositivo móvel é posicionado, dessa forma movendo o dispositivo. Por exemplo, o fluido pode ser bombeado para baixo de um espaço anular em volta do tubo, a seguir de volta ao espaço interior, dessa forma movendo o dispositivo para cima em direção à superfície. Além disso, o dispositivo móvel pode ser movido usando a gravidade para puxar o dispositivo do fundo de poço.

[0061] A fonte de energia 506 é preferivelmente uma bateria, capacitor ou célula de combustível. Alternativamente, outras fontes de energia podem ser empregadas, incluindo a energia química e mecânica armazenada. Preferivelmente, a fonte de energia é uma bateria principal tal como uma célula de lítio. Altemativamente, a fonte de energia é recarregável e pode ser recarregada no fundo de poço sem retornar para a superfície. 0 carregamento ou descarregamento da fonte de energia pode ser alcançado pela conexão em uma localização no fundo de poço com uma fonte de energia. Por exemplo, o dispositivo móvel pode se conectar a uma linha elétrica já posicionada no furo do poço. Alternativamente, o carregamento ou descarregamento da fonte de energia 506 pode ser alcançado por um gerador de energia 52 6 seja posicionado no dispositivo móvel, como mostrada ou posicionado no fundo de poço no furo do poço e no qual o dispositivo móvel pode ser conectar para a transferência de energia elétrica.

[0062] A fonte de energia 506 pode ser qualquer dispositivo para o armazenamento de energia adequado para a provisão de energia a ferramentas de fundo do poço. Exemplos de dispositivos para o armazenamento de energia incluem uma bateria principal (isto é, não recarregável) tal como uma célula voltaica, uma bateria de lítio, uma bateria de sal fundido, um motor térmico tal como um motor de combustão ou uma bateria de reserva térmica, uma bateria secundária (isto é, recarregável) tal como uma bateria de sal fundido, uma bateria no estado sólido ou uma bateria de íon lítio, uma célula de combustível tal como uma célula de combustível de óxido sólido, uma célula de combustível de ácido fosfórico, uma célula de combustível alcalina, uma célula de combustível de membrana de troca de próton ou uma célula de combustível de carbonato fundido, um capacitor, e combinações dos mesmos. Os dispositivos anteriores para o armazenamento de energia são bem-conhecidos na técnica. As baterias adequadas são descritas na patente U.S. No. 6.672.382 (descreve as células voltaicas), as patentes U.S. Nos. 6.253.847, e 6.544.691 (descreve baterias térmicas e baterias de sal fundido recarregáveis) e documento OTC 19621 que é disponível no website: e-book.lib.sjtu.edu.cn (descreve baterias de sal fundido recarregáveis), cada uma das quais é incorporada por referência aqui em sua totalidade para todos os fins. As células de combustível adequadas para o uso no fundo de poço são descritas nas patentes U.S. Nos. 5.202.194 e 6.575.248, e 7.258.169, cada uma das quais é incorporada por referência aqui em sua totalidade. A descrição adicional referente ao uso de capacitores nos furos do poço pode ser encontrada nas patentes U.S. Nos. 6.098.020 e 6.426.917, cada uma das quais é incorporada por referência aqui em sua totalidade para todos os fins. A descrição adicional referente ao uso de motores de combustão nos furos do poço pode ser encontrada na patente U.S. No. 6.705.085, que é incorporada por referência aqui em sua totalidade para todos os fins. A descrição adicional referente ao uso de armazenamento de energia mecânica, pressão diferencial, e câmaras hidrostáticas pode ser encontrada na patente U.S. No. 7.699.102 para Fripp, que é incorporada por referência aqui em sua totalidade para todos os fins.

[0063] Adicionalmente, a fonte de energia pode ser recarregável pelo uso de um gerador de energia com base na vibração. A descrição referente a tal é encontrada na patente U.S. No. 7.199.480, para Fripp, que é incorporada por referência aqui em sua totalidade para todos os fins. A descrição adicional referente ao uso de geradores de energia piezoelétrica pode ser encontrada na publicação de patente U.S. No. 2010/0219646, que é incorporada por referência aqui em sua totalidade para todos os fins. A descrição adicional referente ao uso de geração de energia elétrica termomecânica pode ser encontrada na patente U.S. No. 4.805.407, que é incorporada por referência aqui em sua totalidade para todos os fins.

