BR112017009746B1

BR112017009746B1 - Sistema e método para colocação e remoção de tubo de uma prateleira de uma plataforma de perfuração, e sistema para monitoramento das condições de conservação de uma multiplicidade de engates em um suporte tipo barra de uma plataforma de perfuração

Info

Publication number: BR112017009746B1
Application number: BR112017009746-0A
Authority: BR
Inventors: Stig Vidar Trydal; Marianne Holmstrom; Kjell ROHDE; Hugo Leonardo Rosano
Original assignee: National Oilwell Varco, L.P
Priority date: 2014-11-14
Filing date: 2015-11-13
Publication date: 2022-05-17
Also published as: BR112017009746A2; WO2016075478A1; CA2966297C; GB2532267A; SG11201703473RA; GB201420258D0; KR20170086575A; BR112017009746B8; EP3218568A1; EP3218568B1; CN107109910B; CA2966297A1; US10246952B2; CN107109910A; US20170306710A1

Abstract

SISTEMA E MÉTODO PARA COLOCAÇÃO E REMOÇÃO DE TUBO DE UMA PRATELEIRA DE UMA PLATAFORMA DE PERFURAÇÃO, PLATAFORMA DE PERFURAÇÃO, E SISTEMA PARA MONITORAMENTO DAS CONDIÇÕES DE CONSERVAÇÃO DE UMA MULTIPLICIDADE DE ENGATES EM UM SUPORTE TIPO BARRA DE UMA PLATAFORMA DE PERFURAÇÃO, compreende sistema para colocação e remoção de tubo de uma prateleira de plataforma de perfuração, o qual compreende um aparelho de manuseio de tubo (140) e uma prateleira (139) tendo, pelo menos, um suporte tipo barra (102) com, pelo menos, duas barras (103 a 106) que definem um encaixe (107 a 109) e uma multiplicidade de engates (114) posicionados entre elas, definindo um espaço para tubo, cada engate (114) da multiplicidade de engates sendo seletivamente móvel entre uma posição aberta e uma posição fechada, o sistema compreendendo, ainda, pelo menos, uma câmera (101) com, pelo menos, um engate (114) da multiplicidade de engates dentro de um campo de visão, captando a imagem do engate e a enviando para um computador de controle mestre (12?) programado com um conjunto de instruções para análise da imagem em busca de detalhes indicativos da posição aberta ou fechada do engate (114), confirmando a posição aberta ou fechada do engate (114) e permitindo ou evitando que um aparelho de manuseio de tubo coloque ou remova um (...).

Description

[0001] O presente pedido de patente de invenção refere-se a uma plataforma de perfuração e a um sistema, aparelho e método para colocação e remoção de tubo de uma prateleira de uma plataforma de perfuração. Outro aspecto do presente pedido de patente de invenção também fornece um sistema para monitoramento das condições de conservação de uma multiplicidade de engates de um suporte tipo barra.

[0002] Na perfuração de um poço, uma broca é posicionada em uma composição de fundo na extremidade inferior de uma coluna de perfuração. A broca é girada para perfurar em uma formação. A formação pode estar abaixo do nível da água ou em terra seca. Uma extremidade superior da coluna de perfuração passa através de uma abertura em um piso de plataforma de uma plataforma de perfuração. A abertura é conhecida como centro do poço. A coluna de perfuração é construída sobre uma plataforma de perfuração e abaixada até o furo, utilizando um cabo de aço inserido e retirado por um guincho, conhecido como guincho de perfuração. O cabo de aço passa pelo guincho de perfuração, sobre um bloco de coroamento fixado ao topo de uma torre de perfuração, e segue para baixo até uma catarina que se move para cima e para baixo, no interior da torre de perfuração, para levantar ou abaixar partes do tubo de perfuração e/ou de toda a coluna de perfuração.

[0003] A broca é, ao menos inicialmente, girada pela rotação da coluna de perfuração. A coluna de perfuração pode ser girada por uma plataforma giratória posicionada no centro do poço no piso de perfuração. Neste caso, um destorcedor é acoplado à catarina, que possui um elevador acoplado no qual a coluna de perfuração é mantida fixa para deslocamento para cima e para baixo. Alternativa ou adicionalmente, a coluna de perfuração pode ser girada por um top drive para movimento ascendente e descendente por um trilho no interior da torre de perfuração da plataforma de perfuração. A catarina é conectada ao top drive para levantar e baixar o top drive ao longo do trilho. Um elevador de top drive fica suspenso do top drive através de alças. Conforme o poço é perfurado, as seções do tubo de perfuração são adicionadas à coluna de perfuração para permitir que a broca perfure mais profundamente na formação. As seções do tubo de perfuração geralmente são adicionadas em armações de duas partes ou, mais frequentemente, de três partes. As armações do tubo de perfuração são montadas fora do centro do poço em um suporte de tubos temporário chamado buraco de rato.

[0004] O tubo de perfuração é mantido inicialmente em posição horizontal em um estoque de reserva de uma plataforma offshore ou navio-sonda, ou empilhado na horizontal em terra seca. Uma seção do tubo de perfuração é deslocada do estoque de reserva ou pilha até uma esteira transportadora conhecida como passadiço, que transporta a seção de do tubo de perfuração até o piso de plataforma.

[0005] Uma primeira seção de tubo de perfuração vindo do passadiço é coletada por um aparelho de manuseio de tubo e uma extremidade de pino da primeira seção é abaixada através de uma aranha para dentro do buraco de rato. Um segundo tubo de perfuração é coletado do passadiço e uma extremidade de pino é pendurada acima de uma caixa da primeira seção do tubo de perfuração. O pino da segunda seção é girado no interior da caixa da primeira seção e torcido utilizando um estaleirador automático para fazer uma armação de duas seções de tubo de perfuração. Uma terceira e possivelmente quarta seção são acrescentadas para construir a armação de tubo de perfuração. Outro aparelho de manuseio de tubos desloca a armação de tubo de perfuração diretamente a partir do buraco do rato para o centro do poço para conexão com a coluna de perfuração, ou para dentro de uma prateleira que compreende um ou mais suportes tipo barra para armazenamento de reserva. Cada suporte tipo barra compreende encaixes definidos por vigas de aço, conhecidas como barras, em sequência, sendo a referida prateleira e aparelho de manuseio de tubo divulgados no documento US-B2-8550761, cuja divulgação é incorporada a este documento para todos os fins necessários. Uma multiplicidade de engates é posicionada sobre cada barra. Um espaço é definido entre as barras adjacentes e os engates adjacentes para uma única armação de tubo de perfuração. Um engate da multiplicidade de engates é posicionado entre cada suporte de tubo de perfuração para impedir que a armação do tubo de perfuração tombe para fora dos encaixes. Os engates são tipicamente de operação pneumática, e deslocados entre uma posição horizontal e vertical. Um braço de manuseio de tubo é utilizado para remover a armação de tubo de perfuração dos suportes tipo barra até o centro do poço. O elevador ou elevador de top drive é utilizado para levantar a extremidade superior da armação de tubo de perfuração, sobre a qual a extremidade inferior oscila até o alinhamento com o centro do poço. A armação de tubo de perfuração é conectada à sequência do tubo de perfuração suspensa no furo. A conexão é realizada utilizando o mesmo estaleirador automático. Um tipo particular de aparelho de manuseio de tubo é conhecido como estaleirador de coluna, que compreende uma coluna que pode posicionar um trilho na frente dos suportes tipo barra. A coluna possui dois ou mais braços de manuseio de tubos ao longo desta, e a coluna pode girar, dando acesso a grandes capacidades de reserva, que podem variar de cem a quinhentas armações de tubo de perfuração, revestimentos e outros tubos. Os suportes tipo barra acomodam tubos de maneira ordenada, onde podem ser armazenados, protegidos e recuperados para construção de armações ou operações de perfuração.

[0006] Para recuperar uma armação de tubo de perfuração de um encaixe, o estaleirador de coluna se desloca para frente do encaixe selecionado, estende seus braços de agarramento, abre o(s) engate(s) correspondente(s) e, em seguida, puxa a armação para fora do encaixe. A operação inversa é utilizada quando o estaleirador de coluna traz o tubo para dentro do suporte tipo barra. Diferentes tipos de engates são utilizados para tubos de perfuração, revestimentos, produção tubular, etc. Eles variam em diâmetro, formato e peso. Os engates podem ter diversos formatos. Além disso, a distância entre as barras no interior de um suporte tipo barra pode variar. Os engates possuem duas posições principais, geralmente, operadas pneumaticamente. Eles podem ser horizontais, de modo a evitar que o tubo caia dos encaixes; ou verticais, liberando o caminho e permitindo que o tubo seja encaixado ou removido. Ocasionalmente, os engates assumem uma posição intermediária entre aberto e fechado.

[0007] Também é conhecido, a partir do WO 2011/135311, um sistema para determinação da posição de um tubo de perfuração dentro do furo do poço relativo a um estaleirador automático. O sistema compreende: um meio de geração de imagens posicionado para capturar uma imagem do tubo de perfuração em uma região do tubo para encaixe pelo dispositivo; e um processador operável para análise da referida imagem captada, para determinação, a partir desta, da posição do tubo de perfuração relativo ao estaleirador automático. Também é divulgado um sistema que compreende meios de geração de imagens posicionados para captar uma imagem do tubo de perfuração mantido em um elevador, para confirmação de que o tubo de perfuração está, de fato, lá dentro.

[0008] A coluna de perfuração é retirada do poço, em um procedimento conhecido como “remoção ou desengate (tripping-out)”. Tipicamente, o elevador de top drive levanta uma armação de tubo de perfuração, em toda a sua extensão, para fora do furo do poço. A aranha no piso de plataforma no centro do poço evita que o restante da coluna de perfuração caia dentro do furo do poço. A armação do tubo de perfuração é desconectada da coluna de perfuração utilizando um estaleirador automático. A armação é armazenada de volta no suporte tipo barra. Desta forma, quando toda a coluna de perfuração for removida do furo do poço, uma grande quantidade de armações de tubo de perfuração é armazenada de volta nos suportes tipo barra.

[0009] Para melhorar a integridade do furo, o furo pode ser forrado com um revestimento. Uma coluna de revestimento é abaixada para dentro do furo e suspensa a partir de uma cabeça de poço ou molde sobre a superfície da formação. Durante a construção da coluna de revestimento, uma seção de revestimento é adicionada à coluna de revestimento conforme a referida coluna é abaixada para o interior do furo. A seção de revestimento é deslocada a partir de uma área de armazenamento diretamente para o centro do poço, ou utilizando uma prateleira como estoque de reserva. Desta forma, o suporte tipo barra pode, adicionalmente, incluir barras e engates com espaçamento adequado para revestimento, o que geralmente significa um diâmetro maior que o tubo de perfuração. A seção de revestimento é alinhada ao centro do poço com auxílio de um aparelho de manuseio de tubulação ou um elevador de revestimento é utilizado para erguer a extremidade superior de uma esteira transportadora, de modo que a extremidade inferior balance até o alinhamento com o centro do poço e a coluna de revestimento suspensa sobre o furo. Em seguida, a seção de revestimento é conectada à coluna de revestimento suspensa sobre o furo.

[0010] Antes que a perfuração continue, a broca e a coluna de perfuração são inseridas no poço.

