BR112014029468B1

BR112014029468B1 - Aparelho e método para bombear um fluido de fundo de poço

Info

Publication number: BR112014029468B1
Application number: BR112014029468-2A
Authority: BR
Inventors: Stefan Sroka
Original assignee: Baker Hughes Incorporated
Priority date: 2012-07-09
Filing date: 2013-07-08
Publication date: 2021-04-27
Also published as: GB2519041B; CA2874010A1; WO2014011529A1; US9255474B2; US20140008060A1; NO20150018A1; GB201502017D0; BR112014029468A8; BR112014029468A2; CA2874010C; GB2519041A; NO346726B1

Abstract

aparelho e método para bombear um fluido de fundo de poço. a presente invenção refere-se a um aparelho para bombear um fluido de fundo de poço que inclui: um transportador (5) configurado para ser transportado através de um poço que penetra a terra; uma bomba (17) disposta no transportador (5) e configurada para bombear o fluido de fundo de poço; um motor elétrico multifásico (18) acoplado à bomba (17) e configurado para receber energia elétrica multifásica de uma fonte de potência a fim de operar a bomba (17), em que o motor elétrico multifásico (18) tem múltiplos enrolam entoe um comutador (34) configurado para conectar os múltiplos enrolamentos em uma configuração selecionada a partir de uma pluralidade de configurações que inclui (i) uma primeira configuração em que um terminal de cada enrolamento dos múltiplos enrolamentos é unicamente conectado a um terminal de outro enrolamento e (ii) uma segunda configuração em que um terminal de cada enrolamento dos múltiplos enrolamentos é comumente conectado a um terminal de cada um dos outros enrolamentos.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este pedido reivindica o benefício do pedido de patente n U.S. 13/544018, depositado em 9 de julho de 2012, incorporado ao presente documento em sua totalidade a título de referência.

ANTECEDENTES

[002] As formações geológicas são usadas para muitas aplicações como produção de hidrocarboneto, produção geotérmica e separação de dióxido de carbono. Tipicamente, os poços são perfurados nas formações para fornecer acesso aos mesmos. Várias ferramentas podem ser transportadas nos poços a fim de caracterizar as formações. A caracterização da formação fornece informações valiosas relacionadas ao uso pretendido da formação, de modo que os recursos de perfuração e de produção possam ser eficientemente usados.

[003] Um tipo de ferramenta de fundo de poço é uma ferramenta de analisador de fluido. A ferramenta de analisador de fluido veda uma porção da parede de fundo de poço através do uso de um vedador ou um elemento de vedação de almofada. Uma bomba, então, extrai uma amostra de fluido de formação da formação e a coloca em um módulo de analisador de fluido para análise ou uma câmara de amostra para recuperação do poço. Devido ao fato de os poços geralmente terem um diâmetro pequeno na ordem de cerca de 15,24 a 20,32 centímetros (seis a oito polegadas) em algumas modalidades, certas restrições espaciais, que podem limitar a funcionalidade, são impostas na ferramenta. Por isso, seria apreciado na indústria de perfuração se ferramentas de analisador de fluido pudessem ser aprimoradas.

BREVE SUMÁRIO

[004] A presente invenção refere-se a um aparelho para bombear um fluido de fundo de poço. O aparelho inclui: um carregador configurado para ser transportado através de um poço que penetra na terra; uma bomba disposta no carregador e configurada para bombear o fluido de fundo de poço; um motor elétrico multifásico acoplado à bomba e configurado para receber energia elétrica multifásica de uma fonte de potência a fim de operar a bomba, em que o motor elétrico multifásico tem múltiplos enrolamentos e um comutador configurado para conectar os múltiplos enrolamentos em uma configuração selecionada a partir de uma pluralidade de configurações que incluem (i) uma primeira configuração em que um terminal de cada enrolamento dos múltiplos enrolamentos é unicamente conectado a um terminal de outro enrolamento e (ii) uma segunda configuração em que um terminal de cada enrolamento dos múltiplos enrolamentos é comumente conectado a um terminal de cada um dos outros enrolamentos.