[0064] A fonte de energia 506 pode prover a energia a diferentes cargas elétricas no dispositivo 500. Por exemplo, as diferentes cargas elétricas podem incluir o motor 520, a pluralidade de sensores 514, o conjunto de ancoragem 508, o conjunto de computador 512, o conjunto de acoplamento 518, etc. Adicionalmente, a fonte de energia pode ser conectada a uma ferramenta de fundo do poço e usada para acionar a ferramenta.

[0065] O dispositivo móvel 500 pode incluir um conjunto de ancoragem 508. 0 conjunto de ancoragem pode ser usado para ancorar o dispositivo móvel no furo do poço, tal como para a superfície interior do fundo de poço tubular 502, para a ferramenta de fundo do poço 501 por si só ou um par de conjuntos de ancoragem pode ser usado para ancorar o dispositivo a ambos o tubo e a ferramenta. Um conjunto de ancoragem exemplar é mostrado na Figura esquemática 8 com linhas tracejadas indicando um conjunto ou posição ancorada e linhas contínuas indicando uma posição retraída ou não ajustada. 0 conjunto de ancoragem 508 pode ser de qualquer tipo conhecido na técnica, tal como cunhas, ferramentas de configuração, mecanismos de pinça, mecanismos de mola, fechos magnéticos, etc..

[0066] A descrição adicional referente ao conjunto de ancoragem e seus uso pode ser encontrada na publicação do pedido U.S. No. 2011/0073326 para Clemens, que é incorporada por referência aqui em sua totalidade para todos os fins. A descrição adicional referente aos conjuntos de ancoragem e seu uso pode se encontrada na patente U.S. No. 5.207.274 para Streich, que é incorporada por referência aqui em sua totalidade para todos os fins.

[0067] O conjunto de ancoragem pode ser energizado pela fonte de energia 506 como descrito acima ou pode altemativamente ser energizado por uma fonte de energia separada, gerador de energia ou os similares. 0 conjunto de ancoragem pode incluir um perfil para a cooperação com um perfil conhecido ao longo do furo do poço tubular tal que o dispositivo móvel mantém sua posição em relação ao tubo. Além disso, o conjunto de ancoragem pode expandir radialmente para encaixar a superfície interna tubular, como é conhecido na técnica.

[0068] Altemativamente, o conjunto motor pode ser usado como um conjunto de ancoragem. Por exemplo, os tratores ou rodas 522 podem ser freados ou travados para prover uma âncora contra a tubular superfície interior.

[0069] O conjunto de comunicação 510 pode incluir transmissores e receptores como são conhecidos na técnica. Os componentes do conjunto de comunicação são operavelmente conectados ao conjunto de computador de modo que as comunicações enviadas da superfície podem ser rotear o conjunto de computador no fundo de poço e vice-versa. 0 usuário pode a seguir enviar sinais sem fio para a unidade móvel para realizar funções, dados de pesquisa, realizar operações, mudar as instruções pré-programadas, etc. 0 conjunto de computador pode operar o transmissor para enviar os sinais em tempos ajustados mediante uma ou mais condições ajustadas, mediante ou finalização de uma tarefa ou operação, etc. Altemativamente, o dispositivo móvel pode ter um conjunto de conexão de comunicações para "plugar" uma porta de comunicação conectada por cabos elétricos em uma localização do fundo de poço. Por exemplo, sabe-se posicionar as linhas de comunicação, cabos, fibra ótica, etc., no furo do poço da superfície em localizações do fundo de poço. 0 dispositivo móvel pode localizar tal porta, plugar e se comunicar com a superfície.