[0011] A broca em uma composição de fundo e, posteriormente, armações do tubo de perfuração a partir dos suportes tipo barra, são deslocados um por vez para o centro do poço, utilizando o braço de manuseio de tubo e conectados no mesmo procedimento descrito acima, exceto pelo fato de que o furo é perfurado e revestido previamente, de modo que o procedimento é executado muito mais rapidamente que durante a perfuração.

[0012] Outras ferramentas de poço podem ser colocadas em uma prateleira, como motores de fundo, cunhas de desvio, invólucro, ferramentas de produção tubular, ferramentas de limpeza de furo de poço, etc.

[0013] Os inventores observaram que há risco de tombamento de tubos de perfuração, revestimentos e outros tubos e ferramentas de poço pendurados em um suporte tipo barra de uma prateleira. Os inventores também observaram que existem diversas centenas de engates em um suporte tipo barra. Embora a probabilidade de falha de um engate seja baixa, por conta do elevado número de engates, esta probabilidade não é insignificante. Caso um engate apresente falha na abertura ou abra apenas parcialmente, um braço de manuseio de tubo pode, ainda, tentar puxar a armação para fora do suporte tipo barra, que pode causar danos ao equipamento e possível queda de componentes, ou até mesmo queda de um dos tubos. Em caso de falha na abertura de um engate, o tubo posicionado na prateleira pode tombar. Os inventores também perceberam que os engates devem ser inspecionados regularmente. Os engates operam em loop aberto e quando ocorre uma falha mecânica, não é possível detectar, nos sistemas existentes, se o engate mudou de posição da maneira correta. Custos e atrasos adicionais podem variar, dependendo da velocidade de detecção de um operador. Não obstante, constitui perigo ao equipamento, estrutura e pessoal próximo, sempre que um estaleirador de coluna puxar ou empurrar sobre um engate defeituoso. Os inventores também observaram que as plataformas de perfuração funcionam durante o dia e à noite, em condições climáticas normais e extremas, por exemplo, locais offshore no círculo ártico, condições de nevasca em terra seca e terreno congelado, assim como desertos muito quentes e com luminosidade ofuscante.

[0014] De acordo com o presente pedido de patente de invenção, é fornecido um sistema para colocação e remoção de tubo de um suporte tipo barra de uma plataforma de perfuração, o sistema compreendendo uma plataforma de perfuração, incluindo um piso de plataforma, uma torre de perfuração, um aparelho de manuseio de tubo e, pelo menos, um suporte tipo barra com, pelo menos, duas barras que definem um encaixe e uma multiplicidade de engates posicionados entre elas, definindo um espaço para um tubo, sendo cada engate da multiplicidade de engates seletivamente móvel entre posição aberta e fechada, o referido sistema compreendendo, ainda, pelo menos, uma câmera com, pelo menos, um engate da referida multiplicidade de engates dentro do campo de visão, captando uma imagem do referido engate e enviando-a a um computador de controle mestre, sendo o referido computador de controle mestre programado com um conjunto de instruções para análise da referida imagem em busca de detalhes indicativos da posição aberta ou fechada do referido engate, confirmando se o engate está na posição aberta ou fechada e permitindo ou impedindo que um aparelho de manuseio de tubo coloque ou remova um tubo do suporte tipo barra, com base nesta confirmação.

[0015] O presente pedido de patente de invenção também fornece uma plataforma de perfuração com um piso de plataforma, uma torre de perfuração, um aparelho de manuseio de tubo e, pelo menos, um suporte tipo barra incluindo, pelo menos, duas barras que definem um encaixe e uma multiplicidade de engates posicionados entre elas, definindo um espaço para um tubo, sendo cada engate da multiplicidade de engates seletivamente móvel entre uma posição aberta ou fechada, a referida plataforma de perfuração compreendendo, ainda, pelo menos uma câmera com, pelo menos, um engate da referida multiplicidade de engates dentro de um campo de visão. Pelo menos uma referida câmera para captura de uma imagem do referido engate e envio da referida imagem a um computador de controle mestre, o referido computador de controle mestre computadorizado programado com um conjunto de instruções para análise da referida imagem em busca de detalhes que indiquem a posição aberta ou fechada do engate, confirmando que o engate está em uma posição aberta ou fechada e permitindo ou impedindo que um aparelho de manuseio de tubo coloque ou remova um tubo no suporte tipo barra, com base na referida confirmação.

[0016] O presente pedido de patente de invenção também fornece um método para colocação e remoção de tubo de um suporte tipo barra de uma plataforma de perfuração que compreende um piso de plataforma, uma torre de perfuração, um aparelho de manuseio de tubo e, pelo menos, um suporte tipo barra com, pelo menos, duas barras que definem um encaixe e uma multiplicidade de engates posicionados entre elas, definindo um espaço para um tubo, sendo cada engate da multiplicidade de engates seletivamente móvel entre uma posição aberta e uma posição fechada, e compreendendo, ainda, pelo menos uma câmera com, pelo menos, um engate da referida multiplicidade de engates dentro de um campo de visão, o método compreendendo as etapas de captura de uma imagem do referido engate e enviando a referida imagem a um computador de controle mestre, sendo o referido computador de controle mestre computadorizado programado com um conjunto de instruções para análise da referida imagem em busca de detalhes indicativos da posição aberta ou fechada do referido engate, confirmando se o engate está na posição aberta ou fechada e permitindo ou impedindo que um aparelho de manuseio de tubo coloque ou remova um tubo do suporte tipo barra, com base nesta confirmação.

[0017] Opcionalmente, o sistema e o método também confirmam se o engate está em uma posição parcialmente aberta ou intermediária.

[0018] Opcionalmente, a câmera é uma câmera de circuito interno de TV analógica ou digital, de alta definição, que realiza a captura da imagem. A câmera de circuito interno de TV pode ser do tipo que inclui um dispositivo acoplado por carga (CCD | charge coupled device) ou semicondutor de metal-óxido complementar (CMOS | complementary metal-oxide-semiconductor). Opcionalmente, a câmera compreende um sensor de geração de imagens colorido. Opcionalmente, o sensor pode também detectar uma faixa de frequência infravermelha. Alternativamente, a câmera compreende, ainda, um sensor infravermelho, utilizando um marcador infravermelho localizado em cada engate. Opcionalmente, o marcador infravermelho é passivo, isto é, não alimentado. Opcionalmente, a câmera é uma câmera de geração de imagens de amplitude para captura da imagem e das distâncias em relação aos objetos captados na imagem. Opcionalmente, a câmera de geração de imagens de amplitude é uma câmera de tempo de voo de geração de imagens de amplitude, que opcionalmente utiliza um laser para ocupar o campo de visão com luz de laser e mede o tempo necessário para enviar e receber um reflexo da luz para construção de uma imagem de amplitude. Opcionalmente, a câmera de geração de imagens de amplitude é uma câmera tipo estéreo de geração de imagens de amplitude, que opcionalmente utiliza duas câmeras apontadas para o mesmo objeto para fornecer medições de amplitude. Opcionalmente, a câmera de geração de imagens de amplitude é do tipo triangulação por folha de luz ou tipo luz estruturada.

[0019] Opcionalmente, a câmera é posicionada em um bastidor com um vidro ou outro objeto translúcido ou transparente fornecido com limpadores, tais como lâminas de limpeza para manter a janela limpa e livre de chuva, neve, gotas de água, poeira e sujeira. Opcionalmente, a câmera é fornecida com uma fonte de luz para manter a intensidade da luminosidade no engate de, pelo menos, 350 LUX. Opcionalmente, a fonte de luz é montada ao lado da câmera.

[0020] Opcionalmente, a câmera é posicionada sobre o aparelho de manuseio de tubo, opcionalmente o aparelho de manuseio compreende um braço de manuseio com um aparelho de agarramento de tubo para agarrar um tubo, e uma base fixada a uma coluna, sendo a câmera posicionada sobre ou abaixo da referida base ou, alternativamente, sobre o referido aparelho de agarramento. Opcionalmente, a câmera é localizada sobre, ou no interior de uma relação fixa a uma coluna do aparelho de manuseio de tubo. Opcionalmente, a coluna é móvel em um plano horizontal e, opcionalmente, giratória. Opcionalmente, a câmera é posicionada sobre a referida torre de perfuração em frente ao referido suporte tipo barra. Opcionalmente, uma câmera é posicionada na parte traseira e acima do plano do suporte tipo barra. Opcionalmente, a câmera é posicionada sobre um trilho. Opcionalmente, o trilho é substancialmente perpendicular às barras. Opcionalmente, a câmera possui uma base conjunta de união, de modo que a câmera pode mudar seu campo de visão, opcionalmente com um sistema de controle. Caso o campo de visão da câmera não for adequado para captar uma boa imagem, dois ou três graus de liberdade rotativa pode resolver o problema. Alternativamente, uma plataforma giratória que permita um grau de liberdade rotativa é utilizada. Alternativamente, a câmera é fixada de modo que não haja movimento.

[0021] Opcionalmente, o aparelho de manuseio de tubo é um braço de manuseio de tubo. Opcionalmente, o braço de manuseio de tubo é controlado por um computador de braço de manuseio de tubo. Opcionalmente, o computador de braço de manuseio de tubo é programado com um conjunto de instruções para encontrar um tubo no referido suporte tipo barra, para remover um tubo do suporte tipo barra e para transportar a tubulação até o centro do poço.

[0022] Opcionalmente, o tubo é um dentre: uma armação de tubo canhoneado; uma seção de tubo de perfuração; uma seção de revestimento; uma armação de tubo de perfuração com ferramenta de poço em seu interior ou conectada a ela; uma composição de fundo ou parte desta; tubulação de produção; invólucro; e tubo canhoneado.

[0023] Opcionalmente, a etapa de análise da imagem em busca de detalhes indicativos da posição aberta ou fechada do engate compreende uma análise de contraste ao redor do referido engate. Opcionalmente, um contorno é realizado ao redor do engate, opcionalmente outras características do engate, como o padrão dos furos deste. Opcionalmente, os detalhes indicativos da posição aberta ou fechada do engate compreendem a análise da área na qual o engate não deve estar em posição aberta ou fechada, isto é, busca por um engate perdido em um plano horizontal, quando este deveria estar em posição aberta.

[0024] Opcionalmente, o sistema compreende, ainda, uma etapa de definição de uma subimagem de uma área ao redor de um engate. Opcionalmente, a subimagem cobre uma área suficiente para cobrir o referido engate em uma posição fechada e aberta.

[0025] Opcionalmente, o computador de controle mestre compreende um algoritmo para buscar por elipses ou círculos em um engate. Opcionalmente, para avaliar se o engate está fechado. Opcionalmente, para buscar por um conjunto de elipses em linha e, opcionalmente, em uma linha horizontal.

[0026] Opcionalmente, o engate compreende um marcador. Opcionalmente, o marcador possui um elemento refletor. Opcionalmente, o marcador é uma fita refletora. Opcionalmente, reflete luz visível ou luz de um comprimento de onda detectável pela câmera, que pode incluir luz infravermelha. Opcionalmente, o computador de controle mestre compreende um algoritmo para buscar pelo marcador no engate. Opcionalmente, o sistema-mestre de controle é fornecido com outro algoritmo para buscar por um contorno do engate e comparar a posição relativa do marcador com o contorno do engate. Opcionalmente, para avaliar se o engate está aberto.

