BR112019003743B1

BR112019003743B1 - WETMATE ELECTRICAL AND WIRELESS PASS CONNECTOR, BOTTOM PASS SYSTEM, PASS COMMUNICATIONS SYSTEM AND DATA TRANSMISSION METHOD

Info

Publication number: BR112019003743B1
Application number: BR112019003743-8A
Authority: BR
Inventors: Richard M. Murphy
Original assignee: Fmc Technologies, Inc
Filing date: 2016-09-07
Publication date: 2023-06-20

Abstract

Conector Wetmate para a comunicação sem fio de dados ou sinais de energia entre dois componentes que têm uma metade do conector que é montável no primeiro componente e uma metade do conector que é montável no segundo componente. Uma metade do conector inclui uma cavidade interna e um dispositivo de comunicações sem fio que é posicionado na primeira cavidade interna. O dispositivo de comunicações sem fio é operável para transmitir ou receber dados sem fio e/ou sinais de energia e a cavidade interna é vedada contra um ambiente externo quando a primeira metade do conector é montada no primeiro componente. A outra metade do conector inclui uma cavidade interna e um dispositivo de comunicações sem fio que é posicionado na cavidade interna. O dispositivo de comunicações sem fio é operável para transmitir ou receber dados sem fio ou sinais de energia, e a cavidade interna é vedada contra o ambiente externo quando a segunda metade do conector é montada no segundo componente. Durante o uso do conector Wetmate, a metade do conector pode ser movida em relação à outra metade do conector para dentro e fora de uma posição encaixada onde os dispositivos de comunicações sem fio estão (...).Wetmate connector for wireless communication of data or power signals between two components having a connector half that is mountable on the first component and a connector half that is mountable on the second component. One half of the connector includes an inner cavity and a wireless communications device that is positioned in the first inner cavity. The wireless communications device is operable to wirelessly transmit or receive data and/or power signals and the internal cavity is sealed against an external environment when the first connector half is mounted on the first component. The other half of the connector includes an internal cavity and a wireless communications device that is positioned in the internal cavity. The wireless communications device is operable to wirelessly transmit or receive data or power signals, and the internal cavity is sealed against the external environment when the second half of the connector is mounted on the second component. During use of the Wetmate connector, the connector half can be moved relative to the other connector half into and out of a docked position where the wireless communications devices are (...).

Description

[001] A presente invenção refere-se a um conector Wetmate para a comunicação de dados e/ou sinais de energia entre componentes adjacentes de uma produção subaquática e/ou de um sistema de processamento. De maneira mais específica, a invenção refere-se a um conector Wetmate que é operável para comunicar dados e/ou sinais de energia sem fio entre as metades do conector Wetmate, por exemplo, usando um sistema de comunicações por indução magnética de campo próximo, o que permite que os dispositivos de comunicações sem fio nas metades do conector permaneçam isolados do ambiente externo e elimina a necessidade de estabelecer uma conexão elétrica direta entre os dispositivos de comunicações.[001] The present invention relates to a Wetmate connector for communicating data and/or power signals between adjacent components of an underwater production and/or processing system. More specifically, the invention relates to a Wetmate connector that is operable to communicate data and/or power signals wirelessly between the Wetmate connector halves, for example, using a near-field magnetic induction communications system, which allows the wireless communications devices in the connector halves to remain isolated from the external environment and eliminates the need to establish a direct electrical connection between the communications devices.

BACKGROUND OF THE INVENTION

[002] Em geral, os sistemas produção subaquática de hidrocarbonetos incluem uma cabeça de poço posicionada na extremidade superior do poço, um suspensor de tubulação assentado na cabeça de poço e uma árvore de natal montada em cima da cabeça de poço. Em geral, para que o operador de poço subaquático possa tomar ciência das condições no poço, o sistema de produção subaquática de hidrocarbonetoss deve ser projetado com a habilidade de medição de vários parâmetros do poço, tais como pressão e temperatura. Sendo assim, esses sistemas são normalmente providos com uma variedade de sensores de fundo de poço que estão em comunicação, por exemplo, com um sistema de monitoramento e controle externo. A comunicação entre o sistema de monitoramento e controle, e cada um dos sensores de fundo de poço é frequentemente estabelecida usando-se um cabo elétrico externo que é conectado entre o sistema de monitoramento e controle e a árvore, um cabo elétrico de fundo de poço que está conectado ao sensor de fundo de poço e um sistema de passagem elétrica que conecta o cabo externo ao cabo de fundo de poço através da árvore e do suspensor de tubulação.[002] In general, underwater hydrocarbon production systems include a wellhead positioned at the upper end of the well, a pipe hanger seated on the wellhead and a Christmas tree mounted on top of the wellhead. In general, for the underwater well operator to be aware of conditions in the well, the underwater hydrocarbon production system must be designed with the ability to measure various wellbore parameters such as pressure and temperature. As such, these systems are normally provided with a variety of downhole sensors that are in communication with, for example, an external monitoring and control system. Communication between the monitoring and control system and each of the downhole sensors is often established using an external electrical cable that is connected between the monitoring and control system and the tree, a downhole electrical cable that is connected to the downhole sensor and an electrical feed-through system that connects the outer cable to the downhole cable through the tree and pipe hanger.

[003] Os sistemas de passagem elétrica da técnica anterior podem ter uma variedade de formas, mas em geral eles incluem um primeiro cabo que estende-se através de um furo de passagem na árvore e está conectado ao cabo externo, um segundo cabo que se estende através de um furo de passagem no suspensor de tubulação e está conectado ao cabo de fundo de poço e um conector Wetmate que conecta o primeiro cabo ao segundo cabo quando a árvore é assentada sobre a cabeça de poço. Em particular, o conector Wetmate inclui uma metade fêmea do conector que é conectada ao primeiro cabo e presa no fundo do furo de passagem da árvore de natal e uma metade macho de conector que é conectada ao segundo cabo e presa no topo do furo de passagem do suspensor de tubulação. Assim que a árvore é assentada sobre a cabeça de poço, a metade fêmea do conector se encaixa na metade macho do conector para conectar eletricamente o sensor de fundo de poço ao sistema de monitoramento e controle externo.[003] Prior art electrical feedthrough systems can take a variety of forms, but in general they include a first cable that extends through a feedthrough hole in the tree and is connected to the outer cable, a second cable that extends extends through a through hole in the pipe hanger and is connected to the downhole cable and a Wetmate connector that connects the first cable to the second cable when the tree is laid over the wellhead. In particular, the Wetmate connector includes a female half of the connector that is connected to the first cable and secured at the bottom of the Christmas tree through hole and a male half of the connector that is connected to the second cable and secured at the top of the through hole. of the pipe hanger. Once the tree is seated over the wellhead, the female half of the connector mates with the male half of the connector to electrically connect the downhole sensor to the external monitoring and control system.

[004] Um problema com tais conectores Wetmate é que eles exigem contato direto entre os condutores das metades macho e fêmea do conector. Em um ambiente marinho, a conexão entre esses condutores deve ser feita por um meio não condutivo, tal como um fluido ou gel dielétrico. Uma falha no isolamento dos condutores elétricos em relação à água do mar ou ao fluido do poço condutivo resultará em um curto-circuito do sistema de passagem, o que inutilizará o sensor de fundo de poço. Os conectores Wetmate da técnica anterior usam uma série complexa de vedações isolantes e balões de compensação para garantir que a conexão entre os condutores das metades macho e fêmea do conector esteja livre de qualquer meio condutivo tanto durante quanto depois da conexão ser estabelecida. No entanto, as vedações isolantes são propensas a danos durante a montagem do conector Wetmate. Além disso, a quantidade de fluido dielétrico nos balões que circundam a conexão elétrica é tipicamente diminuída toda vez que a conexão é desfeita, o que limita o número de vezes que a conexão pode ser efetuada. Uma falha no conector Wetmate resulta na perda de comunicação entre o sensor de fundo de poço e o sistema de monitoramento e controle, prejudicando desse modo o monitoramento do parâmetro do poço correspondente.[004] One problem with such Wetmate connectors is that they require direct contact between the conductors of the male and female halves of the connector. In a marine environment, the connection between these conductors must be made by a non-conductive medium, such as a dielectric fluid or gel. Failure to insulate the electrical conductors from seawater or conductive well fluid will result in a short circuit of the bypass system, rendering the downhole sensor unusable. Prior art Wetmate connectors use a complex series of insulating seals and compensating balloons to ensure that the connection between the conductors of the male and female halves of the connector is free of any conductive medium both during and after the connection is made. However, the insulating seals are prone to damage during Wetmate connector assembly. Furthermore, the amount of dielectric fluid in the balloons surrounding the electrical connection is typically decreased each time the connection is broken, which limits the number of times the connection can be made. A failure in the Wetmate connector results in the loss of communication between the downhole sensor and the monitoring and control system, thereby impairing the monitoring of the corresponding well parameter.

