BR112015007278B1 - Sistema para regulagem da pressão do fluido de perfuração, método implementado por computador e meio legível por computado - Google Patents
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Abstract
sistema para regulagem da pressão do fluido de perfuração, método implementado por computador e meio legível por computador. sistema e método para regular a pressão do fluido de perfuração de um sistema de circulação de fluido de perfuração. em uma realização, um sistema de circulação de fluido de perfuração inclui um processador (110) ligado a um dispositivo de alívio de pressão (104), que é ligado à tubulação entre uma descarga de uma bomba de fluido de perfuração (30) e uma entrada para perfuração (31). o processador recebe sinais de medição de pressão representativos da pressão do fluido de perfuração na tubulação e sinais de parâmetro do fluxo representativos de um fluxo do fluido de perfuração através da tubulação. a partir dos sinais de medição da pressão e os sinais do parâmetro do fluxo, o processador determina que o parâmetro da pressão alvo do fluido de perfuração na tubulação não foi atendido. em resposta, o processador reduz a pressão do fluido de perfuração na tubulação até que o parâmetro da pressão alvo seja atendido através da abertura, pelo menos parcialmente, do dispositivo do alívio de pressão.
Description
[0001] Esta descrição refere-se ao fluido de perfuração circular em poços.
[0002] Em situações de perfuração do poço que utilizam uma plataforma de perfuração, um sistema de circulação de fluido de perfuração circula (ou bombeia) o fluido de perfuração (por exemplo, lama de perfuração) com um ou mais bombas de lama. Conforme ilustrado nas Figuras 1 e 2, o sistema de circulação de fluido de perfuração 10 move a lama de perfuração (fluido, F) para dentro do poço 50 através do tubo especial que se refere o art como tubo de perfuração 12, e colares de perfuração que estão ligados à picada de broca. As saídas de fluidos através de portas (jatos) na broca, apanhando estacas C e carregando as estacas até o ânulo 40 do poço 50 (figura [2] Novamente com referência à figura 1, a bomba de lama de 30 realiza sucção dos tanques de lama 22 e bombeia lama F a tubulação de descarga 24, até o tubo de suporte 26, através de mangueiras rotativas 28, através de Kelly ou unidade superior de acionamento 31, e em um orifício central do tubo de perfuração 12, colares de perfuração, e broca. Lama F e estacas C voltam à superfície acima do anel 40 (figura 2). Na superfície, a lama e estacas saem do orifíco do poço através de uma saída (não mostrado), e são enviadas para um sistema de remoção de estacas através da linha de retorno da lama 60. No final da linha de retorno, a lama F e estaca C são fluidas para uma tela vibratória conhecida na área como um Agitador de Xisto 62. Sólidos mais finos podem ser removidos por uma armadilha de areia 64. A lama pode ser tratada com produtos químicos armazenados em um tanque de produtos químicos 66 e depois fornecidos para o tanque de lama 22, onde o processo é repetido.
[0003] O sistema de circulação de fluido de perfuração oferece grandes volumes de fluxo de lama sob pressão para as operações de perfuração. O sistema de circulação produz a lama para a haste de broca para fluir para baixo da corda de tubos de perfuração e para fora através da broca anexada à extremidade inferior da haste de broca. Além do arrefecimento da broca, a lama lava hidraulicamente a face do orifício do poço através de um conjunto de aberturas na broca. A lama, adicionalmente, lava os restos, fragmentos de rocha, e as estacas, que são geradas conforme a broca avança. O sistema de circulação flui a lama em um espaço anular no lado de fora da haste da broca e no interior do orifício aberto formado pelo processo de perfuração. Desta maneira, o sistema de circulação flui a lama através da broca de perfuração e para fora do orifício do poço.
[0004] A lama passa através da haste de broca e o espaço anelar a uma velocidade suficiente para mover os detritos, lascas e aparas, que são mais pesadas do que a lama, para a superfície. A velocidade da lama deve também ser suficiente para arrefecer a broca. As pressões de cabeça de poço na bomba são suficientemente elevadas para o fluxo de lama, à velocidade desejada e também para superar a resistência do fluxo de pressão substancial ao longo do trajeto de escoamento. Em algumas situações, o sistema de circulação da lama pode fluir através da broca e o poço em altas taxas de fluxo volumétrico (por exemplo, 1892,71 a 3785,41 litros (500 a 1.000 galões) por minuto) e a pressões tão elevadas como 34,47 MPa (5000 psi). As circunstâncias em que a plataforma de perfuração é utilizada pode fazer com que a coluna de perfuração sofra um deslocamento, por exemplo, quando as estacas ou detritos (ou ambos) obstruem o caminho do fluxo da lama de perfuração no anel entre o poço e a coluna de perfuração, colares de perfuração, ou broca, ou a combinações destes. Por conseguinte, uma pressão no fundo do poço pode aumentar rapidamente, resultando em fratura de uma ou mais formações de poços e, possivelmente, até mesmo a perda do poço.
