BR112018071400B1

BR112018071400B1 - Sistema de sensores de fundo de poço distribuídos para um poço, e, métodos para implantar um sistema de sensores distribuídos furo abaixo em um poço e para operar um sistema de sensores distribuídos

Info

Publication number: BR112018071400B1
Application number: BR112018071400-3A
Authority: BR
Inventors: Matthew Scogin; James Flygare; Colin McKay; Aswin Balasubramanian
Original assignee: Halliburton Energy Services, Inc
Priority date: 2016-04-28
Filing date: 2016-04-28
Publication date: 2023-01-17
Also published as: AR108343A1; AU2016405318B2; NL1042671B1; FR3050755A1; GB201814743D0; SG11201807819YA; GB2563772A; MX2018012709A; US20180266236A1; NL1042322A; NO20181254A1; BR112018071400A2; US11180983B2; NL1042322B1; CA3019318C; AU2016405318A1; NL1042671A; GB2563772B; CA3019318A1; WO2017188964A1

Abstract

Um sistema de sensor de fundo de poço distribuído para um poço inclui uma matriz de sensores compreendendo. A matriz de sensores inclui uma pluralidade de sensores e segmentos de cabo. Cada sensor está associado a um endereço digital único e localizável furo abaixo para capturar dados de sensor simultaneamente e enviar os dados de sensor capturados simultaneamente sob uma primeira condição de controle e um único sensor da pluralidade de sensores é configurado para capturar dados de sensor independentemente e enviar os dados de sensor capturados independentemente sob uma segunda condição de controle. Os segmentos de cabo acoplam os sensores em uma linha ou uma matriz para distribuir energia aos sensores e fornecer um canal de comunicação para os e dos sensores.

Description

FUNDAMENTOS

[001] Esta seção se destina a apresentar o leitor a vários aspectos da técnica que podem estar relacionados a vários aspectos das modalidades atualmente descritas. Acredita-se que esta discussão seja útil para fornecer ao leitor informação fundamental para facilitar uma melhor compreensão dos vários aspectos das modalidades descritas. Por conseguinte, deve ser entendido que estas declarações serão lidas sob esta luz, e não como admissões de estado da técnica.

[002] Poços de petróleo e gás são tipicamente instrumentados com vários sensores furo abaixo para medir várias condições do ambiente de fundo de poço e/ou parâmetros de poço, tal como temperatura, pressão, vibração, falha de cabo, posição e orientação, fluxo, densidade, entre outros. Como os poços podem ser muito profundos, tal como 3.000 a 10.000 pés ou mais, as condições podem ser diferentes em diferentes profundidades do poço. Assim, a fim de recolher dados sobre condições ao longo da profundidade do poço, os sensores precisam ser colocados em diferentes profundidades em todo o poço. No entanto, o ambiente de fundo de poço e sua falta de fácil acessibilidade apresentam muitos desafios para instrumentar o poço.

[003] Adicionalmente, instrumentar o poço com sensores pode adicionar tempo adicional ao processo de completação de poço, aumentando o custo.

[004] O documento US 2005/0194182 A1 revela um método e aparelho para controlar equipamentos de perfuração de poços de petróleo. Um ou mais sensores são distribuídos no equipamento de perfuração de poços de petróleo. Cada sensor produz um sinal. Um processador de superfície acoplado a um ou mais sensores por meio de um meio de comunicação de alta velocidade recebe os sinais de um ou mais sensores por meio do meio de comunicação de alta velocidade. O processador de superfície está situado na superfície da Terra ou próximo a ela. O processador de superfície inclui um programa para processar os sinais recebidos e produzir um ou mais sinais de controle. O sistema inclui um ou mais elementos controláveis distribuídos no equipamento de perfuração de poços de petróleo. Os um ou mais elementos controláveis respondem a um ou mais sinais de controle.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[005] Para uma descrição detalhada das modalidades da invenção, será agora feita referência aos desenhos anexos nos quais:

[006] FIG. 1 é uma vista esquemática ilustrando um poço de produção instrumentado com uma linha de sensor de múltiplos pontos de acordo com algumas modalidades;