[0027] Opcionalmente, a câmera capta uma imagem do encaixe na prateleira e o computador de controle mestre compreende um algoritmo para buscar por um tubo não registrado e um tubo fantasma. Um tubo não registrado é um tubo que está no local real, mas não está registrado no sistema do computador. Um tubo “fantasma” é um tubo que está registrado no sistema computadorizado, mas não existe na realidade. Opcionalmente, antes de verificar a situação dos engates. O algoritmo para verificação do tubo não registrado ou tubo fantasma pode compreender um banco de dados de imagens do tubo em encaixes particulares e entre engates particulares, e compara a imagem com as do banco de dados. Alternativamente, o algoritmo pode determinar que a imagem inclui um tubo ao notar certas características, como contraste de cores no contorno do tubo.

[0028] É importante inspecionar em busca de tubos não registrados e tubos fantasmas. No pior cenário, o tubo pode ter caído sobre o piso de plataforma. Além disso, danos ao equipamento de manuseio de tubo e outros equipamentos podem ocorrer. Também ocorrem atrasos caso algum equipamento, por exemplo, o de manuseio de tubo, entender que concluiu um procedimento de manuseio, quando na verdade não concluiu.

[0029] Opcionalmente, o aparelho de manuseio de tubo é controlado por um computador de controle de manuseio de tubo, programado com um conjunto de instruções para encontrar um tubo no referido suporte tipo barra, para remover o tubo do suporte tipo barra e para transportar a tubulação até o centro do poço. O computador de controle mestre instruindo o referido computador de manuseio de tubo para permitir ou impedir que o aparelho de manuseio de tubo coloque ou remova um tubo na prateleira com base na referida confirmação sobre a posição aberta ou fechada do engate.

[0030] Opcionalmente, pelo menos, uma imagem adicional do engate é obtida através da referida câmera após a referida imagem, a pelo menos uma referida imagem processada pelo computador de controle mestre computadorizado programado com um conjunto de instruções para análise da pelo menos uma referida imagem em busca de detalhes indicativos da posição aberta ou fechada do engate, para confirmar ou negar a referida confirmação. Opcionalmente, para aumentar a robustez e certeza da confirmação. Opcionalmente, a referida imagem é digital, embora possa ser uma imagem analógica. Opcionalmente, a referida imagem compreende, ou é inteiramente constituída, de dados de amplitude, de modo que uma imagem tridimensional é captada e enviada ao sistema- mestre de computador. Opcionalmente, os dados de amplitude são medidos para cada milímetro entre um e mil milímetros quadrados, opcionalmente para cada dez a cem milímetros quadrados da zona.

[0031] Opcionalmente, a imagem é captada e processada em tempo real. Opcionalmente, a imagem e a imagem adicional são captadas de 0,01 a cinco segundos entre si.

[0032] Opcionalmente, o sistema-mestre de computador é localizado na pelo menos uma câmera ou bastidor desta. Alternativamente, o sistema-mestre de computador é localizado na plataforma de perfuração, como em uma sala de sondador. Alternativamente, o sistema-mestre de computador é localizado a uma distância da plataforma de perfuração, como em um centro de controle ou na nuvem.

[0033] Opcionalmente, o piso de plataforma é localizado em uma plataforma de perfuração. Opcionalmente, o piso de plataforma é localizado em uma das opções a seguir: um navio-sonda; um FPSO; um navio de casco tipo SWATH; uma plataforma de pernas atirantadas; e uma plataforma terrestre.

[0034] Estas e outras necessidades da técnica são solucionadas por um equipamento de medição integrado sem contato. Em uma aplicação preferida, o sistema de medição compreende uma ou mais câmeras localizadas no estaleirador de coluna. A câmera é localizada em uma posição fixa que permite uma visão obstruída dos engates a ser operados. Uma série de imagens é coletada e processada para identificação das geometrias esperadas e composições de características. Os dados obtidos a partir das imagens são mapeados em uma representação tridimensional da barra e dos engates em frente ao estaleirador de coluna no momento. Pelo menos uma imagem é necessária; no entanto, outras imagens são combinadas para aumentar a robustez e certeza dos resultados.

[0035] Em outra aplicação, um suporte articulado para a câmera é ativado com base nas vistas desejadas e no posicionado de outros componentes móveis do estaleirador de coluna. O suporte articulado se desloca para posições predefinidas de acordo com a configuração de barras que o estaleirador de coluna encontrará no momento. Alguns modelos e/ou configurações de suportes tipo barra não necessitam de mais graus de liberdade.

[0036] Outras necessidades da técnica são abordadas em outra aplicação, na forma de um trilho móvel dedicado incluindo uma ou mais câmeras montadas sobre ele, do lado oposto do suporte tipo barra, atrás da área de suspensos de frente para o estaleirador de coluna. Um atuador integrado adicional desloca a câmera de uma barra para a próxima, realizando a varredura das condições de todos os engates utilizando a mesma técnica de processamento de imagens.

[0037] Em uma aplicação em particular, um sensor de amplitude sem contato é utilizado em adição, ou em substituição, ao sistema de reconhecimento por imagem. O sensor compreende um laser ou sonar para criação de uma representação tridimensional do estado do equipamento em frente ao estaleirador de coluna.

[0038] A presente invenção também fornece um sistema para monitoramento das condições de conservação de uma multiplicidade de engates em um suporte tipo barra de uma plataforma de perfuração, o referido sistema compreendendo uma plataforma de perfuração incluindo um piso de plataforma, uma torre de perfuração, um aparelho de manuseio de tubo e, pelo menos, um suporte tipo barra com, pelo menos, duas barras que definem um encaixe e uma multiplicidade de engates posicionados entre elas, definindo um espaço de tubo, sendo cada engate da multiplicidade de engates seletivamente móvel entre uma posição aberta e uma posição fechada, e um controlador de engate para controle dos referidos engates entre posição aberta e fechada, o sistema compreendendo, ainda, pelo menos uma câmera incluindo, pelo menos, um engate da referida multiplicidade de engates dentro de um campo de visão, captando uma imagem do referido engate e enviando a referida imagem para um computador de controle mestre, sendo o referido computador de controle mestre programado com um conjunto de instruções para análise da referida imagem em busca de detalhes indicativos da posição aberta ou fechada do engate, confirmando se o engate está na posição aberta ou fechada, o referido computador de controle mestre recebendo, em seguida, um pacote de dados de informação do controlador do engate, o referido pacote de dados de informação compreendendo informações referentes à posição aberta ou fechada do referido engate, o computador mestre realizando uma comparação da informação no referido pacote de dados de informação com a confirmação obtida através da câmera e avaliando as condições de conservação de, pelo menos, um referido engate, com base na referida comparação.

[0039] Opcionalmente, o controlador de engate é incorporado em um computador de manuseio de tubo. Opcionalmente, caso a avaliação das condições do engate seja desfavorável, compreende, ainda, a etapa do computador mestre enviando uma mensagem a uma tela indicando que o pelo menos um engate está em más condições. Opcionalmente, caso a avaliação das condições do engate seja desfavorável, compreende, ainda, a etapa do computador mestre enviando uma mensagem ao fornecer do engate em um local remoto, ao contratado para serviços no engate em local remoto ou a um técnico presente na plataforma de perfuração. A mensagem pode ser em forma de um e-mail automático, gerado pelo sistema- mestre de controle com informações como o número de série do engate, uma cópia da imagem e detalhes do suporte tipo barra, tais como altura instalada e números de série e detalhes da plataforma de perfuração, cuja informação é pré-armazenada em uma memória do computador de controle mestre.

[0040] O WO 2004/044695 divulga um sistema de computador utilizado na verificação das condições de conservação de diversas peças da plataforma de perfuração.

[0041] Para melhor entendimento do presente pedido de patente de invenção, serão feitas referências, através de exemplos, aos desenhos anexos, nos quais:

[0042] A figura 1 é uma visualização lateral de parte de uma plataforma de perfuração, incluindo um piso de plataforma, de acordo com o presente pedido de patente de invenção.

[0043] A figura 2 é uma visualização plana superior esquemática do piso de plataforma mostrado na figura 1 em uma primeira etapa de operação com peças retiradas para maior clareza.

[0044] A figura 3 é uma visualização lateral da plataforma de perfuração mostrada na figura 1 em outra etapa de operação.

[0045] A figura 4 é uma visualização em perspectiva de uma segunda aplicação do presente pedido de patente de invenção, mostrando uma parte de um suporte tipo barra e posicionamento de câmera do presente pedido de patente de invenção em um primeiro estágio de operação com uma multiplicidade de armações de tubo de perfuração.

[0046] A figura 5 é uma visualização em perspectiva da figura 4 tomada a partir do ponto de vista da câmera em uma segunda etapa da operação com uma multiplicidade de armações de tubo de perfuração.

[0047] A figura 5A é uma visualização ampliada de parte do suporte tipo barra, conforme mostrado na figura 5, com subimagens representadas por linhas tracejadas.

[0048] A figura 6 é uma visualização lateral de um engate em uma barra do suporte tipo barra ao longo da linha VI-VI da figura 4 em uma posição aberta com linhas pontilhadas mostrando uma posição fechada.

[0049] As figuras 7A, 7B e 7C mostram uma visualização lateral do suporte tipo barra mostrado na figura 4 em uma torre de perfuração com um aparelho de manuseio de tubo, de acordo com o presente pedido de patente de invenção, para uso em uma plataforma de perfuração offshore, sem armações de tubo de perfuração em seu interior.

[0050] A figura 8 é uma visualização plana superior esquemática de uma terceira aplicação de um aparelho, de acordo com o presente pedido de patente de invenção.

[0051] A figura 9 é uma visualização esquemática lateral do aparelho mostrado na figura 8.

[0052] A figura 10 é uma visualização esquemática frontal ampliada do aparelho mostrado na figura 8.

[0053] A figura 11 é uma visualização esquemática lateral de parte do aparelho mostrado na figura 10, parcialmente em seção.

[0054] A figura 12 é uma visualização esquemática de um revestimento de bastidor, inter alia, a câmera.

[0055] A figura 13 é uma visualização lateral do suporte tipo barra mostrado na figura 4 em uma torre de perfuração com um aparelho de manuseio de tubo, de acordo com o presente pedido de patente de invenção, sem armações de tubo de perfuração em seu interior.

[0056] A figura 14 é uma visualização, conforme identificada pelo sistema do presente pedido de patente de invenção a partir de uma imagem obtida por qualquer uma das câmeras divulgadas neste documento, a visualização mostrando um engate em uma posição aberta.

[0057] A figura 15 é uma visualização, conforme identificada pelo sistema do presente pedido de patente de invenção a partir de uma imagem obtida por qualquer uma das câmeras divulgadas neste documento, a visualização mostrando um engate em uma posição fechada.

[0058] Em referências às figuras de 1 a 3, é mostrada parte de uma plataforma de perfuração, geralmente identificada pelo numeral de referência 1, incluindo um piso de plataforma 2 e uma torre de perfuração 3. O piso de plataforma 2 é sustentado por pernas 4 sobre o solo 5. O piso de plataforma 2 possui um centro do poço 6 e buracos de rato 7 e 8. Um estaleirador automático 9 e um manipulador de tubo de perfuração 10 são posicionados adjacentes aos buracos de rato 7 e 8. Um passadiço 11 é posicionado entre o solo 5 e o piso de plataforma 2 adjacente ao manipulador de tubo de perfuração 10.