[0005] A figura 1 é um exemplo de uma técnica anterior do sistema de circulação do fluido de perfuração;
[0006] A figura 2 é um exemplo de fluxo de lama de perfuração através de uma coluna de perfuração e uma coroa circular entre a coluna de perfuração e um orifício de poço;
[0007] A figura 3 é um exemplo de um sistema de circulação de fluidos de perfuração que inclui um dispositivo de alívio de pressão;
[0008] A figura 4 é um exemplo de um sistema de computador para regular a pressão do fluido de perfuração no sistema de circulação de fluido de perfuração;
[0009] A figura 5 é um fluxograma de um primeiro exemplo de um processo para regular a pressão do fluido de perfuração no sistema de circulação de fluido;
[00010] A figura 6 é um fluxograma de um segundo exemplo de um processo para regular a pressão do fluido de perfuração no sistema de circulação de fluido;
[00011] A figura 7 é um exemplo de uma arquitetura de sistema de computador da figura 1;
[00012] Como os números de referência e denominações nos vários desenhos indicam como elementos.
[00013] Esta descrição descreve um sistema e método para regular a pressão do fluido de perfuração de um sistema de circulação de fluido de perfuração. O sistema de circulação pode incluir um tubo estande de perfuração, que pode ser, por exemplo, uma conduta de metal que faz parte do percurso de pressão da descarga da bomba da lama do sistema de tubulação para o fluido de perfuração (por exemplo, lama de perfuração) para percorrer a broca fixada à extremidade do fundo do poço de uma coluna de perfuração. Se ocorrer deslocamento do fundo do poço, então a pressão do fluido de perfuração no tubo vertical de perfuração pode aumentar rapidamente, resultando em uma fratura de uma ou mais formações do fundo de poço. Quando a formação no fundo do poço está fraturada, o fluido de perfuração pode ser perdido na formação reduzindo a coluna do fluido de perfuração, que reduz a pressão hidrostática em pontos no poço. A perda repentina de fluido de perfuração pode resultar na perda de controle do poço e resultar em uma ruptura e uma possível perda do poço. Os sistemas de computador e os métodos implementados por computador descritos na presente memória descritiva podem ser aplicados para reduzir automaticamente a pressão do fluido de perfuração no tubo vertical de perfuração quando um aumento em um parâmetro da pressão do fluido no tubo de suporte é detectado. Em algumas implementações, o sistema de circulação de fluido de perfuração pode ser ligado a um dispositivo de alívio de pressão controlado por computador, que pode reduzir automaticamente a pressão do fluido de perfuração no tubo vertical de perfuração em resposta à recepção de instruções a partir de um sistema de computador ligado ao sistema de circulação.
[00014] A implementação das técnicas descritas na presente descrição podem proporcionar uma ou mais das seguintes vantagens potenciais. Em geral, as técnicas descritas aqui podem ser aplicadas para reduzir automaticamente a pressão no tubo vertical de perfuração, particularmente quando ocorrem desvios. Este procedimento pode proteger a formação de fundo de poço da sobrepressão que causa fraturamento indesejável. Além disso, a redução da pressão quando ocorre desvio pode impedir que o disco de ruptura na bomba de lama se rompa. Reduzir a pressão também pode impedir qualquer bloqueio motor de lama ou levar para fora, ou ambos. Evitar picos de pressão no sistema de lama de superfície e montagem de orifícios no fundo pode reduzir o desgaste dos equipamentos da superfície, como bombas de lama, tubos de lavagem, e a montagem de orifícios, como dirigível rotativo, monitoramento durante a perfuração (MDP) ferramentas e equipamentos ativados sob pressão, como whipstocks ativados hidráulicos e alargadores ativados hidráulicos. Em relação a métodos manuais de desligamento de bombas de lama incluídos no sistema de circulação durante desvios, as técnicas descritas aqui podem ser mais rápidas e mais eficientes. Além disso, fornecer instruções de computador para controlar o dispositivo de alívio de pressão pode diminuir um esforço físico necessário para desligar manualmente as bombas de lama. As técnicas descritas aqui também podem ser mais rápidas e mais eficientes em relação aos métodos manuais de controle de dispositivos de alívio de pressão ligados ao tubo vertical da plataforma de perfuração.