[005] Também se refere a um método para bombear um fluido de fundo de poço. O método inclui: transportar um carregador através de um poço que penetra na terra; selecionar uma configuração de múltiplos enrolamentos de um motor elétrico multifásico disposto no carregador de uma pluralidade de configurações que usam um comutador, em que a pluralidade de configurações tem (i) uma primeira configuração em que um terminal de cada enrolamento dos múltiplos enrolamentos é unicamente conectado a um terminal de outro enrolamento e (ii) uma segunda configuração em que um terminal de cada enrolamento dos múltiplos enrolamentos é comumente conectado a um terminal de cada um dos outros enrolamentos; energizar o motor elétrico multifásico com os enrolamentos na configuração selecionada para operar uma bomba acoplada ao motor a fim de bombear o fluido de fundo de poço.

[006] Adicionalmente refere-se a um aparelho configurado para operação em um poço que penetra na terra. O aparelho inclui: um carregador configurado para ser transportado através do poço; um motor elétrico multifásico disposto no carregador e configurado para receber energia elétrica multifásica de uma fonte de potência a fim de operar o motor elétrico multifásico, em que o motor elétrico multifásico tem múltiplos enrolamentos e um comutador configurado para energizar eletricamente os múltiplos enrolamentos em uma configuração selecionada a partir de uma pluralidade de configurações.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[007] As seguintes descrições não devem ser consideradas limitadoras de qualquer maneira. Com referência às figuras anexadas os elementos semelhantes são numerados de forma semelhante: A Figura 1 ilustra uma modalidade exemplar de uma ferramenta de fundo de poço transportada em um poço que penetra na terra por uma coluna de perfuração; A Figura 2 ilustra uma modalidade exemplar da ferramenta de fundo de poço transportada através do poço por um cabo de perfilagem; As Figuras 3A a 3C, coletivamente referidas como figura 3, retrata aspectos de um circuito configurado para controlar uma bomba na ferramenta de fundo de poço; e A Figura 4 é um fluxograma para um método para bombear um fluido de fundo de poço.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[008] Uma descrição detalhada de uma ou mais modalidades do aparelho revelado e do método apresentado no presente documento a título de exemplo e não de limitação com referência às Figuras.

[009] A Figura 1 ilustra uma vista em corte transversal de uma modalidade exemplar de um sistema para estimar uma propriedade de um fluido de fundo de poço de interesse. Uma montagem de fundo de poço (BHA) 10 é disposta em um poço 2 que penetra na terra 3, que inclui uma formação de terra 4. A BHA 10, que também pode ser referida como a ferramenta de fundo de poço 10, inclui um módulo de analisador de fluido 11 configurado para realizar um ou mais tipos de medição em um fluido de fundo de poço de interesse, que pode estar disposto na formação 4 ou no poço 2. A BHA 10 também pode incluir um tanque de amostra 12 configurado para conter uma amostra do fluido de fundo de poço de interesse para recuperação posterior e análise na superfície da terra 3.

[0010] Um "fluido de fundo de poço" como usado no presente documento inclui qualquer gás, líquido, sólido com a capacidade de fluir e outros materiais que tem uma propriedade de fluido. Um fluido de fundo de poço pode ser natural ou feito pelo homem e pode ser transportado para o fundo do poço ou pode ser recuperado de uma localização no fundo do poço. Os exemplos não limitadores de fluidos de fundo de poço incluem fluidos de perfuração, fluidos de retorno, fluidos de formação, fluidos de produção que contêm um ou mais hidrocarbonetos, óleos e solventes usados em conjunção com ferramentas de fundo de poço, água, salmoura e combinações dos mesmos.