[0070] O conjunto de computador 512 pode incluir, mas não por meio de limitação, um ou mais processadores incluindo, mas não limitado a, processadores PIC e CPUs, dispositivos de armazenamento de memória, baterias, transmissores, receptores, conexões elétricas, etc. 0 termo "conjunto de computador" é usado em um sentido amplo aqui para incluir qualquer combinação de processador e dispositivo de armazenamento de memória. 0 conjunto de computador pode ser operavelmente conectado para controlar o conjunto motor 504, o conjunto de ancoragem 508, para ler e operar a pluralidade de sensores 514, para operar o acionador 516, para se comunicar com a superfície por meio de unidades de transmissor e receptor, etc. 0 conjunto de computador não será descrito aqui em detalhe visto que tais são bem-conhecidos na técnica.

[0071] O computador é pré-programado para controlar o dispositivo móvel no furo do poço. Por exemplo, o computador pode ser programado para ligar o conjunto motor após o término de um período de tempo, em certo tempo ou com base em outros parâmetros, tais como alcançar certa profundidade ou localização no poço ou quando os sensores indicam um conjunto pré-programado de condições, tais como temperatura, pressão, taxa de fluxo, etc. 0 conjunto de dispositivo de armazenamento de memória do computador preferivelmente tem dados pré-carregados incluindo as localizações ou várias etiquetas de ID, com cujas ferramentas de fundo do poço elas correspondem, etc. 0 computador pode a seguir operar conjunto de ancoragem como desejado uma vez que uma localização adequada é alcançada. 0 conjunto de computador pode operar o acionador mediante condições ajustadas, tais como localização, contato com uma ferramenta, parâmetros ambientais, etc.

[0072] Adicionalmente, o conjunto de computador pode preferivelmente ser programado para tomar uma série de operações desejadas no fundo de poço mediante o recebimento de um sinal, término de um atraso no tempo ou mediante o recebimento de sinais predeterminados dos sensores. Por exemplo, o dispositivo móvel pode ser submetido a uma série de operações quando a pluralidade de parâmetros de medida de sensores indicando que a composição do fluido de produção inclui uma quantidade selecionada de água. Uma vez que os parâmetros predeterminados são alcançados, o dispositivo móvel a seguir se move dentro do furo do poço para uma primeira localização, por exemplo, primeiro ICD 2 6a, onde ele a seguir aciona ou opera a válvula ICD. 0 dispositivo móvel a seguir se move para uma segunda localização do fundo de poço, tal como uma válvula ICD 26c e aciona ou opera aquela válvula. 0 dispositivo móvel pode abrir, fechar, desviar, etc., as ferramentas pré- selecionadas de fundo do poço, tais como as válvulas ICD. Adicionalmente, o dispositivo móvel pode a seguir ficar no fundo de poço até necessário para realizar outras operações. As válvulas ICD podem, assim, ser abertas, fechadas etc., em vários momentos mediante várias condições ou quando selecionado.

[0073] O dispositivo móvel preferivelmente inclui um ou mais sensores 514 para a detecção de condições no fundo de poço, parâmetros, etiquetas de identificação, etc. Por exemplo, os sensores podem incluir temperatura, pressão, taxa de fluxo de fluido e químico e sensores de composição do fluido, tais como para determinar a quantidade de petróleo, gás e água no fluido. Os sensores também podem incluir sensores para determinar a localização do dispositivo móvel no furo do poço. Por exemplo, os sensores podem transmitir e receber informações sobre coordenadas. Os sensores também podem incluir contadores giratórios, por exemplo, para rastrear a rotação das rodas do conjunto motor, etc., para determinar a distância percorrida.

[0074] Adicionalmente, os sensores podem incluir os sensores da etiqueta de identificação. Por exemplo, as etiquetas de identificação, tais como a etiqueta de ID 503, podem ser posicionadas em várias localizações e em várias ferramentas de fundo do poço ou ao longo do tubo. Os sensores do dispositivo móvel leriam a seguir as etiquetas de ID, assim determinando a localização do dispositivo móvel no furo do poço e/ou sua localização adjacente a uma ferramenta de fundo do poço particular. As etiquetas de ID 503 podem ser etiquetas de RFID, tais como as etiquetas de RFID ativas, passivas ou de baixa frequência, etiquetas preenchidas com petróleo, pip tags ou etiquetas radioativas. Os sensores da etiqueta ID, obviamente, seriam sensores que leem as etiquetas correspondentes.