[00015] A figura 3 é um exemplo de um sistema de circulação de fluido de perfuração 100 da presente descrição que inclui um dispositivo de alívio de pressão 104. Em algumas implementações, o dispositivo de alívio de pressão 104 pode ser ligado à tubulação 24 entre a bomba de descarga de fluido de perfuração 30 e a entrada de da coluna de perfuração 115. Por exemplo, uma entrada para o dispositivo de alívio de pressão 104 pode ser ligada à tubulação 24. Uma saída do dispositivo de alívio de pressão 104 pode ser conectada à linha de retorno da lama 60, por exemplo, através da tubulação 105. O sistema de circulação de fluido de perfuração 100 e o dispositivo de alívio de pressão 104 podem ser ligados a um sistema de computador 106, dispostos na superfície para regular a pressão do fluido de perfuração no sistema de circulação de fluido de perfuração 100 ao operar automaticamente o dispositivo de alívio de pressão 104. Um orificio de poço 102 pode ser perfurado no chão utilizando uma broca 114 anexada na extremidade no fundo do poço de uma coluna de perfuração 115 conectada a tubulação 24 da descarga da bomba de lama para o sistema de Kelly ou unidade superior 30. A tubulação 24 pode incluir um tubo vertical de perfuração 26. O sistema de circulação de fluido de perfuração 100 pode incluir uma ou mais bombas 30, tanques 22, e dispositivos de separação de sólidos (figura 1). As unidades de bomba de lama (ou seja, as bombas) fluido de perfuração F (por exemplo, lama de perfuração), através da tubulação 24, incluindo o tubo vertical de perfuração 26, então no fundo do poço, através da coluna de perfuração 115, dentro e fora da broca 114, e o orifício através do anel 103 entre a coluna de perfuração 115 e a parede interna do orifício 102.
[00016] O sistema de computador 106 (por exemplo, um computador pessoal, um computador portátil, um computador tablet, um sistema de servidor de computador, e assim por diante) pode incluir um meio legível por computador 108 que armazena as instruções de computador executáveis por um processador 110 para regular a pressão do fluido de perfuração no sistema de circulação de fluido de perfuração 100. Em algumas implementações, o sistema de computador 106 pode receber sinais de medição de pressão representativos de uma pressão do fluido de perfuração na tubulação 24. O sistema de computador 106 pode receber sinais de parâmetros de fluxo representativo de um fluxo de fluido de perfuração através da tubulação 24. O sistema de computador 106 pode determinar, a partir dos sinais de medição de pressão e os sinais de parâmetros de fluxo, que um parâmetro da pressão alvo do fluido de perfuração na tubulação 24 não é atendido. Em resposta à determinação de que o parâmetro de pressão alvo não é atendido, o sistema de computador 106 pode reduzir a pressão do fluido de perfuração na tubulação 24 até que o parâmetro da pressão alvo seja atendido através da abertura, pelo menos parcialmente, do dispositivo do alívio de pressão 104.
[00017] Tal como aqui utilizado, o tubo vertical de perfuração 26 destina-se a abranger qualquer tubulação 24 da descarga da bomba de lama para o sistema Kelly ou acionamento superior 30 ligado à coluna de perfuração 115, e pode incluir qualquer parte da tubulação entre a descarga e o sistema Kelly ou acionamento superior 30. Por isso, será entendido que os termos pressão fontanária e vazão do tubo vertical poderm ser medidos em qualquer lugar ao longo da tubulação entre a descarga da bomba de lama 30 ea unidade Kelly/superior 31. A taxa de fluxo na tubulação pode ser, em alternativa ou adicionalmente, determinada com base em métodos de taxa de fluxo conhecidos para o cálculo do fluxo da bomba de lama 36 com base na velocidade e deslocamento do cilindro e para uma bomba de lama com deslocamento positivo.
[00018] Tal como descrito abaixo, o sistema de computador 106 pode receber um parâmetro alvo da pressão que representa o início de um desvio de um operador do equipamento de perfuração. Por exemplo, o sistema de computador 106 pode apresentar uma interface de usuário em um dispositivo de visualização 122 ligado ao sistema de computador 106. O operador do equipamento de perfuração pode fornecer o parâmetro da pressão alvo. O parâmetro da pressão alvo pode ser uma pressão fixa medida no tubo vertical de perfuração 26. Em alternativa, ou adicionalmente, o parâmetro da pressão alvo pode ser uma taxa de variação (por exemplo, aumento ou diminuição) da pressão no tubo vertical de perfuração 26 baseado em uma tendência da pressão do fluido de perfuração ao longo do tempo. Em algumas implementações, o sistema de computador 106 pode receber parâmetro da pressão alvo atualizado sobre o curso de operações de perfuração. Por exemplo, direcionar os parâmetros de pressão para diferentes condições de perfuração (por exemplo, diferentes profundidades de perfuração, construções diferentes, diferentes poços, e outras condições) podem ser diferentes. Em algumas implementações, o operador do equipamento de perfuração pode atualizar manualmente o parâmetro da pressão alvo de acordo com as condições de perfuração em diferentes instantes de tempo. Alternativamente, ou adicionalmente, o parâmetro da pressão alvo pode ser atualizado automaticamente. Por exemplo, o sistema de computador 106 pode implementar um algoritmo de computador executável para aumentar o parâmetro da pressão alvo por um fator fixo (ou variável), tal como 10%, em intervalos de tempo especificados, tal como diário. Em outro exemplo, o sistema de computador 106 pode implementar um algoritmo de computador executável, que pode determinar um parâmetro revisto da pressão alvo com base em um parâmetro da pressão alvo existente e as alterações nas condições de perfuração.