SUMMARY OF THE INVENTION

[005] De acordo com a presente invenção, essas e outras limitações da técnica anterior são superadas com a provisão de um conector Wetmate para a comunicação sem fio de dados e/ou sinais de energia entre primeiro e segundo componentes, o conector Wetmate compreendendo uma primeira metade do conector que é montável no primeiro componente, a primeira metade do conector incluindo uma primeira cavidade interna e um primeiro dispositivo de comunicações sem fio que está posicionado na primeira cavidade interna, o primeiro dispositivo de comunicações sem fio sendo operável para transmitir e/ou receber dados sem fio e/ou sinais de energia, e a primeira cavidade interna sendo vedada contra um ambiente externo pelo menos quando a primeira metade do conector está montada no primeiro componente; e uma segunda metade do conector que é montável no segundo componente, a segunda metade do conector incluindo uma segunda cavidade interna e um segundo dispositivo de comunicações sem fio que está posicionado na segunda cavidade interna, o segundo dispositivo de comunicações sem fio sendo operável para transmitir e/ou receber comunicações sem fio e/ou sinais de energia, e a segunda cavidade interna sendo vedada contra o ambiente externo pelo menos quando a segunda metade do conector está montada no segundo componente. A primeira metade do conector pode ser movida em relação à segunda metade do conector para dentro e fora de uma posição encaixada na qual os primeiro e segundo dispositivos de comunicações sem fio estão em proximidade operável. Desse modo, os primeiro e segundo dispositivos de comunicações sem fio são operáveis para comunicar dados sem fio e/ou sinais de energia entre si mantendo- se ao mesmo tempo isolados do ambiente externo em uma respectiva cavidade vedada.[005] According to the present invention, these and other limitations of the prior art are overcome with the provision of a Wetmate connector for wireless communication of data and/or power signals between first and second components, the Wetmate connector comprising a first connector half being mountable to the first component, the first connector half including a first internal cavity and a first wireless communications device being positioned in the first internal cavity, the first wireless communications device being operable to transmit and/or transmit or receiving wireless data and/or power signals, and the first internal cavity being sealed against an external environment at least when the first connector half is mounted on the first component; and a second connector half being mountable to the second component, the second connector half including a second inner cavity and a second wireless communications device being positioned in the second inner cavity, the second wireless communications device being operable to transmit and/or receiving wireless communications and/or power signals, and the second internal cavity being sealed against the external environment at least when the second half of the connector is mounted on the second component. The first connector half is movable relative to the second connector half into and out of a nested position in which the first and second wireless communications devices are in operable proximity. Thereby, the first and second wireless communication devices are operable to wirelessly communicate data and/or power signals with each other while remaining isolated from the external environment in a respective sealed cavity.

[006] De acordo com uma modalidade da invenção, a primeira metade do conector pode compreender uma porção de eixo que se estende axialmente a partir do primeiro componente dentro do qual a primeira cavidade está localizada. Além disso, a segunda metade do conector pode compreender uma porção de alojamento que se encontra espaçada axialmente do segundo componente dentro do qual a segunda cavidade está localizada.[006] According to an embodiment of the invention, the first half of the connector may comprise a shaft portion extending axially from the first component within which the first cavity is located. Furthermore, the second half of the connector may comprise a housing portion which is axially spaced from the second member within which the second cavity is located.

[007] De acordo com outra modalidade da invenção, quando as primeira e segunda metades do conector estão na posição encaixada, os primeiro e segundo dispositivos de comunicações sem fio são espaçados axialmente um do outro.[007] According to another embodiment of the invention, when the first and second halves of the connector are in the nested position, the first and second wireless communication devices are axially spaced from each other.

[008] Em outra modalidade da invenção, quando as primeira e segunda metades do conector estão na posição encaixada, os primeiro e segundo dispositivos de comunicações sem fio são espaçados radialmente um do outro. Nesta modalidade, a segunda cavidade pode ter uma configuração anular e a porção de alojamento pode compreender um receptáculo axial externo que é circundado pela segunda cavidade e configurado para receber a porção de eixo da primeira metade do conector. Além disso, quando as primeira e segunda metades do conector estão na posição encaixada, o primeiro dispositivo de comunicações sem fio pode ser posicionado coaxialmente dentro do segundo dispositivo de comunicações sem fio.[008] In another embodiment of the invention, when the first and second halves of the connector are in the nested position, the first and second wireless communication devices are spaced radially from each other. In this embodiment, the second cavity can have an annular configuration and the housing portion can comprise an outer axial receptacle which is surrounded by the second cavity and configured to receive the shaft portion of the first connector half. Furthermore, when the first and second halves of the connector are in the nested position, the first wireless communications device can be positioned coaxially within the second wireless communications device.

[009] Em outra modalidade da invenção, os primeiro e segundo dispositivos de comunicações sem fio podem compreender respectivos primeiro e segundo transceptores magnéticos que são configurados para transmitir e/ou receber dados sem fio e/ou sinais de energia usando comunicações por indução magnética de campo próximo (NFMI). Nesta modalidade, a primeira metade do conector pode compreender uma porção de eixo que se estende axialmente a partir do primeiro componente dentro do qual a primeira cavidade está localizada, e a segunda metade do conector pode compreender uma porção de alojamento que se encontra espaçada axialmente do segundo componente dentro do qual a segunda cavidade está localizada.[009] In another embodiment of the invention, the first and second wireless communications devices may comprise respective first and second magnetic transceivers that are configured to wirelessly transmit and/or receive data and/or power signals using magnetic induction communications of near field (NFMI). In this embodiment, the first half of the connector may comprise a shaft portion extending axially from the first member within which the first cavity is located, and the second half of the connector may comprise a housing portion which is spaced axially from the first member. second component within which the second cavity is located.

[0010] De acordo com um aspecto da invenção, quando as primeira e segunda metades do conector estão na posição encaixada, os primeiro e segundo transceptores magnéticos são espaçados axialmente um do outro.[0010] According to one aspect of the invention, when the first and second halves of the connector are in the nested position, the first and second magnetic transceivers are axially spaced from one another.

[0011] De acordo com outro aspecto da invenção, quando as primeira e segunda metades do conector estão na posição encaixada, os primeiro e segundo transceptores magnéticos são espaçados radialmente um do outro. Nesta modalidade, a segunda cavidade pode ter uma configuração anular e a porção de alojamento pode compreender um receptáculo axial externo que é circundado pela segunda cavidade e configurado para receber a porção de eixo da primeira metade do conector. Além disso, cada um dos primeiro e segundo transceptores magnéticos pode ter uma configuração cilíndrica. Desse modo, quando as primeira e segunda metades do conector estão na posição encaixada, o primeiro transceptor magnético é posicionado coaxialmente dentro do segundo transceptor magnético.[0011] According to another aspect of the invention, when the first and second halves of the connector are in the nested position, the first and second magnetic transceivers are spaced radially from one another. In this embodiment, the second cavity can have an annular configuration and the housing portion can comprise an outer axial receptacle which is surrounded by the second cavity and configured to receive the shaft portion of the first connector half. Furthermore, each of the first and second magnetic transceivers may have a cylindrical configuration. Thus, when the first and second halves of the connector are in the nested position, the first magnetic transceiver is positioned coaxially within the second magnetic transceiver.

[0012] A presente invenção também provê um conector Wetmate sem fio, o qual compreende uma metade macho de conector com uma porção de eixo axialmente estendida e um transceptor magnético macho, a porção de eixo compreendendo uma primeira cavidade interna dentro da qual o transceptor magnético macho está posicionado; e uma metade fêmea do conector que inclui uma porção de alojamento e um transceptor magnético fêmea, a porção de alojamento compreendendo um receptáculo externo que se estende axialmente e é configurado para receber a porção de eixo, e uma segunda cavidade interna anular que está posicionada coaxialmente em torno do receptáculo e dentro da qual o transceptor magnético fêmea está posicionado. Durante o uso do conector Wetmate, a porção de eixo é inserida dentro da porção do receptáculo e os transceptores magnéticos macho e fêmea comunicam dados sem fio e/ou sinais de energia através da porção de eixo e da porção de alojamento usando comunicações por indução magnética de campo próximo (NMFI).[0012] The present invention also provides a wireless Wetmate connector, which comprises a male connector half with an axially extending shaft portion and a male magnetic transceiver, the shaft portion comprising a first internal cavity within which the magnetic transceiver male is positioned; and a female half of the connector including a housing portion and a female magnetic transceiver, the housing portion comprising an outer receptacle that extends axially and is configured to receive the shaft portion, and a second annular inner cavity that is positioned coaxially around the receptacle and within which the female magnetic transceiver is positioned. During use of the Wetmate connector, the shaft portion is inserted into the receptacle portion and the male and female magnetic transceivers wirelessly communicate data and/or power signals through the shaft portion and the housing portion using magnetic induction communications near field (NMFI).

