BR112018001709B1 - Sistema de inspeção para medir a condição de pelo menos a parede de uma abertura de solo - Google Patents
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Abstract
Sistema de inspeção (10) para medir a condição de pelo menos a parede de uma abertura de solo, tal como abertura de furo de poço, escavação, e parede de lama, compreendendo unidade de cabeça configurada para ser abaixada para dentro de furo de poço associado e tendo suporte de abaixamento configurado para ser unido operacionalmente e seletivamente a unidade de abaixamento associada para facilitar a operação durante fase de coleta de dados, que inclui pelo menos uma em que a unidade é abaixada pela unidade de abaixamento associada e fase de elevação em que a unidade de cabeça é elevada, pelo menos um conjunto de dados de teste sendo coletado se relacionando com uma ou mais características físicas do furo de poço associado durante a fase de coleta de dados, a unidade de cabeça compreendendo sistema interno de medição e arranjo de sensores tendo pluralidade de sensores (59, 70) voltados radialmente para fora de um eixo geométrico de cabeça (34), que de maneira geral é paralelo a pelo menos uma parte do um eixo geométrico de furo de poço (76) associado, a pluralidade de sensores permitindo que a unidade de cabeça seja deslocada durante a fase de coleta de dados sem rotação em volta do eixo geométrico de cabeça, e produzindo pelo menos parcialmente o pelo menos um conjunto de dados de teste.
Description
[001] Este pedido reivindica prioridade para o Pedido de Patente Provisório U.S. Número Serial 62/205.335, depositado em 14 de agosto de 2015.
[002] A invenção deste pedido refere-se a um dispositivo de medição que pode ser posicionado em um furo de poço ou em qualquer escavação ou buraco profundo para inspecionar o furo de poço e/ou escavação, em particular para inspecionar o fundo e/ou paredes laterais da escavação e fornecer informação rápida e confiável a respeito da qualidade, forma e/ou verticalidade do furo de poço e/ou escavação.
[003] McVay e outros - No. 6.533.502 - descrevem um aparelho e método sem fio para análise de estacas que estão incorporados a este documento por referência para mostrar os mesmos. Além do mais, Mullins e outros - No. 6.783.273 - descrevem um método para testar integridade de poços de concreto que também está incorporado por referência a este pedido para mostrar o mesmo. Piscsalko e outros - No. 6.301.551 - descrevem um analisador remoto de cravação de estaca e está incorporado por referência a este pedido para mostrar o mesmo. Likins Jr. e outros - No. 5.978.749 - descrevem um sistema de gravação de instalação de estaca e está incorporado pela referência a este pedido para mostrar o mesmo. Piscsalko e outros - No. 8.382.369 - descrevem um dispositivo de detecção de estaca e método de usar o mesmo e estão incorporados por referência a este pedido para mostrar os mesmos. Dalton e outros - Publ. No. 2012/0203462 - descrevem um sistema de instalação e monitoramento de estaca e método de usar o mesmo e estão incorporados por referência neste pedido para mostrar os mesmos.
[004] Ding - No. 8.151.658 - descreve um dispositivo de inspeção para a inspeção da parte inferior interna de um furo de poço que está incorporado a este documento por referência para mostrar o mesmo. Tawfiq e outros - 7.187.784 - descrevem um boroscópio para inspeção de poço perfurado e está incorporado a este documento por referência para mostrar o mesmo. Além do mais, Tawfiq e outros - 8.169.477 - descrevem um boroscópio de vídeo digital para inspeção de poço perfurado e está incorporado a este documento por referência para mostrar o mesmo. Hayes - 7.495.995 - descreve um método e aparelho para investigar um furo de poço com um compasso de calibre e estão incorporados a este documento por referência para mostrar os mesmos.
[005] Glenning e outros - No. 6058874 - descrevem comunicações por radiofrequência para dispositivos submersos e estão incorporadas por referência a este pedido para mostrar as mesmas. An e outros - No. 7872947 - descrevem um sistema e método para comunicação sem fio submersa para dispositivos submersos e também estão incorporados por referência a este pedido para mostrar os mesmos. Mccoy - Publicação U.S. No. 20060194537 - descreve comunicações por radiofrequência para dispositivos submersos e está incorporado por referência a este pedido para mostrar as mesmas.
[006] O requerente descobriu que a invenção deste pedido trabalha particularmente bem com a perfuração e inspeção de escavações verticais para estacas ou furos de poços e a referência "furo de poço" é usada por todo este pedido. Entretanto, este pedido não é para ficar limitado às escavações verticais para estacas ou furos de poços, em que referência para estacas e/ou furos de poços neste pedido não é para limitar o escopo deste pedido. Neste aspecto, a invenção deste pedido pode ser usada em conexão com qualquer escavação profunda em que a qualidade, forma, raio e/ou verticalidade precisam ser determinados e/ou medidos. Ainda, a invenção deste pedido também pode ser usada para medir outras aberturas tais como paredes de lama ou quaisquer outras aberturas estendidas. De modo similar, "estacas" podem se referir igualmente a poços perfurados ou a outros elementos de fundação profunda. Assim, furos de poços podem se referir igualmente a qualquer buraco em uma camada, tal como uma camada de terra e qualquer outra escavação, tal como uma parede de lama. Aplicação para fundações e/ou aberturas rasas também é útil.
[007] Aparelhos de detecção têm sido usados na indústria de construção por vários anos. Estes aparelhos de detecção incluem uma faixa ampla de dispositivos usados para uma faixa ampla de motivos no campo. Estes dispositivos incluem dispositivos de detecção que são usados em conexão com a instalação e uso de elementos de suporte tais como estacas que são usadas para suportar o peso de superestruturas tal como, mas não limitado a isto, suportar o peso de edifícios e pontes. Tal como pode ser percebido, é importante garantir que um elemento de fundação de suporte, como uma estaca, seja formado e instalado de modo apropriado de modo que estruturalmente ele esteja na condição apropriada por todo o seu uso no campo. Também deve ter capacidade de suporte geotécnico suficiente para suportar a carga aplicada sem assentamento excessivo.
[008] Em relação à instalação de estacas, é importante que estas estruturas sejam construídas de modo apropriado de maneira que a estaca possa suportar o peso de um edifício ou superestrutura. Assim, desde os últimos anos, sistemas têm sido projetados para trabalhar em conexão com a instalação de uma estaca para assegurar que a estaca satisfaça as exigências de construção para a estrutura. Estes incluem dispositivos de detecção que trabalham em conexão com a cravação de uma estaca tal como está mostrado em Piscsalko e outros, No. 6.301.551. De novo, a patente de Piscsalko está incorporada a este documento pela referência como material de antecedentes se relacionando com a detecção e cravação de estacas estruturais. Estes dispositivos ajudam os trabalhadores cravando estas estacas a determinar que a estaca foi cravada de modo apropriado no solo sem tensionar em excesso a estaca durante o processo de cravação, e garantir para o técnico de supervisão que a estaca satisfaz todas as exigências de projeto incluindo capacidade de suporte geotécnico adequada.
[009] De modo similar, são conhecidos dispositivos que são usados para monitorar a estaca após ela ser cravada. Isto inclui as patentes de Piscsalko que incluem dispositivos que podem ser usados para monitorar a estaca mesmo após o processo de cravação. Ainda, Mcvay e outros, No. 6.533.502, também descrevem um dispositivo usado para monitorar uma estaca durante ou após o processo de cravação ser completado. A informação produzida pelos sistemas pode ser usada para determinar o estado corrente da estaca, incluindo a capacidade de suporte geotécnico, e para determinar um defeito e/ou dano, tal como dano estrutural, que pode ter incorrido ou não em resposta a qualquer um de diversos eventos incluindo desastres naturais.
[010] Além do mais, é conhecido na técnica que dispositivos podem ser usados para ajudar a determinar a integridade estrutural de uma estaca despejada em que o despejamento da estaca e a qualidade deste despejamento pode determinar a integridade estrutural da estaca uma vez que um material despejado, tal como concreto, tenha curado. Mullins e outros, No. 6.783.273, tenta medir esta integridade de uma estaca despejada ao descrever um sistema e método para testar a integridade de poços de concreto ao deslocar um arranjo de sensor térmico único para cima e para baixo em um tubo de perfilagem durante o ciclo de cura do concreto na estaca despejada. Piscsalko, No. 8.382.369, descreve uma alternativa para o dispositivo de Mullins e descreve um dispositivo térmico de detecção de estaca que inclui uma ou mais colunas de sensores, cada uma com múltiplos sensores térmicos, que são capazes de monitorar a estaca total de uma maneira geral simultaneamente e durante um período de tempo e que podem criar imagens bidimensionais ou tridimensionais, em tempo real, com base na cura do material despejado para avaliar integridade estrutural e/ou outras características estruturais.
[011] Entretanto, embora a técnica anterior descrita acima possa medir efetivamente a integridade da estaca e certos aspectos do furo de poço durante ou após o despejamento da estaca, a capacidade de suporte da estaca usualmente também é mais dependente da condição do solo em volta do comprimento do poço e abaixo do fundo do furo de poço antes de a estaca ser despejada. A capacidade de suporte no fundo do furo de poço está relacionada com a condição do solo no fundo do furo de poço, em que solo solto tem capacidade de suporte menor que a de solos que são imperturbados ou densos. Solo solto também contribui para assentamento aumentado indesejável da estrutura suportada. Assim, é melhor reduzir a quantidade de solo solto no fundo do furo de poço. Em virtude das dificuldades associadas com observar o fundo de um furo de poço que pode estar muitos metros abaixo da superfície de solo, e frequentemente em uma condição de lama opaca consistindo de partículas de argila suspensas misturadas em água, ou possivelmente uma mistura de polímero líquido, é prática comum empregar uma assim chamada de "caçamba de limpeza" para reduzir a quantidade de material de suporte não adequado, tal como solo solto, no fundo de poço. Este procedimento exige substituir o equipamento de perfuração pela caçamba de limpeza, a qual é então abaixada para dentro do furo de poço. O sucesso da limpeza de fundo, entretanto, não é garantido e várias passagens ou ciclos deste esforço podem ser necessários. A incerteza pode resultar em esforço desnecessário e, portanto, em custo. Por todo o relatório descritivo restante deste pedido a terminologia "camada de resíduos" e/ou "resíduos" será usada para definir de uma maneira geral o material de suporte não adequado acima da camada de suporte. O material de suporte não adequado inclui, mas não está limitado a, solo solto, material solto, material macio e/ou resíduos gerais. Os resíduos formam conjuntamente a camada de resíduos. O mesmo é verdadeiro com a condição da parede de furo de poço em que a condição e forma da parede de furo de poço também são um fator na capacidade de suporte da estaca despejada.