[0059] Uma sala do sondador 12 é posicionada em um canto do piso de plataforma 2, que é tipicamente uma sala de controle para o sondador e/ou encarregado de sonda.

[0060] Dois suportes tipo barra 13 e 14 são fixados na torre de perfuração 3 a aproximadamente vinte e cinco metros acima do piso de plataforma 2. O suporte tipo barra 13 possui onze barras 15 a 25. Cada barra 15 a 25 possui seis engates 13’ (mostrado somente na barra 25) posicionados entre barras adjacentes para fornecer armazenamento para sessenta armações de tubo de perfuração 26. Similarmente, o suporte tipo barra 14 é capaz de armazenar sessenta armações de tubo de perfuração 26. Câmeras 27 e 28 são fixadas sobre um carrinho 29 e 30. O carrinho 29 e 30 é posicionado de forma móvel ao longo do trilho horizontal 31 e 32 ao longo de um caminho em frente ao respectivo suporte 13 e 14.

[0061] Um braço de manuseio de tubo é posicionado em uma brecha 53 entre as dianteiras 51 e 52 dos suportes tipo barra 13 e 14. O braço de manuseio de tubo 50 possui uma pinça de tubo 54, um primeiro braço 55 conectado de forma articulada à pinça de tubo 54, um segundo braço 56 conectado de forma articulada ao primeiro braço 55, e uma base 57 com uma plataforma giratória com o segundo braço 56 conectado de forma articulada a ela, permitindo um maior grau de liberdade.

[0062] Durante o uso, uma primeira seção de tubo de perfuração 33 é deslocada de um estaleiro ou pilha de tubos posicionados sobre o solo 5 para o passadiço 11. Um elevador de tubo 34 de manipulador de tubos 10 é pendurado por um cabo 35 e é posicionado ao redor de uma extremidade de caixa 36 do tubo de perfuração 34. O cabo 35 é enrolado por um guincho (não mostrado) para puxar a primeira seção 33 para cima do passadiço 11 até chegar a um carrinho 37 sobre uma coluna 38 do manipulador de tubo 10. O guincho (não mostrado) segue enrolando o cabo 35, movendo o carrinho 37 para cima na coluna 38 até que a extremidade de pino inferior 39 da primeira seção 33 esteja livre acima do piso de plataforma 2. O carrinho 37 é girado ao redor da coluna 38 até o alinhamento vertical com o buraco do rato 8. O guincho (não mostrado) é revertido para abaixar o carrinho 37, abaixando a seção 33 para o interior do buraco do rato 8. Uma aranha (não mostrada) no buraco do rato 8 pode ser usada para evitar que a seção caia através do piso de plataforma 2 ou uma sapata (não mostrada) no solo 5 pode ser utilizada. O elevador de tubo 34 é desconectado da primeira seção 33 e retornado à posição mostrada na Figura 1. Uma segunda seção é deslocada do estaleiro ou pilha de fornecimento de tubos da mesma forma, e balançada ao redor da coluna 38 até o alinhamento com o buraco do rato 6. O estaleirador automático 9 é balançado ao redor de uma coluna de estaleirador automático 40 e expandido sobre um braço 41 para encaixar-se à primeira seção 33 e à segunda seção 43. O estaleirador automático 9 gira uma extremidade de pino 44 da segunda seção 43 para dentro da extremidade de caixa 36 da primeira seção 33 e, em seguida, torce a conexão. Uma terceira seção 45 é posicionada no buraco do rato 7, e as seções conectadas 33 e 43 são levantadas pelo elevador 34 e alinhadas com o buraco do rato 7 e com a extremidade de pino 39 da primeira seção 33 abaixada para o interior de uma extremidade de caixa 46 da terceira seção e uma conexão feita entre estas com o estaleirador automático 9 para formar uma armação 26 de três seções de tubo de perfuração 33, 43 e 45.

[0063] A armação 26 é apanhada pela pinça de tubo 54 do braço de manuseio de tubo 50 e posicionada entre barras adjacentes 15 a 25 do suporte tipo barra 13 ou 14, cujos detalhes serão descritos a seguir.

[0064] Cada câmera 27 e 28 é posicionada em frente e acima de cada suporte tipo barra 13 e 14, respectivamente, para obter uma boa visão dos engates em posição aberta, na qual um tubo pode ser inserido e removido, e uma posição fechada, na qual o tubo é impedido de ser removido do suporte tipo barra 13 e 14. As câmeras 27 e 28 são posicionadas sobre um respectivo carrinho 29 e 30, posicionado de forma móvel sobre um trilho 31 e 32. Trilhos 31 e 32 ficam perpendiculares às barras 15 a 25 de modo que cada câmera 27 e 28 no respectivo carrinho 29 e 30 se desloca ao longo do respectivo trilho 29 e 30 para obter um campo de visão ao longo de cada barra 15 a 25.

[0065] Durante o uso, o braço de manuseio de tubo 50 é controlado por um operador em uma sala de controle, seguindo um conjunto de etapas ou através de um computador de controle mestre 12’ após um conjunto de etapas pré-programadas para pendurar uma armação de tubo de perfuração 26 no suporte tipo barra 13. As etapas compreendem a ativação do braço de manuseio de tubo 50 para deslocar a pinça de tubo 54 para encaixe com a armação de tubo de perfuração 26 localizada no buraco do rato 7. A pinça de tubo 54 é ativada para agarrar a armação de tubo de perfuração 26. Rolamentos (não mostrados) na pinça de tubo 54 são ativados para levantar a armação de tubo de perfuração para fora do buraco do rato 7 e fora do piso de plataforma 2, se necessário. A pinça de tubo 54 é deslocada até uma posição predeterminada em frente ao suporte tipo barra 13, por exemplo, em frente ao encaixe definido pelas barras 20 e 21. O computador de controle mestre automaticamente ativa certos conjuntos de engates posicionados entre as barras 20 e 21 para uma posição aberta, permitindo que a armação de tubo de perfuração 110 entre no espaço 176. O computador de controle mestre também controla o carrinho 29 para mover a câmera 27 ao longo do trilho 31 até uma posição diretamente em frente ao encaixe definido pelas barras 20 e 21. A câmera 27 é controlada pelo computador de controle mestre 12’ para captar ao menos uma imagem dos conjuntos de engates ao longo do encaixe 108. Uma representação da imagem captada pela câmera 27. O computador de controle mestre 12’ analisa a pelo menos uma referida imagem e determina se todos os engates relevantes estão na imagem. Isto pode ser executado através da comparação da imagem com uma imagem previamente carregada. O computador de controle mestre também avalia qual dos engates 13’ deve ser aberto e qual deve ser fechado. O computador de controle mestre compara as imagens a outras imagens de posições abertas e fechadas, e busca por indícios, tais como contraste nas cores ao redor de características, como ao redor do engate 111 quando em posição horizontal ou vertical, ou outras características do engate quando em posição aberta ou fechada, tais como furos no engate. A câmera 27 pode ser fornecida com sua própria fonte de luz direcionada para o campo de visão da câmera, para melhorar este contraste. Uma vez que o computador de controle mestre estabelece se o engate está em posição aberta ou fechada, o computador de controle mestre 12’ permite ou impede que o aparelho de manuseio de tubo 50 desloque a armação de tubo de perfuração 26 para dentro do espaço fornecido entre as barras 20 e 21 sobre o braço de manuseio de tubo 50.

[0066] Uma segunda aplicação do presente pedido de patente de invenção é mostrada nas Figuras 4 e 7C, na qual uma câmera 101 é fixada em uma peça de um aparelho de manuseio de tubo 140 mostrado na Figura 7A acima e em frente a um suporte tipo barra 102. Quatro barras 103 a 106 são dispostas paralelamente entre si definindo três encaixes 107, 108 e 109 para receber armações de tubo de perfuração 110. Cada barra 103 é construída a partir de uma viga de seção de caixa com conjuntos de engate 111 sobre uma borda 112 em um primeiro lado 113 sobre o qual uma placa dobradiça 115 do conjunto de engates 111 é fixada. O conjunto de engates 111 é mostrado em maior detalhe na Figura 6. Um engate 114 é afixado em uma primeira extremidade proximal ampliada 117 à placa dobradiça 115 com um pino de dobradiça 119 e uma extremidade proximal estreitada 118 é deslocada em um arco de noventa graus ao redor do pino de dobradiça 119. A profundidade dos engates 114 é substancialmente constante, de modo que na visualização lateral o engate 114 é um retângulo. O engate 114 possui uma quantidade de furos 114’ que se estendem através do engate 114 por toda sua extensão, formando um padrão. Quando o engate 114 está em posição fechada, a extremidade distal 118 do engate 114 pode apoiar-se ou permanecer adjacente a uma borda 116 de um segundo lado 121 das barras 103 a 106. Um carneiro pneumático de ação dupla 123 possui um cilindro 124 com uma extremidade inferior articulada de forma rotativa a uma lingueta 125. A lingueta 125 é soldada à barra 106. O carneiro 125 também possui um pistão 126 que passa através da abertura 130 na placa dobradiça 115. O pistão 126 é afixado de forma rotativa entre as linguetas de engate 127 e (não mostrado). As linguetas de engate 127 e (não mostrado) são soldadas ou afixadas ou formatadas integralmente com uma face superior 129 da extremidade proximal ampliada 117 do engate 114. Niples de fornecimento pneumático 133 e 134 são fornecidos para facilitar a conexão pneumática ao fornecimento de fluido pneumático (não mostrado) através de válvulas de controle. Durante o uso, quando o pistão 126 é estendido em um fornecimento de fluido pneumático pressurizado, através do niple 134, o engate 114 se desloca pelo arco ao redor do pino de dobradiça 119 para a posição fechada. Durante o uso, quando o pistão 126 é retraído em um fornecimento de fluido pneumático pressurizado, através do niple 133, o engate 114 se desloca pelo arco ao redor do pino de dobradiça 119 para a posição aberta.

[0067] Um aparelho de manuseio de tubo 140, conhecido como estaleirador de coluna, e uma prateleira 139 são mostrados nas Figuras 7A a 7C de acordo com a presente invenção. A prateleira 139 compreende quatro suportes tipo barra 102, 154, 157, 171 em alinhamento vertical.

[0068] O suporte tipo barra 102 é fixado a uma torre de perfuração 150 a uma altura aproximada de 25m?? acima do piso de plataforma 151. A barra 103 do suporte tipo barra 102 é mostrada com conjuntos de engate 111 espaçados ao longo destes a intervalos de aproximadamente 150 mm. O aparelho de manuseio de tubo 140 possui uma coluna giratória 141 que gira ao redor de um eixo vertical. Um motor 142 é utilizado para girar a coluna giratória 141. A coluna giratória 141 é posicionada sobre um trilho 141’ no topo da coluna e um trilho correspondente 141’’ na parte inferior no piso de plataforma 151 para permitir que toda a coluna se desloque ao longo da parte frontal do suporte tipo barra 103, enquanto a coluna 141 permanece na vertical. Deve-se notar que o trilho 141’ é perpendicular à coluna e, desta forma, a coluna se desloca através do referido trilho para dentro e para fora da página conforme mostrado na Figura 7A a C. Um braço de manuseio de tubo superior 143 é posicionado acima do suporte tipo barra 102. O braço de manuseio de tubo superior 143 possui uma unidade de base 144 fixada à coluna giratória 141. Um braço 145 possui uma extremidade superior conectada de forma articulada a um carrinho 146 que desliza de forma controlável ao longo de um trilho vertical 147 fixado à coluna giratória 141 acima da unidade de base 144. Uma extremidade inferior do braço 145 possui uma pinça de tubo 148 conectada de forma articulada ao referido braço. Um braço de apoio 149 é conectado de forma articulada em uma extremidade superior ao meio do braço 145 e, na outra extremidade, conectado de forma articulada à base 144. Após ativação por um sistema de controle (não mostrado), o carrinho sobe e desce pelo trilho vertical para deslocar a pinça de tubo 148 para perto e para longe da coluna giratória 141. A câmera 101 é posicionada sobre a unidade de base 144 com um campo de visão entre linhas tracejadas 152 e 153, apontada na direção do comprimento das barras, conforme mostrado na Figura 5.

