BR112018073319B1

BR112018073319B1 - Dispositivo de controle de energia e método para controlar alimentação de energia para um primeiro componente de fundo de poço

Info

Publication number: BR112018073319B1
Application number: BR112018073319-9A
Authority: BR
Inventors: Andre Koenecke; Matthias Gatzen; Wido Kunde; Ole-Hendrik Ohlendorf; Frank Wiese; Michael Szczepanski
Original assignee: Baker Hughes, A Ge Company, Llc
Priority date: 2016-05-12
Filing date: 2017-05-08
Publication date: 2023-01-17
Also published as: WO2017196716A1; EP3458677A1; US10424916B2; EP3458677B1; SA518400415B1; CN109312611B; US20170331280A1; EP3458677A4; BR112018073319A2; CN109312611A

Abstract

Um dispositivo de controle de energia inclui um dispositivo de comunicação configurado para ser disposto em um poço e configurado para acoplar energia elétrica de uma fonte de energia a um componente de fundo de poço de um condutor disposto ao longo de uma coluna de poço, um sistema de disjuntor incluindo um primeiro disjuntor disposto em uma conexão entre o condutor e o componente de fundo de poço e configurado para ser fechado para conectar o componente de fundo de poço ao condutor e um controlador configurado para monitorar pelo menos um de um nível de corrente e um nível de voltagem na conexão e no condutor. O controlador é configurado para controlar o sistema de disjuntor e executar autonomamente a abertura do primeiro disjuntor em resposta à detecção de um desvio no pelo menos um dos níveis de corrente e níveis de voltagem na conexão, para isolar o componente de fundo de poço do condutor e da fonte de energia.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este pedido reivindica o benefício do Pedido US 15/152999, depositado em 12 de maio de 2016, que é incorporado ao presente por referência em sua totalidade.

FUNDO

[002] Exploração e produção de hidrocarbonetos requerem uma série de atividades diversas de vários campos da engenharia a serem executadas em um poço penetrando uma formação de terra. Tipicamente, a exploração envolve levantar e executar medições conhecidas como perfilagem usando uma ferramenta de levantamento ou perfila- gem. A produção geralmente envolve atividades tais como perfuração, instalação de instalações permanentes, canhoneio de revestimento, fraturamento hidráulico, avaliação de formação, levantamentos de integridade de poço, estimulação de poço, perfilagem de produção, bombeamento de pressão e avaliação de cimento. Algumas das diferentes ferramentas usadas em várias operações requerem fornecimento de energia elétrica, a qual pode ser fornecida a partir de uma localização de superfície (por exemplo, através de um condutor disposto em um cabo de aço ou em uma coluna de poço) ou em um local de fundo de poço (por exemplo, através de um gerador ou bateria disposta no fundo de poço).

SUMÁRIO

[003] Uma modalidade de um dispositivo de controle de energia para controlar fonte de energia para um componente de fundo de poço inclui um dispositivo de comunicação configurado para ser disposto em um poço em uma formação de terra e configurado para acoplar ener gia elétrica de uma fonte de energia a um componente de fundo de poço de um condutor disposto ao longo de uma coluna de poço, um sistema de disjuntor incluindo um primeiro disjuntor disposto em uma conexão entre o condutor e o componente de fundo de poço e configurado para ser fechado para conectar o componente de fundo de poço ao condutor e um controlador configurado para ser disposto no poço, o controlador configurado para monitorar pelo menos um de um nível de corrente e um nível de tensão na conexão. O controlador é configurado para controlar o sistema de disjuntor e executar autonomamente a abertura do primeiro disjuntor em resposta à detecção de um desvio no pelo menos um dos níveis de corrente e níveis de tensão na conexão, para isolar o componente de fundo de poço do condutor e da fonte de energia.

[004] Uma modalidade de um método para controlar fonte de energia para um componente de fundo de poço inclui dispor um dispositivo de controle de energia em um poço em uma formação de terra, o dispositivo de controle de energia incluindo um dispositivo de comunicação configurado para acoplar energia elétrica a um componente de fundo de poço de um condutor disposto ao longo de uma coluna de poço e conectado a uma fonte de energia, o dispositivo de controle de energia incluindo um sistema de disjuntor e um controlador configurado para controlar o sistema de disjuntor, o sistema de disjuntor incluindo um primeiro disjuntor disposto numa conexão entre o condutor e o componente de fundo de poço e configurado para ser fechado para conectar o componente de fundo de poço ao condutor. O método também inclui receber energia elétrica através do condutor para ativar o dispositivo de comunicação e o controlador, monitorar, pelo dispositivo de controle de energia, pelo menos um de um nível de corrente e um nível de tensão na conexão e abrir o primeiro disjuntor em resposta à detecção de um desvio no pelo menos um dos níveis de corrente e níveis de tensão na conexão, para isolar o componente de fundo de poço do condutor e da fonte de energia.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[005] As descrições a seguir não devem ser consideradas limitan- tes em nenhuma circunstância. Em referência aos desenhos anexos, elementos similares são numerados similarmente:

[006] FIG. 1 ilustra uma vista em seção transversal de uma mo dalidade exemplar de um sistema incluindo uma pluralidade de ferramentas de fundo de poço configuradas para serem dispostas num poço em uma formação de terra;

[007] FIG. 2 representa uma modalidade de um dispositivo e/ou sistema de controle de energia e comunicação conectado a um componente de fundo de poço

[008] FIG. 3 representa uma modalidade de um dispositivo de controlo de energia incluindo um sistema de disjuntor;

[009] FIG. 4 representa um exemplo de um sistema de controle de energia acoplado a uma seção de uma coluna de poço;

[0010] FIG. 5 é um fluxograma representando uma modalidade de um método para inicializar uma ou mais ferramentas de fundo de poço; e

[0011] FIG. 6 é um fluxograma representando uma modalidade de um método para inicializar uma ou mais ferramentas de fundo de poço. DESCRIÇÃO DETALHADA

[0012] Uma descrição detalhada de uma ou mais modalidades do aparelho e método divulgados é apresentada neste documento a título de exemplificação e não limitação com referência às figuras.

[0013] Sistemas, aparelhos e métodos são fornecidos aqui para gerenciar energia elétrica fornecida a componentes de fundo de poço. Uma modalidade de um dispositivo de controle de energia inclui um dispositivo de comunicação para conectar o componente de fundo de poço a um condutor de fundo de poço, tal como um barramento de co luna de poço e um controlador de disjuntor. O controlador de disjuntor é conectado a um sistema de disjuntor que permite ao controlador monitorar e controlar autonomamente a conexão elétrica do componente de fundo de poço aos segmentos de barramento e/ou de controle do barramento. Em uma modalidade, o sistema de disjuntor é um sistema de três disjuntores que inclui um disjuntor de ferramenta disposto em uma conexão entre uma ferramenta ou outro componente e o barra- mento, e um ou mais disjuntores dispostos no barramento para controlar se um segmento do barramento está conectado a outros segmentos e/ou a uma fonte de energia.

[0014] As modalidades aqui descritas podem desempenhar uma série de funções, tal como comunicação para e entre nós/ferramentas individuais, detecção de sequência de ferramentas instaladas ou outros componentes de fundo de poço, detecção e diagnóstico de erro de energia e comunicação, gerenciamento de energia e outros. Por exemplo, o dispositivo de controle de energia pode estabelecer autonomamente as conexões de barramento entre as ferramentas de fundo de poço e suporta a detecção da configuração física de uma coluna de poço. Além disso, o dispositivo de controle de energia pode controlar autonomamente os disjuntores para isolar curtos elétricos e outras falhas. Como descrito aqui, ações autônomas são ações que são executadas por um dispositivo na ausência de uma instrução ou comando de outra entidade. Tais ações autônomas podem ser executadas em resposta a entradas tais como medições de corrente, medições de tensão ou quaisquer outras medições relevantes ou dados adquiridos por sensores controlados pelo dispositivo ou medições ou dados recebidos de outro dispositivo ou sensor separado.

[0015] Numa modalidade, o dispositivo de controle de energia é parte de um sistema de controle de energia que inclui uma pluralidade de dispositivos de controle de energia, cada um conectado a um res- pectivo componente de fundo de poço. O sistema de controle de energia pode controlar a fonte de energia, por exemplo, alocando energia a todo um conjunto de componentes de fundo de poço, por exemplo, uma pluralidade de ferramentas dispostas ao longo de uma coluna de poço e/ou composição de fundo (BHA) ou alocando energia a componentes selecionados. Em uma modalidade, algumas funções do sistema de controle de energia são executadas por um controlador mestre. Um ou mais dos dispositivos de controle de energia podem ser designados como o controlador mestre, e esta designação pode ser mudada conforme desejado. As funções de gerenciamento de energia podem ser controladas pelo controlador mestre, bem como funções de diagnóstico que permitem detecção de falhas elétricas em conexões elétricas e em eletrônicos de componentes.

[0016] FIG. 1 ilustra uma modalidade de um sistema 10 para reali zar operações da indústria de energia, tais como perfuração de um poço 12 numa formação de terra 14, medição e/ou avaliação de formação, produção de hidrocarboneto, completação e/ou estimulação. O sistema 10 inclui um transportador, tal como uma coluna de poço ou uma coluna de ferramentas 16 configurada para implantar um ou mais componentes de fundo de poço no poço 12. A coluna de poço pode ser conectada à superfície através de qualquer transportador adequado, tal como uma coluna de perfuração ou uma coluna de produção. O termo "transportador" como descrito neste documento significa qualquer dispositivo, componente de dispositivo, combinação de dispositivos, meios e/ou elemento que possa ser usado para transmitir, alojar, suportar ou de outra forma facilitar o uso de outro dispositivo, componente de dispositivo, combinação de dispositivos, meio e/ou elemento. Transportadores não limitativos exemplares incluem tubulação espira- lada, colunas de perfuração do tipo de tubo espiralado, do tipo de tubo articulado e qualquer combinação ou porção dos mesmos. Outros exemplos de transportadores incluem cabos de aço, sondas de cabo de aço, sondas de cabo liso, drop shots, subs de fundo de poço, composições de fundo e colunas de perfuração.