[0011] A BHA 10 é transportada através do poço 2 por um carregador 5. Na modalidade da Figura 1, o carregador 5 é uma coluna de perfuração 6 em uma modalidade conhecida como medição durante a perfuração (LWD). Disposta em uma extremidade distal da coluna de perfuração 6 está uma broca 7. Uma sonda de perfuração 8 está configurada para conduzir as operações de perfuração como girar a coluna de perfuração 6 e dessa forma a broca 7 a fim de perfurar o poço 2. Ademais, a sonda de perfuração 8 está configurada para bombear fluido de perfuração através da coluna de perfuração 6 a fim de lubrificar a broca 7 e lavar cascalho do poço 2. Os eletrônicos de fundo de poço 9 podem ser configurados para operar ou controlar a ferramenta de fundo de poço 10, processar os dados obtidos pela ferramenta de fundo de poço 10, ou fornecer uma interface com telemetria para se comunicar com um sistema de processamento de computador 19 disposto na superfície da terra 3. As operações de operação, de controle ou de processamento podem ser realizadas pelos eletrônicos de fundo de poço 9, pelo sistema de processamento de computador 19, ou uma combinação dos dois. A telemetria está configurada para transportar informação ou comandos entre a ferramenta de fundo de poço 10 e o sistema de processamento de computador 19.

[0012] Em uma ou mais modalidades não limitadoras, o módulo de analisador de fluido 11 realiza medições de espectroscopia transmissiva ou refletiva para determinar uma propriedade, como composição química, de uma amostra do fluido de fundo de poço de interesse. Para obter a amostra, a ferramenta de fundo de poço 10 inclui um dispositivo de extração de fluido 14 configurado para extrair uma amostra do fluido de fundo de poço de interesse da formação 4 e dispor a amostra em uma cela de sonda de fluido 15 e/ou o tanque de amostra 12. A cela de sonda de fluido 15 pode ser configurada para conter uma amostra estática ou para conter um fluxo contínuo de fluido de amostra através da cela de sonda de fluido 15.

[0013] As medições de espectroscopia são realizadas na amostra enquanto a amostra está contida na cela de sonda de fluido 15 ou enquanto o fluido é continuamente bombeado através da cela de sonda de fluido 15. Em uma ou mais modalidades não limitadoras, o dispositivo de extração de fluido 14 inclui uma sonda 16 configurada para se estender a partir do dispositivo 14 e vedar uma parede do poço 2 com uma almofada 13. O dispositivo de extração de fluido 14 inclui uma bomba mecânica 17 configurada para reduzir a pressão dentro da sonda 16 que faz com que o fluido de formação flua para dentro da sonda 16 a partir da qual o fluido pode ser bombeado para dentro da cela de sonda de fluido 15 e/ou do tanque de amostra 12. Em uma ou mais modalidades, a bomba mecânica 17 é uma bomba de deslocamento positivo, que pode eficientemente e precisamente bombear o fluido em uma taxa de fluxo conhecida. Em vez de ou em adição à sonda 16, o dispositivo de extração de fluido 14 pode incluir um vedador (não mostrado) configurado para isolar uma porção do anel do poço entre o exterior da ferramenta de fundo de poço 10 e uma parede do poço 2. Uma montagem de motor elétrico 18 é acoplada à bomba mecânica 17. A montagem de motor elétrico 18 está configurada para converter energia elétrica em energia mecânica a fim de operar a bomba mecânica 17.

[0014] A Figura 2 ilustra uma vista em corte transversal de uma modalidade exemplar da ferramenta de fundo de poço 10 em uma modalidade conhecida como medição de cabo de perfilagem. Na modalidade da Figura 2, o carregador 5 é um cabo de perfilagem blindado 20. O cabo de perfilagem pode incluir diversos condutores elétricos para comunicações entre a ferramenta de fundo de poço 10 e o sistema de processamento de computador 9 e/ou para transmitir potência elétrica da superfície da terra 3 para a ferramenta de fundo de poço 10.