[012] Portanto, ainda existe uma necessidade com relação a um sistema para inspecionar as superfícies de um furo de poço antes de uma estaca ser despejada, que reduza a complexidade e custo do sistema, sem aumentar adversamente custos de mão de obra ao exigir operadores altamente qualificados no canteiro de obras durante períodos longos de tempo e trabalhando perto do furo de poço. Ainda existe uma necessidade com relação a um sistema que torne mais barato inspecionar o fundo de furo de poço e/ou laterais e que reduza a necessidade ou o tempo exigido por um sistema de escavação secundário para remover os resíduos no fundo do furo de poço.
[013] A invenção deste pedido refere-se a um dispositivo de inspeção de furo de poço e/ou de escavação profunda; e mais particularmente a um dispositivo e sistema de inspeção de furo de poço e/ou de escavação profunda.
[014] Ainda mais particularmente, a invenção deste pedido refere- se a um dispositivo ou sistema de inspeção de furo de poço que possui uma configuração que permite que ele seja operado "de modo sem fio" tal como é definido pelo pedido, mas isto não é exigido. Ainda pode medir rapidamente e de forma exata a condição do furo de poço incluindo, mas não limitado a, medir e/ou determinar exatamente a configuração do fundo e/ou de parede(s) lateral(s) do buraco ou escavação para fornecer informação rápida e confiável a respeito da qualidade, forma, raio e/ou verticalidade do furo de poço e/ou da escavação.
[015] De acordo com um aspecto da presente invenção, é fornecido um sistema que inclui um scanner ou arranjo de sensores que pode ser direcionado dentro do furo de poço, escavação ou furo do veio, detectar e/ou inspecionar as superfícies do fundo e/ou das laterais do furo de poço para determinar uma ou mais características da escavação.
[016] De acordo com um outro aspecto da presente invenção, é fornecido um sistema que inclui um arranjo de sensores que pode ser essencialmente um arranjo de sensores autônomo que pode ser direcionado dentro do furo de poço ou buraco. Em que o arranjo de sensores pode ser autônomo, o dispositivo pode ser um dispositivo "sem fio" em que o dispositivo autônomo é direcionado para dentro do furo de poço.
[017] Em um conjunto de modalidades, o arranjo de sensores pode se comunicar de modo sem fio com um operador e/ou sistema fora do furo de poço e/ou fora do canteiro. Tal como será discutido por todo este pedido, um sistema "sem fio" pode ser qualquer sistema que permita que a parte de fundo de poço do dispositivo seja usada sem ser conectada fisicamente a um sistema externo não abaixado para dentro do furo de poço. Isto pode incluir, mas não está limitado a, a) uso de um arranjo de operação e/ou comunicação sem fio que permite que a parte de fundo de poço do sistema seja operada independentemente e/ou se comunique com sistema(s) externo(s) de comunicação sem fio e b) inclui um sistema de gerenciamento de dados que permite que a parte de fundo de poço do sistema seja autônoma e transmita dados após um ciclo de medição de dados ser completado, e a parte de fundo de poço ser removida do furo de poço e/ou após a parte de fundo de poço retornar para a superfície do furo de poço. As versões preferidas destes arranjos serão discutidas mais detalhadamente a seguir e estas versões preferidas são pretendidas para serem somente exemplos e não são pretendidas para limitar este pedido.
[018] Em um outro conjunto de modalidades, o arranjo de sensores pode reter dados e então enviar esses dados sob demanda. Isto pode incluir, mas não está limitado a, enviar os dados após o sistema ter ocorrido em ciclos através do furo de poço e o arranjo de sensores ser pelo menos parcialmente removido do furo de poço. Embora não preferido, um sistema de comunicação com fio pode ser utilizado para esta comunicação de dados.
[019] De acordo também com um outro aspecto da presente invenção, é fornecido um sistema que inclui um arranjo de sensores que é montável em uma Barra Kelly, a linha ou cabo principal usado na escavação e/ou perfuração, e/ou qualquer outro dispositivo de abaixamento conhecido na indústria que é usado para cavar, escavar, furar e/ou limpar o furo de poço e/ou escavação. Ao usar tecnologia sem fio e/ou um projeto autônomo, o sistema pode ser posicionado mais rapidamente do que sistemas anteriores. Ainda qualquer tecnologia sem fio e/ou sistemas de gerenciamento de dados podem ser usados com o dispositivo deste pedido.
[020] De acordo ainda com um outro aspecto da presente invenção, é fornecido um sistema que pode incluir um arranjo de sensores autônomo, o qual é configurado para inspecionar um furo de poço. Ainda, o sistema inclui um arranjo de sensores que elimina a necessidade de girar o dispositivo dentro do furo de poço, o que é necessário na técnica anterior. Tal como pode ser percebido, isto também pode simplificar o sistema. Ainda, ele pode melhorar precisões e tempos de resposta quando comparado aos sistemas existentes.
[021] De acordo com aspectos adicionais da presente invenção, é fornecido um sistema para inspecionar um furo de poço que inclui um arranjo de sensores tendo sensores espaçados circunferencialmente e/ou dispositivos de teste que são espaçados circunferencialmente em volta de um eixo geométrico de dispositivo ou de cabeça e que se estendem radialmente para fora do eixo geométrico de dispositivo ou de cabeça. Isto foi descoberto para ainda eliminar a necessidade de girar o dispositivo ao permitir que o arranjo de sensores teste simultaneamente pelo menos uma grande parte da(s) parede(s) de furo de poço em volta do dispositivo sensor total. Ainda, isto pode incluir múltiplos conjuntos de sensores que são escalonados uns em relação aos outros para permitir que uma maior parte da(s) parede(s) de furo de poço seja varrida simultaneamente. Em um conjunto de modalidades, os múltiplos conjuntos podem ser espaçados axialmente uns dos outros ao longo do eixo geométrico de cabeça.
[022] De acordo também com outros aspectos da presente invenção, é fornecido um sistema para inspecionar um furo de poço que inclui um arranjo de sensores que inclui múltiplos conjuntos de sensores que são configurados para condições diferentes encontradas dentro do furo de poço. Neste aspecto, um conjunto de sensores (que inclui um ou mais primeiros sensores) pode ser configurado para ambientes secos enquanto que um ou mais outros conjuntos de sensores (que incluem um ou mais segundos sensores, etc.) podem ser configurados para ambientes molhados ou de lama.
[023] De acordo com outros aspectos da presente invenção, é fornecido um sistema para inspecionar um furo de poço que inclui um arranjo de sensores que inclui sensores, receptores e/ou componentes de referência em espaçamentos conhecidos que podem ser usados para medir mudanças na densidade de lama e/ou velocidades de ondas à medida que o dispositivo é abaixado para dentro do furo de poço.
[024] De acordo também com outros aspectos da presente invenção, é fornecido um sistema para inspecionar um furo de poço que inclui um sistema de medição de profundidade e/ou sistema de controle de profundidade. O sistema de medição de profundidade e/ou o sistema de controle de profundidade pode incluir múltiplos sensores de pressão. Em um arranjo preferido, este sistema inclui pelo menos dois sensores de pressão que ficam em espaçamentos conhecidos um do outro e espaçados axialmente um do outro por um espaçamento conhecido. O sistema de medição de profundidade pode incluir um ou mais acelerômetros, um ou mais altímetros, timers, relógios, codificadores rotativos ou quaisquer outros sistemas de medição de profundidade conhecidos para calcular e/ou medir profundidade do arranjo de sensores. Tal como com outros aspectos do sistema e/ou arranjo, a profundidade calculada/medida pode ser armazenada e/ou comunicada seletivamente para outras partes do sistema.
[025] De acordo com aspectos adicionais da presente invenção, o sistema pode incluir um ou mais acelerômetros e/ou um ou mais altímetros para determinar a verticalidade do sistema dentro do furo de poço. Ainda, as medições de verticalidade do sistema de varredura podem ser usadas para complementar medições de sistema de varredura. Ainda, o sistema pode ainda incluir um codificador rotativo fixado em relação a uma Barra Kelly (ou outro dispositivo de abaixamento) que pode medir profundidade independentemente e/ou em combinação com outros dispositivos incluindo, mas não limitado a, sensores de pressão, acelerômetros, timers, relógios e/ou altímetros. Quando usado em combinação, o codificador rotativo pode ser sincronizado com o(s) sensor(s) de pressão, acelerômetros, timer, relógios e/ou altímetros para ainda melhorar precisões em medição de profundidade.
[026] De acordo ainda com outros aspectos da presente invenção, a profundidade do sistema dentro do furo de poço pode ser calculada, pelo menos em parte, usando dois ou mais sensores de pressão tendo espaçamentos verticais conhecidos em que os sensores de pressão podem trabalhar conjuntamente para detectar profundidade. A profundidade é detectada com base nas mudanças na densidade de lama e isto pode ser usado para determinar a profundidade do arranjo de sensores.
[027] De acordo também com aspectos adicionais da presente invenção, o uso de codificador rotativo, sensores de pressão, acelerômetros, timers, relógios e/ou altímetros, em combinação com outros aspectos da invenção e/ou tecnologia sem fio, elimina a necessidade de fios e/ou linhas conectando o dispositivo abaixado aos sistemas de superfície e/ou operador(es) monitorando a inspeção de furo de poço no local ou fora do local durante coleta de dados.