[00019] Durante a operação de perfuração, o sistema de computador 106 pode registrar periodicamente a pressão na tubulação 24, e armazenar a pressão conectada, por exemplo, em um banco de dados 120 incluído ou ligado ao sistema de computador 106. A partir da pressão registrada, o sistema de computador 106 pode determinar periodicamente o parâmetro da pressão. Quando o sistema de computador 106 determina que o parâmetro da pressão determinada excede o parâmetro da pressão alvo recebido do operador, o sistema de computador 106 pode abrir parcialmente o dispositivo de alívio de pressão 104 que resulta no fluxo do fluido de perfuração a ser devolvido para um reservatório de fluido (por exemplo , tanques de lama 22/poços). Quando o fluxo é desviado, a pressão na tubulação 24 irá diminuir, prevenindo assim ou diminuindo a probabilidade de fratura na formação ao longo do furo, devido ao desvio. O operador pode fechar as bombas de lama incluídas no sistema de circulação de fluido de perfuração 100 até que o parâmetro a pressão diminui abaixo do parâmetro da pressão alvo.
[00020] A figura 4 é um exemplo de um sistema de computador 106 para regular a pressão do fluido de perfuração no sistema de circulação de fluido de perfuração 100. O sistema de computador 106 pode incluir um receptor 202 ligado ao sistema de circulação de fluido de perfuração 100 e o orifício do poço 102 (especificamente, por exemplo, a tubulação 24) para receber os sinais de medição de pressão e sinais de medição do fluxo, que representam a pressão do fluido de perfuração na tubulação 24 e o fluxo através da tubulação 24, respectivamente. O sistema de computador 106 pode armazenar (por exemplo, sobre o meio legível por computador 108) instruções executáveis pelo processador 110 para determinar, a partir dos sinais de medição de pressão e os sinais de parâmetros de fluxo, que o parâmetro da pressão alvo do fluido de perfuração na tubulação 24 não é atendido.
[00021] Os sinais de medição da pressão e os sinais de medição do fluxo podem ser recebidos, em algumas implementações, de um ou mais instrumentos dispostos no sistema de circulação de fluido de perfuração 100 ou 102 no poço (ou ambos). Em algumas implementações, instrumentos múltiplos podem ser dispostos em várias posições respectivas ao longo do sistema de circulação de fluido de perfuração 100. Por exemplo, um instrumento pode ser ligado à coluna de perfuração ou perto da broca. Alternativamente, ou adicionalmente, os instrumentos podem ser ligados na lateral de alta pressão do sistema de circulação de perfuração, tais como em qualquer lugar de uma descarga da bomba 30 para a parte da tubulação 24, em que o fluido de perfuração entra na coluna de perfuração 115. Em algumas implementações, um ou mais instrumentos podem ser ligados próximo do tubo vertical de perfuração 26 para medir a pressão que pode ser mais representativa da pressão na coluna de perfuração 115. Entre outros dados, os instrumentos podem medir (por exemplo, nos respectivos locais nos quais os instrumentos estão ligados) a pressão do fluido de perfuração no sistema de circulação de fluido de perfuração 100, por exemplo, no tubo vertical de perfuração 26. Por exemplo, vários instrumentos podem ser ligados a vários locais ao longo da tubulação 24, a broca 114, a coluna de perfuração 115, o tubo vertical de perfuração 26, o orifício do poço 102, ou combinações dos mesmos para medir periodicamente uma pressão do fluido de perfuração F circulado pelo sistema de circulação de fluido de perfuração 100. A pressão pode ser medida periodicamente transmitida para o receptor 202, por exemplo, em tempo real. Transmitindo a pressão medida em tempo real, significa que o instrumento que mede uma pressão gera e transmite um sinal que representa a pressão, o mais rapidamente possível, após a medição da pressão. Em outras palavras, lapsos de tempo insignificantes entre a medição da pressão e a transmissão do sinal que representa a pressão.
[00022] Em algumas implementações, o sistema de computador 106 pode implementar o registro digital rápido da pressão do fluido de perfuração na tubulação 24, utilizando o software de otimização da perfuração. O sistema de computador 106 pode adicionalmente implementar software de computador de serviço direto InSite Anywhere® (fornecido pela Halliburton Energy Services of Houston, TX) para registrar a pressão do fluido de perfuração em tempo real. Em algumas implementações, o sistema de computador 106 pode exibir os dados de pressão registrados, por exemplo, como gráficos de pressão v/s de tempo, no dispositivo de visualização 122.
[00023] Um ou mais instrumentos dispostos no sistema de circulação de fluido de perfuração 100 ou 102 no poço (ou ambos) podem adicionalmente medir os parâmetros de fluxo do fluido de perfuração circulado pelo sistema de circulação de fluido de perfuração 100. Os parâmetros de fluxo podem incluir uma vazão volumétrica (por exemplo, uma taxa de entrada de fluxo do fluido de perfuração na coluna de perfuração e do equipamento de perfuração fontanária 26). Os instrumentos podem ainda medir parâmetros tais como peso na broca, o que pode afetar a pressão do fluido na perfuração na sequência de sonda de perfuração fontanária 26 e broca 115 quando motores de lama em poços são usados para a perfuração. Além disso, cada instrumento ligado a uma respectiva localização ao longo da tubulação 24 pode transmitir o respectivo local ao receptor 202. Todos os parâmetros podem ser medidos e transmitidos ao receptor 202 em tempo real. Em algumas implementações, os dados de pressão e fluxo podem ser medidos através de outros dispositivos, quer isoladamente ou em combinação com um ou mais instrumentos. Por exemplo, os cursos da bomba de bombas de lama de deslocamento positivo podem ser utilizados para calcular a taxa de fluxo do fluido.