[0075] Os sensores são operavelmente conectados às informações de abastecimento e dados para o conjunto de computador. Os sensores podem ser usados para vários fins diferentes. Por exemplo, os sensores podem ser usados para prover informações ou dados relacionados à localização do dispositivo móvel no furo do poço. Tais sensores podem incluir giroscópios, sensores de temperatura e pressão, sensores para o envio e/ou recebimento de informações sobre a localização de um banco de dados ou sistema transmitido sem fio. Os sensores de etiqueta de ID também podem ser usados para indicar que a localização como a localização das etiquetas de ID é conhecida. Em um mínimo, tais etiquetas de ID podem ser usadas para identificar que o dispositivo móvel é adjacente a uma ferramenta tendo a etiqueta. Alternativamente, os sensores podem ser usados para identificar os recursos de ID conhecidos, tais como os perfis de ferramenta para indicar a localização. A descrição dos sensores e o seu uso são encontrados é nas patentes U.S. Nos. 7.363.967 e 7.322.416, as quais são incorporadas aqui por referência para todos os fins.

[0076] Os sensores também podem ser usados para medir os parâmetros ambientais do fundo de poço, tais como a temperatura, pressão, taxa de fluxo, composição química dos fluidos do fundo de poço, composição física dos fluidos do fundo de poço (petróleo, água, gás, composições químicas selecionadas, etc.), viscosidade, densidade, etc. Novamente, estas leituras são enviadas ao conjunto de computador. As medições detectadas podem ser usadas para acionar a operação do dispositivo móvel. Por exemplo, o conjunto de computador pode controlar o dispositivo móvel para fechar uma dada válvula ICD mediante a detecção de uma combinação particular de taxa de fluxo, composição do fluido e tempo decorrido.

[0077] O dispositivo móvel preferivelmente inclui um acionador de fundo de poço para a operação de ferramentas selecionadas de fundo do poço. 0 acionador 516 pode ser qualquer acionador de fundo de poço conhecido na técnica. Por exemplo, o acionador pode incluir um DPU, um acionador hidráulico, um acionador de pressão diferencial, um acionador elétrico, um acionador químico, um acionador mecânico, etc. 0 acionador pode ser usado preferivelmente de modo reversível e repetido. 0 acionador pode ser acionado por um sinal de controle do conjunto de computador. 0 acionador pode ser energizado pela fonte de energia 506 ou por uma fonte de energia separada (mecânica, elétrica, química, etc.) posicionada no dispositivo móvel. 0 acionador pode ser mecânico, movendo um conjunto de acoplamento, um pistão, uma luva de deslizamento, etc., ou pode ser elétrica enviando um sinal elétrico para operar uma ferramenta de fundo do poço tal como um disco de ruptura ativado eletricamente. 0 acionador preferido usa a energia da diferença de pressão entre uma câmara de ar e a pressão hidrostática no furo do poço. Este conceito é articulado nos pedidos de patente U.S. Nos. de série 12/353.664 e 12/768.927.

[0078] O dispositivo móvel também pode ter um conjunto de acoplamento 518. 0 conjunto de acoplamento é usado para conectar o conjunto móvel a uma ferramenta de fundo do poço de modo que a ferramenta possa ser operada. Por exemplo, a ferramenta 501 pode ter um perfil 523 que corresponde a e coopera com um perfil 521 no conjunto de acoplamento do dispositivo móvel. 0 conjunto de acionador, quando acionado, move o conjunto de acoplamento 518 ou uma porção do mesmo, a qual por sua vez move a porção correspondente da ferramenta de fundo do poço. Por exemplo, o acionador pode mover o conjunto de acoplamento 518 longitudinalmente, dessa forma, deslizando a luva de deslizamento 528 de um conjunto de válvula na ferramenta.