[028] De acordo com outros aspectos da presente invenção, um sistema de sincronismo pode ser incluído para sincronizar um ou mais componentes do sistema de sensores, permitindo desse modo que o sistema seja "sem fio". Neste aspecto, o sistema pode incluir um arranjo inferior que é configurado para abaixar o arranjo de sensores para dentro do furo de poço. O arranjo inferior pode incluir um timer de abaixamento e o arranjo de sensores pode incluir um timer de sensor. O timer de abaixamento e o timer de sensor podem ser sincronizados. Além disso, dados de sensor podem ser medidos como uma função do tempo e profundidade pode ser medida como uma função do tempo em que os dados de sensor e os dados de profundidade podem então ser sincronizados em relação ao tempo para determinar a profundidade dos dados de sensor. Estes dados podem então ser transmitidos por fio e/ou de modo sem fio durante e/ou após o teste para permitir operação sem fio durante a fase de coleta de dados.
[029] De acordo ainda com aspectos adicionais da presente invenção, o uso de codificadores rotativos, acelerômetros, timers, relógios e/ou altímetros em combinação com tecnologia sem fio permite melhor semiautomação e/ou automação total do processo de inspeção. Ainda, múltiplos furos de poços podem ser inspecionados simultaneamente com um dispositivo e sistema deste pedido por um único operador e/ou único sistema de operação.
[030] De acordo com um outro aspecto da invenção deste pedido,os dispositivos deste pedido também podem trabalhar em combinação com outros sistemas para inspeção de furo de poço. Isto pode incluir, mas não está limitado a, dispositivos usados para medir a capacidade de suporte dos solos debaixo do fundo de poço e/ou a capacidade de suporte das paredes laterais do poço.
[031] Mais particularmente, em um conjunto de modalidades, o sistema pode trabalhar em combinação com dispositivos configurados para medir resistência de solo ao utilizar uma carga de reação e esta carga de reação pode ser uma carga de reação substancial produzida pelo peso do já presente e maciço equipamento de perfuração.
[032] De acordo também com um outro aspecto da invenção deste pedido, o sistema pode trabalhar em combinação com dispositivos que podem medir uma carga de reação para determinar tanto a profundidade da camada de resíduos sobre a superfície do fundo de furo de poço, quanto medir a capacidade de carga da camada de suporte do furo de poço abaixo da camada de resíduos.
[033] De acordo com um aspecto adicional da invenção deste pedido, o sistema pode trabalhar em combinação com dispositivos que podem medir as capacidades de suporte da parede lateral e assim potencialmente economizar mais dinheiro ao reduzir justificavelmente a margem de segurança já que a capacidade de suporte é mais conhecida.
[034] De acordo com um aspecto adicional da invenção deste pedido, o sistema pode incluir múltiplos sensores e estes múltiplos sensores podem detectar e testar mais de uma característica do furo de poço. Tal como notado anteriormente, o uso de múltiplos sensores também pode eliminar a necessidade da rotação do dispositivo.
[035] De acordo com um outro aspecto da invenção deste pedido, o sistema pode ser configurado para se conectar rapidamente ao equipamento de perfuração em que sistemas de abaixamento separados e independentes não são exigidos, eliminando desse modo a necessidade de configurar equipamento adicional trabalhoso e reduzindo para um mínimo quaisquer tempos de atraso entre o final do processo de perfuração e o início da fundição de concreto.
[036] De acordo também com um outro aspecto da invenção deste pedido, o sistema pode trabalhar em combinação com dispositivos que incluem sensores tanto de força quanto de deslocamento, medindo desse modo a quantidade de resíduos e/ou a capacidade de suporte da camada de suporte do fundo de furo de poço e/ou das laterais.
[037] De acordo ainda com outros aspectos da presente invenção, o sistema pode incluir a detecção na unidade de cabeça que é abaixada para dentro do furo de poço e um sistema de superfície (no local ou fora do local) que pode ficar em comunicação com a unidade de cabeça e que pode exibir dados em tempo real visíveis pelo operador do dispositivo, pessoal no local e/ou pessoal fora do local, impedindo desse modo que o sistema de seja removido do furo de poço para cada localização testada no fundo de furo de poço, melhorando assim a eficiência e reduzindo o tempo exigido para testes.
[038] Estes e outros objetivos, aspectos, recursos, vantagens e desenvolvimentos da invenção se tornarão aparentes para os versados na técnica mediante uma leitura da Descrição Detalhada da invenção exposta a seguir considerada juntamente com os desenhos que serão descritos na próxima seção.
[039] A invenção pode ter forma física em certas partes e arranjo de partes, cuja modalidade preferida será descrita detalhadamente e ilustrada nos desenhos anexos que formam uma parte deste documento e em que:
[040] A figura 1 é uma vista em elevação lateral de um dispositivo de inspeção de furo de poço de acordo com certos aspectos da presente invenção que está posicionado dentro de um furo ou buraco de escavação;
[041] A figura 2 é uma vista em elevação lateral do dispositivo de inspeção de furo de poço mostrado na figura 1 descendo dentro de uma lama;
[042] A figura 3 é uma vista em elevação lateral de um outro dispositivo de inspeção de furo de poço de acordo com certos outros aspectos da presente invenção que estão posicionados dentro de um furo ou buraco de escavação;
[043] A figura 4 é uma vista em elevação lateral ainda de um outro furo de poço que inclui uma seção não vertical;
[044] A figura 5 é uma vista esquemática ampliada de um conjunto de sensores em uma primeira orientação;
[045] A figura 6 é uma vista esquemática ampliada do conjunto de sensores mostrado na figura 5 em uma segunda orientação;
[046] A figura 7 é uma vista esquemática ampliada de um outro conjunto de sensores;
[047] A figura 8 é uma vista esquemática ampliada também de um outro conjunto de sensores;
[048] A figura 9 é uma vista em elevação lateral de uma outra modalidade do dispositivo de inspeção de furo de poço deste pedido com sensores de pressão duplos; e
[049] A figura 10 é uma representação esquemática de um sistema de medição para uma parte do sistema.
[050] Referindo-se agora aos desenhos em que as demonstrações são somente para o propósito de ilustrar modalidades preferidas e alternativas da invenção e não para o propósito de limitar a mesma, é mostrado um dispositivo ou sistema de inspeção de furo de poço 10 que inclui um ou mais componentes que são montáveis, fixados e/ou montados em um dispositivo de abaixamento, tal como uma Barra Kelly KB ou um cabo de abaixamento. Neste aspecto, embora a invenção deste pedido esteja sendo descrita em conexão com uma Barra Kelly, o dispositivo de inspeção pode ser conectado a qualquer equipamento ou sistema usado para escavar, furar, abaixar e/ou inspecionar o buraco incluindo, mas não limitado a, ser montável em uma Barra Kelly, uma linha de cabo principal, linha de corrente principal, equipamento de escavação e/ou perfuração, e/ou qualquer outro dispositivo de abaixamento conhecido na indústria que é usado para cavar, escavar, furar, abaixar e/ou limpar o furo de poço e/ou escavação. Portanto, embora a invenção esteja sendo descrita para uso em conexão com uma Barra Kelly, ela não é para ficar limitada a uma Barra Kelly. A Barra Kelly KB ou outro dispositivo de abaixamento pode incluir um arranjo de montagem MA que permite a um suporte 20 prender todo ou parte do dispositivo ou sistema 10 em relação ao dispositivo de abaixamento KB. O suporte pode ser dimensionado para deslizar sobre a extremidade da Barra Kelly e pode incluir um recurso de travamento, tal como um pino 22, para prender o dispositivo na barra, o que será discutido com mais detalhes a seguir. Entretanto, qualquer configuração de fixação pode ser usada sem depreciar a invenção deste pedido.
[051] Com mais detalhes, o dispositivo ou sistema de inspeção de furo de poço 10 inclui uma unidade de cabeça ou montagem de cabeça, unidade ou arranjo de testes de fundo de poço 30 que pode ser abaixada para dentro de um furo de poço BH, em que o furo de poço tem uma ou mais paredes laterais SW se estendendo entre uma abertura superior O em uma camada de solo G e uma extensão de fundo BE. A extensão de fundo BE define o fundo de furo de poço. O sistema 10 pode ainda incluir uma ou mais unidades de controle e/ou de exibição de superfície 40 que podem ficar em comunicação direta com a unidade de cabeça 30, mas isto não é exigido, o que será discutido mais a seguir.
[052] A unidade de cabeça 30 pode ter qualquer configuração sem depreciar a invenção deste pedido. Tal como está mostrado, a unidade de cabeça 30 inclui uma parte superior 31 e uma parte inferior oposta 32. A unidade de cabeça 30 ainda inclui uma ou mais laterais 33 que se estendem radialmente para fora a partir de um eixo geométrico de unidade de cabeça 34. A unidade de cabeça 30 ainda inclui uma camada externa ou revestimento 35 e uma ou mais regiões internas à prova de água 36, o que será discutido mais a seguir. Tal como será discutido mais a seguir, a unidade de cabeça 30 pode ser posicionada dentro do furo de poço de tal maneira que o eixo geométrico de unidade de cabeça 34 fica na vertical, em que o sistema 10 também pode detectar a verticalidade do furo de poço para determinar se o furo de poço está na vertical dentro da superfície de solo ao longo de seu comprimento.