[00024] O sistema de computador 106 pode receber os parâmetros de fluxo e outros parâmetros medidos pelos instrumentos periodicamente e em tempo real. Para determinar o parâmetro da pressão alvo, o sistema de computador 106 pode determinar uma pressão efetiva do fluido de perfuração na tubulaçao 24 da pressão representada pelos sinais de medição de pressão e a pressão do fluxo representada pelos sinais de parâmetro de fluxo. Em algumas implementações, o sistema de computador 106 pode atribuir um peso igual a todos os parâmetros medidos pelos instrumentos. Alternativamente, ou adicionalmente, o sistema de computador 106 pode atribuir diferentes pesos para diferentes parâmetros na determinação da pressão efetiva do fluido de perfuração na tubulação 24. O parâmetro da pressão alvo pode ser uma pressão fixa do fluido de perfuração ou uma taxa de aumento na pressão do fluido de perfuração. O sistema de computador 106 pode permitir ao operador do equipamento de perfuração selecionar uma pressão fixa ou uma taxa de aumento da pressão (ou ambos) como um parâmetro da pressão alvo, e proporcionar o parâmetro da pressão alvo selecionada para a interface do usuário, conforme descrito acima.
[00025] Em implementações, em que o parâmetro da pressão alvo é uma pressão fixa, o sistema de computador 106 pode determinar uma pressão efetiva do fluido de perfuração na tubulação 24, em vários instantes de tempo durante as operações de perfuração. O sistema de computador 106 pode determinar se a pressão efetiva é superior à pressão fixa em qualquer dos vários instantes de tempo. Por exemplo, o sistema de computador 106 pode determinar que uma pressão de fluxo na tubulação 24 seja aumentada ao longo do tempo, pois uma taxa de fluxo na tubulação 24 aumenta ao longo do tempo. O sistema de computador 106 pode adicionalmente determinar que a pressão do fluido de perfuração no fundo de poço no final da coluna de perfuração é estável. Em resposta, o sistema de computador 106 pode determinar que um aumento na pressão do fluido de perfuração não é devido a um desvio isolado, mas sim devido a um aumento da taxa de fluxo volumétrico do fluido de perfuração na tubulação 24. Se, por outro lado, o sistema de computador 106 determina que a pressão de fluxo devido ao fluxo de entrada na tubulação 24 é estável (ou seja, substancialmente constante ao longo do tempo) e ainda a pressão na tubulação 24 aumenta ao longo do tempo, o sistema de computador 106 pode determinar que uma pressão eficaz seja maior do que a pressão fixa devido a um desvio.
[00026] Em implementações, em que o parâmetro da pressão alvo é uma taxa de aumento na pressão, o sistema de computador 106 pode determinar uma pressão efetiva do aumento na pressão do fluido de perfuração na tubulação 24, em vários instantes de tempo. Por exemplo, a partir dos sinais de medição de pressão e os sinais de parâmetros de fluxo, o sistema de computador 106 pode determinar uma inclinação da pressão do fluido de perfuração nos vários instantes de tempo. Se a inclinação for superior à taxa alvo de aumento da pressão, o sistema de computador 106 pode determinar que a taxa efetiva de aumento de pressão é maior do que a taxa de aumento da pressão.
[00027] O sistema de computador 106 pode também incluir um transmissor 204 para transmitir sinais de controle para pelo menos um dispositivo de alívio de pressão parcialmente aberto ou, pelo menos, parcialmente fechado (ou ambos). Em algumas implementações, o dispositivo de alívio de pressão pode ser uma válvula de desvio 104 em uma derrapagem descendente Geo-Span® 101 (fornecida pela Halliburton Energy Services, Sperry Drilling Services, de Houston, TX). Por exemplo, o processador 110 pode fazer com que o transmissor 204 transmita sinais de controle para derrapagem descendente em pelo menos parcialmente aberta a válvula de desvio 104 em resposta à determinação de que o parâmetro a pressão alvo não é atendido. Em algumas implementações, a válvula de desvio 104 pode ser dimensionada para diminuir a pressão do fluido de perfuração no tubo vertical de perfuração 26, desviando o fluido de perfuração para fora do tubo vertical de perfuração 26. A válvula de desvio 104 pode ser dimensionada para diminuir a pressão do fluido de perfuração no tubo vertical de perfuração 26 por várias percentagens, por exemplo, cerca de 30% a 50%.