[0079] Alternativamente, o dispositivo móvel 500 pode acionar a ferramenta de fundo do poço 501 pelo movimento do dispositivo por si só ao longo do tubo. Isto é, o dispositivo móvel 501 pode contatar uma porção ou perfil na ferramenta e a seguir o dispositivo móvel pode se mover no furo do poço utilizando o conjunto motor para, dessa forma, empurrar, puxar ou de outra forma mover a porção correspondente da ferramenta. Preferivelmente, a ferramenta é acionada por movimento longitudinal, no entanto outros movimentos podem ser usados, tais como radial, torsional, etc.

[0080] Alternativamente, os conjuntos de acoplamento 518 e 519 podem se acoplar a outro indutivamente, eletricamente ou magneticamente como é conhecido na técnica. Por exemplo, o dispositivo e/ou ferramenta pode ter um conjunto cooperante de bobinas, ímãs ou ambos tal que, mediante o acionamento, o movimento do dispositivo (ou uma porção do mesmo, tal como uma luva de deslizamento) produz movimento correspondente na ferramenta (ou uma porção do mesmo, tal como uma luva de deslizamento correspondente) ou vice-versa.

[0081] As pessoas versadas na técnica reconhecerão que uma ou mais funções realizadas durante uma tarefa, por exemplo a abertura de uma válvula da luva de deslizamento, podem ser realizadas por um conjunto no dispositivo móvel ou por um conjunto na ferramenta de fundo do poço. Por exemplo, a ferramenta exemplar de fundo do poço é mostrada tendo uma etiqueta de identificação 503, uma fonte de energia 507, conjunto de comunicação 511, um conjunto de computador 513, um acionador 517 e um conjunto de acoplamento 519.

[0082] O acionador 517 pode realizar uma etapa de acionamento da ferramenta de fundo do poço em uma modalidade. Em tal caso, seria necessário que o dispositivo móvel também tivesse um acionador. Nesta disposição, o dispositivo móvel ainda poderia transferir a energia para uma fonte de energia na ferramenta, se comunicar com a ferramenta ou acionar o acionador da ferramenta, etc., mas o acionador para a operação da ferramenta é localizado no fundo de poço, na ferramenta, por exemplo, em vez de no dispositivo móvel. Similarmente, os conjuntos de comunicação, conjunto de computador, conjunto de ancoragem, etc., da ferramenta de fundo do poço podem ser usados para realizar funções similares àquelas descritas aqui com referência aos conjuntos e elementos do dispositivo móvel.

[0083] As Figuras 8 e 9 mostram um esquema de uma ferramenta exemplar de fundo do poço 501, a saber uma válvula da luva de deslizamento, posicionada em um furo do poço e operada por um dispositivo móvel exemplar 500; A Figura 8 mostra a válvula da luva de deslizamento em uma posição fechada e a Figura 9 mostra a válvula da luva de deslizamento em uma posição aberta. A válvula da luva de deslizamento pode ser parte de uma válvula ICD, por exemplo. 0 dispositivo móvel 500 é posicionado em um furo do poço tubular 502 adjacente a uma ferramenta de fundo do poço 501. 0 dispositivo e a ferramenta são mostrados conectados um ao outro por um conjunto de acoplamento do dispositivo 518 incluindo um perfil de cruzamento 521 e um conjunto de acoplamento da ferramenta 519 incluindo um perfil de ferramenta cooperante 523. 0 conjunto motor 504, o conjunto de ancoragem 508 e o acionador 516 são mostrados esquematicamente.