[0013] A presente invenção ainda provê um sistema de passagem de fundo de poço elétrico para a comunicação de dados e/ou sinais de energia entre um dispositivo externo que está conectado a um primeiro componente subaquático e um dispositivo de fundo de poço que está conectado a um segundo componente subaquático, o primeiro e segundo componente subaquáticos compreendendo respectivos primeiro e segundo furos de passagem. O sistema de passagem de fundo de poço compreende um conector Wetmate sem fio que inclui uma primeira metade do conector presa e vedada na extremidade do primeiro furo de passagem mais próxima do primeiro componente subaquático, a primeira metade do conector incluindo uma primeira cavidade interna e um primeiro dispositivo de comunicações sem fio que está posicionado na primeira cavidade interna, o primeiro dispositivo de comunicações sem fio sendo operável para transmitir e/ou receber dados sem fio e/ou sinais de energia, e a primeira cavidade interna sendo vedada contra um ambiente externo; e uma segunda metade do conector que é presa e vedada na extremidade do segundo furo de passagem mais próxima do primeiro componente subaquático, a segunda metade do conector incluindo uma segunda cavidade interna e um segundo dispositivo de comunicações sem fio que está posicionado na segunda cavidade interna, o segundo dispositivo de comunicações sem fio sendo operável para transmitir e/ou receber dados sem fio e/ou sinais de energia, e a segunda cavidade interna sendo vedada contra o ambiente externo. A primeira metade do conector pode ser movida em relação à segunda metade do conector para dentro e fora de uma posição encaixada na qual os primeiro e segundo dispositivos de comunicações sem fio estão em proximidade operável. Desse modo, o sistema de passagem de fundo de poço é operável para comunicar dados e/ou sinais de energia entre o dispositivo externo e o dispositivo de fundo de poço através do conector Wetmate enquanto os primeiro e segundo dispositivos de comunicações são mantidos isolados do ambiente externo em uma respectiva cavidade vedada.[0013] The present invention also provides an electrical downhole passage system for the communication of data and/or energy signals between an external device that is connected to a first underwater component and a downhole device that is connected to a second underwater member, the first and second underwater member comprising respective first and second through holes. The downhole feedthrough system comprises a wireless Wetmate connector that includes a first connector half secured and sealed at the end of the first feedthrough hole closest to the first underwater component, the first connector half including a first internal cavity and a first wireless communications device being positioned in the first inner cavity, the first wireless communications device being operable to wirelessly transmit and/or receive data and/or power signals, and the first inner cavity being sealed from an external environment ; and a second connector half that is secured and sealed at the end of the second through hole closest to the first underwater component, the second connector half including a second internal cavity and a second wireless communications device that is positioned in the second internal cavity , the second wireless communications device being operable to wirelessly transmit and/or receive data and/or power signals, and the second internal cavity being sealed against the external environment. The first connector half is movable relative to the second connector half into and out of a nested position in which the first and second wireless communications devices are in operable proximity. Thereby, the downhole feedthrough system is operable to communicate data and/or power signals between the external device and the downhole device via the Wetmate connector while the first and second communications devices are kept isolated from the environment. outside in a respective sealed cavity.

[0014] De acordo com um aspecto desta modalidade, a primeira metade do conector pode compreender uma porção de eixo que se estende axialmente a partir do primeiro componente dentro do qual a primeira cavidade está localizada, e a segunda metade do conector pode compreender uma porção de alojamento que se encontra espaçada axialmente do segundo componente dentro do qual a segunda cavidade está localizada. Além disso, quando as primeira e segunda metades do conector estão na posição encaixada, os primeiro e segundo dispositivos de comunicações sem fio pode ser espaçada axialmente um do outro. De maneira alternativa, quando as primeira e segunda metades do conector estão na posição encaixada, os primeiro e segundo dispositivos de comunicações sem fio podem ser espaçados radialmente um do outro.[0014] According to one aspect of this embodiment, the first half of the connector may comprise a shaft portion extending axially from the first component within which the first cavity is located, and the second half of the connector may comprise a portion housing that is spaced axially from the second component within which the second cavity is located. Furthermore, when the first and second halves of the connector are in the nested position, the first and second wireless communications devices may be spaced axially from one another. Alternatively, when the first and second connector halves are in the nested position, the first and second wireless communications devices may be spaced radially from one another.

[0015] De acordo com outro aspecto da invenção, a segunda cavidade pode ter uma configuração anular e a porção de alojamento pode compreender um receptáculo axial externo que é circundado pela segunda cavidade e configurado para receber a porção de eixo da primeira metade do conector. Nesta modalidade, quando as primeira e segunda metades do conector estão na posição encaixada, o primeiro dispositivo de comunicações sem fio é posicionado coaxialmente dentro do segundo dispositivo de comunicações sem fio.[0015] According to another aspect of the invention, the second cavity may have an annular configuration and the housing portion may comprise an outer axial receptacle which is surrounded by the second cavity and configured to receive the shaft portion of the first connector half. In this embodiment, when the first and second halves of the connector are in the nested position, the first wireless communications device is positioned coaxially within the second wireless communications device.

[0016] De acordo com outro aspecto da invenção, os primeiro e segundo dispositivos de comunicações sem fio podem compreender respectivos primeiro e segundo transceptores magnéticos que são configurados para transmitir e/ou receber comunicações sem fio e/ou sinais de energia usando comunicações por indução magnética de campo próximo (NFMI). Nesta modalidade, a primeira metade do conector pode compreender uma porção de eixo que se estende axialmente a partir do primeiro componente dentro do qual a primeira cavidade está localizada, e a segunda metade do conector pode compreender uma porção de alojamento que se encontra espaçada axialmente do segundo componente dentro do qual a segunda cavidade está localizada.[0016] According to another aspect of the invention, the first and second wireless communications devices may comprise respective first and second magnetic transceivers that are configured to transmit and/or receive wireless communications and/or power signals using induction communications near field magnetic field (NFMI). In this embodiment, the first half of the connector may comprise a shaft portion extending axially from the first member within which the first cavity is located, and the second half of the connector may comprise a housing portion which is spaced axially from the first member. second component within which the second cavity is located.

[0017] De acordo com um aspecto da invenção, quando as primeira e segunda metades do conector estão na posição encaixada, os primeiro e segundo transceptores magnéticos podem ser espaçados axialmente um do outro.[0017] According to one aspect of the invention, when the first and second halves of the connector are in the nested position, the first and second magnetic transceivers may be spaced axially from one another.

[0018] De acordo com outro aspecto da invenção, quando as primeira e segunda metades do conector estão na posição encaixada, os primeiro e segundo transceptores magnéticos são espaçados radialmente um do outro. Nesta modalidade, a segunda cavidade pode ter uma configuração anular e a porção de alojamento pode compreender um receptáculo axial externo que é circundado pela segunda cavidade e configurado para receber a porção de eixo da primeira metade do conector. Além disso, cada um dos primeiro e segundo transceptores magnéticos pode ter uma configuração cilíndrica. Consequentemente, quando as primeira e segunda metades do conector estão na posição encaixada, o primeiro transceptor magnético é posicionado coaxialmente dentro do segundo transceptor magnético.[0018] According to another aspect of the invention, when the first and second halves of the connector are in the nested position, the first and second magnetic transceivers are spaced radially from one another. In this embodiment, the second cavity can have an annular configuration and the housing portion can comprise an outer axial receptacle which is surrounded by the second cavity and configured to receive the shaft portion of the first connector half. Furthermore, each of the first and second magnetic transceivers may have a cylindrical configuration. Accordingly, when the first and second halves of the connector are in the nested position, the first magnetic transceiver is positioned coaxially within the second magnetic transceiver.