[053] Em um conjunto de modalidades, a unidade de cabeça 30 fica em comunicação direta com a(s) unidade(s) de superfície 40 por meio de um ou mais sistemas de comunicação sem fio 48. Esta conexão direta pode ser em tempo real e/ou intermitente tal como for desejado e/ou exigido. Nestas modalidades, o sistema de comunicação sem fio 48 é um sistema de comunicação sem fio que inclui uma primeira antena sem fio (interna e/ou externa) 50 conectada à unidade de cabeça 30 e uma segunda antena sem fio (interna e/ou externa) 52 conectada à unidade de controle de superfície 40. Estas antenas podem utilizar qualquer tecnologia conhecida na técnica e preferivelmente são transceptores que tanto enviam quanto recebem dados. Ainda, a tecnologia de antena pode depender de o furo de poço estar cheio com ar ou com o líquido L (tal como uma lama). Em um conjunto de modalidades, a unidade de controle 40 pode incluir uma antena 52a que fica pelo menos parcialmente submersa no líquido L que está dentro do furo de poço. Ainda, a tecnologia sem fio também pode utilizar a abertura central na Barra Kelly para transmitir dados dentro de furos de poços que são cheios com o líquido L para permitir transmissão através do ar em vez de pelos líquidos de furo de poço. Tal como pode ser percebido, transmissão através de lamas elimina muitas tecnologias sem fio e uso da cavidade interna da Barra Kelly pode permitir seu uso, tal como uso de tecnologias sem fio óticas. O sistema de comunicação sem fio 48 permite que a unidade ou montagem de cabeça 30 se comunique com a unidade de controle de superfície 40 durante uma fase de coleta de dados e/ou uma fase de transmissão de dados sem a necessidade de fios, simplificando também desse modo a configuração do sistema 10 e simplificando a operação do sistema, mas isto não é exigido. Tal como pode ser percebido, comunicação com fio durante coleta de dados pode envolver grandes comprimentos de fios ou linhas de comunicação que devem ser gerenciados no canteiro de obras. Ainda, fios no canteiro de obras podem ser danificados, o que pode criar paralisação. Ainda, a(s) unidade(s) de controle e/ou exibição de superfície 40 pode(m) ser uma unidade de local que fica localizada no furo de poço ou perto dele, em qualquer localização de local, ou pode ser uma unidade fora de local de trabalho posicionada em uma localização remota em que o trabalho de furo de poço para um ou mais furos de poços é feito por técnicos que ficam fora do local de trabalho. Ainda, o sistema pode ainda incluir uma unidade de controle e/ou exibição separada fora do local de trabalho 41 que trabalha com a(s) unidade(s) de controle e/ou exibição de superfície no local 40 ou diretamente com a unidade de cabeça 30. Qualquer sistema de comunicação conhecido na técnica pode ser usado para comunicação para, ou proveniente da, localização fora do local de trabalho.
[054] A unidade de cabeça 30 pode ainda incluir um fornecimento de energia autônomo 56 para fornecer energia elétrica para operar um sistema interno de medição 58 da unidade de cabeça, o que será discutido com mais detalhes a seguir. O fornecimento de energia 56 pode ser qualquer fornecimento de energia conhecido na técnica incluindo sistemas de energia recarregáveis. Ainda, o fornecimento de energia 56 pode incluir o uso de módulos de bateria permutáveis e/ou recarregáveis que permitem uma maior vida operacional do sistema de bateria. Como sistemas de bateria recarregável de uma maneira geral são conhecidos, estes não serão discutidos com mais detalhes no interesse de brevidade.
[055] As unidades de superfície 40 e/ou 41 podem ser qualquer unidade de controle configurada para operar um sistema e/ou coletar dados incluindo, mas não limitado a isto, um sistema de computador, um laptop, um tablet, um smartphone, um sistema retido em mão, um sistema usado em pulso e/ou coisa parecida. Como estes tipos de sistemas são conhecidos na técnica, detalhes não são incluídos neste pedido no interesse de brevidade.
[056] Em modalidades diferentes deste pedido, partes diferentes de sistema podem estar dentro da unidade de cabeça de fundo de poço 30 sem depreciar a invenção deste pedido. O mesmo é verdadeiro se relacionando com as unidades 40 e/ou 41. Neste aspecto, todo ou parte do sistema de operação para o sistema 10 pode ser uma parte integral do sistema interno de medição 58 da unidade de cabeça 30, em que a unidade 40 pode ter mais de uma função tal como exibição, transmissão de dados e/ou armazenamento de dados. Em outras modalidades, a unidade de superfície 40 é uma unidade de exibição e controle em que a unidade de cabeça 30 opera com base em instruções recebidas da unidade de superfície 40. Portanto, o sistema de operação pode estar em um ou outro dispositivo e/ou em ambos os dispositivos. Em qualquer arranjo, o dispositivo total pode incluir um ou mais modos de operação pré-programados configurados para executar automaticamente uma ou mais rotinas de teste desejadas e/ou guiar o sistema dentro do furo de poço. Isto pode incluir uma ou mais etapas operacionais para a unidade 30 durante a fase de coleta de dados. Ainda, esta operação pré- programada pode incluir guiar o sistema com base em entrada proveniente de um ou mais dos sensores, o que será discutido mais a seguir. O sistema de comunicação sem fio pode ser qualquer sistema sem fio conhecido na técnica incluindo, mas não limitado a, tecnologia ultrassônica de alta frequência. Ainda, a tecnologia sem fio pode operar em frequências diferentes com base no material através do qual ela está comunicando. Isto pode incluir, por exemplo, operação na faixa de cerca de 0,5 a 2 MHz em condições molhadas ou de lama e na faixa de cerca de 10 a 100 kHz em condições secas. Em um conjunto de modalidades, a operação é em cerca de 1 MHz em condições molhadas ou de lama e em cerca de 20 a 60 kHz em condições secas, preferivelmente em cerca de 40 kHz. Ainda, o sistema de comunicação sem fio pode incluir um ou mais sensores de líquido 54 para determinar se a unidade de cabeça está em uma condição molhada ou seca, o que pode ser usado para comutar automaticamente ou manualmente o sistema para e a partir do modo molhado ou seco. O sensor de líquido 54 pode ser uma parte do sistema interno de medição 58. Em um conjunto de modalidades, o sensor 54 pode incluir um sensor ultrassônico e/ou usar um dos sensores ultrassônicos discutidos com mais detalhes a seguir.
[057] A unidade de cabeça de fundo de poço 30 pode operar em diferentes níveis de independência sem depreciar a invenção. Neste aspecto, a unidade de cabeça 30 pode operar independentemente das unidades 40 e/ou 41 quando ela está na fase de coleta de dados do teste, e operar com as unidades 40 e/ou 41, quando na fase de transmissão de dados. Neste pedido, a fase de coleta de dados é quando a unidade de cabeça 30 está dentro do furo de poço BH e está testando o furo de poço. A fase de coleta de dados pode incluir uma fase de abaixamento em que a unidade de cabeça 30 está sendo abaixada dentro do furo de poço a partir da abertura de furo de poço O na direção da extensão de fundo BE e/ou uma fase de elevação em que a unidade de cabeça está sendo elevada dentro do furo de poço BH a partir da extensão de fundo BE na direção da abertura O e quaisquer subconjuntos das mesmas. Dados de teste podem ser obtidos em uma ou outra ou em ambas destas fases.
[058] Em um conjunto de modalidades, dados são obtidos com base em leituras de sensores que são feitas na fase de abaixamento de um arranjo de sensores 59 que inclui os sensores 70, o que será discutido mais a seguir. Então, após a unidade de cabeça alcançar um ponto de parada inferior LSP, o qual pode ser um ponto de referência na extensão de fundo BE ou acima dela, a unidade de cabeça 30 e/ou o arranjo de sensores 59 pode ser girado em volta de um eixo geométrico de sistema 34. Uma vez que a rotação seja completada, dados podem ser obtidos durante a fase de elevação sem rotação. Com referência para as figuras 5 e 6, são mostradas duas orientações do arranjo de sensores 59 da cabeça 30, o que será discutido mais a seguir. Nesta modalidade, o arranjo de sensores inclui oito sensores 70h em incrementos circunferenciais de 45 graus que podem estar em uma primeira orientação (figura 5) durante a fase de abaixamento, e então girados por 22,5 graus após a unidade de cabeça 30 alcançar o ponto de parada inferior LSP. Então, durante a fase de elevação, a unidade de cabeça 30 pode obter leituras de dados em uma segunda orientação (figura 6). Isto dobra a resolução angular medida de uma única varredura vertical. Para as unidades de cabeça que incluem quatro sensores horizontais 70h (figuras 1 e 10), a unidade de cabeça 30 pode ser girada por 45 graus. Ainda, a fase de coleta de dados pode incluir múltiplas fases de abaixamento e de elevação ("múltiplos ciclos de medição") com um grau menor de rotação para produzir um grau maior de resolução angular para os dados de teste total.
[059] Comunicação sem fio e/ou operação se relacionando com a operação independente da unidade de cabeça 30 de fundo de poço pode ser, e é definida como, qualquer forma de comunicação que não exija uma conexão com fio direta entre as unidades 40 e/ou 41 e a unidade de cabeça 30 e/ou o arranjo de sensores 59 durante a fase de coleta de dados. Neste aspecto, o sistema 10 inclui o sistema de medição 58 que permite a operação da unidade de cabeça 30 e/ou do arranjo de sensores 59 sem uma conexão com fio. Isto pode incluir, mas não está limitado a, o sistema de comunicação sem fio 48 entre a unidade de cabeça de fundo de poço 30 e as unidades 40 e/ou 41 durante a fase de coleta de dados. Esta comunicação sem fio entre a unidade de cabeça de fundo de poço 30 e as unidades 40 e/ou 41 durante a fase de coleta de dados pode ficar limitada somente para transmissão de dados da unidade de cabeça de fundo de poço 30. Em um outro conjunto de modalidades, operação sem fio pode incluir a unidade de cabeça 30 que opera independente das unidades 40 e/ou 41 durante toda ou parte da fase de coleta de dados e se comunica com as unidades 40 e/ou 41 durante a fase de transmissão de dados que pode ser independente da fase de coleta de dados. Neste aspecto, a fase de transmissão de dados da unidade de cabeça 30 de fundo de poço pode ficar limitada para após a completação da fase de coleta de dados e esta transmissão pode ser por meio de transmissão com fio e/ou sem fio sem mudar a designação do sistema como sendo um sistema de comunicação e/ou de operação "sem fio". Isto inclui transmissão com fio e/ou sem fio da unidade de cabeça 30de fundo de poço após a cabeça 30 estar na parte superior do furo de poço ou perto dela e/ou ter sido removida do furo de poço. Entretanto, operações da cabeça 30 enquanto que dentro do furo de poço durante a fase de coleta de dados são operações sem comunicação com fio, em que as operações são "sem fio".