[007] FIG. 2 é uma vista esquemática ilustrando uma tubulação de produção com uma linha de sensor de múltiplos pontos fixada à mesma de acordo com algumas modalidades;

[008] FIG. 3 é uma vista detalhada ilustrando a linha de sensor da linha de sensor de múltiplos pontos de acordo com algumas modalidades;

[009] FIG. 4 é uma vista interna ilustrando um sensor da linha de sensor de múltiplos pontos de acordo com algumas modalidades; e

[0010] FIG. 5 é uma vista esquemática ilustrando a implementação da linha de sensor de múltiplos pontos de acordo com algumas modalidades.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0011] Com referência agora às figuras, a FIG. 1 ilustra um sistema de poço de produção de exemplo 100. O sistema de poço 100 inclui um poço 102 formado dentro de uma formação 104. O poço 102 pode ser um furo de poço vertical como ilustrado ou ele pode ser um poço horizontal ou direcional. A formação 104 pode ser composta de várias zonas que podem incluir reservatórios de óleo. Em certas modalidades de exemplo, o sistema de poço 100 pode incluir uma árvore de produção 108 e uma cabeça de poço 109 localizada numa locação de poço 106. Uma tubulação de produção 112 se estende da cabeça de poço 109 para o poço 102. A tubulação de produção 112 inclui uma pluralidade de canhoneios 126 através dos quais fluidos da formação 104 podem entrar na tubulação de produção 112 e fluir para cima para a árvore de produção 108.

[0012] Em algumas modalidades, o furo de poço 102 é revestido com um ou mais segmentos de revestimento 130. Os segmentos de revestimento 130 ajudam a manter a estrutura do poço 102 e impedem que o poço 102 entre em colapso sobre si mesmo. Em algumas modalidades, uma porção do poço não é revestida e pode ser referida como “furo aberto”. O espaço entre a tubulação de produção 112 e o revestimento 130 ou o furo de poço 102 é um anular 110. Fluidos de produção entram no anular 110 a partir da formação 104 e, então, entram na tubulação de produção 112 a partir do anular 110. O fluido de produção entra na árvore de produção 108 a partir da tubulaçã de produção 112. O fluido de produção é, então, distribuído para várias instalações de superfície para processamento através de uma tubulação de superfície 114.

[0013] Deve ser apreciado que o sistema de poço 100 é apenas um sistema de poço de exemplo e existem muitas outras configurações de sistema de poço que também podem ser apropriadas para uso.

[0014] Uma linha de sensor de múltiplos pontos 144 é disposta furo abaixo no furo de poço 102. Em algumas modalidades, a linha de sensor 144 está disposta no lado de fora da tubulação de produção 112 ao longo de pelo menos uma porção do comprimento da tubulação de produção 112. Em algumas modalidades, a linha de sensor 144 é acoplada à tubulação de produção 112 com uma pluralidade de grampos 136 em intervalos ao longo da linha de sensor 144. A linha de sensor 144 inclui um cabo 132 com uma pluralidade de sensores. Os sensores 134 são configurados para fazer medições de uma ou mais condições de fundo de poço, tal como temperatura, pressão, umidade, vibração, posição e orientação no poço e semelhantes. Por conseguinte, os sensores 134 podem ser um sensor de temperatura, um sensor de pressão, um sensor de umidade, um acelerômetro e semelhantes. Em algumas modalidades, os sensores 134 podem ser todos sensores de temperatura, todos os sensores de pressão ou todos os outros tipos de sensores. Em outras modalidades, a linha de sensor 144 inclui uma mistura de diferentes tipos de sensores. A linha de sensor 144 pode ser acoplada a um sistema de controle acima da superfície 150 que fornece energia aos sensores 134 e recebe os dados dos sensores 134. A linha de sensor 144 pode atingir uma extremidade inferior 138 da tubulação de produção 112 ou qualquer ponto entre a extremidade superior 140 e a extremidade inferior 138. Em algumas modalidades, os sensores 134 são distribuídos ao longo do comprimento da tubulação de produção 112, de modo que um sensor 134 esteja furo acima de outro. Assim, os sensores 134 podem fazer medições em várias profundidades do poço 102.