[0084] Em uso, o dispositivo móvel 500 é programado ou recebe sinais para localizar e operar a ferramenta de fundo do poço 501 como descrito aqui. 0 conjunto motor é usado para mover o dispositivo móvel ao longo do furo do poço tubular até uma posição adjacente a uma ferramenta. Alternativamente, é possível mover o dispositivo usando a gravidade ou fluxo de fluido. Os conjuntos de acoplamento e perfis de cruzamento são encaixados. O conjunto de ancoragem, se presente, é acionado, dessa forma, ancorando o dispositivo móvel em uma posição selecionada adjacente a uma ferramenta. Alternativamente, o dispositivo móvel não precisa ser ancorado na parede tubular, mas meramente encaixa uma ferramenta em um conjunto de acoplamento e ser mantido no lugar no tubo pelo conjunto motor, tal como pela frenagem ou travamento das rodas do dispositivo móvel ou ser movido ao longo do tubo pelo conjunto motor, onde o movimento do dispositivo age para acionar uma ferramenta. Alternativamente, o acionador 516 pode operar a ferramenta. Por exemplo, o acionador 516 pode ser um DPU que age para estender o conjunto de acoplamento 518, como visto na Figura 10, dessa forma, movendo a luva de deslizamento de uma posição fechada para uma aberta.

[0085] Adicionalmente, o dispositivo móvel pode transferir os dados e instruções para e de um conjunto de computador da ferramenta. Por exemplo, o dispositivo pode baixar dados coletados e armazenados na ferramenta de fundo do poço para a transmissão ou distribuição a um usuário na superfície. 0 dispositivo móvel também pode transferir os dados e as instruções para a ferramenta. Por exemplo, o dispositivo móvel pode enviar um sinal para a ferramenta para acionar, prover dados de programação de modo que a ferramenta seja acionada em dado momento ou mediante um dado conjunto de condições, etc.

[0086] A energia também pode ser transferida entre o dispositivo móvel e a ferramenta de fundo do poço. Como explicado em outros lugares aqui, o dispositivo móvel pode carregar ou recarregar a fonte de energia na ferramenta. Alternativamente, a ferramenta pode transferir a energia para o dispositivo móvel se, por exemplo, a ferramenta for provida com uma linha de energia para a superfície ou tiver um gerador de energia onboard e, o dispositivo precisar recarregar para realizar funções adicionais.

[0087] Uma vez a tarefa tenha sido concluída na ferramenta de fundo do poço - a transferência de dados, sinalização, acionamento, etc., o dispositivo móvel desacoplaria a seguir da ferramenta. 0 dispositivo móvel pode ser usado repetidamente em diferentes localizações ao longo do furo do poço, por exemplo, para operar uma série de válvulas ICD.

[0088] Em outra modalidade, o dispositivo móvel pode ser feito de material dissolvível. 0 dispositivo móvel pode ser a seguir removido do furo do poço ao dissolvê-lo simplesmente no lugar. 0 que vem a seguir provê ainda a descrição referente ao uso de ferramentas dissolvíveis nos furos do poço no fundo do poço e é incorporado aqui por referência para todos os fins: a patente U.S. No. 7.168.494 para Starr; e o pedido de patente U.S. No. 2011/0247833 para Todd.

[0089] As Figuras 10A-B são vistas esquemáticas de uma ferramenta de fundo do poço tendo um disco de ruptura e operável por um dispositivo móvel em formato de "torpedo" de acordo com uma modalidade da invenção. 0 dispositivo móvel 530 é mostrado movido adjacente à ferramenta de fundo do poço 531 em um furo do poço tubular 532. A ferramenta de fundo do poço 501 tem um disco de ruptura 533 posicionado entre uma câmara atmosférica 534 e uma câmara de fluido de pressão relativamente maior 535. Quando o disco de ruptura é rompido ou ativado, como na figura 10B, o fluido 536 se move para encher a câmara atmosférica 534, dessa forma reduzindo a pressão interna no fluido e permitindo que o pistão inclinado 537 retraia, dessa forma, abrindo a porta de abertura 538.

[0090] Em uma modalidade exemplar, o disco de ruptura é para o bloqueio seletivo do fluxo de fluido através de uma passagem com desvio em torno de um ICD. Uma vez que o disco de ruptura foi rompido, o fluido de produção flui através da passagem com desvio.