[060] Ainda, se a unidade de cabeça 30 for uma unidade autônoma tal como é definido por este pedido, a unidade 30 pode operar pelo menos parcialmente de forma independente, em que a unidade de cabeça 30 pode mesmo eliminar a necessidade de sistema de computação no local e/ou meramente pode precisar de sistemas de computação no local para serem um conduto para um ou mais sistemas fora do local de trabalho. Por exemplo, a unidade de cabeça 30 pode ser configurada para transmitir diretamente para um sistema de localização fora do local de trabalho 41, tal como transmitir diretamente para uma localização ou sistema de computação em nuvem durante as fases de coleta e/ou de transmissão de dados com base em uma conexão direta tal como por meio de uma conexão celular entre a unidade de cabeça 30 e um serviço celular.
[061] Entretanto, tal como pode ser percebido, operação independente pode ser em muitas formas sem depreciar a invenção deste pedido, em que neste pedido, operação independente significa que a unidade de cabeça 30 pode executar pelo menos algumas funções sem um enlace com fio para um sistema de superfície, tal como as unidades 40 e/ou 41. Existem muitos graus de operação independente que incluem, mas não estão limitados a: a) independência total em que todos os sistemas operacionais, comandos, armazenamento de dados e outros mais são parte do sistema interno de medição 58 da unidade de cabeça 30 em que a unidade 30 é um sistema totalmente funcional por si mesma. Os dados coletados durante a fase de coleta de dados são assim completamente independentes de sistemas de superfície, tais como as unidades 40 e/ou 41; b) independência parcial em que a unidade de cabeça 30 inclui operações independentes, mas o sistema 10 inclui um ou mais dos comandos, armazenamento de dados e outros mais controlados pelo menos parcialmente pelas unidades 40 e/ou 41. Isto pode incluir, mas não limitado a, uso das unidades 40 e/ou 41 para programar um modo preferido de operação para a fase de coleta de dados da cabeça 30, receber dados durante a fase de coleta de dados, fornecer pelo menos algumas das etapas de operação e/ou controlar um ou mais relógios de sincronização; c) dependência substancial em que a unidade de cabeça 30 é substancialmente controlada pelas unidades 40 e/ou 41 durante a fase de coleta de dados. Novamente, embora exemplos tenham sido fornecidos, estes exemplos não são exaustivos em que variações diferentes destes modos de operação são consideradas com a invenção deste pedido.
[062] A unidade de cabeça 30 pode incluir uma faixa ampla de configurações sem depreciar a invenção deste pedido. Somente para discussão, em que a descrição a seguir não é pretendida para limitar a invenção deste pedido, a unidade de cabeça 30 pode incluir uma placa e/ou montagem de cabeça 60 que inclui a parte superior 31, a parte inferior 32 e uma ou mais laterais 33. A unidade de cabeça pode ser redonda tal como está mostrado nos desenhos, mas isto não é exigido. A unidade de cabeça 30 ainda inclui um ou mais arranjos de sensores 59 para determinar as características físicas da parede de furo de poço, as características físicas do fundo de furo de poço e/ou para ajudar na operação do sistema, o que será discutido mais a seguir. Este(s) arranjo(s) de sensores pode(m) ter uma faixa ampla de funções e/ou de uso e pode(m) trabalhar em combinação com outros sensores ou de modo autônomo.
[063] Os arranjos de sensores podem incluir o sensor de liquid 54 notado anteriormente que pode trabalhar para ajudar na operação do dispositivo. Os arranjos de sensores ainda incluem um ou mais scanners ou sensores 70 para a medição das características físicas do furo de poço. Neste aspecto, os sensores 70 são configurados para varrer, detectar ou inspecionar as paredes de furo de poço, fundo de furo de poço, abertura de furo de poço e/ou a extensão de parte superior do líquido L para determinar as localizações destes itens em relação à unidade de cabeça 30, ao arranjo de sensores 59 e/ou à placa 60. Nas modalidades mostradas, estes sensores podem ser orientados conforme necessário para obter dados desejados. Neste aspecto, os sensores 70h são sensores voltados radialmente para fora em relação ao eixo geométrico de cabeça 34. Onde estes sensores estão medindo radialmente para fora do eixo geométrico de unidade de cabeça 34, os dados obtidos destes sensores são descritos como um espaçamento de raio entre o eixo geométrico 34 e uma parte da parede lateral SW que fica localizada radialmente para fora do sensor 70h particular, o que também será descrito com mais detalhes a seguir. A unidade de cabeça 30 pode ainda incluir os sensores 70t e/ou 70b que podem ser utilizados para varrer a extensão de fundo para determinar a condição da superfície de extensão de fundo BE e/ou para ajudar a determinar a localização da unidade 30 em relação à parte superior e/ou ao fundo do furo de poço. Novamente, isto pode ser usado para ajudar a tornar a unidade 30 um sistema autônomo.
[064] Os sensores 70 podem utilizar uma faixa ampla de tecnologias de varredura sem depreciar a invenção deste pedido. Os dados produzidos pelos sensores podem ser usados para fornecer dados dimensionais do furo de poço incluindo, mas não limitado a, as dimensões do tamanho de furo de poço tal como raio, a detecção de imperfeições na parede de furo de poço, a forma da parede de furo de poço, orientação vertical e/ou quaisquer outras características dimensionais da parede de furo de poço. E múltiplos sensores podem ser espaçados circunferencialmente em volta do eixo geométrico 34 para eliminar a necessidade de girar cabeça 30 e/ou a montagem 60, e/ou para melhorar a resolução dos dados obtidos. Em um conjunto de modalidades, os sensores 70 incluem pelo menos um emissor e/ou receptor (ou transceptor) sonar que pode ser, ou é, direcionado para a superfície para ser analisado. Os sensores 70h são direcionados para uma parte da parede lateral SW. Isto também pode incluir o uso de um ou mais sensores ultrassônicos. Isto pode incluir, por exemplo, operação na faixa de cerca de 0,5 a 2 MHz em condições molhadas ou de lama e na faixa de cerca de 10 a 100 kHz em condições secas. Em um conjunto de modalidades, operação é em cerca de 1 MHz em condições molhadas ou de lama e em cerca de 20 a 60 kHz em condições secas. Não importando como o sensor é usado, uma pluralidade de sensores no arranjo de sensores 59 pode calcular conjuntamente uma forma tridimensional geral do furo de poço e/ou o raio do furo de poço ao longo de seu comprimento entre a abertura O e a extensão de fundo BE, ou pelo menos uma parte dos mesmos. Dependendo do número dos sensores horizontais 70h, isto pode ser feito sem a necessidade de rotação entre a fase de abaixamento e a fase de elevação entre a extensão de parte superior da medição e o ponto de parada inferior LSP. Pelo menos isto pode reduzir o número dos ciclos de medição necessários para uma resolução desejada. Ainda, a unidade de cabeça 30 e/ou o sistema 10 podem usar tecnologias diferentes para ambientes diferentes. Neste aspecto, os sensores 70 podem incluir sensores ultrassônicos para condições molhadas ou de lama e/ou sensores ultrassônicos, a laser e/ou óticos para condições secas. Além do mais, os sensores ultrassônicos podem ser configurados para uso com condições tanto molhadas quanto secas. Neste aspecto, os sensores ultrassônicos podem ser configurados para transmitir em frequências diferentes de tal maneira que os sensores ultrassônicos podem ser operados em frequências mais altas para líquidos ou lamas e operados em frequências mais baixas para o ar. Ainda, o sistema pode incluir um arranjo de sensores 59 que inclui múltiplos conjuntos de configurações e/ou tipos de sensores diferentes em que um conjunto de sensores pode ser usado para condições secas e um outro conjunto de sensores pode ser usado para condições molhadas. Além disso, estes múltiplos conjuntos podem incluir um primeiro conjunto que tem um ou mais sensores ultrassônicos configurados para operar em frequências mais altas para líquidos ou lamas e um segundo conjunto que tem um ou mais sensores ultrassônicos configurados para operar em frequências mais baixas para o ar.
[065] O sensor 70 da unidade de cabeça 30 também pode incluir transdutores sonares que podem varrer uma parte da parede lateral SW do furo de poço e/ou uma parte do fundo BE do furo de poço com um sinal ultrassônico. De novo, múltiplos sensores sonares podem ser configurados para enviar em múltiplas direções para eliminar a necessidade de girar a cabeça 30 e/ou o arranjo de sensores 59 durante coleta de dados tal como é definido neste pedido. Neste aspecto, a unidade de cabeça 30 se estende em volta do eixo geométrico de unidade de cabeça 34 e a cabeça 30 pode ser posicionada dentro do furo de poço BH de tal maneira que eixo geométrico 34 de uma maneira geral fica coaxial com um eixo geométrico de furo de poço 76, mas isto não é exigido e provavelmente mudará à medida que unidade 30 é abaixada para dentro do furo de poço. Neste aspecto, os sensores 70h ficam voltados radialmente para fora do eixo geométrico 34 da unidade de cabeça 30 e medem o espaçamento entre o sensor e a parede lateral SW. Esta medição pelos múltiplos sensores 70h pode então ser usada para determinar o raio total do furo de poço e a localização da unidade de cabeça 30 em relação ao furo de poço. Isto pode ser usado para determinar se o furo de poço é vertical, se o furo de poço muda de direção, o raio do furo de poço e/ou se o furo de poço tem quaisquer imperfeições na sua parede lateral SW. Tal como pode ser percebido, a cabeça 30 pode ser posicionada dentro do furo de poço de tal maneira que o eixo geométrico de cabeça 34 fica substancialmente coaxial com o eixo geométrico de furo de poço 76. Então, à medida que a cabeça é abaixada, os sensores 70h podem detectar se eixo geométrico de furo de poço 76 permanece coaxial com o eixo geométrico de cabeça 34. Se a cabeça estiver sendo abaixada de tal maneira que o eixo geométrico de cabeça 34 é vertical, isto é uma indicação de que o furo de poço não é vertical. Novamente, embora os sensores 70h possam ser um único sensor, é preferível que a unidade de cabeça 30 inclua uma pluralidade dos sensores espaçados circunferencialmente 70h posicionados em volta do eixo geométrico de unidade de cabeça 34 que ficam voltados radialmente para fora do eixo geométrico 34. Nesta configuração, a unidade de cabeça 30 não tem que ser girada durante a fase de coleta de dados, o que foi descoberto para aumentar precisões e reduzir significativamente tempos de testes.