[0017] Qualquer número de ferramentas ou componentes de fundo de poço pode ser implantado no poço. Por exemplo, a coluna de ferramenta 16 inclui uma matriz de componentes de fundo de poço, tal como uma ou mais ferramentas de perfilagem 20. Cada ferramenta de perfilagem 20 inclui um dispositivo de detecção 22 configurado para realizar medições de fundo de poço, tal como temperatura, pressão e/ou taxa de fluxo. O dispositivo de detecção pode ser configurado para emitir energia (por exemplo, acústica, sísmica, eletromagnética, radiação de nêutrons, etc.) para a formação 14 e receber sinais devido à interação com a formação 14. Outros exemplos de componentes de fundo de poço incluem uma ferramenta de teste de formação 24 para extrair uma amostra da formação e/ou fluido de formação através de, por exemplo, um orifício de amostra de fluido ou uma ferramenta de testemunhagem. Outros exemplos incluem uma ferramenta de estimulação 26 configurada para realizar ou facilitar a realização de uma operação de estimulação, tal como uma operação de fraturamento hidráulico, e um dispositivo de controle de fluxo para injetar fluido na formação 14 e/ou receber fluido da formação 14. Outros tipos de ferramentas de fundo de poço também são contemplados, tal como dispositivos ou sistemas de orientação, ferramentas de perfilagem durante a perfuração (LWD), ferramentas de medição durante a perfuração (MWD) e sensores direcionais. Nota-se que o uso do termo "ferramenta" se destina a abranger qualquer dispositivo ou componente que possa ser implantado no fundo de poço.

[0018] Um ou mais dos componentes de fundo de poço são confi gurados para comunicar com a superfície e/ou o(s) outro(s) componen- te(s) por um sistema de comunicação. Exemplos de tais sistemas de comunicação incluem telemetria de pulso de lama (positiva ou negativa), telemetria eletromagnética, som ultrassônico, condutor elétrico (por exemplo, cabo de aço, tubo com fio, cabo ou fio, fibra óptica e outros). Em uma modalidade, os componentes de fundo de poço são conectados um ao outro por um barramento ou outro condutor 28. O condutor 28 pode incluir um único condutor que se estende ao longo da coluna de perfuração 16 para fornecer energia a múltiplas ferramentas ou componentes dispostos ao longo da coluna.

[0019] Em uma modalidade, os componentes de fundo de poço (por exemplo, ferramentas) são conectados por condutores elétricos entre si, o que fornece energia elétrica aos condutores e também podem fornece comunicação um com o outro. Pelo menos um dos componentes fornece energia elétrica (por exemplo, gerando energia elétrica do fluxo de lama ou por uma bateria disposta ou conectada ao componente). Um dos componentes (por exemplo, um mestre como descrito adicionalmente abaixo) pode enviar sinais via, por exemplo, telemetria de pulso de lama (enlace ascendente) para a superfície. Um dos componentes pode receber sinais da superfície via, por exemplo, telemetria de pulso de lama (enlace descendente).

[0020] Em uma modalidade, os componentes de fundo de poço são conectados por condutores entre si, o que fornece energia elétrica e pode fornecer comunicação um com o outro. Pelo menos um componente é conectado internamente a uma unidade de processamento de dados e gerador de energia que está fora da coluna de poço.

[0021] Numa modalidade, o sistema 10 inclui uma unidade de pro cessamento de superfície 30, que pode fornecer ou facilitar transmissão de energia para os componentes de fundo de poço, e pode também enviar e receber dados e comunicações para os e dos componentes de fundo de poço. Uma unidade de processamento de subsuperfí- cie 32 pode também ser disposta no poço 12 e conectada a um ou mais dos componentes de fundo de poço. A unidade de processamento de superfície e/ou subsuperfície inclui pelo menos um processador e eletrônicos adequados para transmitir energia para as ferramentas e, opcionalmente, para transmitir sinais e/ou dados. No exemplo mostrado na FIG. 1, a unidade de processamento de superfície e/ou subsuperfície está conectada em comunicação com cada um dos componentes de fundo de poço ou um subconjunto dos componentes. Os componentes de fundo de poço podem ser conectados em série por enlaces adequados (por exemplo, cabos de fibra ótica, condutores elétricos ou ambos) ou podem ser conectados como parte de qualquer configuração de rede adequada.

[0022] Um ou mais componentes de fundo de poço, tal como uma ou mais das ferramentas mostradas na FIG. 1, incluem ou estão conectados a um dispositivo de controle de energia configurado para controlar o fornecimento de energia elétrica ao componente de fundo de poço. Numa modalidade, uma pluralidade de componentes de fundo de poço é conectada a um dispositivo de controle de energia respectivo. Cada dispositivo de controle de energia está conectado ao condutor 28 e pode conectar e desconectar autonomamente o respectivo componente de fundo do poço, e pode também conectar ou desconectar autonomamente segmentos do condutor 28 de uma fonte de energia e/ou outros segmentos do condutor 28.

[0023] O dispositivo de controle de energia inclui um processador ou dispositivo de processamento que é capaz de controlar a fonte de energia autonomamente e/ou em resposta às instruções de um controlador mestre. A fonte de energia pode ser controlada em resposta à detecção de várias condições, tal como uma falha no componente ou nos eletrônicos de componente, falha entre componentes ou entre um componente e a superfície, instruções para inicializar o componente e/ou a adição de um novo componente. O dispositivo de controle de energia suporta funções incluindo plug and play, gerenciamento de energia, identificação de ferramenta e/ou diagnóstico de falha e gerenciamento de falha.

[0024] FIG. 2 ilustra uma modalidade de um dispositivo de controle de energia 40 que está conectado a ou incorporado em um componente de fundo de poço (referido nesta modalidade como uma ferramenta 42). A ferramenta 42 pode ser disposta em qualquer transportador adequado ou sistema de indústria de energia, tal como o sistema 10. Por exemplo, a ferramenta 42 é uma das ferramentas de fundo de poço da FIG. 1, por exemplo, ferramenta 20, 24 ou 26.

[0025] Nesta modalidade, o dispositivo de controle de energia 40 é incorporado com a ferramenta 42 (ou como parte de um sub, segmento de tubo de perfuração ou outro transportador de ferramentas), mas pode ser uma unidade separada. O dispositivo de controle de energia 40 inclui uma unidade de processamento e controle 44 que proporciona uma conexão a um barramento 46 ou outro condutor num ponto de conexão entre o barramento 46 e a ferramenta 42. Em uma modalidade, o dispositivo de controle de energia divide o barramento 46 em dois segmentos e cria uma linha de alimentação de stub 48 que conecta a unidade de controle 44 à eletrônica de ferramenta 50. Por exemplo, a linha de energia de stub 48 conecta a uma fonte de energia de baixa tensão (LVPS) 52 localizada dentro da ou conectada à ferramenta 42. O dispositivo de controle de energia 40 pode também incluir uma linha de comunicação 54 conectada à eletrônica da ferramenta 50 através, por exemplo, de um barramento interno 56.

[0026] Em uma modalidade, o dispositivo de controle de energia 40 inclui um sistema de disjuntor que inclui uma série de disjuntores que são controlados pela unidade de controle 44 (por exemplo, por um controlador de disjuntor na unidade). Como o sistema de disjuntor é combinado com a unidade de controle 44, ele é uma parte ativa das funções de gerenciamento de energia (por exemplo, habilitar e/ou de- sabilitar eletrônicos de ferramenta) bem comodas funções de diagnóstico (por exemplo, falha de eletrônico de ferramenta e/ou condutor ou detecção de falha de articulação) e comunicação.

[0027] FIG. 3 mostra um exemplo do dispositivo de controle de energia 40 que inclui um sistema de disjuntor de duas vias ou de três vias 58 conectado ao controlador 44. Neste exemplo, o sistema de disjuntor 58 inclui um primeiro disjuntor 62 (também referido como disjuntor central, disjuntor de componente ou disjuntor de ferramenta) disposto entre o barramento 46 e os eletrônicos de ferramenta 50. O sistema de disjuntor 58 pode também incluir um segundo disjuntor 60 acoplado ao barramento 46. O sistema de disjuntor 58 pode ainda incluir um terceiro disjuntor 64 acoplado ao barramento em um lado oposto da ferramenta. No exemplo mostrado na FIG. 3, o sistema de disjuntor inclui todos os disjuntores 60, 62 e 64, mas não é assim limitado. Por exemplo, o sistema de disjuntor 58 pode incluir apenas o primeiro disjuntor 62, ou incluir o primeiro disjuntor 62 e um do segundo disjuntor 60 e do terceiro disjuntor 64.

[0028] Embora o dispositivo de controle de energia 40 mostrado na FIG. 3 inclua uma única ferramenta (representada pelos eletrônicos de ferramenta 50) conectada à unidade de controle 44, o dispositivo de controle de energia 40 não é assim limitado. A unidade de controle 44 pode ser conectada a múltiplas ferramentas ou outros componentes de fundo de poço e configurada para controlar a fonte de energia para as múltiplas ferramentas individualmente ou coletivamente. Por exemplo, a conexão pode incluir múltiplas linhas de stub ou condutores conectados à unidade de controle 44, onde cada linha de stub ou condutor é conectada a uma ferramenta respectiva. Cada linha de stub ou condutor neste exemplo pode ter um disjuntor respectivo operável pela unidade de controle 44, para permitir que a unidade de controle monitore e conecte ou desconecte cada ferramenta individualmente. Os disjuntores 60 e 64 são operáveis para conectar ou desconectar a ferramenta do barramento 46 e conectar ou desconectar segmentos do barra- mento 46 em cada lado da ferramenta. Por exemplo, se uma fonte de energia é conectada à ferramenta pelo lado correspondente ao disjuntor 60, o disjuntor 60 é considerado um disjuntor de entrada e o disjuntor 64 é considerado o disjuntor de saída. Da mesma forma, se uma fonte de energia estiver conectada do lado oposto, o disjuntor 64 é o disjuntor de entrada e o disjuntor 60 é o disjuntor de saída.

[0029] A unidade de controle 44 inclui várias unidades de proces samento para executar funções tais como comunicação, fornecimento de energia para os eletrônicos de ferramenta 50, monitoramento e controle de disjuntor. Numa modalidade, a unidade de controle 44 inclui um controlador de disjuntor 66 com entradas analógicas/digitais (A/D) para medição de corrente e tensão. O controlador 66 toma decisões de abertura de disjuntor para os três disjuntores com base em condições programáveis, bem como eventos codificados. Um dispositivo de comunicação 68, tal como um modem, é incluído para permitir comunicações com um controlador mestre e/ou outros dispositivos de controle de energia.