[0019] A presente invenção ainda provê um sistema de comunicações de passagem para um sistema de produção subaquática de hidrocarbonetos, o sistema de produção subaquática compreendendo uma cabeça de poço que está posicionada no topo de um poço, um suspensor de tubulação assentado na cabeça de poço e uma árvore de natal que está conectada ao topo da cabeça de poço. O sistema de comunicações de passagem compreende uma primeira porção do conector que está conectada ao suspensor de tubulação, a primeira porção do conector incluindo um primeiro transceptor magnético que é configurado para transmitir e/ou receber dados sem fio e/ou sinais de energia usando comunicações por indução magnética de campo próximo (NFMI); e uma segunda porção de conector que está conectada à árvore de natal, a segunda porção de conector incluindo um segundo transceptor magnético que é configurado para transmitir e/ou receber dados sem fio e/ou sinais de energia usando comunicações de NFMI. Quando a árvore de natal está conectada ao topo da cabeça de poço, o primeiro transceptor magnético é posicionado em proximidade operável do segundo transceptor magnético. Durante a operação do sistema de comunicações de passagem, os primeiro e segundo transceptores magnéticos são operáveis para comunicar dados sem fio e/ou sinais de energia entre si.[0019] The present invention also provides a pass-through communications system for an underwater hydrocarbon production system, the underwater production system comprising a wellhead that is positioned at the top of a well, a pipe hanger seated on the head of well and a Christmas tree that is connected to the top of the wellhead. The pass-through communications system comprises a first connector portion that is connected to the pipe hanger, the first connector portion including a first magnetic transceiver that is configured to wirelessly transmit and/or receive data and/or power signals using communications by near-field magnetic induction (NFMI); and a second connector portion that is connected to the Christmas tree, the second connector portion including a second magnetic transceiver that is configured to wirelessly transmit and/or receive data and/or power signals using NFMI communications. When the Christmas tree is connected to the top of the wellhead, the first magnetic transceiver is positioned in operable proximity to the second magnetic transceiver. During operation of the gateway communications system, the first and second magnetic transceivers are operable to wirelessly communicate data and/or power signals to each other.

[0020] De acordo com uma modalidade da presente invenção, o sistema de produção subaquática de hidrocarbonetos pode compreender um dispositivo de fundo de poço posicionado sobre ou abaixo do suspensor de tubulação e um dispositivo externo posicionado sobre ou distante da árvore de natal. Nesta modalidade, a primeira porção do conector está em comunicação com o dispositivo de fundo de poço e a segunda porção de conector está em comunicação com o dispositivo externo. Além disso, a primeira porção do conector pode estar em comunicação por cabo com o dispositivo de fundo de poço e a segunda porção de conexão pode estar em comunicação por cabo com o dispositivo externo.[0020] According to an embodiment of the present invention, the underwater hydrocarbon production system may comprise a downhole device positioned on or below the pipe hanger and an external device positioned on or distant from the Christmas tree. In this embodiment, the first connector portion is in communication with the downhole device and the second connector portion is in communication with the external device. Furthermore, the first portion of the connector may be in cable communication with the downhole device and the second connection portion may be in cable communication with the external device.

[0021] A presente invenção também provê um método de transmissão de dados sem fio e/ou sinais de energia entre uma árvore de natal que está conectada ao topo de uma cabeça de poço e um suspensor de tubulação que está assentado na cabeça de poço. O método compreende a montagem de uma primeira metade do conector no suspensor de tubulação, a primeira metade do conector incluindo um primeiro transceptor magnético que é configurado para transmitir e/ou receber dados sem fio e/ou sinais de energia usando comunicações por indução magnética de campo próximo (NFMI); a montagem de uma segunda metade do conector na árvore de natal, a segunda metade do conector incluindo um segundo transceptor magnético que é configurado para transmitir e/ou receber dados sem fio e/ou sinais de energia usando comunicações de NFMI; o posicionamento dos primeiro e segundo transceptores magnéticos em proximidade operável um do outro; e a operação dos primeiro e segundo transceptores magnéticos para comunicar dados sem fio e/ou sinais de energia entre si.[0021] The present invention also provides a method of wirelessly transmitting data and/or power signals between a Christmas tree that is connected to the top of a wellhead and a pipe hanger that is seated in the wellhead. The method comprises mounting a first half of the connector to the pipe hanger, the first half of the connector including a first magnetic transceiver that is configured to wirelessly transmit and/or receive data and/or power signals using magnetic induction communications of near field (NFMI); mounting a second connector half to the Christmas tree, the second connector half including a second magnetic transceiver that is configured to wirelessly transmit and/or receive data and/or power signals using NFMI communications; positioning the first and second magnetic transceivers in operable proximity to each other; and operating the first and second magnetic transceivers to wirelessly communicate data and/or power signals with each other.

[0022] Desse modo, o conector Wetmate da presente invenção é operável para comunicar dados sem fio e/ou sinais de energia entre as metades macho e fêmea do conector sem estabelecer uma conexão elétrica direta entre os dispositivos macho e fêmea de comunicação sem fio. Os dispositivos macho e fêmea de comunicação sem fio estão posicionados nas cavidades internas das metades macho e fêmea do conector, respectivamente e, portanto, são isolados dos fluidos circundantes do poço. Consequentemente, não há nenhuma possibilidade de que a conexão entre as metades macho e fêmea do conector entre em curto-circuito com os fluidos circundantes do poço, assim como vedações e balões de compensação enchidos com fluido ou gel dielétrico não são necessários para isolar a conexão do ambiente ao redor, o que torna o conector Wetmate sem fio mais confiável do que os conectores Wetmate da técnica anterior e permite que ele seja encaixado e desencaixado virtualmente por um número ilimitado de vezes.[0022] Thus, the Wetmate connector of the present invention is operable to wirelessly communicate data and/or power signals between the male and female halves of the connector without establishing a direct electrical connection between the male and female wireless communication devices. The male and female wireless communication devices are positioned in the internal cavities of the male and female connector halves, respectively, and are therefore isolated from the surrounding wellbore fluids. Consequently, there is no possibility that the connection between the male and female halves of the connector will short circuit to the surrounding wellbore fluids, as seals and compensating balloons filled with fluid or dielectric gel are not required to insulate the connection. from the surrounding environment, which makes the wireless Wetmate connector more reliable than prior art Wetmate connectors and allows it to be engaged and disengaged virtually an unlimited number of times.

[0023] Em uma modalidade da invenção, o conector Wetmate elimina os pontos fracos dos atuais sistemas de passagem elétrica ao potencializar a transmissão de energia e/ou dados de indução magnética de campo próximo (NFMI) através das barreiras metálicas das metades macho e fêmea do conector. Com o uso da tecnologia de NFMI, não ocorre nenhuma penetração ou vazamento nos componentes elétricos das metades macho e fêmea do conector. Vedações isolantes e balões de compensação enchidos com fluido ou gel dielétrico não são mais necessários, visto que não é preciso que haja nenhum contato físico entre os dispositivos macho e fêmea de comunicação. Com a eliminação das vedações isolantes e balões de compensação, a confiabilidade do conector Wetmate e de todo o sistema de passagem é drasticamente aumentada.[0023] In one embodiment of the invention, the Wetmate connector eliminates the weaknesses of current electrical passage systems by enhancing the transmission of energy and/or near-field magnetic induction (NFMI) data through the metallic barriers of the male and female halves of the connector. With the use of NFMI technology, there is no penetration or leakage into the electrical components of the male and female halves of the connector. Insulating seals and compensating balloons filled with dielectric fluid or gel are no longer required, as no physical contact is required between the male and female communicating devices. With the elimination of insulating seals and compensation balloons, the reliability of the Wetmate connector and the entire feed-through system is dramatically increased.

[0024] Esses e outros objetivos e vantagens da presente invenção se tornarão evidentes a partir da descrição detalhada a seguir, com referência sendo feita aos desenhos em anexo, nos quais os mesmos números de referência podem ser usados para denotar componentes similares ao longo das várias modalidades.[0024] These and other objects and advantages of the present invention will become apparent from the detailed description that follows, with reference being made to the accompanying drawings, in which the same reference numerals may be used to denote similar components throughout the various modalities.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0025] A Figura 1 é uma vista transversal de uma modalidade do conector Wetmate sem fio da presente invenção mostrado, apenas parcialmente, no modo instalado em um sistema ilustrativo de produção subaquática;[0025] Figure 1 is a cross-sectional view of an embodiment of the wireless Wetmate connector of the present invention shown, only partially, in installed mode in an illustrative underwater production system;

[0026] a Figura 2 é uma vista transversal ampliada de uma porção da figura 1 que mostra apenas o componente transceptor macho do conector;[0026] Figure 2 is an enlarged cross-sectional view of a portion of Figure 1 showing only the male transceiver component of the connector;

[0027] a Figura 3 é uma vista transversal ampliada de uma porção da figura 1 que mostra apenas o componente transceptor fêmea do conector;[0027] Figure 3 is an enlarged cross-sectional view of a portion of Figure 1 showing only the female transceiver component of the connector;

[0028] a Figura 4 é uma vista transversal ampliada do componente transceptor macho do conector Wetmate sem fio da figura 1;[0028] Figure 4 is an enlarged cross-sectional view of the male transceiver component of the wireless Wetmate connector of Figure 1;