[00028] O processador 110 pode, adicionalmente, fazer com que o transmissor 204 transmita um sinal de aviso para desligar uma bomba de lama disposta no sistema de circulação de fluido de perfuração 100 na superfície. Em algumas implementações, um sistema de notificação 208, o qual está ligado ao sistema de computador 106 pode receber o sinal de comunicação do transmissor 204. Em algumas implementações, o sistema de notificação 208 pode incluir um alarme, que pode ser posicionado próximo do operador da sonda de perfuração e pode produzir um som ao receber o sinal de notificação do transmissor 204. Em alternativa, ou adicionalmente, o sistema de notificação 208 pode incluir qualquer combinação de dispositivos que podem alertar o operador de perfuração para desligar as bombas no sistema de circulação de fluido de perfuração 100. Por exemplo, o sistema de notificação 208 pode incluir luzes que podem acender ao receber o sinal de notificação. Em algumas implementações, o sistema de notificação 208 pode incluir um sistema de computador que executa uma aplicação de software de computador para transmitir notificações eletrônicas (por exemplo, alertas de correio eletrônico) para os dispositivos eletrônicos (por exemplo, smartphones, tablets, e assim por diante), controlados pelo operador de sonda de perfuração para notificar o operador que o parâmetro da pressão alvo foi ultrapassado.
[00029] À medida que a válvula de desvio 104 desvia o fluido de perfuração da tubulação 24, a pressão do fluido de perfuração na tubulação 24 e a coluna de perfuração 115 irão diminuir. O sistema de computador 106 continua a registrar periodicamente a pressão do fluido de perfuração na tubulação 24 e determinar o parâmetro da pressão. Quando o sistema de computador 106 determina, a partir dos sinais de medição de pressão e os sinais de parâmetros de fluxo, que uma pressão do fluido de perfuração na tubulação 24 atende o parâmetro da pressão alvo, o sistema de computador 106 pode transmitir uma instrução para dosear a válvula de desvio 104. Por exemplo, o sistema de computador 106 pode fazer com que o transmissor 204 transmita um sinal de notificação para dosear a válvula de desvio 104. Além disso, o sistema de computador 106 pode solicitar ao operador de perfuração para repor o parâmetro da pressão alvo.
[00030] A figura 5 é um fluxograma de um primeiro exemplo 300 de um processo para regular a pressão do fluido de perfuração no sistema de circulação de fluido. O processo 300 pode ser implementado como instruções legiveis por computador armazenadas em um meio de leitura por computador (por exemplo, um meio legível por computador não transitório) e executado por um ou mais aparelhos de processamento de dados (por exemplo, um processador). Por exemplo, o processo 300 pode ser implementado pelo sistema de computador 106. Em 302, o sistema de computador 106 recebe sinais de medição de pressão representativo de uma pressão do fluido de perfuração. Em 304, o sistema de computador 106 recebe sinais de parâmetros de fluxo representativo de um fluxo de fluido de perfuração. Em 306, o sistema de computador 106 determina que um parâmetro fixo da pressão tenha sido excedido. Por exemplo, o sistema de computador 106 determina que um valor fixo de pressão do fluido de perfuração na tubulação 24 foi excedido. Em resposta, em 308, o sistema de computador 106 abre um dispositivo de alívio de pressão para diminuir a pressão do fluido de perfuração. Em 310, o sistema de computador 106 determina que uma pressão do fluido de perfuração é menor do que o parâmetro de pressão fixa. Em resposta, em 312, o sistema de computador 106 doseia o dispositivo de alívio de pressão.
[00031] A figura 6 é um fluxograma de um segundo exemplo 400 de regulagem de uma pressão de fluido de perfuração no sistema de circulação de fluido. O processo 400 pode ser implementado como instruções legiveis por computador armazenadas em um meio de leitura por computador (por exemplo, um meio legível por computador não transitório) e executado por um ou mais aparelhos de processamento de dados (por exemplo, um processador). Por exemplo, o processo 400 pode ser implementado pelo sistema de computador 106. Em 402, o sistema de computador 106 recebe sinais de medição de pressão representativo de uma pressão do fluido de perfuração na tubulação (por exemplo, a tubulação de perfuração) incluída no sistema de circulação do fluído de perfuração. Em 404, o sistema de computador 106 recebe sinais de parâmetros de fluxo representativos de um fluxo de fluido de perfuração através da tubulação. Em 406, o sistema de computador 106 determina, a partir dos sinais de medição de pressão e os sinais de parâmetros de fluxo, que um parâmetro da pressão alvo (por exemplo, uma taxa de aumento da pressão do fluido de perfuração) não é atendido (por exemplo, foi excedido). Em resposta à determinação de que o parâmetro de pressão alvo não é atendido, em 408, o sistema de computador 106 faz com que o dispositivo de alívio de pressão conectado ao sistema de circulação de fluído de perfuração seja pelo menos parcialmente aberto para aliviar a pressão do fluido de perfuração no tubo vertical de perfuração até que o parâmetro da pressão alvo seja atendido. Por exemplo, o sistema de computador 106 abre uma válvula de desvio para diminuir a pressão do fluido de perfuração.