[0030] A unidade de controle 44 está conectada ao barramento 46, por exemplo, num ponto de conexão central entre os disjuntores 60 e 64. Uma conexão entre a unidade de controle e os eletrônicos de ferramenta pode incluir porções do condutor 46, o ponto de conexão central e/ou uma linha de energia de stub (ou múltiplas linhas de energia de stub) ou outro condutor que conecte o condutor 46 aos eletrônicos de ferramenta. Numa modalidade, a unidade de controle 44 é alimentada pelo barramento 46 e inclui componentes adequados, tal como um LVPS 70 integrado. Por exemplo, o disjuntor 60 inclui um componente de circuito, tal como um diodo 72, para alimentar a unidade de controle 44 quando o disjuntor 60 está aberto e energia é fornecida a partir do lado do disjuntor 60 (também referido como um lado superior neste exemplo). O disjuntor 64 também inclui um componente de circuito, tal como um diodo 74, para alimentar a unidade de controle 44 quando o disjuntor 64 está aberto e a energia é fornecida a partir do lado do disjuntor 60 (também referido como um lado inferior neste exemplo). Uma localização superior pode não estar necessariamente fisicamente acima de um local mais baixo, por exemplo, em uma seção horizontal de um poço. Os disjuntores 60 e 64 são assim configurados de modo que o condutor 46 possa ser testado e energia fornecida a cada lado da ferramenta. A modalidade do sistema de disjuntor de três vias pode ser utilizada para sistemas tendo múltiplas ferramentas, por exemplo, ferramentas dispostas longitudinalmente ao longo de uma coluna de poço.

[0031] A unidade de controle 44 recebe entrada com base em uma série de medições de corrente e tensão, incluindo medições de corrente recebidas pela ferramenta e medições de tensão e/ou correntes no barramento 46. Numa modalidade, a unidade de controle 44 recebe valores de medição incluindo uma medição da corrente de eletrônicos de ferramenta (Itool), uma medição da corrente de barramento acima da conexão (Iupper), uma medição da corrente de barramento abaixo da conexão (Ilower), medição da tensão de barramento acima da conexão (Uupper), uma medição da tensão de barramento abaixo da conexão (Ulower), uma medição da tensão no ponto de conexão central (Ucenter), ou qualquer combinação das medições. A unidade de controle 44 pode receber medições.

[0032] A unidade de controle 44 controla a operação dos disjunto res com base nas medições. Por exemplo, a unidade de controle 44 pode abrir ou fechar qualquer um dos disjuntores individualmente, por exemplo, para proteger os eletrônicos da ferramenta, controlar a inicia- lização e/ou permitir que componentes adicionais sejam adicionados.

[0033] Por exemplo, no caso de múltiplas ferramentas (cada uma com um dispositivo de controle de energia respectivo) dispostas ao longo de uma coluna de poço, a unidade de controle 44 opera para facilitar um procedimento ou uma sequência de inicialização ou ener- gização (também referidos como uma fase de partida). Com referência novamente à FIG. 3, quando alimentado do lado superior, o disjuntor 60 é desviado pelo diodo 72 (por exemplo, um diodo de corpo MOSFET), desse modo alimentando a unidade de controle 44. Para proteger o diodo 72 de correntes altas e baixar a resistência, a unidade de controle 44 fecha o disjuntor 60. Após um período de tempo selecionado, outra ferramenta conectada abaixo da ferramenta é alimentada fechando o disjuntor inferior 64. Este tempo de espera permite de-tecção da ordem de partida das ferramentas. Os eletrônicos de ferramenta 50 são alimentados fechando o disjuntor 62.

[0034] Os três disjuntores podem ser controlados separadamente e, assim, o disjuntor 62 está disponível para detectar e gerenciar curtos-circuitos ou avarias dentro dos eletrônicos de ferramenta, bem como características de gerenciamento de energia. Os disjuntores 60 e 64 podem ser usados para detectar e manipular falhas, tal como falhas de articulação de ferramenta e falhas de fiação, resultando em um curto que é detectado na fase de partida. Em uma modalidade, a fim de fornecer funcionalidade de monitoramento e inicialização, a unidade de controle 44 (por exemplo, incluindo o controlador de disjuntor e modem) é fornecida com algumas informações básicas sobre sua ferramenta, tal como o consumo de corrente normalizado para o limiar de abertura do disjuntor de ferramenta 62 e a categoria de ferramenta para endereçamento na fase de inicialização.

[0035] Os disjuntores 60 e 64 são projetados para operar de forma autônoma. Por exemplo, durante a partida o fechamento dos disjunto- res 60 e 64 não é controlado por um mestre central, mas pela unidade de controle local 44. Se a unidade de controle 44 reconhecer uma falha de ferramenta ou falha de articulação, ela toma a decisão de abertura com base, por exemplo, em limiares pré-programados. Dados de diagnóstico para análise de ferramenta e articulação podem ser transmitidos para um controlador mestre.

[0036] Uma vantagem do comportamento autônomo dos disjunto res 60 e 64 sobre a comutação orientada por comando é que o dispositivo de controle de energia pode fornecer energia a segmentos do barramento independente de um coordenador central de gerenciamento de energia. Por exemplo, se a comunicação entre um mestre de gerenciamento de energia e uma ferramenta de fundo de poço falhar, a unidade de controle de energia autônoma 44 ainda pode fechar as conexões com outras ferramentas conectadas ao barramento.

[0037] Com os disjuntores autônomos, o barramento comum ou outro condutor conectando as ferramentas de fundo de poço é dividido em segmentos que podem ser testados quanto a curtos elétricos na partida e durante a operação. No caso de um curto, a unidade de controle de energia 44 não conecta sua respectiva ferramenta e/ou segmento, permitindo assim que as ferramentas restantes operem como esperado. Em caso de uma falha elétrica durante a operação, as conexões de barramento podem ser restabelecidas para localizar o conector com falha e isolar novamente a conexão.

[0038] Numa modalidade, o dispositivo de controlo de energia é conectado a um controlador mestre configurado para comunicar com pelo menos o dispositivo, ou os dispositivos, de controle de energia. O controlador mestre é configurado para enviar comandos aos dispositivos de controle de energia para controlar quando cada ferramenta é alimentada. Cada dispositivo de controle de energia pode conectar sua respectiva ferramenta em resposta ao comando e pode rejeitar o comando se um problema for detectado. Em uma modalidade, qualquer dos dispositivos de controle de energia, se equipado adequadamente, pode ser designado e operar como o mestre. A operação dos dispositivos de controle de energia e do controlador mestre é ainda descrita abaixo em conjunto com uma série de exemplos.

[0039] Nota-se que os componentes de fundo de poço, os disposi tivos de controle de energia e o controlador mestre podem comunicar através de qualquer técnica ou configuração adequada. Por exemplo, a comunicação pode ser realizada através do barramento 46 usando um protocolo de comunicação de linha de energia (PLC). Em outros exemplos, a comunicação pode ser realizada usando meios que não o barramento 46, por exemplo, usando uma telemetria de condutor elétrico ou óptico ou de pulso de lama separada. Por exemplo, a comunicação entre a superfície e um ou mais dispositivos de controle de energia 40 e/ou ferramentas é realizada por telemetria de pulso de lama ou outras técnicas de telemetria adequadas.

[0040] FIG. 4 ilustra um exemplo de uma porção de um sistema da indústria de energia que inclui múltiplas ferramentas dispostas ao longo de uma coluna de poço. Cada ferramenta (representada por uma carga correspondente aos eletrônicos de ferramenta 50) é conectada a um dispositivo de controle de energia respectivo, incluindo uma unidade de controle 44. Uma das ferramentas é configurada ou designada como um controlador mestre (referido como um mestre). Nesta modalidade, o controlador mestre está conectado a uma fonte de energia primária, que pode estar numa localização de superfície ou no fundo de poço. O controlador mestre e os dispositivos de controle de energia são referidos coletivamente como um sistema de controle de energia e cada dispositivo de controle, cada ferramenta ou cada combinação de ferramenta/dispositivo de controle de energia pode ser considerada como nós no sistema. Neste exemplo, as ferramentas são rotu- ladas como Ferramenta 1, Ferramenta 2, Ferramenta 3 e Ferramenta 4. A Ferramenta 1 é designada como mestre, embora outra ferramenta possa ser designada como o mestre, se desejado. FIG. 4 também mostra um exemplo de uma fonte de energia secundária, tal como uma unidade de bateria de fundo de poço, que está conectada ou incorporada na Ferramenta 4. Vários disjuntores (também referidos como CBRs) foram rotulados CBRs 1-9 para propósitos de discussão na descrição de modalidades de métodos que podem ser realizados por dispositivos de controle de energia individuais e/ou pelo mestre.

[0041] Em uma modalidade, o sistema de controle de energia é configurado para executar um procedimento de inicialização, energiza- ção ou partida. Durante uma fase de partida, os disjuntores em cada dispositivo de controle de energia são fechados um após o outro, e a ordem física das ferramentas conectadas é detectada pelo controlador mestre. A ordem detectada das ferramentas pode ser usada para verificar contra uma configuração pré-configurada e/ou para adaptar automaticamente a configurações em mudança (por exemplo, para telemetria).

[0042] FIG. 5 é um fluxograma que ilustra uma modalidade de um método 100 de executar um procedimento de inicialização usando um sistema de controle de energia, tal como o sistema mostrado na FIG. 4. Nesta modalidade, o método é realizado por um controlador mestre em conjunto com dispositivos de controle de energia individuais conectados aos respectivos componentes de fundo de poço, tal como as Ferramentas 1-4 da FIG. 4. O método 100 inclui um ou mais estágios 101-109. Em uma modalidade, o método 100 inclui a execução de todos os estágios 101-109 na ordem descrita. No entanto, determinados estágios podem ser omitidos, estágios podem ser adicionados ou a ordem dos estágios mudada.