[0015] A Figura 3 retrata aspectos da montagem de motor elétrico 18. Como ilustrado na Figura 3A, a montagem de motor elétrico 18 inclui um motor elétrico síncrono trifásico 30 que tem um estator 31 e um rotor 32. O estator 31 inclui enrolamentos condutivos para receber a potência elétrica de três fases. Os enrolamentos condutivos incluem um enrolamento 33U para fase U, um enrolamento 33V para fase V e um enrolamento 33W para fase W. Esses enrolamentos criam um campo magnético giratório para virar o rotor 32 quando os mesmos são energizados pela potência elétrica de três fases. Os enrolamentos 33 incluem terminais em várias localizações a fim de conectar os enrolamentos 33 em várias configurações como uma configuração do tipo delta ou uma configuração em forma de Y.

[0016] Ainda se referindo à Figura 3, a montagem de motor elétrico 18 inclui um comutador 34 configurado para conectar os enrolamentos 33 nas várias configurações como a configuração do tipo delta ou a configuração em forma de Y. A Figura 3B ilustra os enrolamentos 33 na configuração do tipo delta que resulta do comutador 34 estar na posição I. Na configuração do tipo delta, cada terminal de cada enrolamento 33 é unicamente conectado a um terminal de outro enrolamento 33 para outra fase. Em outras palavras, "unicamente conectado" significa, por exemplo, que um terminal de um enrolamento de primeira fase está conectado a um terminal de um enrolamento de segunda fase sem um enrolamento de terceira fase estar conectado àquela conexão. Em enrolamentos multifásicos diferentes de um enrolamento trifásico, uma configuração em "anel" ou "circular" é formada ao conectar unicamente um terminal de um enrolamento de uma fase apenas a um terminal de outro enrolamento de outra fase. A Figura 3C ilustra os enrolamentos 33 na configuração em forma de Y que resulta do comutador 34 estar na posição II. Na configuração em forma de Y, todos os enrolamentos 33 têm um terminal que é comumente conectado a um terminal de cada de todos os outros enrolamentos 33. Isto é, em outras palavras para um sistema de três fases, um terminal de um enrolamento de primeira fase é conectado a um terminal de um enrolamento de segunda fase e a um terminal de um enrolamento de terceira fase. O ponto de conexão é uma conexão comum.

[0017] Referindo-se à Figura 3A, um controlador 35 está configurado para mover ou controlar a posição do comutador 34. Um sensor 36 está configurado para perceber um parâmetro do processo de bombeamento e para fornecer informação para o controlador 35 para determinar uma posição do comutador 34. Os exemplos não limitadores do parâmetro percebido incluem pressão diferencial de bomba, taxa de fluxo de bomba e pressão de tanque de amostra desejada. As modalidades não limitadoras do comutador 34 incluem um comutador mecânico, um comutador eletrônico, ou um comutador híbrido que emprega as tecnologias de comutadores eletrônicos e mecânicos.

[0018] Ainda se referindo à Figura 3A, uma bateria 37 disposta na ferramenta de fundo de poço 10 supre potência de CC para um inversor 38. O inversor 38 inverte a potência de CC para gerar potência de corrente alternada (CA) de três fases, que é suprida para o motor 30. Em uma modalidade alternativa, o cabo de perfilagem 20 supre potência de CC para o inversor 38. Em ainda outra modalidade alternativa, o cabo de perfilagem 20 supre potência de CA multifásica diretamente para o motor 30.