[0091] Geralmente, os métodos descritos em relação às Figuras 1-9 podem ser empregados usando um dispositivo que é motivado por um meio de motivação interna, dos quais vários são descritos acima. Tal unidade preferivelmente não precisa ser ancorada no poço. Tal dispositivo é mostrado nas figuras 10A-B. 0 dispositivo móvel 530 inclui um gerador de força motriz 602 (tal como um propulsor 604 ou de outra forma como descrito em outros lugares aqui), um motor 606 e uma fonte de energia 608. Uma vez manobrado no furo do poço, como mostrado, o dispositivo 530 mantém sua posição tempo suficiente para interagir com o conjunto da ferramenta de fundo do poço 531. Na modalidade preferida mostrada, o dispositivo móvel 530 inclui bobinas indutivas 614 (ou similares) que interagem com as bobinas indutivas correspondentes 616 na ferramenta.

[0092] A ferramenta de fundo do poço, que preferivelmente tem um computador, armazenamento de dados ou outro conjunto eletrônico 618, recebe e lê um comando específico do dispositivo móvel. Mediante o recebimento do comando, a ferramenta de fundo do poço ativa um disco de ruptura eletrônico 533 ou outro dispositivo. 0 disco de ruptura eletrônico 533 rompe em resposta a um sinal ou pulso eletrônico, liberando fluido 537 na câmara 536 para se expandir ou se mover para dentro da câmara de ar 534. Em resposta à pressão agora reduzida agindo nele, o pistão 537 (ou similar) se move (retrai nesta modalidade) para a porta aberta 538.

[0093] O dispositivo móvel pode ser a seguir energizado para outra localização para realizar outras tarefas no fundo de poço. 0 dispositivo móvel pode incluir os vários aspectos discutidos acima em relação às modalidades da "esfera", tais como fonte de energia, armazenamento de dados, comunicação, um dispositivo lógico (por exemplo, computador), etc.

[0094] Quaisquer discos de ruptura conhecidos na técnica podem ser usados em conjunto com a invenção, incluindo discos de ruptura que são rompidos mecanicamente, eletronicamente, quimicamente, hidraulicamente etc. 0 dispositivo móvel também pode romper ou acionar remotamente a ruptura do disco. Para outra descrição sobre os discos de ruptura, seu uso e operação, vide as referências a seguir as quais são incorporadas aqui por referência para todos os fins: a patente U.S. No. 6.540.263 para Schwendemann; a patente U.S. No. 6.397.950 para Streich; a patente U.S. No. 5.341.883.

[0095] Para a descrição referente aos discos de ruptura e válvulas ICD, vide as patentes que vêm a seguir as quais são incorporadas por meio deste por referência para todos os fins: a patente U.S. No. 7.857.061 para Richards; e o pedido de patente U.S. No. 11/958.466 para Richards.

[0096] Os métodos explicados acima são exemplares e aqueles versados na técnica reconhecerão as variações e adições, as quais podem ser feitas usando o aparelho e os métodos descritos aqui. 0 método não precisa incluir todas as etapas mencionadas nem devem ser realizadas na ordem mencionada.

[0097] Embora esta invenção tenha sido explicada com referência às modalidades ilustrativas, esta descrição não pretende ser interpretada em um sentido limitativo. Várias modificações e combinações das modalidades ilustrativas assim como outras modalidades da invenção, tornar-se-ão aparentes às pessoas versadas na técnica mediante referência à descrição. Espera-se, portanto, que as reivindicações em anexo abranjam quaisquer tais modificações ou modalidades.

Claims (19)