[066] Ainda, o arranjo de sensores 59 e os sensores 70, incluindo os sensores 70h do arranjo de sensores 59, podem incluir uma faixa ampla de modos de operação e estes modos de operação podem ser controlados pelo sistema interno de medição 58 e/ou pelo arranjo de sensores 59. Neste aspecto, o sistema 10 pode incluir um arranjo de sensores 59 que opera todos os sensores 70h simultaneamente, a qual é operação em paralelo. Em um outro conjunto de modalidades, os sensores, tais como os sensores 70h, podem operar em grupos. Por exemplo, todos os sensores 70h pares podem operar durante um primeiro período de teste e todos os sensores ímpares podem operar durante um segundo período de teste. Também em outras modalidades, um tipo de sensor pode operar durante um primeiro período de teste e outros tipos podem operar durante um segundo período de teste. Isto inclui a operação de sensores de uma aplicação ou de aplicação especial, tais como os sensores de profundidade.
[067] Tal como está mostrado na figura 1, a unidade 30 inclui um arranjo de sensores 59 tendo múltiplos sensores 70. Novamente, isto diminui a necessidade de girar a unidade de cabeça 30. Os sensores 70 incluem um primeiro conjunto de sensores (70h) posicionados em uma ou mais das bordas laterais 66 da unidade de cabeça 30, espaçados circunferencialmente em volta do eixo geométrico 34 ou pelo menos se estendendo radialmente do eixo geométrico 34. Na modalidade mostrada na figura 1, existem quatro sensores horizontais 70h espaçados circunferencialmente em volta do eixo geométrico de cabeça 34. Entretanto, tal como está mostrado nas figuras 5-8, mais ou menos sensores podem ser usados sem depreciar a invenção deste pedido. Tal como pode ser percebido, mais sensores podem melhorar a resolução, reduzir tempos de testes e/ou reduzir o número de ciclos de medição. Ao incluir o uso de tecnologia sem fio e arranjos de sensores antirrotação para eliminar a necessidade de girar a cabeça, a operação da unidade de cabeça 30 pode ser simplificada significativamente, tempos de testes podem ser melhorados e precisões podem ser aperfeiçoadas. Ainda, a unidade de cabeça pode ser uma unidade de cabeça autônoma que pode ser configurada e abaixada rapidamente para dentro do furo de poço. Em um conjunto de modalidades, a unidade de cabeça 30 inclui o suporte 20 que pode trabalhar em conexão com a montagem MA em sistemas de abaixamento existentes sendo usados no canteiro de obras, tais como a Barra Kelly KB e/ou cabos de abaixamento. De novo, embora qualquer arranjo de montagem possa ser usado para prender a unidade de cabeça 30 a um dispositivo de abaixamento, a Barra Kelly KB, o suporte 20 mostrado utiliza o pino 22 para prender a unidade de cabeça 30 à Barra Kelly.
[068] De novo, os dados coletados pelo arranjo de sensores 59 dos sensores 70 podem ser transmitidos para a unidade de superfície 40 por meio da tecnologia sem fio. Em um conjunto de modalidades, a comunicação sem fio é pelo sistema de comunicação 48 e pelas antenas 50 e 52 ou 52a. Em um outro conjunto de modalidades, dados são transmitidos diretamente pela unidade de cabeça após a fase de coleta de dados. Neste aspecto, a unidade 30 pode ser autônoma pelo menos durante a fase de coleta de dados da operação. Além disso, o sistema interno de medição 58 da unidade de cabeça 30 pode incluir uma memória 96 e a memória 96 pode incluir instruções de operação para um processador 98 na cabeça para controlar a fase de coleta de dados, armazenar os dados coletados durante a fase de coleta de dados e/ou transmitir os dados durante a fase de transmissão de dados. Em algumas modalidades, a memória para dados é independente da memória para as instruções de operação. Então, após a fase de coleta de dados ser concluída, a unidade de cabeça pode ser elevada para a parte superior e os dados podem ser transferidos da unidade de cabeça 30 imediatamente após ela chegar à tona. Esta extração de dados também pode ser por meio de comunicação sem fio usando a antena 50 e/ou ela pode incluir um arranjo de comunicação com fio 83. O arranjo de comunicação com fio 83 pode incluir um cabo conectável seletivamente 84 tendo as conexões de cabo 85, em que o cabo 84 pode ser conectado seletivamente entre uma porta de dados 86 na unidade de superfície 40 e/ou 41 e uma porta de dados 88 na unidade de cabeça 30. Além do mais, isto pode ser limitado a quando a unidade de cabeça está na fase de transmissão de dados, a qual pode ser quando a unidade de cabeça está pelo menos parcialmente fora do furo de poço. Tal como pode ser percebido, a comunicação sem fio e/ou com fio entre a unidade de cabeça 30 e a unidade de superfície 40 e/ou 41 quando a unidade de cabeça está fora do furo de poço é muito diferente da comunicação com a unidade de cabeça 30 quando a mesma está dentro do furo de poço durante a fase de coleta de dados. De novo, qualquer sistema e/ou tecnologia de comunicação pode ser usado incluindo todos os enlaces de comunicação RF ou ótica sem fio típicos usados pela indústria. Enlaces RF incluem, mas não estão limitados a, BLUETOOTH®, ZigBee®, Wi-Fi, Barramento Serial Universal e padrões e/ou sistemas de comunicação RS232. Enlaces de comunicação ótica incluem, mas não estão limitados a isto, Li-Fi.
[069] Embora montagem da unidade de cabeça 30 na Barra Kelly possa permitir que a unidade de cabeça seja girada, o ângulo de rotação exato seria necessário para determinar exatamente a parte da parede lateral e/ou do fundo sendo medida a qualquer hora. Na modalidade mostrada na figura 1, a unidade de cabeça 30 inclui o arranjo de sensores 59 tendo cinco sensores 70. Estes incluem quatro sensores horizontais 70h e um sensor de fundo 70b. Novamente, mais ou menos do que cinco sensores podem ser usados sem depreciar a invenção deste pedido.
[070] De novo, os sensores 70 em um conjunto de modalidades podem ser um ou mais sensores ultrassônicos que podem ser usados para detectar o espaçamento ou distância entre o sensor e a parede lateral. Múltiplas leituras de múltiplos sensores podem então ser usadas para calcular a forma e/ou configuração de qualquer superfície dentro do furo de poço. Em particular, os sensores horizontais 70h podem ser usados para detectar e determinar a forma e/ou o raio total da(s) parede(s) lateral(is) do furo de poço. O sensor ou sensores de fundo 70b podem ser usados para detectar e determinar a forma da superfície de fundo BE do furo de poço. Alternativamente, o sensor ou sensores de fundo 70b podem ser usados para detectar e determinar a localização da extensão de fundo BE e/ou ponto de parada inferior LSP.
[071] Em um outro conjunto de modalidades, os sensores 70 podem incluir um ou mais sensores a laser e/ou óticos que podem ser utilizados para efetuar as mesmas ou leituras similares. Estes sensores são pretendidos para furos que não estão cheios com uma lama. Além do mais, em pelo menos um conjunto de modalidades, o dispositivo pode incluir o arranjo de sensores 59 com uma combinação de sensores em que o um ou mais sensores ultrassônicos podem ser utilizados na varredura dentro de um líquido ou lama e o um ou mais sensores a laser, ultrassônicos e/ou óticos podem ser utilizados em condições secas. Com referência especial para a figura 3, o arranjo de sensores 59 pode incluir um primeiro conjunto dos sensores 70h e um segundo conjunto dos sensores 71h. Estes conjuntos de sensores se estendem em volta do eixo geométrico de unidade 34 e/ou podem ser posicionados em múltiplas camadas e/ou conjuntos de sensores que podem incluir uso da mesma tecnologia de sensor e/ou tecnologia de sensor diferente. Neste aspecto, um número crescente de sensores pode ser usado para melhorar a resolução angular do dispositivo. Tecnologia de varredura diferente pode ser usada para permitir que uma unidade de cabeça 30 trabalhe em ambientes de furos de poços diferentes. Portanto, pelo menos um conjunto de modalidades inclui sensores posicionados em volta da maior parte da(s) lateral(is) (pelo menos radialmente para fora) do dispositivo para melhorar resolução. Se um sensor usado inclui uma faixa de sensor estreita que é altamente direcional, um número maior de sensores pode ser usado sem interferência com sensores adjacentes. Tal como notado anteriormente, isto pode melhorar resolução angular. Em um conjunto de modalidades, isto pode incluir mais de dez sensores espaçados em volta da lateral ou se estendendo radialmente do eixo geométrico de unidade 34 do dispositivo de cabeça. A figura 8 mostra 16 sensores 70h. De acordo com um outro conjunto de modalidades, mais de vinte sensores podem ser posicionados em volta da lateral ou se estendendo radialmente do eixo geométrico de unidade 34 do dispositivo. De acordo também com um outro conjunto de modalidades, mais de trinta sensores podem ser posicionados em volta da lateral ou se estendendo radialmente do eixo geométrico de unidade 34 do dispositivo de cabeça. Dependendo do tamanho dos sensores laterais, da unidade de cabeça e/ou de outros fatores, mais de uma camada ou conjuntos de sensores podem ser posicionados em volta do eixo geométrico do dispositivo. Estas outras camadas ou conjuntos também podem utilizar uma tecnologia de sensor diferente. Novamente, em um modo de operação, a unidade de cabeça pode ser abaixada para dentro do furo de poço ou escavação (fase de abaixamento) até que ela alcance o ponto de parada inferior LSP. Então, a unidade de cabeça 30 e/ou o arranjo de sensores 59 podem ser girados parcialmente antes da fase de elevação. Isto pode ser usado para melhorar a resolução angular do dispositivo ao mudar a posição rotacional do dispositivo quando elevado para mudar a orientação rotacional dos sensores em relação à(s) parede(s). Este método de rotação também pode ser usado para abordar intervalos nos dados dos sensores quando poucos sensores são usados e/ou quando sensores altamente direcionais são usados.