[0015] A FIG. 2 é uma vista detalhada da tubulação de produção 112 com a linha de sensor 144 acoplada à mesma. A linha de sensor 144 é acoplada contra a superfície externa da tubulação de produção 112 com grampos 136 ou outros dispositivos de retenção. Em algumas modalidades, a tubulação de produção 112 é constituída por uma pluralidade de segmentos de tubo acoplados juntos nas extremidades 202. A linha de sensor 144 se estende através das extremidades unidas 202 e é acoplada por um grampo de extremidade 206 que se prolonga através das extremidades unidas 202 dos segmentos de tubo. Em algumas implementações, a tubulação de produção 112 pode ser instrumentada com mais de uma linha de sensor 144 ou uma rede de sensores.

[0016] A FIG. 3 ilustra a linha de sensor 144 por si só. A linha de sensor 144 inclui uma pluralidade de segmentos de cabo 132a, 132b, 132c, 132d e uma pluralidade de sensores 134a, 134b, 134c. Em algumas modalidades, os segmentos de cabo 132 e os sensores 134 são acoplados de forma linear e alternada. Os sensores 134 podem ser soldados aos segmentos de cabo 132. O cabo 132 pode ser cabo encapsulado de tubulação ou qualquer outro tipo de cabo isolado adequado para esta aplicação, como será conhecido por um versado na técnica. O número e a distância entre os sensores 134a, 134b, 134c podem variar dependendo da aplicação e da resolução desejada dos dados de poço. A linha de sensor 144 pode ter qualquer comprimento total apropriado, tal como 3. 000 pés, 10. 000 pés, etc., dependendo da aplicação e do poço 102. Em algumas modalidades, as conexões entre os sensores 134a, 134b, 134c e os segmentos de cabo 132a, 132b, 132c, 132d podem ser encerradas ou enroladas com tubulação retrátil ou outros meios de reforço de mecanismo.

[0017] A FIG. 4 é uma vista interna de um sensor 134 da linha de sensor 144. O sensor 134 inclui um alojamento 401 incluindo uma primeira extremidade 404a e uma segunda extremidade 404b. Em algumas modalidades, o alojamento 401 é constituído por uma primeira porção de alojamento 403a e uma segunda porção de alojamento 403b acopladas juntas por um parafuso 418. O alojamento 401 contém os componentes de sensor e eletrônicos que habilitam as funções do sensor 134. O alojamento 401 da modalidade ilustrada tem uma forma tubular, mas em outras modalidades o alojamento 401 pode ter outras formas contendo um orifício no qual componentes de sensor podem ser dispostos. O alojamento 401 pode ser fabricado de metais ou ligas metálicas, ou de qualquer outro material adequado, como será conhecido por um versado na técnica. Em algumas modalidades, o alojamento 401 pode ser projetado para suportar certa pressão, tal como 30. 000 psi. O alojamento 401 tem classificação de pressão mais alta ou mais baixa que 30. 000 psi.

[0018] O sensor 134 é acoplado a um primeiro segmento de cabo 132a na primeira extremidade 404a e ao segundo segmento de cabo 132b na segunda extremidade 404b. Cada um do primeiro e do segundo segmentos de cabo 132a, 132b inclui um condutor 402a, 402b. O condutor 402a, 402b pode ser um condutor de cobre ou qualquer outro tipo de condutor adequado. Os segmentos de cabo 132a, 132b podem também ter um material de enchimento disposto nos mesmos que centraliza os condutores 402a, 402b. Em algumas modalidades, a primeira extremidade 404a do alojamento de sensor 401 é acoplada ao primeiro segmento de cabo 132. Especificamente, a primeira extremidade 404a do alojamento de sensor 401 pode ser soldada, brazada ou de outro modo acoplada mecanicamente ao primeiro segmento de cabo 132. A segunda extremidade 404b do alojamento de sensor 401 pode ser igualmente acoplada ao segundo segmento de cabo 132b. Quando o sensor 134 é acoplado aos segmentos de cabo 132, os condutores 402 dos segmentos de cabo 132 podem se estender parcialmente para o alojamento de sensor 401. Em algumas modalidades, em vez de ou além de soldar o sensor 134 aos condutores 402, os sensores 134 podem ser acoplados aos condutores 402 através de vedações de metal a metal ou vedações elastoméricas.