[0043] Na fase de inicialização, a configuração física das ferra- mentas de fundo de poço é avaliada. Esta avaliação inclui criar uma lista de ferramentas físicas pelo controlador mestre, que inclui a ordem e as capacidades das ferramentas conectadas. Esta fase inclui alimentar sucessivamente seções do barramento e alimentar sucessivamente as ferramentas, potencialmente com um retardo entre cada seção para permitir que dispositivos de controle de energia individuais inicializem e para permitir a identificação de cada ferramenta recém- conectada (se houver).

[0044] No estágio 101, um transportador, tal como uma coluna de poço, é disposto em um poço. A coluna de poço inclui uma pluralidade de ferramentas de fundo de poço e um controlador mestre acoplado a uma fonte de energia. O controlador mestre, localizado dentro da ou na Ferramenta 1, energiza para começar uma fase de inicialização.

[0045] No estágio 102, o controlador mestre inicializa seu disposi tivo ou componentes de comunicação, por exemplo, aguarda que seus componentes de comunicação (por exemplo, um modem de linha de energia) estejam prontos para comunicação.

[0046] No estágio 103, o controlador mestre recebe, gera e/ou acessa uma lista de ferramentas e suas respectivas ordens ou localizações na coluna. A lista pode incluir uma descrição de ferramentas lógicas, gerada para descrever a ordem das ferramentas na coluna.

[0047] No estágio 104, o controlador mestre fecha o CBR 1 para testar a conexão entre a Ferramenta 1 e a Ferramenta 2 quanto a um curto (um fechamento suave). Espera-se que a corrente entrante seja muito baixa, já que somente o controlador da Ferramenta 2 é alimentado através do diodo no CBR 2 neste momento. Circuitos abertos são detectados, pois nenhuma carga está presente em seções subsequentes do barramento.

[0048] No estágio 105, se for detectado um curto, o CBR 1 é aber to e as informações de diagnóstico, tal como um sinalizador de diag- nóstico, são salvas. No estágio 106, se a conexão entre a Ferramenta 1 e a Ferramenta 2 for boa e nenhum curto for detectado, o CBR 1 está totalmente fechado e permanece fechado para fornecer energia às ferramentas subsequentes.

[0049] O controlador mestre, então, espera por comunicações de ferramentas subsequentes (estágio 107) e adiciona quaisquer novas ferramentas à lista (estágio 108). A inicialização está completa quando todas as ferramentas na lista tiverem sido levadas em conta e nenhuma nova ferramenta for encontrada após um tempo selecionado.

[0050] No estágio 109, se houver ferramentas furo acima do con trolador mestre, uma segunda lista de ferramentas é acessada. Um disjuntor furo acima (CBR 10) é fechado suavemente e os estágios 104-108 são repetidos para as ferramentas furo acima.

[0051] Mediante recebimento de energia do barramento, cada dis positivo de controle de energia começa um procedimento de energiza- ção ou inicialização que inclui detectar níveis de tensão para determinar se a conexão elétrica do mestre ou de uma ferramenta adjacente está saudável. Se os dispositivos de controle de energia estiverem conectados em série, então, cada dispositivo é alimentado sucessivamente depois de o dispositivo imediatamente anterior ser alimentado ao fechar seu disjuntor a jusante. Por exemplo, depois que o mestre fecha o CBR 1, a Ferramenta 2 é alimentada via diodo CBR 2. A Ferramenta 2 mede os níveis de tensão Uleft e Uright e Ucenter para verificar quanto à direção entrante da fonte de energia. Depois que a Ferramenta 2 identifica a fonte de energia (por exemplo, uma fonte de 48 Volts (48 V)) no lado da entrada, ela fecha o disjuntor de entrada CBR 2 para baixar a energia de diodo ativando o CBR. Mediante confirmação de que não há quebras, curtos ou outros problemas com a conexão elétrica, a Ferramenta 2 fecha o disjuntor de saída CBR 3 para fornecer energia para a próxima ferramenta (Ferramenta 3 neste exemplo). A Ferramenta 2 é, então, configurada para fechar o CBR 7 para ativar a Ferramenta 2 com base, por exemplo, em um comando do mestre. A ferramenta 3 é, então, alimentada via um diodo no CBR 4 e executa um procedimento semelhante àquele executado pela Ferramenta 2.

[0052] Dependendo do tempo de partida do controlador conectado a uma ferramenta e do tempo necessário para medição de tensão, um tempo de espera adicional pode ser adicionado para retardar a partida de controladores subsequentes (por exemplo, componentes tais como modems de linha de energia). Por exemplo, um retardo de um segundo entre a energização de ferramentas sucessivas é recomendado para assegurar que a identificação da ordem de ferramentas na coluna de poço seja possível.

[0053] A comunicação pode, então, ser estabelecida entre o mes tre e os controladores, via comando ou automaticamente. Em uma modalidade, o estabelecimento de comunicação requer que o mestre e os controladores estejam on-line, de modo que haja um retardo na quantidade de tempo necessária para que todos os controladores fiquem on-line. Por exemplo, para controladores tendo um modem, pode levar cerca de quatro segundos por modem para ficar online, de modo que haja um retardo na fase de inicialização de n* 4 segundos, onde n é o número de controladores (incluindo o mestre).

[0054] Numa modalidade, depois que a comunicação é estabele cida, o mestre verifica a existência e a ordem de ferramentas na coluna de poço. Por exemplo, o mestre inspeciona uma lista, tabela ou outra estrutura de dados armazenada na memória. Todas as ferramentas e seus endereços lógicos são verificados em relação aos dados reunidos em uma fase de pré-configuração (executada via equipamento de superfície). Se a verificação falhar (por exemplo, uma ferramenta estiver faltando ou for trocada ou se uma nova configuração tiver sido instalada), o mestre poderá iniciar uma rotina de atualização de telemetria, para lidar com a situação de ferramenta mudada.

[0055] Mediante estabelecimento de comunicação, o mestre pode enviar mensagens ou comandos para ativar ferramentas individuais. Por exemplo, o mestre (na Ferramenta 1) pode enviar comandos para ativar a Ferramenta 2, a Ferramenta 3 e/ou a Ferramenta 4 via um controlador respectivo fechando os CBRs 7, 8 e/ou 9, respectivamente.

[0056] Se houver um curto ou outro defeito elétrico dentro dos ele trônicos de ferramenta, o respectivo controlador de disjuntor abre seu disjuntor de stub ou disjuntor de ferramenta para isolar o problema. Uma mensagem pode ser enviada ao controlador de gerenciamento de energia e ao sistema de diagnóstico para marcar a ferramenta como errônea.

[0057] O mestre pode verificar ou estabelecer a ordem de ferra mentas e dispositivos de controle de energia associados de uma variedade de maneiras. Aspectos dos seguintes são descritos em conjunto com a coluna de poço da FIG. 4 para fins ilustrativos, mas não são assim limitados.

[0058] Em uma modalidade, o mestre determina a ordem de cada ferramenta com base no consumo de energia de cada ferramenta. O controlador mestre pode determinar uma ordem de um componente de fundo de poço em relação a outros componentes de fundo de poço ao longo de uma coluna de poço com base em uma comparação de uma entrada corrente de entrada e/ou saída medida para um consumo de corrente conhecido de pelo menos um do componente de fundo de poço e do dispositivo de controle de energia.

[0059] Por exemplo, cada dispositivo de controle de energia (por exemplo, controlador conectado à Ferramenta 2, onde o lado de entrada é o lado furo acima) é configurado para medir a corrente de entrada (no lado de entrada) e comparar a corrente de entrada medida com um consumo de corrente esperado, conhecido ou normal do dispositivo de controle de energia. O quociente de corrente de entrada medida dividida pelo consumo de corrente conhecido é considerado ser equivalente à posição de coluna relativa contada a partir da extremidade (isto é, furo abaixo da extremidade de fundo de furo) da coluna de poço. Por exemplo, o quociente calculado para a Ferramenta 2 é de três, indicando que a Ferramenta 2 é a terceira ferramenta na coluna.

[0060] Em outro exemplo, cada dispositivo de controle de energia é configurado para medir a corrente de saída (no lado da saída) e calcular o quociente de corrente de saída medida dividido pelo consumo de corrente conhecido. Este quociente, aumentado em um, é equivalente à posição de coluna relativa contada da extremidade da coluna de poço. Cada unidade de controle de energia é configurada para enviar uma mensagem contendo a posição de coluna relativa calculada (com base na medição de entrada e/ou saída) para o controlador mestre (por exemplo, Ferramenta 1), permitindo que o controlador mestre determine a ordem dos componentes de fundo de poço.

[0061] Em outro exemplo, cada dispositivo de controle de energia é configurado para medir pelo menos uma das correntes de condutor de entrada ou saída e, após o mestre emitir um comando para aumentar o consumo de energia, pode adicionar uma carga predefinida ao barramento ou condutor comum. A carga predefinida pode ser a mesma para cada dispositivo de controle de energia ou pode ser diferente para cada dispositivo ou ferramenta de controle de energia individual. O mestre é configurado para emitir um comando de aumento de energia para as unidades de controle de energia, uma após a outra. Os dispositivos de controle de energia conectados ao barramento medem pelo menos uma da corrente de entrada ou de saída de condutor e comparam a corrente medida com medições anteriores. Os dispositivos de controle de energia são configurados para enviar uma mensa- gem ao mestre após detectarem uma corrente de entrada ou de saída de condutor aumentada ou após detectarem um nível estável de corrente de entrada ou saída de condutor. O mestre é configurado para determinar a ordem de componentes de fundo de poço avaliando as mensagens dos dispositivos de controle de energia.

[0062] FIG. 6 é um fluxograma mostrando um método 200 realiza do por um dispositivo de controle de energia durante a fase de inicialização. Nesta modalidade, o dispositivo de controle de energia executa algumas funções de forma autônoma e executa outras funções em resposta a comandos pelo mestre. O dispositivo de controle de energia está em um modo escravo, isto é, o dispositivo de controle de energia não é o mestre e, em alguns casos, será um de uma pluralidade de dispositivos de controle de energia que recebem comunicações e comandos do mestre. Nota-se que, embora um dispositivo de controle de energia esteja em modo escravo, ele mantém a capacidade de monitorar autonomamente conexões elétricas e controlar a energia da ferramenta e/ou de outros segmentos de condutor.