[0069] Um segundo suporte tipo barra 154 é fixado à torre de perfuração 150 a uma altura aproximada de 25m?? acima do piso de plataforma 151. O segundo suporte tipo barra é similar ao suporte 102, com barras 155 e engates 156, que são semelhantes ou idênticos às barras 103-106 e conjuntos de engate 111. Um terceiro suporte tipo barra 157 é fixado à torre de perfuração 150 a uma altura aproximada de 18m?? acima do piso de plataforma 151. O terceiro suporte tipo barra 157 é semelhante ao suporte tipo barra 102, com barras 158 e engates 159 semelhantes ou idênticos às barras 103-106 e conjuntos de engate 111. Um braço de manuseio de tubo inferior 160 é geralmente similar ao braço de manuseio de tubo superior 143 com uma unidade de base 161 fixada à coluna giratória 141. Um braço 162 possui uma extremidade superior conectada de forma articulada a um carrinho 163 que desliza de forma controlável ao longo de um trilho vertical 164 fixado à coluna giratória 141 acima da unidade de base 161. Uma extremidade inferior do braço 162 possui uma pinça de tubo 165 conectado de forma articulada ao referido braço. Um braço de apoio 166 é conectado de forma articulada em uma extremidade superior a um meio do braço 162 e, na outra extremidade, conectado de forma articulada à unidade de base 161. Após ativação por um sistema de controle (não mostrado), o carrinho 163 sobe e desce o trilho vertical 164 para deslocar a pinça de tubo 165 para perto e para longe da coluna giratória 141. Duas câmeras 167 e 168 são fixadas a uma parte inferior da unidade de base 163. A segunda câmera 167 de suporte tipo barra possui um campo de visão entre linhas tracejadas 169 e 170. A terceira câmera 168 de suporte tipo barra possui um campo de visão entre linhas tracejadas 171’ e 172.

[0070] Um quarto suporte tipo barra 171 é fixado à torre de perfuração 150 a uma altura aproximada de 8m?? acima do piso de plataforma 151. O quarto suporte tipo barra 171 é semelhante ao suporte tipo barra 102, com barras 172 e engates 173 semelhantes ou idênticos às barras 103-106 e conjuntos de engate 111.

[0071] Uma quarta câmera 174 de suporte tipo barra é fixada à coluna giratória 141. A quarta câmera 174 de suporte tipo barra possui campo de visão entre linhas tracejadas 175 e 176, apontada para o comprimento das barras 172’.

[0072] O engate 114 é opcionalmente de cor vermelha, sendo as barras 102 a 105 de cor amarela e o tubo de perfuração 110 de cor cinza metálica, de modo a contrastar as cores.

[0073] As câmeras 27, 101, 167, 168, 171 podem compreender um CCD ou CMOS com geração de imagens coloridas, um obturador global e uma amplitude dinâmica maior que 50db, ângulo de visão entre 30 e 40 graus, tipo de lente preferencialmente diferente de lentes olho de peixe, com taxa de quadros de sete quadros por segundo e comprimento focal fixo.

[0074] Durante o uso, o aparelho de manuseio de tubo 140 é controlado por um operador em uma sala de controle, seguindo um conjunto de etapas ou através de um computador de controle mestre seguindo um conjunto pré- programado de etapas para posicionamento de uma armação de tubo de perfuração 110 em um estaleiro de tubo 139 a partir de um buraco de rato ou centro de poço (não mostrado). As etapas compreendem o aparelho de manuseio de tubo 140 em deslocamento ao longo dos trilhos 141’, 141’’ até um ponto predeterminado próximo ao buraco de rato ou ao centro do poço. Os braços de manuseio de tubo 143 e 160 são acionados para deslocar as pinças de tubo 148 e 165 para longe da coluna giratória 141 para encaixar a armação de tubo de perfuração 110 no buraco do rato ou centro do poço. As pinças de tubo 148 e 165 são acionadas para agarrar a armação de tubo de perfuração. Os rolamentos (não mostrados) nas pinças de tubo 148 e 165 são acionados para levantar a armação de tubo de perfuração para fora do buraco do rato, fora do piso de plataforma 151, se necessário. As pinças de tubo 148 e 165 são deslocados na direção da coluna giratória 141, juntamente com a armação de tubo de perfuração. O aparelho de manuseio de tubo 140 é impulsionado ao longo do trilho 141’, 142 até uma posição predeterminada em frente à prateleira 139, por exemplo, em frente ao encaixe 108. O computador de controle mestre automaticamente aciona os conjuntos de engate 175 e os engates correspondentes nos suportes tipo barra 154, 157 e 171 para uma posição aberta, permitindo que a armação de tubo de perfuração 110 entre no espaço 176. Durante o uso, o carneiro pneumático de ação dupla 123 é acionado para mover o engate 114 entre a posição aberta e fechada. A câmera 101 é controlada pelo computador de controle mestre para captar ao menos uma imagem dos conjuntos de engate ao longo do encaixe 108. A câmera 108 é localizada sobre uma unidade de base 144 do aparelho de manuseio de tubo 140 e, assim, convenientemente alinhada com o encaixe 108. Uma representação da imagem captada pela câmera 101 é mostrada na Figura 5. Simultaneamente, as câmeras 167, 168 e 174 são controladas pelo computador de controle mestre para captar, pelo menos, uma imagem dos engates correspondentes nos suportes tipo barra 154, 157 e 171. O computador de controle mestre analisa a pelo menos uma referida imagem de cada câmera 101, 167, 168 e 174. O computador de controle mestre analisa a imagem e determina se todos os engates relevantes estão na imagem. Isto pode ser executado através da comparação da imagem com uma imagem previamente carregada. O computador de controle mestre também avalia quais engates devem permanecer abertos, o que, no presente caso, significa que todos os engates devem permanecer na posição fechada, exceto pelo engate 114b. A imagem é fragmentada em subimagens 177 e 178 conforme mostrado na Figura 5A, em que as subimagens 177 e 178 são definidas por linhas tracejadas. O computador de controle mestre analisa as subimagens 177 e 178 para buscar por indicações da posição aberta ou fechada do engate 114 do conjunto de engates 175 e do engate 114’ do conjunto de engates 176. O computador de controle mestre e busca por indicações, tais como contraste nas cores ao redor de características, como ao redor do engate 111 quando em posição horizontal ou vertical. Uma fonte de luz pode ser fornecida em alinhamento com a câmera 101 para melhorar o contraste. Quando o computador de controle mestre estabelece as posições dos engates 114a e 114b, o computador de controle mestre permite ou impede que o aparelho de manuseio de tubo 140 desloque a armação de tubo de perfuração 110 do encaixe 108 através do deslocamento das pinças de tubo 148 e 165 para longe da coluna giratória 141 sobre os braços 145 e 162 deslocando a armação de tubo de perfuração para dentro do encaixe 108. Neste caso, o engate 114b é confirmado pelo sistema-mestre de controle por computador para permanecer na posição fechada, quando deveria estar na posição aberta. Desta forma, o sistema-mestre de controle por computador evita que o aparelho de manuseio de tubo 140 desloque a armação de tubo de perfuração para dentro do espaço 176.

[0075] Um procedimento inverso é realizado para remover uma armação de tubo de perfuração de um estaleiro de tubo 139.

[0076] Durante a vida útil do estaleiro de tubo 139, a cor dos engates 114 e das barras 103 a 106 e a cor do tubo de perfuração 110 mudará, apresentando marcas e talhos de colisões. Além disso, sujeira e lama podem obscurecer as cores e mudar o contorno do engate. Desta forma, o computador de controle mestre é programado com um algoritmo para ignorar pequenas diferenças e buscar por diferenças drásticas no contorno, tais como se o contorno geral de um perfil do engate é uma posição aberta e fechada.

[0077] Deve-se notar que o primeiro, segundo, terceiro e quarto suportes tipo barra devem ter posicionamento idêntico das barras e engates para acomodar as armações de tubo de perfuração. No entanto, os suportes tipo barra podem incluir posições diferentes de barras e engates para acomodar revestimento, invólucro, ferramentas de poço, tubulação de produção, condutor submarino, e outros tipos de tubos. Por exemplo, o terceiro e quarto suportes tipo barra podem incluir barras adicionais em relação ao primeiro e segundo suportes tipo barra, sendo estas barras adicionais espaçadas de forma ampla para acomodar revestimentos e tubos condutores de diâmetro elevado.

[0078] Em referência às Figuras 8 a 11, é exibida uma terceira aplicação da invenção, compreendendo parte de um suporte tipo barra 200. O suporte tipo barra 200 compreende barras 201 a 205 fixadas em uma extremidade traseira a uma torre de perfuração ou outra estrutura de plataforma 250 e incluindo extremidades dianteiras abertas que definem encaixes 201’ a 204’. As barras 201 a 205 são espaçadas para definir encaixes 201’ a 205’ para receber revestimento (não mostrado). Cada barra 201 a 205 inclui nove conjuntos de engate 206, com conjuntos de engate 206 adjacentes espaçados ao longo do comprimento das barras 201 a 205 para definir um espaço para cada revestimento. Os conjuntos de engate 206 são geralmente semelhantes aos conjuntos de engate 111, exceto pelo engate 207 que possui formato e tamanho diferentes em relação ao engate 114. O engate 207 possui padrão diferente de furos 207’ e os furos 207’ possuem formato triangular. O engate 207 é opcionalmente de cor vermelha, sendo as barras 201 a 205 de cor amarela e o revestimento de cor cinza metálica, de modo a contrastar as cores.

[0079] Uma câmera 208 é posicionada sobre um carrinho de câmera 209 sobre um trilho dentado 210 atrás e acima da parte traseira das barras 201 a 205. O trilho dentado 210 se estende por toda a largura do suporte tipo barra 200 e aproximadamente 1m?? acima de um plano horizontal definido pelo topo das barras 201 a 205. A câmera é apontada para baixo para obter um campo de visão indicado pelas linhas tracejadas 211 e 212. O carrinho de câmera 209 possui um motor de acionamento 213 com uma roda dentada 214 para encaixe no trilho dentado 210 para impulsionar o carrinho de câmera 209 ao longo do referido trilho. Um bloco conector 215 fornece uma conexão entre linhas de comunicação e alimentação (não mostradas) e a câmera 208 e o motor de acionamento 213. O motor de acionamento 213 pode ser um motor elétrico à prova de explosões ou um motor hidráulico acionado a partir de uma mangueira de fornecimento hidráulico (não mostrada). Uma unidade de processamento de imagem 216 para a câmera 208 também é fornecida para coleta e armazenamento de imagens a um computador de controle mestre (não mostrado). Uma esteira transportadora tipo correia para cabos 217 é fornecida para reter os cabos, ao mesmo tempo em que permite que o carrinho de câmera 209 transite pelo trilho dentado 210.