[0019] É desejável conseguir uma amostra "limpa" com pouco ou nenhum liquido infiltrado presente na amostra para propósitos de análise. A amostra limpa garante que o liquido infiltrado não interfira com a análise do fluido de formação extraído. Em geral, o processo de limpeza inclui bombear o fluido extraído através do uso de um regime de bombeamento especial até que o liquido infiltrado não esteja mais presente ou abaixo de uma quantidade selecionada. O regime de bombeamento especial exige controle preciso como da pressão diferencial e de taxa de extração para baixo, por exemplo. Para propósitos de bombeamento na ferramenta de fundo de poço 10, é vantajoso usar um motor elétrico síncrono trifásico para acionar a bomba mecânica 17 devido à densidade-potência desse motor (isto é, relação entre tamanho e potência de saída mecânica), alta eficiência de potência (isto é, relação entre potência de entrada elétrica e potência de saída mecânica) e habilidade de controle (isto é, a habilidade para controlar velocidade, torque ou posição do eixo do motor). Para a aplicação de um motor síncrono de três fases na ferramenta de fundo de poço 10, a pressão diferencial para a bomba 17 depende da pressão de formação, da pressão de anel (isto é, pressão entre a ferramenta e a parede de fundo de poço), profundidade de extração para baixo (isto é, diferença de pressão pela qual a pressão de bomba fica abaixo da pressão de formação) e no caso de amostragem, também da pressão de sobrecarga desejada da amostra no tanque de amostra 12. A taxa da bomba depende, dentre outras, da mobilidade do fluido de formação extraído, que é a razão de viscosidade do fluido de formação e da permeabilidade da formação. Exigências em relação ao torque e a velocidade resultam da pressão diferencial e da velocidade da bomba. Para condições de fundo de poço, em geral, ambos os parâmetros podem variar sobre uma larga faixa. No entanto, existem limites espaciais em relação à bomba 17 e a montagem de motor elétrico 18 bem como limites em relação ao consumo de potência a fim de que a ferramenta de fundo de poço 10 seja transportável no poço 2.

[0020] À medida que o consumo de potência e consequentemente a potência de saída de potência mecânica são restringidas, um sistema de bomba (isto é, bomba e motor) podem fornecer uma alta velocidade da bomba em pressão diferencial moderada ou uma velocidade da bomba moderada (isto é, menor do que a alta velocidade da bomba) em pressão diferencial alta (isto é, maior do que a pressão diferencial moderada). Levando em consideração as restrições de potência e espaço em ferramentas de fundo de poço e especialmente em ferramentas durante a perfuração, um motor elétrico de três fases de tamanho pequeno pode ser usado na montagem de motor elétrico 18. No entanto, à medida que as condições de fundo de poço diferem de poço a poço ou de poço a poço, um sistema de bomba com uma razão de transmissão mecânica específica pode ser bem ajustada para a velocidade e faixa de pressão diferencial exigida para um poço específico, enquanto que em outro poço, uma pressão diferencial de bomba mais alta pode ser exigida, mas em uma velocidade da bomba menor. Os ensinamentos revelados no presente documento fornecem uma solução para esse problema ou fornecer uma conexão comutável para os enrolamentos 33 do motor elétrico síncrono trifásico 30 para conectar os enrolamentos 33 em várias configurações. Cada configuração fornece o motor 30 com um torque, velocidade, corrente e tensão característicos. Por isso, ao mudar a configuração dos enrolamentos 33, estas características do motor também mudam.

[0021] Ao usar o motor de três fases como um exemplo, com os enrolamentos 33 na conexão em forma de Y, o motor 30 tem uma constante de torque mais alta, o que resulta em um torque mais alto em uma dada corrente de fase em comparação com a conexão do tipo delta. Por outro lado, o motor 30 na conexão em forma de Y tem uma força eletromotriz de volta mais alta (emf, isto é, contra tensão induzida), o que resulta em uma velocidade máxima menor em uma dada tensão de fornecimento em comparação com a conexão do tipo delta. Isso permite que a bomba alcance uma pressão diferencial mais alta, mas uma taxa da bomba menor em comparação com uma bomba acionada por um motor com uma conexão do tipo delta do enrolamento. Por outro lado, o motor 30 com os enrolamentos 33 em uma conexão do tipo delta tem uma constante de torque menor, que leva a um torque menor em uma dada corrente de fase em comparação com a conexão em forma de Y. Na conexão do tipo delta, o motor 30 com os enrolamentos 33 tem uma emf de volta menor, o que resulta em uma velocidade da bomba máxima mais alta em uma dada tensão de fornecimento em comparação com o motor 30 com os enrolamentos 33 na conexão em forma de Y. Por isso, ao mudar a conexão de configuração dos enrolamentos 33 através do comutador 34, o controlador 35 pode selecionar durante a implantação de fundo de poço entre alta capacidade de pressão diferencial e alta capacidade de velocidade de bombeamento.