[0029] a Figura 5 é uma vista transversal ampliada do componente transceptor fêmea do conector Wetmate sem fio da figura 1;[0029] Figure 5 is an enlarged cross-sectional view of the female transceiver component of the wireless Wetmate connector of Figure 1;

[0030] a Figura 6 é uma vista transversal do conector Wetmate sem fio da figura 1 mostrado na posição desencaixada;[0030] Figure 6 is a cross-sectional view of the wireless Wetmate connector of Figure 1 shown in the disengaged position;

[0031] a Figura 7 é uma vista transversal do conector Wetmate sem fio da figura 1 mostrado na posição encaixada;[0031] Figure 7 is a cross-sectional view of the wireless Wetmate connector of Figure 1 shown in the nested position;

[0032] a Figura 8 é uma representação transversal de porções das metades macho e fêmea dos componentes do conector de outra modalidade do conector Wetmate sem fio da presente invenção; e[0032] Figure 8 is a cross-sectional representation of portions of the male and female halves of the connector components of another embodiment of the wireless Wetmate connector of the present invention; It is

[0033] a Figura 9 é uma representação esquemática de um possível sistema de comunicações no qual o conector Wetmate sem fio da presente invenção pode ser empregado para transmitir e/ou receber comunicações sem fio e/ou dados sinais.[0033] Figure 9 is a schematic representation of a possible communications system in which the wireless Wetmate connector of the present invention can be employed to transmit and/or receive wireless communications and/or data signals.

DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0034] O conector Wetmate da presente invenção é projetado para a comunicação sem fio de dados e/ou sinais de energia entre dois componentes. Em geral, o conector Wetmate compreende uma primeira metade do conector que é montável no primeiro componente e inclui uma primeira cavidade interna e um primeiro dispositivo de comunicações sem fio que está posicionado na primeira cavidade. O primeiro dispositivo de comunicações sem fio pode ser qualquer dispositivo operável para comunicar dados sem fio e/ou sinais de energia. Além disso, a primeira metade do conector é configurada para que a primeira cavidade interna seja isolada do ambiente externo, pelo menos quando a primeira metade do conector estiver montada no primeiro componente.[0034] The Wetmate connector of the present invention is designed for wireless communication of data and/or power signals between two components. In general, the Wetmate connector comprises a first connector half that is mountable to the first component and includes a first internal cavity and a first wireless communications device that is positioned in the first cavity. The first wireless communications device can be any device operable to wirelessly communicate data and/or power signals. Furthermore, the first half of the connector is configured so that the first internal cavity is isolated from the external environment, at least when the first half of the connector is mounted on the first component.

[0035] O conector Wetmate também compreende uma segunda metade do conector que é montável no segundo componente. Similar à primeira metade do conector, a segunda metade do conector inclui uma segunda cavidade interna e um segundo dispositivo de comunicações sem fio que está posicionado na segunda cavidade interna. O segundo dispositivo de comunicações sem fio pode ser qualquer dispositivo que seja operável para comunicar dados sem fio e/ou sinais de energia para ou a partir do primeiro dispositivo de comunicações sem fio. Além disso, a segunda cavidade interna é isolada do ambiente externo, pelo menos quando a segunda metade do conector está montada no segundo componente.[0035] The Wetmate connector also comprises a second connector half that is mountable on the second component. Similar to the first half of the connector, the second half of the connector includes a second internal cavity and a second wireless communications device that is positioned in the second internal cavity. The second wireless communications device can be any device that is operable to wirelessly communicate data and/or power signals to or from the first wireless communications device. Furthermore, the second internal cavity is isolated from the external environment, at least when the second half of the connector is mounted on the second component.

[0036] Durante o uso do conector Wetmate, a primeira metade do conector pode ser movida em relação à segunda metade do conector para dentro e fora de uma posição encaixada na qual os primeiro e segundo dispositivos de comunicações sem fio estão em proximidade operável. O primeiro dispositivo de comunicações pode ser móvel em relação ao segundo dispositivo de comunicações, por exemplo, por meio do movimento do primeiro componente em relação ao segundo componente durante a instalação dos componentes. Os primeiro e segundo dispositivos de comunicações sem fio são operáveis para comunicar dados sem fio e/ou sinais de energia entre si mantendo-se ao mesmo tempo isolados do ambiente externo e sem a necessidade de efetuar uma conexão elétrica direta entre os dispositivos de comunicações. Conforme usado aqui, o termo "posição encaixada" deve ser interpretado como a posição na qual as primeira e segunda metades do conector estão em contato físico direto ou em grande proximidade. Além disso, o termo "proximidade operável" deve ser interpretado como a distância na qual os dados sem fio e/ou sinais de energia transmitidos por um transceptor sem fio podem ser efetivamente recebidos por outro transceptor sem fio no ambiente em que o conector Wetmate foi projetado para ser usado. Desse modo, de acordo com a presente invenção, as primeira e segunda metades do conector não precisam estar em contato físico uma com a outra, basta que as primeira e segunda metades do conector estejam posicionadas próximas o suficiente para que o tipo particular de sinais sem fio transmitido por um transceptor sem fio possa ser efetivamente recebido por outro transceptor sem fio localizado no ambiente em que o conector Wetmate foi projetado para ser usado.[0036] During use of the Wetmate connector, the first half of the connector can be moved relative to the second half of the connector into and out of a nested position in which the first and second wireless communications devices are in operable proximity. The first communications device may be movable with respect to the second communications device, for example by moving the first component with respect to the second component during installation of the components. The first and second wireless communications devices are operable to wirelessly communicate data and/or power signals with each other while remaining isolated from the external environment and without requiring a direct electrical connection between the communications devices. As used herein, the term "mapped position" should be interpreted as the position in which the first and second halves of the connector are in direct physical contact or in close proximity. Furthermore, the term "operable proximity" should be interpreted as the distance at which wireless data and/or power signals transmitted by one wireless transceiver can be effectively received by another wireless transceiver in the environment in which the Wetmate Connector was designed to be used. Thus, according to the present invention, the first and second halves of the connector do not need to be in physical contact with each other, it is enough that the first and second halves of the connector are positioned close enough so that the particular type of signals without wire transmitted by a wireless transceiver can be effectively received by another wireless transceiver located in the environment in which the Wetmate Connector is designed to be used.

[0037] Desse modo, o conector Wetmate sem fio da presente invenção é projetado para comunicar dados e/ou sinais de energia entre as primeira e segunda metades do conector sem a necessidade de uma conexão elétrica direta entre as metades do conector. Sendo assim, o conector Wetmate é particularmente adequado para uso em ambientes fluidos, tal como para comunicar dados e/ou sinais de energia entre componentes de uma produção subaquática de hidrocarbonetos e/ou sistema de processamento. Uma modalidade específica e não limitante da presente invenção que é especialmente adaptada para uso em um sistema de produção subaquática de hidrocarbonetos será descrita agora.[0037] Thus, the wireless Wetmate connector of the present invention is designed to communicate data and/or power signals between the first and second halves of the connector without the need for a direct electrical connection between the connector halves. As such, the Wetmate connector is particularly suited for use in fluid environments, such as communicating data and/or power signals between components of an underwater hydrocarbon production and/or processing system. A specific, non-limiting embodiment of the present invention that is especially adapted for use in an underwater hydrocarbon production system will now be described.

[0038] Com referência à Figura 1, o conector Wetmate sem fio desta modalidade da invenção, geralmente denotado pelo número 10, é mostrado instalado em um sistema representativo de produção subaquática de hidrocarbonetos 12. O sistema de produção 12 inclui uma cabeça de poço 14 que está instalada na extremidade superior de um poço não revestido, uma árvore de natal 16 que está conectada ao topo da cabeça de poço e um suspensor de tubulação 18 que está assentado na cabeça de poço. Conforme usado aqui, o termo "cabeça de poço" deve ser interpretado como qualquer componente no qual um suspensor de tubulação é normalmente assentado, tal como um carretel de tubulação, uma cabeça de tubulação ou similares. O suspensor de tubulação 18 está conectado ao topo de uma coluna de tubulação (não mostrada) que se estende através do poço não revestido até um reservatório de hidrocarboneto. O suspensor de tubulação 18 inclui um poço de produção de suspensor de tubulação 20 e a árvore 16 inclui um poço de produção da árvore 22 que está conectado ao poço de produção do suspensor de tubulação através de um stab de produção 24. A árvore 16 é orientada em direção ao suspensor de tubulação 18 por uma bucha de orientação 26 e presa ao topo da cabeça de poço 14 por um conector subaquático (não mostrado). Além disso, a árvore 16 é vedada na cabeça de poço por uma bucha isolante 28 e uma gaxeta de cabeça de poço 30.[0038] With reference to Figure 1, the wireless Wetmate connector of this embodiment of the invention, generally denoted by the number 10, is shown installed in a representative underwater hydrocarbon production system 12. The production system 12 includes a wellhead 14 that is installed at the top end of an uncased well, a Christmas tree 16 that is connected to the top of the wellhead, and a pipe hanger 18 that is seated in the wellhead. As used herein, the term "wellhead" should be interpreted as any component on which a pipe hanger is normally seated, such as a pipe spool, pipe head, or the like. Pipe hanger 18 is connected to the top of a pipe string (not shown) extending through the uncased well to a hydrocarbon reservoir. The pipe hanger 18 includes a pipe hanger production well 20 and the tree 16 includes a tree production well 22 which is connected to the pipe hanger production well through a production stab 24. The tree 16 is oriented towards the pipe hanger 18 by a guide bushing 26 and attached to the top of the wellhead 14 by an underwater connector (not shown). Furthermore, the tree 16 is sealed at the wellhead by an insulating bushing 28 and a wellhead gasket 30.