[0019] Em algumas modalidades, o sensor 134 inclui um caminho condutivo 406 que está disposto no mesmo. O caminho condutivo 406 está eletricamente acoplado ao condutor 402a do primeiro segmento de cabo 132a numa extremidade e ao condutor 402b do segundo segmento de cabo 132 na outra extremidade. Assim, o condutor 402a do primeiro segmento de cabo 132a é acoplado eletricamente ao condutor 402b do segundo segmento de cabo 132b. O caminho condutivo 406 pode ser um fio enrolado, soldado, ondulado e/ou encapsulado nos condutores 402 nas extremidades. Em outras modalidades, o caminho condutivo 406 pode ser implementado como um traço numa placa de circuito ou como um pedaço de material condutivo. Ao qual os condutores 402 estão soldados ou de outro modo eletricamente acoplados. Em algumas modalidades, pode haver adicionalmente uma vedação de pressão disposta entre os segmentos de cabo 132 e as extremidades 404 do alojamento de sensor 401. A vedação de pressão fornece uma barreira, impedindo que fluidos de furo de poço entrem no sensor 134 e nos segmentos de cabo 132.

[0020] Na modalidade ilustrada na FIG. 4, o sensor 134 é um sensor de temperatura que inclui um ou mais circuitos integrados específicos da aplicação (ASIC). Os ASICs podem ser alojados em um módulo de múltiplos chips (MCM) 408. O sensor 134 pode ainda incluir um cristal de referência 410 e um cristal de temperatura 412. Os cristais 410, 412 podem ser cristais de quartzo. O MCM 408 pode incluir múltiplos ASICs ou circuitos integrados conectados em um único substrato. O MCM 408 também pode ser hermeticamente vedado e usar um substrato de cerâmica. O MCM 408 permite telemetria e conversões de energia para o sensor 134. O ASIC 408 é acoplado eletricamente ao condutor interno 406 e extrai energia do mesmo, alimentando o ASIC 408 e outros componentes elétricos do sensor 134.

[0021] O ASIC 408 é acoplado ao cristal de referência 410 e ao cristal de temperatura 412. O ASIC 408 calibra e aciona os cristais 410, 412, bem como detecta sua frequência de oscilação. O ASIC 408 pode realizar algum processamento na frequência medida para gerar um dado de temperatura que pode ser enviado furo acima para o sistema de controle 150 através do cabo 132. Em algumas modalidades, cada sensor 134 na linha de sensor 144 pode ter um endereço único. Em certas dessas modalidades, o sistema de controle 150 pode enviar uma solicitação para um dos sensores 134 solicitando uma saída de dados. A solicitação contém o endereço do sensor solicitado 134 e apenas o sensor solicitado 134 responde com os dados. Assim, o sistema de controle 150 é capaz de mapear os dados recebidos para o sensor de envio 134. O sistema de controle 150 pode pesquisar sucessivamente todos os sensores desta maneira. Em algumas modalidades, os sensores 134 são configurados para enviar dados para o sistema de controle 150 através do cabo 132 automaticamente sem receber uma solicitação específica do sistema de controle 150. Em tais modalidades, cada sensor 134 pode codificar seu endereço ou identificador único nos dados. Assim, quando o sistema de controle 150 recebe os dados de todos os sensores 134, ele pode analisar e/ou mapear cada pacote de dados individual para o sensor de envio 134. O ASIC 408 pode realizar processamento de sinal analógico assim como digital. Em algumas modalidades, um chassi para o ASIC 408 é integrado ao alojamento 401. Em alguns casos, todos os sensores 134 podem ser configurados para fazer medições de dados na mesma instância de tempo usando um esquema de sincronização. Isto pode ser seguido pelos dados sendo automaticamente enviados ou pelos sensores 134 sendo endereçados individualmente para recuperação de dados.