[0063] O método 200 é descrito em conjunto com um ou mais dos dispositivos de controlo de energia mostrados na FIG. 4, mas não é assim limitado. O método 200 inclui um ou mais estágios 201-212. Em uma modalidade, o método 200 inclui a execução de todos os estágios 201-212 na ordem descrita. No entanto, determinados estágios podem ser omitidos, estágios podem ser adicionados ou a ordem dos estágios mudada.

[0064] No estágio 201, um dispositivo de controle de energia é alimentado recebendo energia, por exemplo, através do diodo no disjuntor de entrada. Em uma modalidade, o dispositivo de controle de energia e o sistema de disjuntor são conectados a um circuito de monitoramento independente, tal como um temporizador de segurança inativa, que fecha ambos os disjuntores de entrada e saída se houver uma falha na unidade de controle de energia. O temporizador de segurança inativa espera por um período de tempo selecionado (estágio 202) e, se o dispositivo de controle de energia não ativar, o temporizador de segurança inativa fecha ambos os disjuntores de entrada e saída (estágio 203).

[0065] No estágio 204, se o dispositivo de controle de energia esti ver adequadamente ativado, por exemplo, recebendo energia via diodo de entrada, o dispositivo de controle de energia mede a tensão em um lado de entrada da ferramenta e se a tensão for como esperado, o dispositivo de controle de energia fecha o disjuntor de entrada e desliga o temporizador de segurança inativa.

[0066] Depois de esperar um período de tempo selecionado para permitir que o dispositivo de comunicação (por exemplo, um modem) seja ligado (etapa 205), o dispositivo de controle de energia inicia o fechamento do disjuntor de saída e testa a conexão para uma ferramenta subsequente e/ou segmento de barramento. Se for detectado um curto, o disjuntor de saída é aberto (etapa 207) e um indicador de diagnóstico ou outra indicação é configurada para informar ao controlador mestre (etapa 208).

[0067] No estágio 209, se a conexão for boa, o disjuntor de saída é fechado para conectar o segmento de barramento subsequente à fonte de energia. Se um dispositivo de controle de energia e uma ferramenta estiverem conectados ao segmento subsequente, esse dispositivo de controle de energia iniciará seu próprio procedimento de partida.

[0068] O dispositivo de controle de energia, então, espera que a comunicação seja estabelecida com o controlador mestre (estágio 210) e envia uma mensagem de identificação e informações de estado relativas ao disjuntor de saída para o mestre (estágios 211 e 212).

[0069] Em uma modalidade, o sistema de controle de energia e os dispositivos de controle de energia individuais são configurados para realizar operações de gerenciamento de energia. Cada dispositivo de controle de energia fornece três níveis de energia para cada ferramenta: ocioso, básico e alta energia. O modo Ocioso suporta comunicação entre um dispositivo de controle de energia e um mestre ou outro componente (por exemplo, uma unidade de processamento de superfície ou outro dispositivo remoto), mas sem a ativação de uma ferramenta ou de ferramentas conectadas ao dispositivo de controle de energia. No modo Ocioso, o CBR da ferramenta está aberto, reduzindo o consumo de energia até um valor mínimo, isto é, somente o consumo de energia exigido pelo dispositivo de controle de energia (por exemplo, modem e controlador de disjuntor). O dispositivo de controle de energia entra no modo Básico mediante recebimento de uma solicitação ou mensagem solicitando a ativação da ferramenta. Por exemplo, o mestre pode fazer com que o dispositivo de controle de energia entre no modo Básico enviando um comando de nível de energia Básico para um dispositivo de controle de energia. O modo de Alta energia não é afetado pelo disjuntor, mas é energia extra concedida aos eletrônicos de ferramenta mediante solicitação.

[0070] Após energização bem-sucedida, a coluna de poço é co nectada eletricamente e todos os disjuntores a montante e a jusante são fechados; as unidades de controle de energia estão on-line e acessíveis a partir do mestre (gerenciamento de energia). Por padrão, os dispositivos de controle de energia estão em modo ocioso (os CBRs de stub ou de ferramenta estão abertos). Para iniciar um serviço, o mestre envia um comando de energia de ferramenta. No exemplo acima mostrado na FIG. 4, o mestre envia um comando (por exemplo, um comando de energização) para uma ferramenta, tal como a Ferramenta 2. Em resposta, o dispositivo de controle de energia da Ferramenta 2 fecha o CBR 7 e mede a corrente para a Carga 1 (isto é, os eletrônicos de ferramenta). Se o dispositivo de controle de energia detectar qualquer desvio de uma corrente normal selecionada (ou desvio de uma faixa selecionada em torno da corrente normal), o dispositivo de controle de energia abrirá o disjuntor de ferramenta (CBR 7 para a Ferramenta 2) e enviará uma mensagem de falha ou outra comunicação para o mestre de diagnóstico para informar ao mestre que existe um problema.

[0071] O mestre de gerenciamento de energia calcula a energia de barramento e pode comutar entre o modo Ocioso e o modo Básico, dependendo dos resultados de serviços necessários, bem como da energia disponível dentro da coluna de poço. Se for necessária energia adicional e houver fontes de energia adicionais disponíveis (tal como uma fonte de energia secundária conectada à Ferramenta 4), o mestre pode enviar um comando de energização para a Ferramenta 4 e o respectivo controlador fechará seu disjuntor de ferramenta (CBR 9) conectando a fonte de energia secundária ao barramento.

[0072] Com as características de gerenciamento de energia do disjuntor de três vias em um dispositivo de controle de energia, cada ferramenta pode ser colocada no modo Ocioso. Neste modo, somente a placa do modem/disjuntor estará acessível, enquanto os eletrônicos da ferramenta estarão desligados para economizar energia do barra- mento. Níveis mais altos de gerenciamento de energia são implementados em firmware para colocar as ferramentas em diferentes modos de energia (operação normal, alta energia). No geral, com estas características as ferramentas de fundo de poço podem ser operadas no modo plug and play, permitindo que a coluna de poço seja virtualmente colocada junta em qualquer ordem, sem comprometer a funcionalidade do serviço. Falhas de conexão ou de eletrônicos de ferramenta são detectadas e isoladas e, assim, a conexão com falha pode ser ra-pidamente localizada para reparo. Com as funções de gerenciamento de energia, a energia do barramento pode ser dividida de tal forma que ela alimente uma ferramenta separada em todo o barramento.

[0073] Em uma modalidade, o dispositivo de controle de energia é configurado para executar método ou procedimentos de monitoramento, que incluem monitorar conexões elétricas para sua respectiva ferramenta e/ou para um barramento ou outro condutor de alimentação de energia, para proteger a ferramenta e isolar a ferramenta e/ou seção da coluna de poço, conforme necessário. Por exemplo, as funções de monitoramento do dispositivo de controle de energia incluem abrir um disjuntor de ferramenta para isolar uma ferramenta em resposta à detecção de vários tipos de falha, mau funcionamento ou outros problemas. O dispositivo de controle de energia permite lidar com múltiplos tipos de falhas e pode permitir que o operador continue a perfuração mesmo se parte da coluna de poço não estiver operando conforme o esperado. Exemplos de falhas incluem falhas de articulações (por exemplo, curto-circuito ou circuito aberto), falhas de ferramentas (por exemplo, curto-circuito, circuito aberto ou baixa corrente) e falhas de dispositivos de controle de energia (por exemplo, falha de disjuntor ou modem).

[0074] Um primeiro exemplo é discutido para uma falha no condu tor elétrico conectado a um dispositivo de controle de energia. Um exemplo de um condutor é mostrado na FIG. 4, que é disposto ao longo da coluna de poço. Segmentos dos condutores para cada seção da coluna são conectados em várias articulações de ferramentas ou outros pontos de conexão. O condutor neste exemplo é um barramen- to de ferramenta, mas não é assim limitado.

[0075] No caso de uma falha de condutor, tal como uma falha de articulação, na forma de um curto (por exemplo, um curto de cabo, conector úmido) o CBR de entrada e/ou saída de um dispositivo de controle de energia adjacente é aberto para proteger o resto do barramen- to de quebra de tensão. A falha de articulação pode existir ou antes da energização ou pode ocorrer durante a operação. Se a falha for reconhecida durante a energização, o dispositivo de controle de energia detecta a perda de tensão na fase de partida e para o fechamento do respectivo disjuntor (isto é, o disjuntor mais próximo da falha).

[0076] Se a falha ocorrer em operação com o barramento alimen tado, o dispositivo de controle de energia detecta a perda de tensão e abre o respectivo disjuntor. Em uma modalidade, o disjuntor do mestre abrirá devido a sobrecorrente ou subtensão. Após a abertura, o mestre pode iniciar um ciclo de energia (por exemplo, executando a fase de inicialização discutida acima) para testar sequencialmente os segmentos do barramento. Isto confirmará que o último CBR antes do curto-circuito elétrico seja aberto e o restante da coluna de poço esteja operando.

[0077] No caso de uma conexão aberta (por exemplo, nenhuma ferramenta fixada, cabo condutor quebrado), a última ferramenta na coluna fecha o CBR para o stub horizontal aberto. Nenhum erro é detectado pelo controlador de CBR, pois a conexão aberta não cria uma queda de tensão. Se a coluna estiver em fase de inicialização, o mestre tentará contatar o nó recém-conectado. Como não há nenhum nó disponível devido à conexão aberta, a configuração física é finalizada na última ferramenta reconhecida. As ferramentas por trás da articulação com falha são excluídas da ordem lógica ou da configuração (em comparação com a lista esperada da pré-configuração de superfície).

[0078] No caso de um curto ou uma falha de eletrônico de ferra menta, o consumo de energia da ferramenta aumentará pesadamente. A corrente aumentada no stub 48 é reconhecida pelo controlador de disjuntor, que abre seu disjuntor de ferramenta para proteger o barra- mento. O dispositivo de controle de energia envia uma mensagem de erro ao mestre de diagnóstico. O consumo de energia abaixado (cor- rente) pode ser usado para o sistema de diagnóstico, para identificar eletrônicos com falha. Neste caso, o mestre pode decidir ligar e desligar a respectiva ferramenta a fim de reiniciar o eletrônico. Se a cicla- gem de energia não melhorar a situação, a ferramenta/o eletrônico com falha pode ser marcado como um defeito para troca na superfície.