[0039] Na modalidade exemplar da invenção mostrada na figura 1, o conector Wetmate sem fio 10 é usado para comunicar dados e/ou sinais de energia entre um dispositivo de fundo de poço 32 e um dispositivo externo 34. O dispositivo de fundo de poço 32 pode incluir qualquer um de uma variedade de dispositivos que são normalmente usados na produção de hidrocarbonetos e/ou em sistemas de processamento, tais como, mas não se limitando a sensores de pressão e temperatura. Do mesmo modo, o dispositivo externo 34 pode compreender qualquer um de uma variedade de dispositivos aos quais os dispositivos de fundo de poço são comumente conectados, o que inclui, mas não se limita a um módulo de controle, um repetidor de sinal e um cabo umbilical.[0039] In the exemplary embodiment of the invention shown in Figure 1, the wireless Wetmate connector 10 is used to communicate data and/or power signals between a downhole device 32 and an external device 34. The downhole device 32 can include any of a variety of devices that are commonly used in hydrocarbon production and/or processing systems, such as, but not limited to, pressure and temperature sensors. Likewise, external device 34 may comprise any of a variety of devices to which downhole devices are commonly connected, including, but not limited to, a control module, a signal repeater, and a cable. umbilical.

[0040] Também com referência às Figuras 2 e 3, o conector Wetmate sem fio inclui uma metade macho de conector 36 montada no suspensor de tubulação 18 e uma metade fêmea do conector 38 montada na árvore 16. No entanto, é válido observar que a metade macho do conector 36 poderia ser montada na árvore 16 e a metade fêmea do conector 38 poderia ser montada no suspensor de tubulação 18.) Nesta modalidade da invenção, a metade macho do conector 36 está montada na extremidade superior de um furo de passagem 40 que se estende geralmente axialmente através do suspensor de tubulação 18, e a metade fêmea do conector 38 está montada no fundo de um furo de passagem 42 que se estende em geral lateralmente através da árvore 16, por exemplo, até um flange de saída 44 que está montado na lateral da árvore.[0040] Also referring to Figures 2 and 3, the wireless Wetmate connector includes a male connector half 36 mounted on the pipe hanger 18 and a female connector half 38 mounted on the tree 16. However, it is worth noting that the Male half of connector 36 could be mounted on arbor 16 and female half of connector 38 could be mounted on pipe hanger 18.) In this embodiment of the invention, the male half of connector 36 is mounted on the upper end of a through hole 40 that extends generally axially through the pipe hanger 18, and the female half of the connector 38 is mounted in the bottom of a through hole 42 that extends generally laterally through the arbor 16, for example, to an outlet flange 44 that it is mounted on the side of the tree.

[0041] Também com referência à Figura 4, a metade macho do conector 36 inclui uma porção de base 46 que está presa e vedada na extremidade superior do furo de passagem do suspensor de tubulação 40, uma porção de eixo alongada 48 que se estende axialmente a partir da porção de base e compreende uma cavidade interna 50 e um dispositivo macho de comunicações sem fio 52 que está posicionado dentro da cavidade. A cavidade interna 50 é vedada contra o ambiente externo por um meio de vedação adequado (não mostrado) ou, assim como na presente modalidade, pelo fato de que porção de base 46 está vedada no furo de passagem fechado 40. Consequentemente, o dispositivo macho de comunicações sem fio 52 é isolado do ambiente externo.[0041] Also referring to Figure 4, the male half of the connector 36 includes a base portion 46 that is secured and sealed at the upper end of the pipe hanger through hole 40, an elongated shaft portion 48 that extends axially from the base portion and comprises an internal cavity 50 and a male wireless communication device 52 that is positioned within the cavity. The internal cavity 50 is sealed against the external environment by a suitable sealing means (not shown) or, as in the present embodiment, by the fact that the base portion 46 is sealed in the closed through hole 40. Consequently, the male device wireless communications port 52 is isolated from the external environment.

[0042] Na modalidade particular da invenção mostrada nos desenhos, a porção de base 46 inclui uma parte de base superior 54 que está conectada ou é formada integralmente com a porção de eixo 48, e uma parte de base inferior 56 que está conectada ou é formada integralmente com a parte de base superior. As partes de base superior e inferior 54, 56 podem ser formadas como componentes separados que são conectados um no outro, tal como por meio de soldagem durante a montagem da metade macho do conector 36. Isso permite que o dispositivo de comunicações sem fio 52 seja inserido dentro da porção de eixo 48 antes de as partes de base superior e inferior 54, 56 serem conectadas uma na outra. A porção de base 46 pode ser presa ao furo de passagem do suspensor de tubulação 40 por meio de uma conexão rosqueada entre, por exemplo, a parte de base inferior 56 e o furo de passagem. Além disso, a porção de base 46 pode ser vedada no furo de passagem do suspensor de tubulação 40 por um anel de vedação adequado 58 montado, por exemplo, sobre a parte de base inferior 56.[0042] In the particular embodiment of the invention shown in the drawings, the base portion 46 includes an upper base portion 54 that is connected or integrally formed with the axle portion 48, and a lower base portion 56 that is connected or is integrally formed. integrally formed with the upper base part. The upper and lower base parts 54, 56 may be formed as separate components that are connected together, such as by soldering during assembly of the male half of the connector 36. This allows the wireless communications device 52 to be inserted into the shaft portion 48 before the upper and lower base parts 54, 56 are connected to each other. The base portion 46 can be secured to the through hole of the pipe hanger 40 by means of a threaded connection between, for example, the lower base portion 56 and the through hole. Furthermore, the base portion 46 can be sealed to the pipe hanger through hole 40 by a suitable sealing ring 58 mounted, for example, on the lower base portion 56.

[0043] Nesta modalidade da invenção, o dispositivo macho de comunicações sem fio 52 compreende um transceptor magnético que é configurado para transmitissão e/ou recebimento usando comunicações por indução magnética de campo próximo (NFMI). Sendo assim, o dispositivo macho de comunicações sem fio 52 inclui um ímã adequado que é configurado para gerar um campo magnético em resposta a uma corrente aplicada e para gerar uma corrente em resposta a um campo magnético aplicado. Por exemplo, o dispositivo macho de comunicações sem fio 52 pode compreender uma bobina de fio 60 que é enrolado em torno de um núcleo opcional 62. A bobina 60 pode ser mantida no lugar dentro da cavidade 50, por exemplo, por um meio mecânico apropriado ou um material de enchimento adequado. As extremidades da bobina 60 estão conectadas a fios correspondentes 64 que se estendem a partir da cavidade 50 através de furos axialmente alinhados 66, 68 presentes nas partes de base superior e inferior 54, 56, respectivamente. Os fios 64 podem ser roetados através do furo de passagem do suspensor de tubulação 40 até um conector adequado (não mostrado) que está montado no suspensor de tubulação 18 no fundo do furo de passagem. Conforme será compreendido por pessoas versadas na técnica, o conector no fundo do furo de passagem do suspensor de tubulação 40 pode, por sua vez, ser conectado ao dispositivo de fundo de poço 32 por meios convencionais, tal como um cabo elétrico. Se for desejado ou requerido em função de uma aplicação particular, os fios 64 podem ser alojados em uma tubulação rígida 70 que é presa à parte de base inferior 56 por um encaixe apropriado 72.[0043] In this embodiment of the invention, the male wireless communications device 52 comprises a magnetic transceiver that is configured to transmit and/or receive using near-field magnetic induction (NFMI) communications. Accordingly, male wireless communications device 52 includes a suitable magnet that is configured to generate a magnetic field in response to an applied current and to generate a current in response to an applied magnetic field. For example, male wireless communications device 52 may comprise a coil of wire 60 which is wound around an optional core 62. Coil 60 may be held in place within cavity 50, for example, by suitable mechanical means. or a suitable filler material. The ends of the coil 60 are connected to corresponding wires 64 which extend from the cavity 50 through axially aligned holes 66, 68 present in the upper and lower base portions 54, 56 respectively. Wires 64 can be routed through pipe hanger 40 through hole to a suitable connector (not shown) which is mounted on pipe hanger 18 at the bottom of the through hole. As will be understood by persons skilled in the art, the connector at the bottom of the pipe hanger through hole 40 may, in turn, be connected to the downhole device 32 by conventional means, such as an electrical cable. If desired or required depending on a particular application, the wires 64 may be housed in a rigid tubing 70 which is secured to the lower base portion 56 by a suitable fitting 72.