[0022] O ASICs ou MCM 408 é um meio de exemplo para realizar o processamento e outras funções eletrônicas do sensor 134. No entanto, outros tipos e combinações de componentes eletrônicos e projetos de circuitos podem ser usados para realizar funções similares. Assim, o uso de ASICs é um exemplo de habilitação e não uma limitação da presente divulgação.

[0023] Em algumas modalidades, o caminho condutivo 406 acoplando eletricamente o primeiro e o segundo segmentos de cabo 132a, 132b não depende da funcionalidade do ASIC 408 ou de qualquer outro componente eletrônico no sensor 134. Se o circuito do sensor 134 falhar e o sensor 134 não retornar dados, desde que o caminho condutivo 406 não esteja impedido, energia pode ser distribuída através do sensor e para os outros sensores 134 na linha de sensores 144. Em outras palavras, os eletrônicos do sensor 134 extraem energia do caminho condutivo 406 de uma maneira paralela em vez de uma maneira em série. Assim, os sensores restantes 134 na linha de sensores podem permanecer funcionais se um sensor 134 na linha de sensores falhar. Em algumas modalidades, os sensores 134 incluem um mecanismo de alívio de deformação temporário ou permanente na parte superior e inferior de cada sensor 134 para proteger a linha de sensores 144, particularmente durante a implantação e a recuperação da linha de sensores 144.

[0024] A linha de sensores 144 é substancialmente fabricada antes da implantação no fundo de poço. Em algumas modalidades, a linha de sensores 144 pode ser enrolada em torno de um carretel, em que ela é estivada até ser acoplada à tubulação de produção 112 e implantada no fundo de poço. A FIG. 5 é uma vista esquemática de uma operação de passagem no furo (RIH) na qual uma linha de sensores de múltiplos pontos 144 está sendo implementada. Uma operação RIH é realizada para assentar uma tubulação de produção 112 no poço 102, através da qual fluidos de produção são trazidos furo acima do poço e distribuídos para instalações de superfície. A operação RIH geralmente é realizada após o poço ser perfurado e revestido. A tubulação de produção 112 é geralmente constituída por uma pluralidade de segmentos de tubo acoplados juntos para formar a tubulação de produção 112. Durante a operação RIH, um segmento de tubo é baixado parcialmente no poço e suspenso em uma extremidade na superfície. Outro segmento de tubo é elevado acima do primeiro segmento de tubo a partir de uma sonda 504 e acoplado ao primeiro segmento de tubo, formando uma coluna de tubos. A coluna de tubos é, então, baixada adicionalmente para o poço 102. Segmentos de tubo adicionais são adicionados à coluna de tubos desta maneira até que a profundidade desejada seja alcançada.

[0025] A linha de sensores pré-fabricada 144 é acoplada à tubulação de produção 112 quando a tubulação de produção 112 está sendo colocada junta e baixada no poço 102. Especificamente, em algumas modalidades, a linha de sensores 144 é acoplada à coluna de tubos em um ou mais pontos acima do solo. Quando a coluna de tubulação é baixada, a linha de sensores 144 é também baixada para o poço. Em algumas modalidades, a linha de sensores 144 é desenrolada de um carretel 502 quando ela é baixada furo abaixo. A linha de sensores 144 é continuamente desenrolada e acoplada à coluna de tubo e baixada no fundo de poço. Em algumas modalidades, a linha de sensores 144 é acoplada à tubulação de produção 112 através de grampos ou outros meios de acoplamento. A linha de sensores 144 pode ser presa à tubulação produção 112 em diversos intervalos, tal como 30 pés. Em algumas modalidades, a linha de sensores 144 também pode ser unida a juntas compartilhadas, além da tubulação de produção 112.

[0026] Uma vez que a tubulação de produção 112 é instalada no poço, a linha de sensores 144 é acoplada a um sistema de controle acima do solo 150. A linha de sensores 144 pode, então, ser alimentada e operada. Como a linha de sensor 144 é pré-fabricada antes da implantação no fundo de poço, o processo de implantação da linha de sensores 144 (por exemplo, acoplamento da linha de sensores 144 à tubulação de produção 112) não adiciona tempo significativo à operação RIH.