[0022] A Figura 4 é um fluxograma para um método 40 para bombear um fluido no fundo e poço. O bloco 41 pede para transportar um carregador através de um poço que penetra na terra. O bloco 42 pede para selecionar uma configuração de múltiplos enrolamentos de um motor elétrico multifásico disposto no carregador de uma pluralidade de configurações que usam um comutador. A pluralidade de configurações inclui (i) uma primeira configuração em que um terminal de cada enrolamento dos múltiplos enrolamentos é unicamente conectado a um terminal de outro enrolamento e (ii) uma segunda configuração em que um terminal de cada enrolamento dos múltiplos enrolamentos é comumente conectado a um terminal de cada um dos outros enrolamentos. O bloco 43 pede para energizar o motor elétrico multifásico com os enrolamentos na configuração selecionada para operar uma bomba acoplada ao motor a fim de bombear o fluido de fundo de poço.

[0023] Pode ser apreciado que outra vantagem dos ensinamentos descritos no presente documento é a prevenção de uma transmissão mecânica de multivelocidade entre a bomba 17 e o motor 30 a fim de alcançar uma combinação de pressão diferencial de bomba e de velocidade da bomba selecionada. Este tipo de transmissão é complexo e consumiria um espaço valioso na ferramenta de fundo de poço 10. Ademais, a transmissão de multivelocidade seria propensa a falhas sob condições de perfuração difíceis devido à complexidade da mesma.

[0024] Pode ser apreciado que enquanto as modalidades descritas acima se relacionam a usar um motor síncrono de três fases, outros motores síncronos multifásicos (também chamados de polifásicos) ou outros tipos de motores elétricos podem ser usados de acordo com os ensinamentos revelados no presente documento.

[0025] Em suporte dos ensinamentos no presente documento, vários componentes de análise podem ser usados, incluindo um sistema analógico e/ou digital. Por exemplo, os eletrônicos de fundo de poço 8, o processamento de computador de superfície 9, o comutador 34, o controlador 35, o sensor 36, ou o inversor 38 podem incluir o sistema analógico e/ou o digital. O sistema pode ter componentes como um processador, meio de armazenagem, memória, entrada, saída, link de comunicações (com fio, sem fio, lama pulsada, óptica ou outra), interfaces de usuário, programas de software, processadores de sinal (digital ou analógico) outros tais componentes (como resistores, capacitores, indutores e outros) para fornecer operação e análise do aparelho e métodos revelados no presente documento em qualquer uma de diversas maneiras bem apreciadas na técnica. É considerado que estes ensinamentos podem, mas não precisam ser implantados em conjunção com um conjunto de instruções executáveis em computador armazenados em um meio legível por computador não transitório, que inclui memória (ROMs, RAMs), óptica (CD-ROMs), ou magnética (discos, discos rígidos), ou qualquer outro tipo que quando executado faz com que um computador implante o método da presente invenção. Estas instruções podem fornecer operação de equipamento, controle, coleção e análise de dados e outras funções consideradas relevantes por um programador de sistema, proprietário, usuário ou outro tal funcionário, em adição às funções descritas nesta descrição.

[0026] Adicionalmente, vários outros componentes podem ser incluídos chamados para fornecer aspectos dos ensinamentos no presente documento. Por exemplo, uma fonte de alimentação (por exemplo, pelo menos um dentre um gerador, um fornecimento remoto e uma bateria), um sistema de retroalimentação para comutação do motor multifásico, um componente de resfriamento, um componente de aquecimento, um ímã, um eletroímã, um sensor, um eletrodo, um transmissor, um receptor, um modem sem fio, uma antena, um controlador, uma unidade óptica, uma unidade elétrica ou uma unidade eletromecânica podem ser incluídas em suporte dos vários aspectos discutidos no presente documento ou em suporte de outras funções além desta revelação.