[0080] Durante o uso, um aparelho de manuseio de tubo, como o mostrado nas Figuras 1 ou 7A a 7C, é controlado por um operador em uma sala de controle após uma série de etapas ou por um computador de controle mestre após um conjunto de etapas pré-programadas para posicionamento de uma seção de revestimento no estaleiro de tubo a partir de um buraco do rato ou centro do poço. Quando o aparelho de manuseio de tubo posiciona a armação de revestimento em frente a um encaixe, como o encaixe 201’ do suporte tipo barra 200, o computador de controle mestre automaticamente aciona pelo menos um dentre uma pluralidade de conjuntos de engate 206 ao longo da barra 201 para mover os engates para uma posição aberta, permitindo o acesso da armação de revestimento. O carrinho de câmera 209 é acionado pelo computador de controle mestre para deslocamento ao longo do trilho 210, de modo que a câmera 208 tenha um campo de visão ao longo da barra 201. A câmera 208 é controlada pelo computador de controle mestre para captar pelo menos uma imagem dos conjuntos de engate ao longo do encaixe 201. O computador de controle mestre analisa a pelo menos uma referida imagem para determinar se todos os engates relevantes estão na imagem. Isto pode ser executado através da comparação da imagem com uma imagem previamente carregada. O computador de controle mestre também avalia quais engates devem permanecer abertos. A imagem é fragmentada em subimagens, cada uma definindo um conjunto de engates 206 e uma área ao redor do engate para dentro da qual o engate se desloca. O computador de controle mestre analisa as subimagens para buscar por indicações da posição aberta ou fechada do engate do conjunto de engates 206. O computador de controle mestre busca por indicações, tais como contraste nas cores ao redor de características, tais como ao redor do engate quando em posição horizontal e vertical. Uma fonte de luz pode ser fornecida no carrinho da câmera 209 para fornecer iluminação de amplitude de frequência designada em alinhamento com a câmera 208 para melhorar o contraste. Quando o computador de controle mestre estabelecer se o engate do conjunto de engates 206 está em posição aberta ou fechada, o computador de controle mestre permite ou impede que um revestimento seja movido para o encaixe 201.

[0081] Caso seja constatado pelo computador de controle mestre que um conjunto de engates não funciona corretamente, uma notificação é enviada ao sondador ou a uma pessoa designada que possa consertar o problema quando as condições da plataforma forem adequadas, conforme definido abaixo em maiores detalhes em relação a um resultado negativo de condições de conservação. Enquanto isso, o computador de controle mestre considera o encaixe não utilizável, e não permite que revestimentos ou armações de tubo de perfuração sejam colocadas ou retiradas da prateleira.

[0082] Os inventores observaram que é benéfico verificar regularmente as condições de conservação dos engates de um suporte tipo barra. Os inventores observaram que uma barra, como as barras 103 a 106 quando os encaixes 107 a 109 estão vazios de armações de tubo de perfuração 110 e outros tubos, devem ter os engates 114 inspecionados. O sistema-mestre de computador envia o aparelho de manuseio de tubo 139 a uma barra vazia 103 a 106 e aciona um, alguns ou todos os engates 114 para a posição aberta. A câmera 101 capta uma imagem de verificação de conservação e envia esta imagem ao computador de controle mestre. A imagem é processada da mesma forma que o procedimento de confirmação descrito acima para confirmar se um dos, alguns ou todos os engates estão na posição aberta. O computador de controle mestre envia um comando de fechamento para um dos, alguns ou todos os engates 114. O computador de controle mestre envia um comando para a câmera 101 para captar outra imagem de verificação de conservação. A imagem é processada da mesma forma que o procedimento de confirmação descrito acima para confirmar se um dos, alguns ou todos os engates estão na posição fechada. Se um ou mais engates 114 não estiverem na posição correta, um comando de verificação negativa é enviado ao computador de controle mestre.

[0083] Em outra aplicação da verificação de conservação, um modelo 3D em tempo real dos conjuntos de engates ao longo de cada barra será comparado ao modelo 3D original dos conjuntos de engate ao longo de cada barra, e será usado para verificar desvios e anormalidades mediante a verificação de conservação.

[0084] Um sistema hierárquico de controle computadorizado, como o divulgado pelo WO 2004/012040, pode ser utilizado para processar os resultados das verificações negativas de conservação e informar à pessoa correta para que o problema seja resolvido. O problema pode, então, ser resolvido no momento adequado, quando a plataforma de perfuração estiver em um estágio de operação em que funcionários podem acessar o piso de plataforma em segurança. Enquanto isso, o computador de controle mestre impede o uso do encaixe em questão.

[0085] A câmera 27, 28, 101, 167, 168, 174 pode ser uma câmera de circuito fechado de TV colorida ou de escalas de cinza. Opcionalmente com um dispositivo de medição de distância, como um laser, de modo que diferentes partes de uma imagem sejam fornecidas com uma medição de distância a partir da câmera, para facilitar a diferenciação entre conjuntos de engate.

[0086] A câmera 27, 28, 101, 167, 168, 174 pode, opcionalmente, ser uma câmera de geração de imagens de amplitude, utilizada para criar uma representação tridimensional dos conjuntos de engate ao longo da barra. A câmera pode utilizar uma reflexão a laser ou reflexão sonar para determinar a distância a partir da câmera e obter diferenças relativas, construindo, desta forma, uma imagem de três faixas.

[0087] As câmeras de geração de imagens de amplitude podem ser do tipo estereotriangulação, em que duas câmeras espaçadas são apontadas para o mesmo ponto na plataforma para determinação da profundidade até os pontos na cena. As duas câmeras espaçadas podem ser localizadas sobre o mesmo carrinho de câmera ou aparelho ou braço de manuseio de tubo.

[0088] A câmera de geração de imagens de amplitude pode ser tipo triangulação de folha de luz, caracterizada pela zona ser iluminada com uma folha de luz que cria uma linha refletida, como pode ser visto a partir da fonte de luz. A partir de qualquer ponto fora do plano da folha, a linha tipicamente parece uma curva, o formato exato que depende da distância entre o observador e a fonte de luz, e a distância entre a fonte de luz e os pontos refletidos. Ao observar a folha de luz refletida utilizando uma câmera de alta resolução, e sabendo as posições e orientações da câmera e da fonte de luz, é possível determinar as distâncias entre os pontos refletidos e a fonte de luz da câmera. Ao deslocar a fonte de luz (e normalmente, também, a câmera) ou a cena em frente à câmera, uma sequência de perfis de profundidade da cena pode ser gerada. Estes podem ser representados como uma imagem de amplitude 2D.

[0089] A câmera de geração de imagens de amplitude pode ser tipo luz estruturada, caracterizada pela zona ser preenchida com um padrão de luminosidade especialmente projetado, a luz estruturada, profundidade podem ser determinadas utilizando apenas uma única imagem da luz refletida. A luz estruturada pode estar na forma de linhas horizontais e verticais, pontos ou padrões quadriculados.

[0090] A câmera de geração de imagens de amplitude pode ser de técnica de tempo de voo, caracterizada por um pulso de luz ser usado, opcionalmente com toda a zona capturada com um único pulso de luz, embora um feixe de laser giratório ponto-a-ponto seja uma opção. Câmeras de tempo de voo captam toda a zona em três dimensões com um sensor de imagem dedicado e, portanto, não requerem peças móveis. Um radar laser de tempo de voo com câmera CCD intensificada de rápido monitoramento pode alcançar resoluções de profundidade milimétrica. Com esta técnica, um pulso laser curto ilumina a zona, e a câmera CCD intensificada abre seu obturador de alta velocidade apenas por poucas centenas de picosegundos. A informação 3D é calculada a partir de uma série de imagens 2D coletada com atraso crescente entre o pulso laser e a abertura do obturador. Em referência à Figura 12, é mostrada uma câmera 250, como a câmera 27, 28, 101, 167, 168, 174, 301, 301’ protegida em um bastidor 251. O bastidor 251 é opcionalmente vedado para inibir a entrada de água. O bastidor 251 possui uma janela 252 através da qual a câmera 250 é direcionada. A janela 252 é opcionalmente feita de um material com resistência mínima aos comprimentos de onda de luz recebidos pelas lentes 253 da câmera 250 e, opcionalmente, não inibe o campo de visão 254. O bastidor 251 opcionalmente também inclui uma câmera infravermelha 255 que busca por um marcador infravermelho aderido ou acoplado a um engate (como qualquer engate divulgado neste documento). Um exemplo de um marcador infravermelho é um refletor infravermelho. A câmera infravermelha transmite a imagem para um sistema de computador CS que calcula os dados posicionais do marcador infravermelho detectado. Uma posição aberta, fechada ou intermediária do engate é calculada a partir dos dados posicionais. Câmeras infravermelhas não funcionam em todas as condições climáticas, nem em todas as condições de luminosidade e, portanto, são opcionalmente utilizadas para confirmar os resultados obtidos pela câmera 250. A câmera de luz visível e as câmeras infravermelhas, portanto, são complementares.

[0091] Uma fonte de luz 260 também é colocada no bastidor e direcionada através da janela 252 substancialmente na mesma direção que a câmera 250, para iluminação do campo de visão 254 da câmera 250. A fonte de luz 260 pode fornecer luz pelo mesmo espectro de frequência que a câmera 250. Opcionalmente, a fonte de luz 260 é mais focalizada e apenas ilumina uma parte do campo de visão 254 da câmera 250. A fonte de luz 260, opcionalmente, ilumina um engate 314 no campo de visão 254, de modo que uma intensidade de luz de, pelo menos, 350 LUX é mantida sobre a mesma. A janela 252 pode ser fornecida com um limpador 261, um motor de limpeza 262 e um sensor de chuva 263 para manter a janela 252 limpa e livre de sujeira e gotas de chuva.

[0092] Em referência agora à Figura 13, é mostrado um aparelho de manuseio de tubo 340, conhecido como estaleirador de coluna e uma prateleira 339. A prateleira 339 compreende, pelo menos, um suporte tipo barra 302.