[0079] Se o dispositivo de controle de energia (por exemplo, o mo dem e/ou controlador de disjuntor) falhar, o controle do barramento estará em risco, pois o controlador de disjuntor e a unidade de comunicação são usados para detecção de posição física e gerenciamento de energia, bem como para criar conectividade geral no barramento. Se apenas o modem falhar, o comportamento autônomo do controlador de disjuntor ainda fechará os disjuntores de entrada e saída. O dispositivo de controle de energia será incapaz de comunicar com o mestre ou alimentar os eletrônicos da ferramenta, mas as ferramentas que seguem a esta ferramenta ficam energizadas e podem iniciar seu serviço conforme o esperado.

[0080] Se o controlador local falhar, nenhuma comunicação com o mestre e nenhum controle de disjuntor local pelo controlador são possíveis. Para lidar com este modo de falha, um circuito de monitoramento independente (por exemplo, um temporizador de segurança inativa) pode verificar a energia entrante e iniciar um temporizador se a tensão do barramento for atingida. Após um dado período de tempo (por exemplo, 10 segundos), o circuito de monitoramento fechará ambos os disjuntores de entrada e saída. Este circuito é independente do dispositivo de controle de energia e assegura que o barramento não seja desconectado devido a eletrônicos de controle primários em falha. Após alimentação, o controlador de disjuntor pode desativar o circuito do temporizador para impedir os CBRs de fecharem automaticamente.

[0081] Em qualquer caso de falha (falha de unidade de comunica ção ou de controlador de disjuntor), o mestre reconhece a ferramenta ausente na configuração de BHA lógica. A ferramenta afetada pode ser excluída da lista lógica de ferramentas, mas a existência física de uma ferramenta inativa (comunicação inteligente) é conhecida devido ao retardo de tempo causado pelo temporizador de segurança inativa.

[0082] Em uma modalidade, o sistema e/ou o(s) dispositivo(s) de controle de energia são configurados para receber energia de múltiplas fontes de energia. Por exemplo, como mostrado na FIG. 4, o sistema pode comutar de uma fonte de energia primária conectada ao mestre (Ferramenta 1) para uma fonte de energia secundária conectada à Ferramenta 4. A fonte de energia secundária pode ser uma fonte de superfície ou de fundo de poço e pode ser qualquer tipo de fonte adequado, tal como um motor, uma fonte remota ou uma bateria.

[0083] Em um exemplo, um Sistema de Bateria Inteligente (SBS) é usado como uma fonte de energia alternativa durante o fluxo para fora. Ele é usado para aplicações como aquecimento de relógio (sísmico) ou pressão de fluxo para fora e medições direcionais. O SBS pode ser ativado por um ou mais dispositivos de controle de energia, por exemplo, em resposta a um comando do mestre ou outro controlador mestre.

[0084] O SBS ou outra fonte de energia secundária pode operar em modos diferentes, por exemplo, como uma alimentação de energia de backup (por exemplo, a ser usada se a fonte de energia primária falhar ou se uma conexão com a fonte de energia primária falhar). Por exemplo, se um SBS for adicionado à coluna de poço, ele age como uma fonte de energia secundária com características especiais. Os seguintes casos de uso são discutidos com base no exemplo de coluna de poço da FIG. 4, onde o SBS está no lugar da fonte de energia secundária (Ferramenta 4), mas não está limitado a esse modelo de configuração usado acima.

[0085] Um primeiro modo de operação é um modo de fonte de energia ininterrupta (UPS). Neste modo, o CBR 9 da ferramenta 4 está fechado para fixar os eletrônicos de SBS ao barramento. Os eletrônicos de SBS monitoram a tensão de barramento e ligam para suportar a tensão de barramento em caso de detecção de queda de tensão (queda de tensão de barramento). É importante que a bateria suporte a tensão de barramento antes que a tensão caia abaixo do nível de abertura de tensão do CBR horizontal no controlador de gerenciamento de energia seja alcançada. Caso contrário, o barramento é desco- nectado e o SBS precisaria restabelecer a conexão.

[0086] Em um segundo modo (um modo de perfilagem), o SBS recebe um comando do mestre para iniciar o modo de perfilagem após a desativação da alimentação de energia primária. Após o fluxo para fora (desligamento de energia) da alimentação primária, o SBS assume a alimentação de energia do barramento alimentando o Mo- dem/CBR via o diodo de corpo do CBR 9. O barramento é, então, alimentado da Ferramenta 4 e a Ferramenta 4 se torna o mestre. Como os dispositivos de controle de energia de cada ferramenta conectada estão operando de forma autônoma, eles iniciam o procedimento de alimentação conforme descrito. Durante este procedimento, o barra- mento é alimentado e o mestre começa a operar (incluindo comunicar com o SBS para verificar se todas as ferramentas necessárias estão disponíveis depois de receber a lista de ferramentas físicas do SBS).

[0087] O mestre pode ser conectado a uma fonte de energia local ou interna ou a uma fonte de energia remota ou externa. Por exemplo, o mestre é conectado a uma fonte de energia externa, tal como uma caixa de energia e comunicação externa, que pode ser conectada à coluna de poço para programar e verificar a BHA na superfície. A BHA também pode ser alimentada externamente (da extremidade superior) para fins tais como Teste de Suspensor de Sonda usado para executar um teste final da coluna e das ferramentas e executar a configuração antes da implantação. Nestes casos, a energia e a comunicação são conectadas via uma porta de descarga para o barramento.

[0088] Se a Caixa de Superfície ou a Fonte de Energia for fixada à porta de descarga do Mestre, o mestre pode operar como se ele fosse alimentado por seu próprio gerador e inicializará a BHA com a sequência de partida regular. Se a Caixa de Superfície for conectada a uma porta de descarga localizada fora da ferramenta mestre, os seguintes procedimentos e limitações podem ser considerados:

[0089] Quando energia é aplicada, as ferramentas agirão como se elas partissem em modo de inicialização. O disjuntor de entrada e saída de cada ferramenta fechará (começando da porta de descarga) até que o barramento estar completamente conectado e alimentado.

[0090] A ferramenta alimentada operará em um modo mestre de CBR para identificar a configuração de coluna de poço e criar uma lista local das ferramentas lógicas conectadas ao barramento. Ela pode enviar a configuração física para o mestre de barramento local após inicialização.

[0091] O mestre detecta a situação porque energia externa é apli cada a seus disjuntores e comuta para um modo escravo.

[0092] Se não houver nenhuma caixa de superfície externa, mas apenas uma fonte de energia disponível, a capacidade do sistema de controle de energia de detectar a ordem física das ferramentas depende do ponto de entrada de energia. Se a BHA for alimentada por uma porta de descarga, a detecção está operando conforme descrito acima, onde a ferramenta alimentada age como um coordenador de disjuntor. Mas, se energia for aplicada de uma extremidade da coluna, o mestre pode identificar as ferramentas fixadas e fazer o endereçamento lógico, mas pula a detecção de posição física.

[0093] Dentro da coluna de poço, não há apenas componentes ativos, tal como o mestre, ferramentas de medição e ferramentas de perfilagem, mas também pode haver componentes passivos, tal como estabilizadores. Estes componentes não serão equipados com dispositivos de controle de energia completos (que incluem dispositivos de comunicação, tal como modems e controladores de disjuntores), mas sua posição dentro da coluna de poço também deve ser rastreada e comparada com a configuração planejada na fase de pré-configuração na superfície. Para permitir identificação de ferramentas passivas (geralmente apenas equipadas com um único fio para conexão elétrica da BHA), estas ferramentas serão equipadas com uma placa de modem simplificada ou outro dispositivo de comunicação, que não tem nenhuma capacidade de disjuntor, mas pode comunicar com o mestre (por exemplo, via protocolo PLC) para se identificar. Com esta tecnologia, o mestre detectará todas as ferramentas passivas, fixadas a uma parte da coluna recém-conectada.

[0094] As modalidades divulgadas acima proporcionam várias van tagens. As modalidades descritas aqui fornecem um sistema eficiente e eficaz para gerenciar alimentação de energia para ferramentas ou componentes em um poço. Por exemplo, a introdução de uma arquitetura de barramento plug and play com capacidades de diagnóstico oferece benefícios significativos em relação à operação da ferramenta, tal como iluminação de programação de ferramenta complexa, autoidenti- ficação de ferramentas, determinação automática de ordem física de subs/serviços e isolamento de componentes defeituosos em coluna sem comprometer a funcionalidade global da coluna ou da BHA. Tais vantagens podem resultar em uma redução das necessidades de treinamento, redução do tempo na sonda e redução de erros transacionais.

[0095] As vantagens adicionais incluem a capacidade de realizar simples troca de subs de backup ou serviços alternativos, identificação simples e rápida de componentes com falha, uma redução do tempo necessário para avaliação de confiabilidade, capacidade de executar múltiplas instâncias de um serviço na mesma coluna sem esforço adicional e fornecimento de opções separadas de gerenciamento de energia para cada serviço.

[0096] Modalidade 1: Um dispositivo de controle de energia para controlar alimentação de energia para um componente de fundo de poço, o dispositivo compreendendo: um dispositivo de comunicação configurado para ser disposto em um poço em uma formação de terra e configurado para acoplar energia elétrica de uma fonte de energia a um componente de fundo de poço um condutor disposto ao longo de uma coluna de poço, um sistema de disjuntor incluindo um primeiro disjuntor disposto em uma conexão entre o condutor e o componente de fundo de poço e configurado para ser fechado para conectar o componente de fundo de poço ao condutor; e um controlador configurado para ser disposto no poço, o controlador configurado para monito-rar pelo menos um de um nível de corrente e um nível de tensão na conexão, o controlador configurado para controlar o sistema de disjuntor e executar de forma autônoma: abertura o primeiro disjuntor em resposta à detecção de um desvio no pelo menos um dos níveis de corrente e níveis de tensão na conexão, para isolar o componente de fundo de poço do condutor e da fonte de energia.