[00032] A figura 7 é um exemplo de uma arquitetura do sistema de computador 106 da figura 3. O sistema de computador inclui um ou mais processadores 708 e um meio legível por computador 710 (por exemplo, um meio legível por computador não transitório) que armazena as instruções de computador executáveis por um ou mais processadores 708 para transmitir dados bem acima do orifício com base na largura de banda. O sistema de computador pode incluir uma ou mais interfaces de rede 502 e um ou mais dispositivos de entrada 504. O sistema de computador pode também incluir um ou mais dispositivos de saída 506, por exemplo, o mostrador 122, e assim por diante. O componente do sistema de computador pode ser acoplado por meio de um barramento 508.
[00033] Foram descritas uma série de realizações da presente invenção. No entanto, será entendido que várias modificações podem ser feitas sem se desviar do espírito e do escopo da invenção. Em algumas implementações, a pressão durante a perfuração de fundo de poço (PDP), os dados podem ser utilizados para determinar o parâmetro da pressão como uma alternativa ou adicionalmente à pressão no tubo vertical de perfuração 26. Além disso, o sistema de circulação do fluido de perfuração 100 e o sistema de computador 106 podem ser implementados como um sistema único ou como dois sistemas separados.
Claims (20)
1. Sistema para regulagem da pressão do fluido de perfuração, dito sistema, caracterizado pelo fato de compreender: - um dispositivo de alívio de pressão compreendendo uma válvula de desvio (104) conectada à tubulação (24) entre uma descarga de uma bomba de fluido de perfuração (30) e uma entrada de uma coluna de perfuração (115), a válvula de desvio (104) dimensionada para diminuir a pressão do fluido de perfuração na tubulação (24) em pelo menos 30% através do desvio de pelo menos uma parte do fluido de perfuração fora da tubulação (24); e - um processador (110) conectadao ao dispositivo de alívio de pressão, o processador (110) configurado para: - receber sinais de medição de pressão representativos de uma pressão do fluido de perfuração na tubulação (24), - receber sinais de parâmetros de fluxo representativos de um fluxo de fluido de perfuração através da tubulação (24), - determinar, a partir dos sinais de medição de pressão e dos sinais de parâmetros de fluxo, que o parâmetro da pressão alvo do fluido de perfuração na tubulação (24) não é atendido, e - em resposta à determinação de que o parâmetro de pressão alvo não é atendido, reduzir a pressão do fluido de perfuração na tubulação (24) até que o parâmetro da pressão alvo seja atendido pela abertura, pelo menos parcialmente, do dispositivo do alívio de pressão e sendo que adicionalmente o parâmetro da pressão alvo ser uma taxa de aumento na pressão do fluido de perfuração na tubulação (24), e sendo que a determinação de que a taxa de aumento do fluido de perfuração não é atendida compreender: - determinar uma taxa eficaz de aumento da pressão do fluido de perfuração na tubulação (24) de pressão representada pelos sinais de medição de pressão e fluxo de pressão representados pelos sinais de parâmetros de fluxo; e - determinar se a taxa efetiva de aumento na pressão é superior à taxa fixa de aumento.
2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda: - um transmissor (204) em comunicação eletrônica com o processador (110) para transmitir sinais de controle para, pelo menos parcialmente abrir ou pelo menos parcialmente fechar o dispositivo de alívio de pressão, sendo que o processador (110) é ainda configurado para fazer com que o transmissor (204) transmita os sinais de controle para abrir, pelo menos parcialmente, o dispositivo de alívio de pressão em resposta à determinação que o parâmetro da pressão alvo não é atendido.
3. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o processador (110) ser ainda configurado para fazer com que o transmissor (204) transmita um sinal de aviso para desligar uma bomba de lama (30) disposta em um sistema de circulação de fluido de perfuração (100) na superfície.
4. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda um smeio legível por computador (108) armazenando instruções executáveis pelo processador (110) para determinar, a partir dos sinais de medição de pressão e os sinais de parâmetros de fluxo, que o parâmetro da pressão alvo do fluido de perfuração na tubulação (24) não foi atendido.
5. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de incluir ainda: - determinar que uma pressão do fluido de perfuração na tubulação (24) atende o parâmetro da pressão alvo; e - fechar o dispositivo de alívio de pressão em resposta à determinação de que a pressão do fluido de perfuração na tubulação (24) atende o parâmetro de pressão alvo.
6. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda um sistema de notificação (208) conectado ao processador (110), e onde o sistema compreende ainda, em resposta à determinação que o parâmetro da pressão alvo não é atendido, transmitir um sinal de notificação ao sistema de notificação (208).
7. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o sistema de notificação (208) incluir um alarme que produz um som ao receber o sinal de notificação.
8. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de a tubulação (24) incluir uma plataforma de perfuração (26) conectada a um sistema de acionamento Kelly ou superior (31) anexado à entrada da coluna de perfuração (115).
9. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de compreender ainda uma pluralidade de instrumentos anexados à tubulação (24) e configurados para: - gerar os sinais de medição de pressão representativos da pressão do fluido de perfuração na tubulação (24); e - transmitir os sinais de medição de pressão para o processador (110).
10. Sistema, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de a pluralidade de instrumentos estar ligada a uma pluralidade das respectivas localizações na tubulação (24).
11. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de a pressão do fluido de perfuração na tubulação (24) ser medida perto de uma extremidade ao longo do orifício da coluna de perfuração (115).
12. Método implementado por computador, para regular a pressão do fluido de perfuração em um sistema de circulação de fluido de perfuração (100), dito método, caracterizado pelo fato de compreender: - receber sinais de medição de pressão representativos de uma pressão de um fluido de perfuração na tubulação (24) entre a bomba (30) de descarga de um fluido de perfuração incluída no sistema de circulação de fluidos de perfuração (100) e a entrada de uma coluna de perfuração (115); - receber sinais de parâmetros de fluxo representativos de um fluxo de fluido de perfuração através da tubulação (24); - determinar, a partir dos sinais de medição de pressão e os sinais de parâmetros de fluxo, que o parâmetro da pressão alvo do fluido de perfuração na tubulação (24) não é atendido; - em resposta à determinação de que o parâmetro de pressão alvo não é atendido, fazendo com que um dispositivo de alívio compreendendo uma válvula de desvio de pressão (104) conectada ao sistema de circulação de fluido de perfuração (100) seja pelo menos parcialmente aberto para aliviar a pressão do fluido de perfuração na tubulação (24) até que o parâmetro da pressão alvo seja atendido, sendo que o parâmetro da pressão alvo é uma taxa de aumento na pressão do fluido de perfuração na tubulação (24), e sendo que a determinação de que a taxa de aumento do fluido de perfuração não é atendida, sendo que adicionalmente a válvula de desvio (104) é dimensionada para diminuir a pressão do fluido de perfuração na tubulação (24) em pelo menos 30% através do desvio de pelo menos uma parte do fluido de perfuração fora da tubulação (24); - determinar uma taxa eficaz de aumento na pressão do fluido de perfuração na tubulação (24) a partir da pressão representada pelos sinais de medição de pressão e de fluxo de pressão representados pelos sinais de parâmetros de fluxo; e - determinar se a taxa efetiva de aumento na pressão é superior à taxa de aumento na pressão.
13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de fazer com que o dispositivo de alívio de pressão seja pelo menos parcialmente aberto compreende sinais de controle para, pelo menos parcialmente, abrir o dispositivo de alívio de pressão.
14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de compreender ainda a transmissão de um sinal de aviso para desligar uma bomba de lama (30) disposta no sistema de circulação de fluido de perfuração (100) na superfície.
15. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de compreender ainda: - determinar que uma pressão do fluido de perfuração na tubulação (24) atende o parâmetro da pressão alvo; e - fechar o dispositivo de alívio de pressão em resposta à determinação de que a pressão do fluido de perfuração na tubulação (24) atende o parâmetro de pressão alvo.
16. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de compreender ainda, em resposta à determinação de que o parâmetro da pressão alvo não foi atendido, transmitir um sinal de notificação ao sistema de notificação (208).
17. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de o sistema de notificação (208) incluir um alarme que produz um som ao receber o sinal de notificação.
18. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de a tubulação (24) incluir uma plataforma de perfuração (26) conectada a um sistema de acionamento Kelly ou superior (31) anexado à entrada da coluna de perfuração (115).
19. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de a pressão do fluido de perfuração na tubulação (24) ser medida perto de uma extremidade ao longo do orifício da coluna de perfuração (115).
20. Meio legível por computador, armazenando instruções executáveis por um processor (110) para realizar operações, caracterizado pelo fato de compreender: - determinar, a partir de uma pressão de um fluido de perfuração em um tubo vertical de perfuração incluído em um sistema de circulação de fluido de perfuração (100) e um fluxo do fluido de perfuração, que um parâmetro da pressão alvo do fluido de perfuração no tubo vertical de perfuração foi excedido; e - em resposta à determinação de que o parâmetro de pressão alvo do fluido da perfuração foi excedido, abrindo parcialmente um dispositivo de alívio de pressão compreendendo uma válvula de desvio (104) conectada ao sistema de circulação de fluido de perfuração (100), sendo que o parâmetro da pressão alvo é uma taxa de aumento na pressão do fluido de perfuração na tubulação (24) e sendo que determinando a taxa de aumento do fluido de perfuração foi excedida, sendo que adicionalmente a válvula de desvio (104) é dimensionada para diminuir a pressão do fluido de perfuração na tubulação (24) em pelo menos 30% através do desvio de pelo menos uma parte do fluido de perfuração fora da tubulação (24); - determinar uma taxa eficaz de aumento na pressão do fluido de perfuração na tubulação (24); e - determinar que a taxa efetiva de aumento na pressão é superior que a taxa de aumento na pressão.
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