[0093] O suporte tipo barra 302 é fixado a uma torre de perfuração 350 a uma altura, aproximadamente, entre 8 e 35m acima do piso de plataforma (não mostrado). Uma barra 303 do suporte tipo barra 302 é mostrado com conjuntos de engate 311 espaçados ao longo da referida barra a intervalos aproximados de 150mm. Cada conjunto de engates 311 compreende um engate 314. O aparelho de manuseio de tubo 340 possui uma coluna giratória 341 que gira ao redor de um eixo vertical. Um motor 342 é utilizado para girar a coluna giratória 341. A coluna giratória 341 é posicionada sobre um trilho 341’ no topo da coluna e um trilho correspondente (não mostrado) na parte inferior da coluna no piso de plataforma para permitir que toda a coluna se desloque ao longo da parte dianteira do suporte tipo barra 303, enquanto a coluna 341 permanece na vertical. Deve-se notar que o trilho 341’ é perpendicular à coluna e, assim sendo, a coluna se desloca ao longo do referido trilho para dentro e para fora da página, conforme mostrado na Figura 13. Um braço superior de manuseio de tubo 343 é posicionado acima do suporte tipo barra 302. O braço superior de manuseio de tubo 343 possui uma unidade de base 344 fixada à coluna giratória 341. Um braço 345 possui uma extremidade superior conectada de forma articulada a um carrinho 346 que desliza de forma controlável ao longo de um trilho vertical 347 fixado à coluna giratória 341 acima da unidade de base 344. Uma extremidade inferior do braço 345 possui uma pinça de tubo 348 conectada de forma articulada ao referido braço. Um braço de apoio 349 é conectado de forma articulada a uma extremidade superior e um meio do braço 345 e, na outra extremidade, conectado de forma articulada à base 344. Após ativação por um sistema de controle CS, o carrinho sobe e desce o trilho vertical para movimentar a pinça de tubo 348 para longe e para perto da coluna giratória 341. A câmera 301 é posicionada sobre a unidade de base 344 com um campo de visão entre linhas tracejadas 352 e 353, apontadas ao longo do comprimento das barras 303, semelhantes às mostradas na Figura 5.

[0094] Uma segunda câmera 301’ é localizada no topo da coluna 341 sobre um bastidor de motor 355 fixado à coluna 34, opcionalmente posicionado sobre o trilho superior 341’. A segunda câmera é, portanto, em frente ao suporte tipo barra 302 e em frente a qualquer tubo seguro pela pinça de tubo 348 quando a pinça de tubo inserir ou remover o tubo dos encaixes no suporte tipo barra 302. A segunda câmera 301’ é direcionada para ter um campo de visão fixo, mostrado como linhas tracejadas 356. A segunda câmera 301’ será, então, acoplada à coluna 34 e deslocada em conjunto com a referida coluna, de modo que esteja em posição em cada linha ativa de conjuntos de engate 311 em todos os momentos. Alternativa ou adicionalmente, a segunda câmera 301’ pode ser montada sobre um meio rotativo, de modo que a segunda câmera 301’ possa girar em um plano horizontal e, opcionalmente, em um plano vertical, ou ambos, para manter a mudança no campo de visão 254.

[0095] O sistema de controle CS recebe imagens de ambas as câmeras 301 e 301’. O sistema de controle pode compreender um algoritmo para que a câmera 301’ possa ver através do suporte tipo barra.

[0096] Durante a operação, a coluna 340 se movimenta ao longo do trilho 341’ em frente a uma fileira predeterminada de conjuntos de engate 311 nas barras 303. Durante uma operação de pendura de tubos a segunda câmera 301’ envia imagens ao sistema de controle CS, que interpreta as imagens da seguinte forma: 1. Uma verificação de tubo fantasma, enquanto o braço 345 é retraído e os engates 314 permanecem fechados: uma imagem é obtida a partir da câmera 301’ e transferida para o sistema de controle CS. A imagem é processada e um sinal de retorno gerado a partir do sistema de controle CS é enviado ao sistema de controle de estaleirador de tubos PRCS, que será considerada: liberada; ou definir marcação de tubo fantasma. Se o sinal de liberação for enviado do sistema de controle CS para o sistema de controle de estaleirador de tubos PRCS, o sistema PRCS aciona a abertura dos engates 314 necessários. Se houver marcação de um tubo fantasma, o sinal é enviado ao PRCS. O PRCS não permite que os engates 314 abram e, opcionalmente, alerta um operador que há um tubo ou outros objetos indesejados nas barras. 2. Pronto para pendura na fileira predeterminada de conjuntos de engate 314 entre as barras 303 de, pelo menos, um referido suporte tipo barra 302, com o braço 345 ainda retraído: uma imagem é obtida a partir da câmera 301’ e transferida para o sistema de controle CS. A imagem é processada e um sinal de retorno gerado a partir do sistema de controle CS é enviado ao sistema de controle de estaleirador de tubos PRCS, que será considerada: confirmação de engates abertos; ou definir marcação de erro de engate. Se os engates 314 forem confirmados abertos, o sistema de controle de estaleirador de tubos PRCS aciona o braço 345 para pendurar um tubo (não mostrado) e fechar os engates 314. 3. Término: uma imagem é obtida a partir da câmera 301’ e transferida para o sistema de controle CS. A imagem é processada e um sinal de retorno gerado a partir do sistema de controle CS é enviado ao sistema de controle de estaleirador de tubos PRCS, que será considerada: confirmação de engates fechados; ou definir marcação de erro de engate. No primeiro, o PRCS permitirá que a pinça de tubo 348 libere o tubo e permitirá que o estaleiro de tubos continue com a próxima operação, como ir ao centro do poço pegar outro tubo. Na última, a pinça de tubo 348 não será permitida liberar o tubo e alerta um operador, e define um algoritmo em movimento para não permitir qualquer operação neste conjunto de engates 314.

[0097] Durante uma operação de puxamento / levantamento (pegar um tubo) a segunda câmera 301’ retorna informações ao sistema de computador CS: 1. Antes do início - uma verificação de tubo fantasma é realizada, enquanto o braço 345 é retraído e os engates 314 permanecem fechados. Uma imagem é obtida a partir da câmera 301’ e transferida para o sistema de controle CS. A imagem é processada e um sinal de retorno gerado a partir do sistema de controle CS é enviado ao sistema de controle de estaleirador de tubos PRCS, que será considerada: liberada; ou definir marcação de tubo fantasma. Se o sinal de liberação for enviado do sistema de controle CS para o sistema de controle de estaleirador de tubos PRCS, o sistema PRCS, em seguida, aciona o movimento do braço 348 para oferecer a pinça de tubo 348 até um tubo esperado. Se houver marcação de um tubo fantasma, o sinal é enviado ao PRCS. O PRCS não permite que o braço do tubo 348 se movimente e, opcionalmente, alerta um operador que há um tubo ou outros objetos indesejados nas barras. 2. Pronta para pegar um tubo de, pelo menos, um referido suporte tipo barra 302, com a pinça de tubo 348 oferecida e agarrando, ou, de outra forma, em processo de encaixe com o tubo (não mostrado) nas barras 303, os engates 314 recebem comandos de abertura pelo PRCS: o sinal de retorno gerado a partir do sistema de controle CS ao sistema de controle de estaleirador de tubos PRCS, será de: confirmação de engates abertos; ou definir marcação de erro de engate. Se o sinal de liberação for enviado do sistema de controle CS para o sistema de controle de estaleirador de tubos PRCS, o sistema PRCS, em seguida, aciona o movimento do braço 348 para oferecer a pinça de tubo 348 na direção da coluna, puxando o tubo juntamente com a referida coluna e os engates 314 recebem um comando de fechamento. Caso uma marcação de definição de erro de engate seja gerada pelo sistema de controle, o sinal é enviado ao PRCS. O PRCS não permite que o braço do tubo 348 se movimente e, opcionalmente, alerta um operador que há um tubo ou outros objetos indesejados nas barras. 3. Após o término, com o braço 348 retraído e os engates 314 fechados no pelo menos um referido suporte tipo barra, o sistema de controle processa uma nova imagem captada pela câmera 301’ para: confirmação de engates fechados; ou definir marcação de erro de engate.

[0098] Nas etapas descritas acima, a verificação de tubo fantasma pode também incluir uma verificação de tubo não registrada.

[0099] Uma câmera pode ser usada para obter uma imagem para realização de cada uma das etapas acima, embora uma câmera separada para cada suporte tipo barra seja opcional. Também é preferível incluir uma segunda câmera como reserva, em caso de falha da primeira câmera. Também é preferível incluir uma segunda câmera e um segundo algoritmo para verificação de cada resultado do primeiro. Alternativamente, uma câmera separada pode ser fornecida para captar imagens para cada etapa ou seleção de etapas, conforme definido acima. Outra câmera 301’’ é localizada na coluna abaixo do trilho 341’. Esta câmera é utilizada como reserva, em caso de falha na câmera, ou utilizada em conjunto com outro algoritmo para confirmar ou negar os resultados das outras câmeras 301 e 301’.

[0100] Caso haja um segundo suporte tipo barra abaixo do primeiro suporte tipo barra 302, semelhante ao suporte tipo barra 154 mostrado na Figura 7B, é possível que a câmera 301’ tenha um campo de visão sobre os respectivos engates. No entanto, isto pode determinar somente que os engates do suporte tipo barra 154 estão abertos quando deveriam. Portanto, é preferível que haja uma câmera separada em caso de um segundo ou terceiro suportes tipo barra acima do primeiro.

[0101] As câmeras 27, 101, 167, 168, 171 podem compreender um CCD ou CMOS com geração de imagens coloridas, um obturador global e uma amplitude dinâmica maior que 50db, ângulo de visão entre 30 e 40 graus, tipo de lente preferencialmente diferente de lentes olho de peixe, com taxa de quadros mínima de sete quadros por segundo e comprimento focal fixo.

[0102] Cada engate 314, conforme mostrado nas Figuras 14 e 15 é geralmente semelhante a cada engate 114 mostrado nas Figuras 4 a 6, com a característica adicional de um marcador 370. O engate 314 pode ser de qualquer cor, inclusive na cor vermelha. O marcador 370 é opcionalmente feito de material refletor, como o material refletor tipo Filme Adesivo Prateado Sensível à Pressão 3150A Grau SOLAS, fornecido pela empresa 3M da marca Scotchlite™, na cor branca ou azul, que também reflete infravermelho. As barras 303 podem ser pintadas na cor amarela e o tubo, geralmente na cor cinza metálico, de modo que haja contraste nas cores. O marcador 370 tem opcionalmente formato circular, mas pode ter qualquer formato adequado, como quadrado, triangular ou poligonal. Opcionalmente, o marcador 370 é de tamanho e formato diferentes, facilmente diferenciados de outros elementos no campo de visão 353, 254, 356 das câmeras 301, 301’, 301’’, respectivamente.

[0103] Em referência à Figura 14, é mostrada uma parte da imagem no campo de visão da câmera 301, 301’ ou 301’’. O sistema de controle CS verifica se o engate 314 do conjunto de engates 311 está mesmo aberto. O sistema de controle CS, opcionalmente, analisa a imagem em busca da posição absoluta ou relativa do marcador 370, que dá uma indicação de qual engate 314 da multiplicidade de engates 314 o sistema de controle CS está focalizando e sobre qual barra 303 o engate 314 está (outras barras não são mostradas na Figura 13, mas são semelhantes às barras 102 a 106 mostradas na Figura 5). Quando o marcador 370 estiver localizado, uma área 369 é definida ao redor do referido marcador para buscar outras características do engate 314. Opcionalmente, o sistema de controle analisa a imagem para buscar uma posição relativa do marcador 370 em relação à outra característica do engate 314. Outro recurso do engate 314 é um contorno do engate. O contorno do engate aparece como um forte contraste de cores na forma de um contorno retangular. Se o marcador 370 aparecer no topo do lado mais extenso do contorno retangular do engate 314, o engate 314 está aberto. Se o marcador 370 não aparecer no topo do lado mais extenso do contorno retangular do engate 314, o engate está fechado ou parcialmente fechado. Outra característica possível do engate 314 utilizada para determinar a posição relativa do marcador 370 é o pino de dobradiça 371, que também pode incluir um marcador refletor.