[0097] Modalidade 2: O dispositivo de qualquer modalidade anteri or, em que o controlador é configurado para monitorar uma pluralidade de componentes de fundo de poço e o sistema de disjuntor inclui uma pluralidade de disjuntores, cada um da pluralidade de disjuntores conectado ao controlador e a um componente de fundo de poço respectivo, o controlador configurado para controlar cada um da pluralidade de disjuntores para conectar ou desconectar individualmente cada um da pluralidade de componentes de fundo de poço.

[0098] Modalidade 3: O dispositivo de qualquer modalidade anteri or, em que o sistema de disjuntor inclui um segundo disjuntor, o segundo disjuntor configurado como um disjuntor de saída disposto no condutor e configurado para ser fechado para conectar um condutor subsequente à fonte de energia e o controlador é ainda configurado para realizar: abertura do segundo disjuntor em resposta à detecção de um desvio em pelo menos um nível de corrente e um nível de tensão no condutor subsequente, para isolar o condutor subsequente da fonte de energia.

[0099] Modalidade 4: O dispositivo de qualquer modalidade anteri or, em que o sistema de disjuntor inclui um terceiro disjuntor disposto no condutor.

[00100] Modalidade 5: O dispositivo de qualquer modalidade anterior, em que o terceiro disjuntor é um disjuntor de entrada disposto em uma primeira localização no condutor entre a fonte de energia e um ponto de conexão onde o dispositivo de controle de energia é conectado ao condutor e o segundo disjuntor é um disjuntor de saída disposto em uma segunda localização no condutor, a segunda localização estando em um lado oposto do ponto de conexão em relação à primeira localização.

[00101] Modaliddae 6: O dispositivo de qualquer modalidade anterior, em que o controlador é configurado para abrir autonomamente o primeiro disjuntor em resposta à detecção de uma falha na eletrônica de componentes de fundo de poço.

[00102] Modalidade 7: O dispositivo de qualquer modalidade anterior, em que o controlador é configurado para abrir autonomamente o primeiro disjuntor em resposta à detecção de uma falha na eletrônica de componentes de fundo de poço e abrir autonomamente o segundo disjuntor em resposta à detecção de uma falha no condutor subsequente.

[00103] Modalidade 8: O dispositivo de qualquer modalidade anteri or, em que o dispositivo de controle de energia é conectado a um controlador mestre, o controlador mestre configurado para comunicar com o dispositivo de controle de energia e enviar mensagens para o dispositivo de controle de energia para conectar ou desconectar o componente de fundo de poço através do primeiro disjuntor ou para conectar ou desconectar o condutor subsequente através do segundo disjuntor.

[00104] Modalidade 9: O dispositivo de qualquer modalidade anterior, em que o dispositivo de controle de energia é configurado para comunicar com o controlador mestre após o segundo disjuntor ser fechado e o dispositivo de controle de energia ser alimentado, identificar o componente de fundo de poço e permitir que o controlador mestre determine uma ordem do componente de fundo de poço em relação aos componentes de fundo de poço conectados anteriormente na coluna de poço.

[00105] Modalidade 10: O dispositivo de qualquer modalidade anterior, em que o controlador mestre é configurado para determinar uma ordem do componente de fundo de poço em relação a componentes de fundo de poço conectados anteriormente na coluna de poço com base numa comparação de pelo menos uma de uma corrente de entrada ou de saída medida com um consumo de corrente conhecido de pelo menos um componente de fundo de poço e do dispositivo de controle de energia.

[00106] Modalidade 11: O dispositivo de qualquer modalidade anterior, em que o dispositivo de controle de energia é configurado para medir pelo menos uma de uma corrente de entrada e uma corrente de saída e adicionar uma carga pré-definida ao condutor em resposta ao controlador mestre emitindo um comando para aumentar o consumo de energia e o controlador mestre é configurado para receber uma mensagem do dispositivo de controle de energia e determinar uma ordem do componente de fundo de poço em relação a outros componen- tes de fundo de poço com base na mensagem.

[00107] Modalidade 12: O dispositivo de qualquer modalidade anterior, em que o terceiro disjuntor inclui um componente de circuito configurado para transmitir energia elétrica suficiente para ativar a unidade de controle de energia quando o terceiro disjuntor está aberto.

[00108] Modalidade 13: O dispositivo de qualquer modalidade anterior, em que o controlador é configurado para medir um nível de tensão no condutor mediante ativação do dispositivo de controle de energia e fechar o terceiro disjuntor em resposta ao nível de tensão estando dentro de uma faixa selecionada de um valor de tensão pré- configurado.

[00109] Modalidade 14: Um método para controlar fonte de energia para um componente de fundo de poço, o método compreendendo: dispor um dispositivo de controle de energia em um poço em uma formação de terra, o dispositivo de controle de energia incluindo um dispositivo de comunicação configurado para acoplar energia elétrica a um componente de fundo de poço de um condutor disposto ao longo de uma coluna de poço e conectado a uma fonte de energia, o dispositivo de controle de energia incluindo um sistema de disjuntor e um controlador configurado para controlar o sistema de disjuntor, o sistema de disjuntor incluindo um primeiro disjuntor disposto em uma conexão entre o condutor e o componente de fundo de poço e configurado para ser fechado para conectar o componente de fundo de poço ao condutor; receber energia elétrica através do condutor para ativar o dispositivo de comunicação e o controlador; monitorar, pelo dispositivo de controle de energia, pelo menos um de um nível de corrente e um nível de tensão na conexão; e abrir o primeiro disjuntor em resposta à detecção de um desvio no pelo menos um dos níveis de corrente e níveis de tensão na conexão, para isolar o componente de fundo de poço do condutor e da fonte de energia.

[00110] Modalidade 15: O método de qualquer modalidade anterior, em que o controlador é configurado para monitorar uma pluralidade de componentes de fundo de poço e o sistema de disjuntor inclui uma pluralidade de disjuntores, cada um da pluralidade de disjuntores conectado ao controlador e a um componente de fundo de poço respectivo, o controlador configurado para controlar cada um da pluralidade de disjuntores para conectar ou desconectar individualmente cada um da pluralidade de componentes de fundo de poço.

[00111] Modalidade 16: O método de qualquer modalidade anterior, em que o sistema de disjuntor inclui um segundo disjuntor, o segundo disjuntor configurado como um disjuntor de saída disposto no condutor e configurado para ser fechado para conectar um condutor subsequente à fonte de energia, o método compreendendo ainda abrir o segundo disjuntor em resposta à detecção de um desvio em pelo menos um nível de corrente e um nível de tensão no condutor subsequente, para isolar o condutor subsequente da fonte de energia.

[00112] Modalidade 17: O método de qualquer modalidade anterior, em que o sistema de disjuntor inclui um terceiro disjuntor disposto no condutor, o terceiro disjuntor configurado como um disjuntor de entrada disposto em uma primeira localização no condutor entre a fonte de energia e um ponto de conexão onde o dispositivo de controle de energia é conectado ao condutor e o segundo disjuntor é um disjuntor de saída disposto em uma segunda localização no condutor, a segunda localização estando em um lado oposto do ponto de conexão em relação à primeira localização.

[00113] Modalidade 18: O método de qualquer modalidade anterior, em que a abertura do primeiro disjuntor é realizada em resposta à detecção de uma falha na eletrônica de componentes de fundo de poço e a abertura do segundo disjuntor é realizada em resposta à detecção de uma falha no condutor subsequente.

[00114] Modalidade 19: O método de qualquer modalidade anterior, em que o dispositivo de controle de energia é conectado pelo condutor a um controlador mestre, o controlador mestre configurado para comunicar com o dispositivo de controle de energia e enviar mensagens para o dispositivo de controle de energia para conectar ou desconectar o componente de fundo de poço através do primeiro disjuntor ou para conectar ou desconectar o condutor subsequente através do segundo disjuntor.

[00115] Modalidade 20: O método de qualquer modalidade anterior, compreendendo ainda transmitir uma mensagem pelo dispositivo de controle de energia para o controlador mestre, a mensagem identificando o componente de fundo de poço e permitindo ao controlador mestre identificar uma ordem do componente de fundo de poço em relação a outros componentes de fundo de poço na coluna de poço.

[00116] Em apoio aos ensinamentos neste documento, vários componentes de análise podem ser usados incluindo um sistema digital e/ou analógico Por exemplo, modalidades tais como o sistema 10, ferramentas de fundo de poço, hospedeiros e dispositivos de rede aqui descritos podem incluir sistemas digitais e/ou analógicos. Modalidades podem ter componentes tais como um processador, meio de armazenamento, memória, entrada, saída, enlace de comunicações com fios, interfaces de usuário, programas de software, processadores de sinais (digitais ou analógicos), amplificadores de sinal, atenuadores de sinal, conversores de sinal e outros componentes (tal como resistores, capacitores, indutores e outros) para fornecer operação e análises do aparelho e dos métodos aqui divulgados de qualquer uma de várias maneiras bem apreciadas na técnica. É considerado que estes ensinamentos podem ser implementados em conjunto com um conjunto de instruções executáveis por computador armazenadas em um meio legível por computador não transitório, incluindo memória (ROMs, RAMs), óptica (CD-ROMs) ou magnética (discos, discos rígidos) ou qualquer outro tipo que, quando executadas, fazem com que um computador implemente o método da presente invenção. Estas instruções podem fornecer operação de equipamento, controle, coleta e análise de dados e outras funções consideradas relevantes por um projetista de sistema, proprietário, usuário ou tal outro pessoal, além das funções descritas nesta divulgação.

[00117] Elementos das modalidades foram apresentados com qualquer dos artigos "um" ou "uma." Os artigos pretendem significar que há um ou mais dos elementos. Os termos "incluindo" e "tendo" se destinam a ser inclusivos, de modo que possa haver outros elementos que não os elementos listados. A conjunção "ou", quando usada com uma lista de pelo menos dois termos se destina a significar qualquer termo ou combinação de termos. Os termos "primeiro" e "segundo" e similares não denotam uma ordem particular, mas são usados para distinguir elementos diferentes.

[00118] Embora uma ou mais modalidades tenham sido mostradas e descritas, modificações e substituições podem ser feitas sem se afastar do espírito e escopo da invenção. Por conseguinte, é para ser entendido que a presente invenção foi descrita por meio de ilustrações e não de limitação.