[072] De acordo também com um outro conjunto de modalidades, os arranjos de sensores 59 podem ainda incluir um ou mais arranjos de sensores de calibração 79. Sensores de calibração podem ter uma faixa ampla de funções incluindo, mas não limitado a, medição e/ou confirmação de profundidade, medição e/ou confirmação de densidade e/ou outras funções operacionais. Estes incluem um ou mais sensores configurados para medir a densidade da lama em volta da unidade de cabeça 30 tal como será discutido mais a seguir. Neste aspecto, a unidade de cabeça 30 pode incluir um ou mais dispositivos, tais como os scanners e/ou sensores descritos anteriormente, que são direcionados para outros dispositivos em localizações conhecidas, os quais podem ser usados para determinar e considerar as mudanças em densidades de lama à medida que os dispositivos são abaixados para dentro do furo de poço. Neste aspecto, o fluido ou a lama que é usada para manter o furo de poço até que ele seja enchido com material a ser solidificado, tal como argamassa fina, tem densidades diferentes em profundidades diferentes. Ainda, mudanças em densidade afetarão a velocidade de onda dos sensores sonares dos sensores 70 em que a velocidade de onda diminui à medida que densidade aumenta. Portanto, a precisão do sistema pode ser prejudicada à medida que a densidade da lama muda. A fim de considerar as mudanças em densidade de lama, a invenção deste pedido pode ainda incluir um ou mais sensores de densidade 80. O sensor 80 pode ser um dispositivo de unidade única direcionado para um objeto em uma localização conhecida 81 ou um transmissor 80 e um receptor 81 em uma localização conhecida na qual as unidades 80 e 81 ficam espaçadas uma da outra por um espaçamento conhecido 82. Onde o espaçamento é conhecido, o sensor de densidade 80 pode ser utilizado para calibrar a cabeça 30 e/ou o sistema 10 ao calcular mudanças na densidade de lama. Esta informação de calibração pode então ser usada para ajustar leituras de sensor dos sensores 70. Ainda, o sensor de densidade 80 também pode trabalhar com sensores de profundidade, tais como os sensores de pressão 110, o que será discutido mais a seguir. Isto pode ser usado para aumentar precisões da medição de profundidade do sistema e/ou a precisão dos sensores.
[073] Novamente, em um conjunto de modalidades, o dispositivo 80 pode ser um dispositivo de transmissão e o dispositivo 81 pode ser um dispositivo de recebimento em que o espaçamento conhecido 82 é a distância entre o transmissor e o receptor. A medição de densidade pode então ser feita ao rastrear o atraso de tempo, e mudanças no atraso de tempo, do sinal recebido enviado pelo transmissor para o receptor. Isto pode então ser usado para ajustar leituras de sensor dos sensores 70 para considerar a densidade variável da lama em qualquer profundidade dentro do furo de poço. Ainda, o receptor 81 também pode ser usado em combinação com um dos sensores 70 em que pelo menos um dos sensores 70 age como a unidade 80 e o receptor 81 é posicionado na distância conhecida 82 a partir do um dos sensores 70. Novamente, as mudanças em tempos de transmissão do receptor 81 podem ser usadas para calcular densidade. O sistema de calibração junto com o sensor de densidade 80 e o receptor 81 pode ser uma parte de sistema de medição 58.
[074] O dispositivo de inspeção de furo de poço 10 pode ainda incluir um ou mais sistemas de medição de profundidades 89. Tal como pode ser percebido, conhecer a profundidade da cabeça 30 e/ou do arranjo de sensores 59 é importante para conhecer onde as imagens varridas estão localizadas dentro do furo de poço. Os sistemas de medição de profundidades 89 podem incluir um ou mais sistemas internos de medição 90, os quais podem ser parte do sistema 58 da unidade de cabeça 30. O sistema 90 pode incluir, mas não está limitado a, os acelerômetros, giroscópios, sensores ultrassônicos, altímetro(s) 91, e/ou os sensores de pressão 110 para determinar a profundidade do sistema dentro do furo de poço e/ou mudanças em profundidades. E estes sistemas podem ser usados com outros sistemas para determinar a profundidade corrente para a cabeça 30. Ainda, os sistemas de medição de profundidades 89 podem incluir um codificador rotativo 92 fixado em relação a uma Barra Kelly, um cabo de abaixamento, linha principal e/ou a outro dispositivo de abaixamento, o qual pode medir profundidade independentemente e/ou em combinação com os outros sistemas dentro da unidade de cabeça 30. O codificador rotativo 92 pode incluir um suporte 100 e uma roda 102, em que a roda 102 é configurada para encaixar com a Barra Kelly KB, fio ou dispositivo de abaixamento. Quando usado em combinação, o codificador rotativo pode ser sincronizado com os sistemas embutidos na unidade de cabeça. Neste aspecto, ambos os sistemas de superfície, tais como a unidade de superfície 40 e/ou o codificador 92, podem incluir um dispositivo ou relógio de sincronismo 104 e a unidade de cabeça 30 pode incluir um dispositivo ou relógio de sincronismo 106. Os relógios 104 e 106 podem ser sincronizados de maneira que sensores 70 possam efetuar leituras ou ser ativados contra a(s) parede(s) lateral(is) SW com base em uma unidade de tempo. Se os relógios estiverem sincronizados e a unidade de cabeça 30 for abaixada durante o abaixamento e elevada durante a fase de elevação em uma taxa conhecida, as profundidades para cada "ativação" podem ser determinadas com base no tempo. Além do mais, os acelerômetros, sensores de pressão e/ou altímetros podem ainda melhorar precisões de medição de profundidade e/ou taxa de abaixamento. O uso de codificador rotativo, acelerômetros e/ou altímetros em combinação com tecnologia sem fio elimina a necessidade de fios/linhas conectando o dispositivo aos sistemas de superfície e/ou ao(s) operador(s) monitorando a inspeção de furo de poço. Ainda, o codificador 92 pode incluir um sistema sem fio 108 que permite comunicação entre o codificador 92 e a cabeça 30 e/ou a unidade de superfície 40, 41.
[075] De acordo com um conjunto de modalidades, e com referência especial para a figura 9, a unidade de cabeça 30 pode incluir um ou mais sensores de pressão 110 para medir profundidade no furo de poço sozinhos ou em combinação com outros sistemas descritos anteriormente. É preferido que pelo menos dois sensores de pressão sejam usados para medir profundidade. Mais particularmente, a unidade de cabeça 30 pode incluir um primeiro sensor de pressão 110a e um segundo sensor de pressão 110b. Além disso, o sensor de pressão 110a pode ser um sensor superior e o sensor de pressão 110b pode ser um sensor inferior que ficam espaçados axialmente em relação a eixo geométrico de cabeça 34 e que ficam separados por um espaçamento conhecido 112. O espaçamento conhecido 112 pode ser qualquer espaçamento conhecido. Em um conjunto de modalidades, o espaçamento 112 pode ser de aproximadamente 30,48 centímetros (12 polegadas). Em um conjunto de modalidades, o espaçamento 112 está na faixa de cerca de 15,24 centímetros (6 polegadas) a 91,44 centímetros (36 polegadas). Em um outro conjunto de modalidades, o espaçamento 112 está entre cerca de 20,32 centímetros (8 polegadas) e 60,96 centímetros (24 polegadas). Em uma modalidade, ele é maior que 15,24 centímetros (6 polegadas). Onde o espaçamento 112 é um espaçamento conhecido, os sensores 110 podem confirmar movimento vertical por meio das mudanças em pressão. Por exemplo, movimento de cabeça no espaçamento de sensores 112 deve resultar no sensor de pressão 110a lendo após o movimento a mesma pressão lida pelo sensor 110b antes do movimento. Isto pode ser usado para determinar e/ou confirmar profundidade. Profundidade pode ser calculada no mesmo modo em que pode ser determinado que a unidade de cabeça foi deslocada na distância de espaçamento 112 uma vez que o sensor 110a leia a pressão do sensor 110b antes de iniciar o movimento. Como um resultado, uma análise das pressões de ambos os sensores pode ser utilizada para rastrear profundidade e/ou para confirmar profundidade. Tal como com outros aspectos do sistema e/ou do arranjo, estes dados podem ser armazenados e/ou enviados para outras partes do sistema em tempo real e/ou durante a fase de transmissão de dados.