[0027] O termo "carregador" como usado no presente documento significa qualquer dispositivo, componente de dispositivo, combinação de dispositivos, meio e/ou membro que pode ser usado para transportar, alojar, suportar ou facilitar o uso de outro dispositivo, componente de dispositivo, combinação de dispositivos, meio e/ou membro. Outros carregadores não limitadores incluem colunas de perfuração do tipo de tubo em espiral, do tipo de cano articulado e qualquer combinação ou porção do mesmo. Outros exemplos de carregador incluem tubos de armação, cabos de perfilagem, sondas de cabo de perfilagem, sondas de unidade de arame, tiros de profundidade (drop shots), montagens de fundo de poço, insertos de coluna de perfuração, módulos, alojamentos internos e porções de substrato dos mesmos.

[0028] Os elementos das modalidades foram introduzidos com os artigos "um" ou "um (1)". Os artigos se destinam a significar que existem um ou mais dos elementos. Os termos "incluem" e "tem" são destinados a serem inclusivos de modo que possam existir elementos adicionais além dos elementos listados. A conjunção "ou" quando usado com uma lista ou uma linha de pelo menos dois termos destina- se a significar qualquer termo ou combinação de termos. Os termos "primeira", "segunda" e "terceira" são usados para distinguir elementos e não são usadas para denotar uma ordem particular. O termo "acoplar" refere-se a acoplar um primeiro componente a um segundo componente diretamente ou indiretamente através de um componente intermediário. O termo "disposto em" refere-se a um primeiro componente disposto em ou dentro de um segundo componente.

[0029] Será reconhecido que vários componentes ou tecnologias podem fornecer certas funcionalidades ou atributos necessários ou benéficos. Consequentemente, essas funções e atributos como podem ser necessárias em suporte das reivindicações anexadas e variações das mesmas, são reconhecidas como sendo inerentemente incluídas como uma parte dos ensinamentos no presente documento e uma parte da invenção descrita.

[0030] Enquanto a invenção foi descrita com referência às modalidades exemplares, será entendido que várias mudanças podem ser feitas e equivalentes podem ser substituídos por elementos dos mesmos sem se afastar do escopo da invenção. Ademais, muitas modificações serão apreciadas para adaptar um instrumento, situação ou material particular aos ensinamentos da invenção sem se afastar do escopo essencial da mesma. Portanto, é desejado que a invenção não seja limitada à modalidade particular revelada como o melhor modo contemplado para executar essa invenção, mas que a invenção inclua todas as modalidades abrangidas pelo escopo das reivindicações anexas.

Claims

1. Aparelho para bombear um fluido de fundo de poço caracterizado por compreender: um transportador (5) configurado para ser transportado através de um poço que penetra em uma formação terrestre (4); uma bomba (17) disposta no transportador (5) e configurada para bombear o fluido de fundo de poço; um motor elétrico multifásico (18) acoplado à bomba (17) e configurado para receber energia elétrica multifásica de uma fonte de potência a fim de operar a bomba (17), em que o motor elétrico multifásico (18) compreende múltiplos enrolamentos; e um comutador (34) configurado para conectar os múltiplos enrolamentos em uma configuração selecionada a partir de uma pluralidade de configurações que compreende (i) uma primeira configuração em que um terminal de cada enrolamento dos múltiplos enrolamentos é unicamente conectado a um terminal de outro enrolamento e (ii) uma segunda configuração em que um terminal de cada enrolamento dos múltiplos enrolamentos é comumente conectado a um terminal de cada um dos outros enrolamentos; compreendendo adicionalmente um controlador (35) configurado para controlar a posição do comutador (34) para selecionar a primeira configuração ou a segunda configuração e um sensor configurado para detectar um parâmetro de um processo de bombeamento e para prover uma entrada para o controlador (35) para uso pelo controlador na determinação de um posição do comutador para selecionar a primeira configuração ou a segunda configuração.