[00119] Será reconhecido que os vários componentes ou as várias tecnologias podem fornecer certa funcionalidade ou certas características necessárias ou benéficas. Consequentemente, estas funções e recursos, conforme possam ser necessários em apoio às reivindicações anexas e variações das mesmas, são reconhecidas como incluídas inerentemente como uma parte dos ensinamentos no presente documento e uma parte da invenção divulgada.

[00120] Embora a invenção tenha sido descrita com referências a modalidades exemplares, será entendido que várias mudanças podem ser feitas e equivalentes podem ser usados em lugar de elementos das mesmas sem afastamento do escopo da invenção. Além disso, muitas modificações serão apreciadas para adaptar um instrumento, situação ou material particular aos ensinamentos da invenção sem afastamento do escopo essencial da mesma. Portanto, pretende-se que a invenção não seja limitada à modalidade particular revelada como o melhor modo contemplado para realizar esta invenção, mas que a invenção inclua todas as modalidades caindo dentro do escopo das reivindicações anexas.

Claims

1. Dispositivo de controle de energia (40) para controlar alimentação de energia para um primeiro componente de fundo de poço, o dispositivo caracterizado pelo fato de que compreende: um sistema de disjuntor (58) incluindo um primeiro disjuntor (62) disposto entre um condutor (28) e um primeiro componente de fundo de poço, o condutor (28) disposto ao longo de uma coluna de furo de poço (16) e configurado para conectar o primeiro componente de fundo de poço a uma primeira fonte de energia, o sistema de disjuntor (58) incluindo um segundo disjuntor (60), o primeiro disjuntor (62) configurado para ser fechado para conectar o primeiro componente de fundo de poço ao condutor (28); e um controlador (66) configurado para monitorar pelo menos um de um nível de corrente e um nível de tensão, o controlador (66) configurado para controlar o primeiro disjuntor (62) e o segundo disjuntor (60) e executar: abertura de pelo menos um dentre o primeiro disjuntor (62) e o segundo disjuntor (60) em resposta à detecção de um desvio no pelo menos um dos níveis de corrente e níveis de tensão.

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o controlador (66) é configurado para comunicar com uma unidade de controle, a unidade de controle conectada a um segundo dispositivo de controle de energia para controlar a alimentação de energia para um segundo componente de fundo de poço, a unidade de controle configurada para enviar um comando para o primeiro e o segundo dispositivos de controle de energia para conectar ou desconectar individualmente o primeiro componente de fundo de poço e o segundo componente de fundo de poço.

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segundo disjuntor (60) é configurado para ser fechado para conectar um condutor subsequente (28) à primeira fonte de energia, e em que o sistema de disjuntor (58) inclui um terceiro disjuntor disposto entre a primeira fonte de energia e o primeiro componente de fundo de poço, em que o controlador (66) é configurado para controlar o terceiro disjuntor.

4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o sistema de disjuntor (58) é configurado para ser operado recebendo energia de um local furo acima e de um local furo abaixo em relação ao primeiro componente de fundo de poço.

5. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o controlador está configurado para conectar uma segunda fonte de energia ao primeiro componente de fundo de poço para fornecer energia ao primeiro componente de fundo de poço.

6. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a segunda fonte de energia inclui eletrônicos configurados para receber um comando ou monitorar uma tensão, e fornecer energia ao primeiro componente de fundo de poço em resposta ao recebimento do comando ou monitoramento da tensão.

7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o controlador (66) é configurado para abrir o primeiro disjuntor (62) em resposta à detecção de uma falha no primeiro componente de fundo de poço, ou abrir o segundo disjuntor (60) em resposta à detecção de uma falha em um componente de fundo de poço conectado ao condutor subsequente (28).

8. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de controle de energia (40) é conectado a um controlador mestre (66), o controlador mestre (66) configurado para comunicar com o dispositivo de controle de energia (40) e enviar mensagens para o dispositivo de controle de energia (40) para abrir ou fechar pelo menos um dentre o primeiro disjuntor (62), o se- gundo disjuntor (60) e o terceiro disjuntor.

9. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o controlador mestre é configurado para determinar uma ordem do primeiro componente de fundo de poço em relação a outros componentes de fundo de poço conectados na coluna de furo de poço.

10. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma dentre a primeira fonte de energia e a segunda fonte de energia inclui uma bateria.

11. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um componente de circuito configurado para transmitir energia elétrica suficiente para ativar o controlador (66) quando pelo menos um dentre o segundo disjuntor (60) e o terceiro disjuntor está aberto.

12. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o componente de circuito inclui um primeiro diodo configurado para desviar pelo menos um dentre o segundo disjuntor (60) e o terceiro disjuntor.

13. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado para medir o nível de tensão, e fechar pelo menos um dentre o primeiro disjuntor (62), o segundo disjuntor (60) e o terceiro disjuntor em resposta ao nível de tensão estar dentro de uma faixa selecionada.

14. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um segundo diodo configurado para desviar outro dentre o pelo menos um dentre o segundo disjuntor (60) e o terceiro disjuntor.

15. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o primeiro diodo é configurado para desviar o terceiro disjuntor quando o sistema de disjuntor (58) recebe energia de um local furo acima e o segundo diodo é configurado para desviar o segundo disjuntor (60) quando o sistema de disjuntor (58) recebe energia de um local de fundo de poço.

16. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de controle de energia (40) está configurado para transmitir uma mensagem para o controlador mestre, a mensagem identificando o primeiro componente de fundo de poço e permitindo que o controlador mestre identifique uma ordem do primeiro componente de fundo de poço em relação a outros componentes de fundo de poço na coluna do furo de poço.

17. Método (100, 200) para controlar alimentação de energia para um primeiro componente de fundo de poço, o método (100, 200) caracterizado pelo fato de que compreende: dispor um primeiro dispositivo de controle de energia (40) em um furo de poço (12) em uma formação de terra (14), o primeiro dispositivo de controle de energia (40) configurado para acoplar energia elétrica ao primeiro componente de fundo de poço de um condutor (28) disposto ao longo de uma coluna de furo de poço (16) e conectado a uma fonte de energia, o primeiro dispositivo de controle de energia (40) incluindo um sistema de disjuntor (58) e um controlador (66), o sistema de disjuntor (58) incluindo um primeiro disjuntor (62) disposto entre o condutor (28) e o primeiro componente de fundo de poço e configurado para ser fechado para conectar o primeiro componente de fundo de poço ao condutor (28), o sistema de disjuntor (58) incluindo um segundo disjuntor (60); receber energia elétrica através do condutor (28) para ativar o controlador (66); monitorar, pelo dispositivo de controle de energia (40), pelo menos um de um nível de corrente e um nível de tensão; e abrir pelo menos um dentre o primeiro disjuntor (62) e o se gundo disjuntor (60) em resposta à detecção de um desvio no pelo menos um dentre o nível de corrente e o nível de tensão.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o controlador (66) é configurado para comunicar com uma unidade de controle, a unidade de controle conectada a um segundo dispositivo de controle de energia para controlar a alimentação de energia para um segundo componente de fundo de poço, a unidade de controle configurada para enviar um comando para o primeiro dispositivo de controle de energia e o segundo dispositivo de controle de energia para conectar ou desconectar individualmente o primeiro componente de fundo de poço e o segundo componente de fundo de poço.

19. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o segundo disjuntor (60) está configurado para ser fechado para conectar um condutor subsequente à primeira fonte de energia, e o sistema de disjuntor (58) inclui um terceiro disjuntor disposto entre a primeira fonte de alimentação e o primeiro componente de fundo de poço, e o controlador é configurado para controlar o terceiro disjuntor.

20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o sistema de disjuntor (58) é configurado para ser operado recebendo energia de um local furo acima e de um local de fundo de poço em relação ao primeiro componente de fundo de poço.

21. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado para conectar uma segunda fonte de energia ao primeiro componente de fundo de poço para fornecer energia ao primeiro componente de fundo de poço, a segunda fonte de energia inclui eletrônicos configurados para receber um comando ou monitorar uma tensão, e o método compreende ainda fornecer energia ao primeiro componente de fundo de poço em res- posta ao recebimento do comando ou monitoramento da tensão.

22. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o primeiro dispositivo de controle de energia é conectado pelo condutor a um controlador mestre, o controlador mestre configurado para se comunicar com o primeiro dispositivo de controle de energia e enviar mensagens para o primeiro dispositivo de controle de energia para abrir ou fechar pelo menos um dentre o primeiro disjuntor (62), o segundo disjuntor (60) e o terceiro disjuntor.

23. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o primeiro dispositivo de controle de energia inclui um componente de circuito configurado para transmitir energia elétrica suficiente para ativar o controlador quando pelo menos um dentre o segundo e o terceiro disjuntor estiver aberto.

24. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que o componente de circuito inclui um diodo configurado para desviar pelo menos um dentre o segundo disjuntor (60) e o terceiro disjuntor.

25. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o diodo inclui um primeiro diodo e um segundo diodo, o primeiro diodo é configurado para desviar o terceiro disjuntor quando o sistema de disjuntor (58) receber energia de um local furo acima e o segundo diodo é configurado para desviar o segundo disjuntor (60) quando o sistema de disjuntor (58) receber energia de um local furo abaixo.

26. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado para abrir o primeiro disjuntor (62) em resposta à detecção de uma falha no primeiro componente de fundo de poço, ou abrir o segundo disjuntor (60) em resposta à detecção de uma falha em um componente de fundo de poço conectado ao condutor subsequente.

27. Método, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma dentre a primeira fonte de energia e a segunda fonte de energia inclui uma bateria.

28. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o primeiro dispositivo de controle de energia é conectado a um controlador mestre e o controlador mestre é configurado para determinar uma ordem física do primeiro componente de fundo de poço em relação a um segundo componente de fundo de poço ao longo da coluna de furo de poço.

29. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado para medir o nível de tensão, e fechar pelo menos um dentre o primeiro disjuntor (62), o segundo disjuntor (60) e o terceiro disjuntor em resposta ao nível de tensão estar dentro de uma faixa selecionada.

30. Método, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a transmissão de uma mensagem pelo primeiro dispositivo de controle de energia para o controlador mestre, a mensagem identificando o primeiro componente de fundo de poço e permitindo que o controlador mestre identifique uma ordem do primeiro componente de fundo de poço em relação a outros componentes de fundo de poço na coluna de furo de poço.