[076] Além do mais, o um ou mais acelerômetros 120 e/ou giroscópios 122 podem ser utilizados para calcular a verticalidade do furo sendo varrido. Com mais detalhes e com referência especial para a figura 4, quando furo de poço O é perfurado a ferramenta de perfuração pode encontrar um obstáculo no solo IGO que pode causar deflexão do furo em que a abertura de furo pode incluir uma parte vertical VP e uma parte não vertical NVP. Os acelerômetros e/ou giroscópios podem confirmar a verticalidade da unidade de cabeça 30 e/ou do arranjo de sensores 59 para manter e/ou determinar se o eixo geométrico de unidade de cabeça 34 é vertical para permitir que a unidade de cabeça detecte a verticalidade da abertura de furo de poço. Ainda, os acelerômetros e/ou giroscópios podem ser usados com outros componentes no sistema 10 para abaixar a unidade de cabeça para dentro da abertura. Esta informação pode então ser usada em combinação com dados de sensores provenientes dos sensores 70 para permitir tanto a determinação de tamanho de furo, quanto a determinação de verticalidade da abertura O para determinar quando ela faz transição de uma seção vertical para uma seção não vertical e/ou vice-versa.
[077] De acordo ainda com aspectos adicionais da presente invenção, o uso do codificador rotativo, acelerômetros e/ou de altímetros em combinação com tecnologia sem fio melhora a capacidade do sistema para trabalhar em um modo de inspeção semiautomatizado e/ou totalmente automatizado. Ainda, estes modos de operação podem permitir que múltiplos furos de poços sejam inspecionados simultaneamente com um único dispositivo ou sistema de unidade de superfície em que pelo menos uma modalidade inclui múltiplas unidades de cabeça que se comunicam com uma única unidade de superfície e/ou unidade fora do local de trabalho.
[078] Os sistemas e dispositivos deste pedido podem trabalhar conjuntamente para permitir que o dispositivo de inspeção 10 seja um sistema de medição de furo de poço posicionado rapidamente que pode operar em uma grande variedade de configurações e tamanhos de furos de poços sem preparação significativa. Ainda, os sistemas deste pedido podem trabalhar em combinação com outros dispositivos de detecção sem depreciar a invenção deste pedido. Embora a ênfase considerável tenha sido colocada nas modalidades preferidas da invenção ilustrada e descrita neste documento, será percebido que outras modalidades, e equivalências das mesmas, podem ser criadas e que muitas mudanças podem ser feitas nas modalidades preferidas sem divergir dos princípios da invenção. Além disso, as modalidades descritas anteriormente podem ser combinadas para também formar outras modalidades da invenção deste pedido. Portanto, é para ser entendido claramente que a matéria descritiva exposta anteriormente é para ser interpretada meramente como ilustrativa da invenção e não como uma limitação.
Claims (16)
1. Sistema de inspeção (10) para medir a condição de pelo menos a parede de uma abertura de solo, tal como uma abertura de furo de poço, uma escavação, e uma parede de lama (SW), o sistema de inspeção compreendendo uma unidade de cabeça (30) configurada para ser abaixada para dentro de um furo de poço (BH) associado e tendo um suporte de abaixamento (20) configurado para ser unido operacionalmente e seletivamente a uma unidade de abaixamento (KB) associada para facilitar o abaixamento da unidade de cabeça (30) para dentro do furo de poço associado durante uma fase de coleta de dados, a fase de coleta de dados incluindo pelo menos uma de uma fase de abaixamento em que a unidade de cabeça é abaixada no furo de poço associado na direção de uma extensão de fundo (BE) associada do furo de poço (BH) pela unidade de abaixamento (KB) associada e uma fase de elevação em que a unidade de cabeça (30) é elevada no furo de poço associado para longe da extensão de fundo (BE) associada, pelo menos um conjunto de dados de teste sendo coletado se relacionando com uma ou mais características físicas do furo de poço associado durante a fase de coleta de dados, a unidade de cabeça compreendendo um sistema interno de medição (58) e um arranjo de sensores (59), o arranjo de sensores incluindo uma pluralidade de sensores (70) voltados radialmente para fora de um eixo geométrico de cabeça (34) que de uma maneira geral é paralelo a pelo menos uma parte do um eixo geométrico de furo de poço (76) associado, a pluralidade de sensores (70) do arranjo de sensores (59) permitindo que a unidade de cabeça (30) seja deslocada durante a fase de coleta de dados sem rotação em volta do eixo geométrico de cabeça (34), a pluralidade de sensores (70) produzindo pelo menos parcialmente o pelo menos um conjunto de dados de teste coletados durante a fase de coleta de dados, caracterizado por a unidade de cabeça (30) incluir pelo menos um arranjo de sensores de calibração (79) configurado para pelo menos um de medir uma profundidade de arranjo de sensores dentro do furo de poço (BH) associado, confirmar a profundidade de cabeça, e medir uma velocidade de onda de sensor da pluralidade de sensores.
2. Sistema de inspeção de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a unidade de cabeça (30) incluir um sistema de operação sem fio.
3. Sistema de inspeção de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o sistema ainda incluir uma unidade de superfície (40) fora do furo de poço associado (BH) durante a fase de coleta de dados e o sistema de operação sem fio inclui um sistema de comunicação sem fio (48) entre a unidade de cabeça (30) e a unidade de superfície (40) permitindo comunicação sem fio entre a unidade de superfície e a unidade de cabeça durante a fase de coleta de dados.
4. Sistema de inspeção de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o sistema de operação sem fio incluir a unidade de cabeça (30) com o sistema interno de medição (58) sendo um sistema de operação autônomo tendo um fornecimento de energia interno (56) e um armazenamento de dados (96), o armazenamento de dados fornecendo pelo menos um dos comandos para a operação da unidade de cabeça (30) durante a fase de coleta de dados e armazenamento de dados para o armazenamento do pelo menos um conjunto de dados de teste durante a fase de coleta de dados.
5. Sistema de inspeção de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o sistema ainda incluir uma unidade de superfície (40) fora do furo de poço associado (BH) e o sistema de operação sem fio ainda incluir um arranjo de comunicação de dados para enviar pelo menos um dentre os comandos e os dados de teste durante uma fase de transmissão de dados que é pelo menos uma dentre antes e depois da fase de coleta de dados.
6. Sistema de inspeção de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por o arranjo de comunicação incluir pelo menos um de um arranjo de comunicação de dados sem fio (50, 52) e um cabo conectável seletivamente (84) para comunicação com fio seletiva entre a unidade de cabeça (30) e a unidade de superfície (40) durante a fase de transmissão de dados.
7. Sistema de inspeção de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a comunicação com fio seletiva entre a unidade de cabeça (30) e a unidade de superfície (40) ser limitada somente para a fase de transmissão de dados.
8. Sistema de inspeção de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o sistema incluir um sistema de profundidade (89) para medir uma profundidade de unidade de cabeça (30) do arranjo de sensores (59) dentro do furo de poço associado (BH), o sistema de profundidade incluindo uma unidade de superfície (40) que inclui um timer de unidade de superfície (104), o sistema de profundidade ainda incluindo um timer de cabeça (106) dentro do sistema de operação autônomo (58), o sistema de profundidade ainda incluindo um sensor de profundidade configurado para medir o movimento da unidade de abaixamento associada que facilita o abaixamento da unidade de cabeça para dentro do furo de poço associado durante a fase de coleta de dados, o timer de unidade de superfície e o timer de unidade de cabeça sendo capazes de serem sincronizados para permitir a correlação do pelo menos um conjunto de dados de teste coletados durante a fase de coleta de dados para uma profundidade correspondente da unidade de cabeça.
9. Sistema de inspeção de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o sistema de profundidade ainda incluir pelo menos dois sensores de pressão (110), os pelo menos dois sensores de pressão incluindo um primeiro sensor de pressão (110a) e um segundo sensor de pressão (110b), o primeiro sensor de pressão estando espaçado axialmente acima do segundo sensor de pressão em relação ao eixo geométrico de cabeça (34) por um espaçamento de sensor de pressão (112).
10. Sistema de inspeção de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o sistema incluir um sistema de profundidade (89) para medir uma profundidade do arranjo de sensores (59) dentro do furo de poço associado, o sistema de profundidade incluindo pelo menos dois sensores de pressão (110), os pelo menos dois sensores de pressão incluindo um primeiro sensor de pressão (110a) e um segundo sensor de pressão (110b), o primeiro sensor de pressão estando espaçado axialmente acima do segundo sensor de pressão em relação ao eixo geométrico de cabeça (34) por um espaçamento de sensor de pressão (112).
11. Sistema de inspeção de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por o sistema de profundidade (89) ainda incluir pelo menos um de um acelerômetro, um altímetro e um codificador rotativo.
12. Sistema de inspeção de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a unidade de cabeça (30) incluir um sistema de controle (90) que inclui pelo menos um de um acelerômetro (120), um altímetro (91), um sensor de pressão (110) e um codificador rotativo (92), o sistema de controle monitorando pelo menos uma de uma profundidade de cabeça e uma verticalidade de cabeça da unidade de cabeça.
13. Sistema de inspeção de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a pluralidade de sensores (70) voltados radialmente para fora de um eixo geométrico de cabeça (34) incluir pelo menos uma de uma pluralidade de sensores ultrassônicos, uma pluralidade de sensores de laser, uma pluralidade de sensores óticos, uma pluralidade de transdutores sonares, uma pluralidade de transdutores RF e uma pluralidade de transdutores óticos.
14. Sistema de inspeção de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a pluralidade de sensores voltados radialmente para fora de um eixo geométrico de cabeça incluir um primeiro conjunto de sensores (70h) e um segundo conjunto de sensores (71h), o primeiro conjunto de sensores incluindo pelo menos um de sensores sonares, sensores ultrassônicos, sensores de laser e sensores óticos.
15. Sistema de inspeção de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o pelo menos um arranjo de sensores de calibração (79) incluir pelo menos um de um sensor de densidade (80) para medir a densidade de fluido de furo de poço associado e um sensor de pressão para medir a pressão do fluido de furo de poço associado.
16. Sistema de inspeção de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por o sensor de densidade (80) incluir um transmissor (80) e um receptor (81), o receptor estando espaçado do transmissor por um espaçamento de sensor de densidade conhecido.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B06U | Preliminary requirement: requests with searches performed by other patent offices: procedure suspended [chapter 6.21 patent gazette] | ||
| B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
| B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |
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