[0104] Em referência à Figura 15, é mostrada uma parte da imagem no campo de visão da câmera 301, 301’ ou 301’’. O sistema de controle CS verifica se o engate 314 do conjunto de engates 311 está mesmo fechado. O sistema de controle CS opcionalmente analisa a imagem para buscar a posição absoluta ou relativa dos furos 375, que fornece uma indicação de qual engate 314 se trata, ao longo da barra 303. Os furos são geralmente circulares, embora a imagem retrate os furos circulares como elipses, devido à posição relativa da câmera 301, 301’, 301”. O sistema de controle CS analisa, portanto, a imagem em busca de elipses. Opcionalmente, o sistema de controle analisa a imagem para buscar uma fileira de elipses. Se a imagem compreender uma fileira de elipses, o engate é confirmado como em posição fechada. Outra característica possível do engate para confirmar que o engate está em posição fechada é a posição relativa da fileira de elipses em comparação com um esboço do engate 314.

Claims

1. “SISTEMA PARA COLOCAÇÃO E REMOÇÃO DE TUBO DE UMA PRATELEIRA DE UMA PLATAFORMA DE PERFURAÇÃO”, o sistema compreendendo um aparelho de manuseio de tubo (140) e uma prateleira (139) tendo, pelo menos, um suporte tipo barra (102) com, pelo menos, duas barras (103 a 106) que definem um encaixe (107 a 109) e uma multiplicidade de engates (114) posicionados entre elas, definindo um espaço para um tubo, cada engate (114) da multiplicidade de engates sendo seletivamente móvel entre uma posição aberta e uma posição fechada, caracterizado por o sistema compreender, ainda, pelo menos, uma câmera (101), cada câmera tendo uma pluralidade de engates (114) da referida multiplicidade de engates em um campo de visão, em que cada câmera é adaptada para capturar uma imagem da referida pluralidade de engates e enviar a referida imagem para um computador de controle mestre (12’), o referido computador de controle mestre (12’) programado com um conjunto de instruções para definir uma subimagem de uma área ao redor de um engate, a referida área sendo suficiente para cobrir o referido engate em uma posição aberta e em uma posição fechada e para analisar a referida subimagem em busca de detalhes indicativos do engate (114) em uma posição aberta ou fechada, confirmando a posição aberta ou fechada do engate (114) e permitindo ou evitando que um aparelho de manuseio de tubo coloque ou remova um tubo na prateleira (139) com base na referida confirmação.

2. “SISTEMA PARA COLOCAÇÃO E REMOÇÃO DE TUBO DE UMA PRATELEIRA DE UMA PLATAFORMA DE PERFURAÇÃO”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a câmera (101) ser uma câmera de circuito interno de TV (cctv) de alta definição para captura da imagem.

3. “SISTEMA PARA COLOCAÇÃO E REMOÇÃO DE TUBO DE UMA PRATELEIRA DE UMA PLATAFORMA DE PERFURAÇÃO”, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por a câmera (101) ser uma câmera de geração de imagens em faixa para captura da imagem.

4. “SISTEMA PARA COLOCAÇÃO E REMOÇÃO DE TUBO DE UMA PRATELEIRA DE UMA PLATAFORMA DE PERFURAÇÃO”, de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado por a câmera (101) ser posicionada no referido aparelho de manuseio de tubo (140).

5. “SISTEMA PARA COLOCAÇÃO E REMOÇÃO DE TUBO DE UMA PRATELEIRA DE UMA PLATAFORMA DE PERFURAÇÃO”, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o aparelho de manuseio compreender um braço de manuseio de tubo com um aparelho de agarramento de tubo para agarrar um tubo e uma base fixada à uma coluna, a câmera fixada à referida base.

6. “SISTEMA PARA COLOCAÇÃO E REMOÇÃO DE TUBO DE UMA PRATELEIRA DE UMA PLATAFORMA DE PERFURAÇÃO”, de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado por, pelo menos, um suporte tipo barra (13, 14) ser posicionado em uma torre de perfuração (3) e a câmera (27, 28) ser posicionada em uma parte da referida torre de perfuração em frente e acima do referido suporte tipo barra (13, 14).

7. “SISTEMA PARA COLOCAÇÃO E REMOÇÃO DE TUBO DE UMA PRATELEIRA DE UMA PLATAFORMA DE PERFURAÇÃO”, de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado por uma câmera (208) ser posicionada na parte traseira e acima do suporte tipo barra (200).

8. “SISTEMA PARA COLOCAÇÃO E REMOÇÃO DE TUBO DE UMA PRATELEIRA DE UMA PLATAFORMA DE PERFURAÇÃO”, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado por a câmera (27, 28, 208) ser posicionada sobre um trilho (31, 32, 210).

9. “SISTEMA PARA COLOCAÇÃO E REMOÇÃO DE TUBO DE UMA PRATELEIRA DE UMA PLATAFORMA DE PERFURAÇÃO”, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por a câmera (208) ser posicionada sobre um trilho (210).

10. SISTEMA PARA COLOCAÇÃO E REMOÇÃO DE TUBO DE UMA PRATELEIRA DE UMA PLATAFORMA DE PERFURAÇÃO”, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por a referida etapa de análise da referida imagem em busca de detalhes indicativos da posição aberta ou fechada do engate (114) compreender uma análise de contraste ao redor de um referido engate (114).

11. “SISTEMA PARA COLOCAÇÃO E REMOÇÃO DE TUBO DE UMA PRATELEIRA DE UMA PLATAFORMA DE PERFURAÇÃO”, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o aparelho de manuseio de tubo ser controlado por um computador de controle de manuseio de tubo (12’) programado com um conjunto de instruções para encontrar um tubo no referido suporte tipo barra, remover o tubo do suporte tipo barra e transportar a tubulação até o centro do poço, o computador de controle mestre instruindo o referido computador de manuseio de tubo para permitir ou evitar que um aparelho de manuseio de tubo coloque ou remova um tubo na prateleira com base na referida confirmação, se o engate estiver em uma posição aberta ou fechada.

12. “SISTEMA PARA COLOCAÇÃO E REMOÇÃO DE TUBO DE UMA PRATELEIRA DE UMA PLATAFORMA DE PERFURAÇÃO”, de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado por, pelo menos, uma imagem adicional de um engate (114) ser obtida a partir da referida câmera (101) após a referida imagem, pelo menos, uma referida imagem adicional processada pelo computador de controle mestre computadorizado (12’) programado com um conjunto de instruções para análise da referida imagem em busca de detalhes indicativos da posição aberta ou fechada de um engate (114) para confirmar ou refutar a referida confirmação.

13. “SISTEMA PARA COLOCAÇÃO E REMOÇÃO DE TUBO DE UMA PRATELEIRA DE UMA PLATAFORMA DE PERFURAÇÃO”, de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado por o referido computador de controle mestre compreender um algoritmo para buscar elipses (375) em um referido engate (314).

14. “SISTEMA PARA COLOCAÇÃO E REMOÇÃO DE TUBO DE UMA PRATELEIRA DE UMA PLATAFORMA DE PERFURAÇÃO”, de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado por o referido engate (314) compreender um marcador (370).

15. “SISTEMA PARA COLOCAÇÃO E REMOÇÃO DE TUBO DE UMA PRATELEIRA DE UMA PLATAFORMA DE PERFURAÇÃO”, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por o referido computador de controle mestre compreender um algoritmo para buscar o referido marcador (370) no referido engate (314).

16. “SISTEMA PARA COLOCAÇÃO E REMOÇÃO DE TUBO DE UMA PRATELEIRA DE UMA PLATAFORMA DE PERFURAÇÃO”, de acordo a reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado por a referida câmera (301’) capturar uma imagem do referido encaixe da referida prateleira e o referido computador de controle mestre (CS) compreender um algoritmo para buscar um tubo fantasma ou um tubo não registrado.

17. “MÉTODO PARA COLOCAÇÃO E REMOÇÃO DE TUBO DE UMA PRATELEIRA DE UMA PLATAFORMA DE PERFURAÇÃO”, compreendendo um piso de plataforma (2), uma torre de perfuração (3), um aparelho de manuseio de tubo (50) e, pelo menos, um suporte tipo barra (13, 14) com, pelo menos, duas barras (20, 21) que definem um encaixe e uma multiplicidade de engates (114) posicionados entre elas, definindo um espaço para um tubo (26), cada engate (114) da multiplicidade de engates sendo seletivamente móvel entre uma posição aberta e uma posição fechada, e compreendendo, ainda, pelo menos, uma câmera (27, 28), cada câmera tendo uma pluralidade de engates da referida multiplicidade de engates em um campo de visão, o método caracterizado por compreender as etapas de captura de uma imagem da referida pluralidade de engates (114) e envio desta imagem para um computador de controle mestre, o referido computador de controle mestre computadorizado programado com um conjunto de instruções para definir uma subimagem de uma área ao redor de um engate, a referida área sendo suficiente para cobrir o referido engate em uma posição aberta e em uma posição fechada e para analisar a referida subimagem em busca de detalhes indicativos da posição aberta ou fechada de, pelo menos, um engate (114), confirmando a posição aberta ou fechada do referido engate (114) e permitindo ou impedindo que o referido aparelho de manuseio de tubo (50) coloque ou retire um tubo (26) na prateleira (13,14) com base na referida confirmação.

18. “SISTEMA PARA MONITORAMENTO DAS CONDIÇÕES DE CONSERVAÇÃO DE UMA MULTIPLICIDADE DE ENGATES EM UM SUPORTE TIPO BARRA DE UMA PLATAFORMA DE PERFURAÇÃO”, o sistema caracterizado por compreender uma plataforma de perfuração, tendo um aparelho de manuseio de tubo (140), e, pelo menos, um suporte tipo barra (102) com, pelo menos, duas barras (103 a 106) que definem um encaixe e uma multiplicidade de engates (114) posicionados entre elas, definindo um espaço para tubo (110), cada engate (114) da multiplicidade de engates sendo seletivamente móvel entre uma posição aberta e uma posição fechada, e um controlador de engate para controle dos referidos engates (114) entre a posição aberta e a posição fechada, o sistema compreendendo, ainda, pelo menos, uma câmera (101), cada câmera tendo, pelo menos, uma pluralidade da referida multiplicidade de engates em um campo de visão, capturando uma imagem da referida pluralidade de engates (114) e enviando a referida imagem para um computador de controle mestre (12’), o referido computador de controle mestre computadorizado (12’) programado com um conjunto de instruções para definir uma subimagem de uma área ao redor de um engate, a referida área sendo suficiente para cobrir o referido engate em uma posição aberta e em uma posição fechada e para analisar a referida subimagem em busca de detalhes indicativos da posição aberta ou fechada de, pelo menos, um engate dos referidos vários engates (114), confirmando a posição aberta ou fechada do referido engate (114), o computador de controle mestre (12’) recebendo uma informação de controle em um pacote de dados do controlador do engate, o pacote de dados de informações de controle compreendendo informações referentes ao controle da posição aberta ou fechada de um referido engate, o computador mestre realizando uma comparação da referida informação de controle e obtendo uma confirmação a partir da câmera e, em seguida, avaliando as condições de conservação do referido engate (114) com base na referida confirmação.