[0027] Em adição às modalidades descritas acima, muitos exemplos de combinações específicas estão dentro do escopo da divulgação, alguns dos quais são detalhados abaixo.

[0028] Exemplo 1: Um sistema de sensores de fundo de poço distribuídos para um poço, compreendendo: uma matriz de sensores compreendendo: uma pluralidade de sensores, em que cada sensor está associado a um endereço digital único e localizável furo abaixo para capturar dados de sensor simultaneamente e enviar os dados de sensor capturados simultaneamente sob uma primeira condição de controle, e em que um único sensor da pluralidade de sensores é configurado para capturar dados de sensor independentemente e enviar os dados de sensor capturados independentemente sob uma segunda condição de controle; e segmentos de cabo acoplando os sensores em uma linha ou uma matriz para distribuir energia aos sensores e fornecer um canal de comunicação aos sensores e dos sensores.

[0029] Exemplo 2: O sistema do exemplo 1 compreende ainda um dispositivo de controle acoplado à matriz de sensores para alimentar os sensores e receber dados dos sensores.

[0030] Exemplo 3: O sistema do exemplo 1, em que uma falha de um dos sensores não afeta a funcionalidade de qualquer outro sensor.

[0031] Exemplo 4: O sistema do exemplo 1, em que os sensores são configurados para extraírem energia dos segmentos de cabo de uma maneira eletricamente paralela.

[0032] Exemplo 5: O sistema do exemplo 4, em que cada sensor compreende um condutor para acoplar eletricamente o sensor aos segmentos de cabo.

[0033] Exemplo 6: O sistema do exemplo 1, em que a pluralidade de sensores compreende sensores de temperatura, sensores de pressão, ou ambos.

[0034] Exemplo 7: O sistema do exemplo 1 ou exemplo 6, em que a pluralidade de sensores compreende um ou mais sensores à base de quartzo.

[0035] Exemplo 8: O sistema do exemplo 1, em que a primeira condição de controle compreende uma solicitação de dados de sensor capturados simultaneamente dos sensores e em que a segunda condição de controle compreende uma solicitação de dados de sensor a partir de um único sensor.

[0036] Exemplo 9: O sistema do exemplo 1, em que os sensores compreendem mecanismos de alívio de deformação.

[0037] Exemplo 10: Um método para implantar um sistema de sensores distribuídos furo abaixo em um poço, compreendendo: proporcionar uma matriz de sensores pré-fabricados, a matriz de sensores pré-fabricados compreendendo uma pluralidade de sensores acoplados juntos através de segmentos de cabo; acoplar a linha de sensores pré-fabricados a uma tubulação de produção; baixar a tubulação de produção no poço; e baixar a tubulação de produção adicionalmente no poço, em que a segunda porção da linha de sensores pré-fabricados está furo acima da primeira porção da linha de sensores pré-fabricados.

[0038] Exemplo 11: O método do exemplo 10, que compreende ainda: acoplar a linha de sensores pré-fabricados a um sistema de controle; e fornecer energia para a pluralidade de sensores do sistema de controle.

[0039] Exemplo 12: O método do exemplo 10, em que a falha de um sensor da pluralidade de sensores não afeta a funcionalidade de qualquer outro sensor na pluralidade de sensores.

[0040] Exemplo 13: O método do exemplo 10, em que a pluralidade de sensores compreende um sensor de temperatura, um sensor de pressão, ou ambos.

[0041] Exemplo 14: O método do exemplo 10 ou exemplo 13, em que a pluralidade de sensores compreende um ou mais sensores à base de quartzo.

[0042] Exemplo 15: Um método para operar um sistema de sensores distribuídos, compreendendo: simultaneamente capturar dados de sensor com uma pluralidade de sensores numa matriz de sensores sob uma primeira condição de controle, em que a pluralidade de sensores estão dispostos em várias profundidades furo abaixo e acoplados juntos através de segmentos de cabo; transmitir os dados de sensor capturados simultaneamente furo acima através dos segmentos de cabo sob a primeira condição de controle; capturar de forma independente dados de sensor com um único sensor na matriz de sensores sob uma segunda condição de controle; e transmitir os dados de sensor capturados de forma independente furo acima através dos segmentos de cabo sob a segunda condição de controle.