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os múltiplos enrolamentos compreendem três enrolamentos e a primeira configuração é uma conexão delta e a segunda configuração é uma conexão em Y.

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o motor elétrico multifásico (18) é um motor síncrono de três fases (30).

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a bomba (17) é uma bomba (17) de deslocamento positivo.

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fonte de potência compreende um inversor (38).

6. Aparelho, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma bateria que fornece energia ao inversor.

7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um cabo configurado para fornecer energia elétrica de corrente contínua da superfície da terra ao inversor.

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um cabo de perfilagem configurado para suprir a energia elétrica multifásica da superfície da terra para o motor elétrico multifásico (18).

9. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, carac terizado pelo fato de que compreende adicionalmente um módulo de analisador de fluido configurado para analisar uma amostra de fluido de formação bombeada para o módulo através da bomba (17).

10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um tanque de amostra (12) configurado para receber uma amostra de fluido de formação bombeada para o tanque através da bomba (17).

11. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o carregador compreende um cabo de perfilagem, uma unidade de arame, uma coluna de perfuração ou uma tubulação em espiral.

12. Método para bombear um fluido de fundo de poço caracterizado por compreender: transportar um transportador (5) através de um poço que penetra em uma formação terrestre (4); selecionar uma configuração de múltiplos enrolamentos de um motor elétrico multifásico (18) disposto no transportador (5) de uma pluralidade de configurações que usam um comutador (34), em que a pluralidade de configurações compreende (i) uma primeira configuração em que um terminal de cada enrolamento dos múltiplos enrolamentos é unicamente conectado a um terminal de outro enrolamento e (ii) uma segunda configuração em que um terminal de cada enrolamento dos múltiplos enrolamentos é comumente conectado a um terminal de cada um dos outros enrolamentos, em que o comutador é operado por um controlador para selecionar a primeira configuração ou a segunda configuração, energizar o motor elétrico multifásico (18) com os enrolamentos na configuração selecionada para operar uma bomba acoplada ao motor para bombear o fluido de fundo de poço, o método compreendendo ainda o controlador para receber uma entrada de um sensor configurado para medir um parâmetro de bombeamento a fim de selecionar uma dentre a primeira configuração e a segunda configuração.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de compreender ainda a seleção de uma dentre a primeira configuração e a segunda configuração não diretamente selecionada anteriormente e energizar o motor elétrico multifásico com esta última configuração de enrolamento selecionada

14. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o parâmetro detectado é pressão diferencial da bomba, vazão da bomba ou pressão desejada no tanque de amostra.

15. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que os múltiplos enrolamentos compreendem três enrolamentos e a primeira configuração é uma conexão do tipo delta e a segunda configuração é uma conexão em forma de Y.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o motor elétrico multifásico (18) é um motor síncrono de três fases (30).

17. Aparelho configurado para operação em um poço que penetra na terra, o aparelho caracterizado pelo fato de compreender: um transportador configurado para ser transportado através do poço; um motor elétrico multifásico disposto no transportador e configurado para receber energia elétrica multifásica de uma fonte de energia, a fim de operar o motor elétrico multifásico, o motor elétrico multifásico compreendendo vários enrolamentos; e um interruptor configurado para energizar eletricamente os múltiplos enrolamentos em uma configuração selecionada a partir de uma pluralidade de configurações; compreendendo ainda um controlador configurado para controlar a parte do comutador para selecionar a primeira configuração ou a segunda configuração; e um sensor configurado para detectar um parâmetro de um processo de bombeamento e fornecer uma entrada ao controlador para uso pelo controlador na determinação de uma posição do comutador para selecionar a primeira configuração ou a segunda configuração.

18. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o parâmetro detectado é pressão diferencial da bomba, vazão da bomba ou pressão desejada do tanque de amostra