[0044] Novamente com referência à Figura 3 e também à Figura 5, a metade fêmea do conector 38 inclui uma porção de base 74 que é presa e vedada na extremidade inferior do furo de passagem da árvore de natal 42, uma porção de haste alongada 76 que se estende axialmente a partir da porção de base, uma porção de alojamento 78 que está conectada à a distal extremidade da porção de haste e um dispositivo fêmea de comunicações sem fio 80 que está posicionado na porção de alojamento. Em uma modalidade da invenção, as porções de haste e de alojamento 76, 78 são formadas como componentes separados que são conectados um no outro, tal como por meio de soldagem durante a montagem da metade fêmea do conector 38. Isso permite que o dispositivo fêmea de comunicações sem fio 80 seja inserido dentro da porção de alojamento 78 durante a montagem da metade fêmea do conector 38. A porção de base 74 pode ser presa ao furo de passagem da árvore de natal passagem 42 por meio de uma conexão rosqueada e vedada no furo de passagem da árvore de natal por um anel de vedação adequado 82.[0044] Again referring to Figure 3 and also to Figure 5, the female half of the connector 38 includes a base portion 74 that is secured and sealed at the lower end of the Christmas tree through hole 42, an elongated stem portion 76 extending axially from the base portion, a housing portion 78 that is connected to the distal end of the stem portion, and a female wireless communications device 80 that is positioned in the housing portion. In one embodiment of the invention, the stem and housing portions 76, 78 are formed as separate components that are connected together, such as by welding during assembly of the female half of the connector 38. This allows the female device to wireless communications port 80 is inserted into the housing portion 78 during assembly of the female half of the connector 38. The base portion 74 can be secured to the tree through hole 42 through a threaded connection and sealed in the through hole in the Christmas tree with a suitable sealing ring 82.

[0045] Na modalidade da invenção mostrada nos desenhos, a porção de alojamento 78 pode assumir a forma de um toroide axialmente alongado que compreende paredes radialmente internas e externas 78a, 78b. Desse modo, as paredes internas e externas 78a, 78b definirão uma cavidade anular interna 84 dentro da qual o dispositivo fêmea de comunicações sem fio 80 é posicionado, e a parede interna 78a definirá um receptáculo axial externo 86 que é circundado pela cavidade anular e configurado para receber a porção de eixo 48 da metade macho do conector 36. A cavidade interna 84 é vedada contra o ambiente externo, por um meio de vedação adequado (não mostrado) ou, assim como na presente modalidade, pelo fato de que porção de base 74 está vedada no furo de passagem fechado 42. Consequentemente, o dispositivo fêmea de comunicações sem fio 80 é isolado do ambiente externo.[0045] In the embodiment of the invention shown in the drawings, the housing portion 78 may take the form of an axially elongated toroid comprising radially inner and outer walls 78a, 78b. Thus, the inner and outer walls 78a, 78b will define an inner annular cavity 84 within which the female wireless communication device 80 is positioned, and the inner wall 78a will define an outer axial receptacle 86 which is surrounded by the annular cavity and configured to receive the shaft portion 48 of the male half of the connector 36. The internal cavity 84 is sealed against the external environment by a suitable sealing means (not shown) or, as in the present embodiment, by the fact that the base portion 74 is sealed in closed through hole 42. Consequently, female wireless communications device 80 is isolated from the external environment.

[0046] Na presente modalidade, o dispositivo fêmea de comunicações sem fio 80 compreende um transceptor magnético que é configurado para transmissão e/ou recebimento usando comunicações por indução magnética de campo próximo (NFMI). Sendo assim, o dispositivo fêmea de comunicações sem fio 80 inclui um ímã adequado que é configurado para gerar um campo magnético em resposta a uma corrente aplicada e para gerar uma corrente em resposta a um campo magnético aplicado. Por exemplo, o dispositivo fêmea de comunicações sem fio 80 pode compreender uma bobina cilíndrica de fio 88 que é enrolado em torno de um núcleo opcional 90. A bobina 88 pode ser mantida no lugar dentro da cavidade 84, por exemplo, por um meio mecânico apropriado ou um material de enchimento adequado. As duas extremidades da bobina 88 são conectadas a fios correspondentes 92 que se estendem através de furos axialmente alinhados 94, 96 presentes na porção de haste 76 e na porção de base 74, respectivamente. Os fios 92 podem ser roteados através do furo de passagem da árvore de natal 42 até para o flange de saída 44 que, por sua vez, pode ser conectado ao dispositivo externo 34 por meios adequados, tal como um cabo elétrico.[0046] In the present embodiment, the female wireless communications device 80 comprises a magnetic transceiver that is configured for transmission and/or reception using near-field magnetic induction communications (NFMI). Accordingly, the female wireless communications device 80 includes a suitable magnet that is configured to generate a magnetic field in response to an applied current and to generate a current in response to an applied magnetic field. For example, female wireless communication device 80 may comprise a cylindrical spool of wire 88 that is wound around an optional core 90. Spool 88 may be held in place within cavity 84, for example, by mechanical means. suitable or a suitable filler material. The two ends of coil 88 are connected to corresponding wires 92 which extend through axially aligned holes 94, 96 present in stem portion 76 and base portion 74, respectively. Wires 92 may be routed through Christmas tree through hole 42 to outlet flange 44 which, in turn, may be connected to external device 34 by suitable means, such as electrical cable.

[0047] A porção de eixo 48 da metade macho do conector 36 e as porções de haste e de alojamento 76, 78 da metade fêmea do conector 38 são dimensionadas para se estenderem pela distância entre a árvore 16 e o suspensor de tubulação 18 quando as primeira e segunda metades do conector estiverem na posição encaixada. Além disso, se uma bucha de orientação 26 for conectada ao fundo da árvore 16, a metade fêmea do conector 38 será preferidamente dimensionada para que a extremidade distal da bucha de orientação se estenda além da extremidade distal da porção de alojamento 78. O ideal é que as porções de base e de eixo 46, 48 da metade macho do conector 36 e as porções de base, de haste e de alojamento 74, 76, 78 da metade fêmea do conector 38 sejam feitas a partir de um material eletricamente não condutivo, de maneira preferida não magnético, tal como Inconel. Além disso, embora a porção de eixo 48 da metade macho do conector 36 e o receptáculo 86 da metade fêmea do conector 38 sejam ilustrados no formato cilíndrico, eles podem ter qualquer configuração prática.[0047] The shaft portion 48 of the male half of the connector 36 and the stem and housing portions 76, 78 of the female half of the connector 38 are sized to extend over the distance between the tree 16 and the pipe hanger 18 when the connector first and second halves are in the mated position. Furthermore, if a guide bushing 26 is connected to the bottom of the tree 16, the female half of the connector 38 will preferably be sized so that the distal end of the guide bush extends beyond the distal end of the housing portion 78. Ideally, that the base and shaft portions 46, 48 of the male half of the connector 36 and the base, stem and housing portions 74, 76, 78 of the female half of the connector 38 are made from an electrically non-conductive material, preferably non-magnetic, such as Inconel. Furthermore, although the shaft portion 48 of the male half of the connector 36 and the receptacle 86 of the female half of the connector 38 are illustrated in cylindrical shape, they can have any practical configuration.