[0043] Exemplo 16: O método do exemplo 15, em que cada sensor está associado a um endereço digital único.

[0044] Exemplo 17: O método do exemplo 16, em que a primeira condição de controle compreende receber uma solicitação de dados de sensor simultâneos da pluralidade de sensores; e em que a segunda condição de controle compreende receber uma solicitação de dados de um sensor independente a partir do sensor único.

[0045] Exemplo 18: O método do exemplo 16, em que os dados de sensor compreendem dados de temperatura, dados de pressão, ou ambos.

[0046] Exemplo 19: O método do exemplo 16, em que a primeira condição de controle compreende instruções pré-programadas para enviar dados de sensor simultâneos da pluralidade de sensores; e em que a segunda condição de controle compreende instruções pré-programadas para enviar dados de um sensor independente a partir do sensor único.

[0047] Exemplo 20: O método do exemplo 17, em que a pluralidade de sensores inclui um ou mais sensores à base de quartzo.

[0048] Esta discussão é dirigida a várias modalidades da invenção. As figuras dos desenhos não estão necessariamente em escala. Determinadas características das modalidades podem ser mostradas exageradas em escala ou de forma um tanto esquemática e alguns detalhes de elementos convencionais podem não ser mostrados no interesse de clareza e concisão. Embora uma ou mais dessas modalidades possam ser preferenciais, as modalidades apresentadas não devem ser interpretadas ou de outro modo usadas como limitando o escopo da divulgação, incluindo as reivindicações. Será plenamente reconhecido que os diferentes ensinamentos das modalidades discutidas podem ser empregados separadamente ou em qualquer combinação adequada para produzir resultados desejados. Além disso, um versado na técnica entenderá que a descrição tem ampla aplicação e a discussão de qualquer modalidade se destina apenas a ser exemplar dessa modalidade e não se destina a sugerir que o escopo da divulgação, incluindo as reivindicações, é limitado a essa modalidade.

[0049] Certos termos são usados ao longo da descrição e das reivindicações para se referir a características ou componentes particulares. Como será apreciado por um versado na técnica, diferentes pessoas podem se referir à mesma característica ou componente por nomes diferentes. Este documento não pretende distinguir entre componentes ou características que diferem em nome, mas não em função, a menos que especificamente declarado. Na discussão e nas reivindicações, os termos “incluindo” e “compreendendo” são usados de forma aberta e, assim, devem ser interpretados como significando “incluindo, mas não limitado a ...”. Além disso, o termo “acoplar” ou “acopla” se destina a significar ou uma conexão direta ou uma indireta. Além disso, os termos “axial” e “axialmente” geralmente significam ao longo de ou paralelo a um eixo central (por exemplo, eixo central de um corpo ou um orifício), enquanto os termos “radial” e “radialmente” geralmente significam perpendicular ao eixo central. O uso de “superior”, “inferior”, “acima”, “abaixo” e variações destes termos é feito por conveniência, mas não exige qualquer orientação específica dos componentes.

[0050] A referência ao longo deste relatório descritivo a “uma modalidade”, “a modalidade” ou linguagem semelhante significa que um recurso, estrutura ou característica particular descrita em relação à modalidade pode estar incluída em pelo menos uma modalidade da presente divulgação. Assim, o aparecimento das frases “na modalidade”, “em uma modalidade” e linguagem semelhante ao longo deste relatório descritivo pode se referir, mas não necessariamente se refere, à mesma modalidade.

[0051] Embora a presente invenção tenha sido descrita em relação a detalhes específicos, não significa que tais detalhes devem ser considerados como limitações sobre o escopo da invenção, exceto na medida em que eles sejam incluídos nas reivindicações em anexo.