1. Método para a operação remota de uma ferramenta de fundo do poço posicionada em um furo do poço subterrâneo que se estende da superficie e através de pelo menos uma zona que porta hidrocarboneto, o método caracterizadopelo fato de que compreende as etapas de: manobra de um primeiro dispositivo móvel desamarrado da superficie em proximidade com uma ferramenta de fundo do poço posicionada no furo do poço; então transferência de um sinal elétrico entre o primeiro dispositivo móvel manobrado e a ferramenta de fundo do poço; energização da ferramenta de fundo do poço utilizando o primeiro dispositivo móvel incluindo utilizar o primeiro dispositivo móvel a alterar fluxo de fluido através da ferramenta de fundo do poço, em que o fluxo de fluido através da ferramenta de fundo do poço é alterada para operar um conjunto de produção de energia operacionalmente conectado para energizar também a ferramenta de fundo do poço; remoção do primeiro dispositivo móvel em proximidade com a ferramenta de fundo do poço; a seguir manobra de um segundo dispositivo móvel desamarrado da superficie em proximidade com a ferramenta de fundo do poço e a seguir; transferência de dados entre a ferramenta de fundo do poço e o segundo dispositivo móvel.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que compreende ainda a etapa de colocação do primeiro ou segundo dispositivo móvel manobrado em contato com a ferramenta de fundo do poço.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o sinal elétrico contém pelo menos um dentre os dados digitais ou energia elétrica.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que compreende ainda a etapa de: remoção do segundo dispositivo móvel para a superfície.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que compreende ainda a etapa de: manobra de um terceiro dispositivo móvel da superfície em contato com a ferramenta de fundo do poço.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizadopelo fato de que compreende ainda a etapa de: transferência de dados entre o terceiro dispositivo móvel e a ferramenta de fundo do poço.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que compreende ainda a etapa de: execução de um teste de produção no furo do poço após a etapa de energização da ferramenta de fundo do poço pela utilização do primeiro dispositivo móvel manobrado.

8. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizadopelo fato de que compreende ainda a etapa de: energização da ferramenta de fundo do poço utilizando o segundo dispositivo móvel manobrado.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que a etapa de remoção do primeiro dispositivo móvel compreende a dissolução do primeiro dispositivo móvel.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o fluxo de fluido através da ferramenta de fundo do poço é alterado para operar um conjunto de produção de energia operavelmente conectado para energizar a ferramenta de fundo do poço.

11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o carregador de energia compreende uma turbina posicionada em um conduite de escoamento.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizadopelo fato de que compreende ainda a etapa de romper um disco de ruptura para alterar o fluxo de fluido através da ferramenta de fundo do poço.

13. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizadopelo fato de que a etapa de transferência de dados entre a ferramenta de fundo do poço e o segundo dispositivo móvel ainda compreende a transferência dos dados de teste registrados da ferramenta de fundo do poço para o segundo dispositivo móvel.

14. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizadopelo fato de que a etapa de transferência de dados entre a ferramenta de fundo do poço e o segundo dispositivo móvel ainda compreende a transferência de dados do segundo dispositivo móvel para a ferramenta de fundo do poço.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizadopelo fato de que a ferramenta de fundo do poço é um controlador e em que os dados transferidos incluem instruções para o controlador para acionar pelo menos uma ferramenta controlada de fundo do poço posicionada no furo do poço.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o controlador é um controlador do dispositivo de controle de influxo e em que o pelo menos um dispositivo controlado é um dispositivo de controle de influxo para o controle da produção de fluido do furo do poço.

17. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de manobra do primeiro dispositivo móvel em contato com a ferramenta de fundo do poço ainda compreende a colocação do primeiro dispositivo móvel sobre uma primeira sapata da ferramenta de fundo do poço.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a etapa de manobra do segundo dispositivo móvel em contato com a ferramenta de fundo do poço ainda compreende a colocação do segundo dispositivo móvel em uma segunda sapata da ferramenta de fundo do poço, a segunda sapata tendo um diâmetro menor do que a primeira sapata.

19. Método para a operação remota de uma ferramenta de fundo do poço posicionada em um furo do poço subterrâneo que se estende da superficie e através de pelo menos uma zona que porta hidrocarboneto, o método caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: manobra de um primeiro dispositivo móvel desamarrado da superficie em proximidade com uma ferramenta de fundo do poço posicionada no furo do poço a seguir; energizaçâo da ferramenta de fundo do poço que utiliza o primeiro dispositivo móvel manobrado incluindo a utilizar o primeiro dispositivo móvel para alterar o fluxo de fluido através do furo do poço; a seguir remoção do primeiro dispositivo móvel em proximidade com a ferramenta de fundo do poço; a seguir manobra de um segundo dispositivo móvel desamarrado da superfície em proximidade com a ferramenta de fundo do poço; e a seguir transferência de dados entre a ferramenta de fundo do poço e o segundo dispositivo móvel.

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