Claims

1. Sistema de sensores de fundo de poço distribuídos para um poço, caracterizado pelo fato de que compreende: uma matriz de sensores compreendendo: uma pluralidade de sensores (134), em que cada sensor (134) está associado a um endereço digital único e localizável furo abaixo para capturar dados de sensor simultaneamente e enviar os dados de sensor capturados simultaneamente sob uma primeira condição de controle, e em que um único sensor (134) da pluralidade de sensores (134) é configurado para capturar dados de sensor independentemente e enviar os dados de sensor capturados independentemente sob uma segunda condição de controle; e, segmentos de cabo (132a-132d) acoplando os sensores (134) em uma linha ou uma matriz para distribuir energia aos sensores (134) e fornecer um canal de comunicação aos sensores e a partir dos sensores (134); em que a pluralidade de sensores (134) compreende um ou mais sensores à base de quartzo.

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um dispositivo de controle (150) acoplado à matriz de sensores para alimentar os sensores (134) e receber dados dos sensores (134).

3. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma falha de um dos sensores (134) não afeta a funcionalidade de qualquer outro sensor (134).

4. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os sensores (134) são configurados para extraírem energia dos segmentos de cabo (132a-132d) de uma maneira eletricamente paralela.

5. Sistema de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que cada sensor (134) compreende um condutor para eletricamente acoplar o sensor (134) aos segmentos de cabo (132a-132d).

6. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de sensores (134) compreende sensores de temperatura, sensores de pressão, ou ambos.

7. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira condição de controle compreende uma solicitação de dados de sensor capturados simultaneamente dos sensores (134), e em que a segunda condição de controle compreende uma solicitação de dados de sensor a partir de um único sensor (134).

8. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os sensores (134) compreendem mecanismos de alívio de deformação.

9. Método para implantar um sistema de sensores distribuídos conforme definido na reivindicação 1 furo abaixo em um poço, caracterizado pelo fato de que compreende: proporcionar uma matriz de sensores pré-fabricados, a matriz de sensores pré-fabricados compreendendo uma pluralidade de sensores (134) acoplados juntos através de segmentos de cabo (132a-132d); acoplar a linha de sensores pré-fabricados a uma tubulação de produção (112); baixar a tubulação de produção (112) no poço (102); e baixar a tubulação de produção (112) adicionalmente no poço (102), em que a segunda porção da linha de sensores pré-fabricados está furo acima da primeira porção da linha de sensores pré-fabricados; em que a pluralidade de sensores (134) compreende um ou mais sensores à base de quartzo.

10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: acoplar a linha de sensores pré-fabricados a um sistema de controle (150); e, fornecer energia para a pluralidade de sensores (134) a partir do sistema de controle (150).

11. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a falha de um sensor da pluralidade de sensores (134) não afeta a funcionalidade de qualquer outro sensor (134) na pluralidade de sensores (134).

12. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de sensores (134) compreende um sensor de temperatura, um sensor de pressão, ou ambos.

13. Método para operar um sistema de sensores distribuídos, caracterizado pelo fato de que compreende: simultaneamente capturar dados de sensor com uma pluralidade de sensores (134) em uma matriz de sensores sob uma primeira condição de controle, em que a pluralidade de sensores (134) estão dispostos em várias profundidades furo abaixo e acoplados juntos através de segmentos de cabo (132a-132d); transmitir os dados de sensor capturados simultaneamente furo acima através dos segmentos de cabo (132a-132d) sob a primeira condição de controle; capturar de forma independente dados de sensor com um único sensor (134) na matriz de sensores sob uma segunda condição de controle; e transmitir os dados de sensor capturados de forma independente furo acima através dos segmentos de cabo (132a-132d) sob a segunda condição de controle; em que a dita pluralidade de sensores (134) inclui um ou mais sensores à base de quartzo.

14. Método de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que cada sensor (134) está associado a um endereço digital único.

15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a primeira condição de controle compreende receber uma solicitação de dados de sensor simultâneos da pluralidade de sensores (134); e em que a segunda condição de controle compreende receber uma solicitação de dados de um sensor independente a partir do sensor único (134).

16. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que os dados de sensor compreendem dados de temperatura, dados de pressão, ou ambos.

17. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a primeira condição de controle compreende instruções pré- programadas para enviar dados de sensor simultâneos a partir da pluralidade de sensores (134); e em que a segunda condição de controle compreende instruções pré-programadas para enviar dados de um sensor independente a partir do sensor único (134).