[0048] Além disso, não é necessário que a porção de alojamento 78 tenha um receptáculo configurado para receber a porção de eixo 48 e que os dispositivos macho e fêmea de comunicação sem fio 52, 80 sejam dispostos concentricamente. Por exemplo, a figura 8 ilustra uma modalidade do conector Wetmate da presente invenção na qual tanto a porção de eixo 48 da metade macho do conector 36 quanto a porção de alojamento 78 da metade fêmea do conector 38 possuem uma configuração cilíndrica ou retangular. Nesta modalidade, as metades macho e fêmea do conector ficam na posição encaixada quando as extremidades distais da porção de eixo 48 e da porção de alojamento 78 estão geralmente alinhadas e em grande proximidade uma da outra. Além disso, nesta modalidade os dispositivos macho e fêmea de comunicação sem fio 52, 80 são espaçados um do outro de modo axial e não concêntrico ou radial como na modalidade previamente descrita.[0048] Furthermore, it is not necessary for the housing portion 78 to have a receptacle configured to receive the shaft portion 48 and for the male and female wireless communication devices 52, 80 to be concentrically disposed. For example, Figure 8 illustrates an embodiment of the Wetmate connector of the present invention in which both the shaft portion 48 of the male half of the connector 36 and the housing portion 78 of the female half of the connector 38 have a cylindrical or rectangular configuration. In this embodiment, the male and female halves of the connector are in the engaged position when the distal ends of the shaft portion 48 and the housing portion 78 are generally aligned and in close proximity to each other. Furthermore, in this embodiment the male and female wireless communication devices 52, 80 are axially spaced from each other and not concentric or radial as in the previously described embodiment.

[0049] Na modalidade da invenção mostrada nos desenhos, as metades macho e fêmea do conector 36, 38 são encaixadas enquanto ou depois que a árvore 16 é assentada na cabeça de poço 14. Durante a execução do sistema de produção subaquática de hidrocarbonetos 12, a árvore 16 é abaixada, por exemplo, a partir de uma embarcação de superfície até a cabeça de poço 14. Pouco antes de a árvore 16 assentar-se sobre a cabeça de poço 14, a bucha de orientação 26 (ou algum outro meio conhecido) posiciona a árvore em uma orientação predeterminada em relação ao suspensor de tubulação 18. Conforme mostrado na figura 6 que ilustra a posição desencaixada do conector Wetmate 10, antes de a árvore 16 assentar-se sobre a cabeça de poço 14, a metade fêmea do conector 38 é posicionada diretamente acima e em alinhamento axial com a metade macho do conector 36. À medida que a árvore 16 é abaixada até sua posição final sobre a cabeça de poço 14, o receptáculo 86 da metade fêmea do conector 38 desce e recebe o eixo 48 da metade macho do conector 36. Em uma modalidade alternativa da invenção, as metades macho e fêmea do conector 36, 38 podem ser dispostas em proximidade operável golpeando-se uma das metades do conector depois que a árvore 16 for conectada à cabeça de poço 14. Conforme mostrado na Figura 7, a qual ilustra a posição completamente encaixada do conector Wetmate sem fio 10, quando as metades macho e fêmea do conector 36, 38 são completamente encaixadas, o dispositivo macho de comunicações sem fio 52 é posicionado de modo geralmente coaxial dentro do dispositivo fêmea de comunicações sem fio 80. Nesta posição, o campo magnético gerado pelo dispositivo fêmea de comunicações sem fio 80 será imediatamente recebido pelo dispositivo macho de comunicações sem fio 52 e vice- versa.[0049] In the embodiment of the invention shown in the drawings, the male and female halves of the connector 36, 38 are fitted while or after the tree 16 is seated in the wellhead 14. During the execution of the underwater hydrocarbon production system 12, the tree 16 is lowered, for example, from a surface vessel to the wellhead 14. Just before the tree 16 comes to rest on the wellhead 14, the guide bushing 26 (or some other known means ) positions the tree in a predetermined orientation relative to the pipe hanger 18. As shown in Figure 6 illustrating the unmated position of the Wetmate connector 10, before the tree 16 seats over the wellhead 14, the female half of the connector 38 is positioned directly above and in axial alignment with the male half of connector 36. As arbor 16 is lowered into its final position over wellhead 14, receptacle 86 of the female half of connector 38 descends and receives the shaft 48 of the male half of the connector 36. In an alternative embodiment of the invention, the male and female halves of the connector 36, 38 can be brought into operable proximity by striking one of the connector halves after the arbor 16 is connected to the well 14. As shown in Figure 7, which illustrates the fully engaged position of the wireless Wetmate connector 10, when the male and female halves of the connector 36, 38 are fully engaged, the male wireless communications device 52 is positioned so that generally coaxial within the female wireless device 80. In this position, the magnetic field generated by the female wireless device 80 will be immediately received by the male wireless device 52 and vice versa.

[0050] Conforme discustido acima, em uma modalidade da presente invenção, os dispositivos macho e fêmea de comunicação sem fio 52, 80 se comunicam um com o outro usando um sistema de comunicações por indução magnética de campo próximo. Conforme descrito mais detalhadamente na Publicação do Pedido de Patente U.S., número US 2008/0070499 A1, o qual está incorporado aqui por referência, o sistema de comunicações de NFMI transmite sinais em um campo magnético de baixa potência e não propagado que é capaz de passar através de uma barreira condutiva. Com referência à figura 9 e a título de exemplo, o dispositivo de fundo de poço 32 pode compreender, por exemplo, um sensor de temperatura 98 e um transceptor de dados 100. O sensor 98 gera um sinal de dados que é indicativo da temperatura dos arredores. O transceptor de dados 100 inclui dispositivos eletrônicos adequados para modular um sinal carreador apropriado com o sinal de dados e para acionar a bobina do transceptor macho 58 com o sinal de dados "processados" resultante de modo a gerar um campo magnético de tempo variável. O campo magnético que compreende o sinal de dados processados propaga-se através da porção de eixo 48 da metade macho do conector 36 e da porção de alojamento 78 da metade fêmea do conector 38 e atua sobre a bobina do transceptor fêmea 88. A bobina do transceptor fêmea 88, por sua vez, gera uma corrente de tempo variável representativa do sinal de dados processados e essa corrente é transmitida para um transceptor de dados 102 localizado, por exemplo, no dispositivo externo 34. O transceptor de dados 102 desmodula o sinal de dados processados e transmite o sinal resultante, por exemplo, para um módulo de controle subaquático (SCM). É válido observar que as comunicações a partir do SCM para o dispositivo de fundo de poço 32 também podem ser realizadas de um modo similar. Além disso, a energia necessária para o dispositivo de fundo de poço 32 pode ser transmitido a partir do dispositivo externo 34 para o dispositivo de fundo de poço de um modo similar usando-se o sistema de comunicações de NFMI.[0050] As discussed above, in one embodiment of the present invention, the male and female wireless communication devices 52, 80 communicate with each other using a near-field magnetic induction communications system. As described in more detail in U.S. Patent Application Publication, number US 2008/0070499 A1, which is incorporated herein by reference, the NFMI communications system transmits signals in a non-propagating, low-power magnetic field that is capable of passing through a conductive barrier. With reference to Figure 9 and by way of example, the downhole device 32 may comprise, for example, a temperature sensor 98 and a data transceiver 100. The sensor 98 generates a data signal that is indicative of the temperature of the surroundings. Data transceiver 100 includes electronics suitable for modulating an appropriate carrier signal with the data signal and for driving male transceiver coil 58 with the resulting "processed" data signal to generate a time-varying magnetic field. The magnetic field comprising the processed data signal propagates through the axis portion 48 of the male half of connector 36 and the housing portion 78 of the female half of connector 38 and acts on the female transceiver coil 88. female transceiver 88, in turn, generates a variable time stream representative of the processed data signal, and this stream is transmitted to a data transceiver 102 located, for example, in external device 34. Data transceiver 102 demodulates the signal from processed data and transmits the resulting signal, for example, to an underwater control module (SCM). It is worth noting that communications from the SCM to the downhole device 32 can also be performed in a similar fashion. Furthermore, the power required for the downhole device 32 can be transmitted from the external device 34 to the downhole device in a similar manner using the NFMI communications system.

[0051] A partir da descrição supracitada torna-se evidente que as metades macho e fêmea do conector 36, 38 são configuradas para comunicar dados e/ou sinais elétricos sem estabelecer uma conexão elétrica direta entre os dispositivos macho e fêmea de comunicação sem fio 52, 80. Os dispositivos macho e fêmea de comunicação sem fio 52, 80 são posicionados nas cavidades internas 50, 84 das metades macho e fêmea do conector, respectivamente e, portanto, são isolados dos fluidos circundantes do poço. Consequentemente, não há nenhuma possibilidade de que a conexão entre as metades macho e fêmea do conector 36, 38 entre em curto-circuito com os fluidos circundantes do poço, assim como vedações e balões de compensação enchidos com um líquido ou gel dieléctrico não são necessários para isolar a conexão do ambiente circundante. Sendo assim, o conector Wetmate sem fio 10 é mais confiável do que os conectores Wetmate da técnica anterior e pode ser encaixado e desencaixado virtualmente por um número ilimitado de vezes.[0051] From the aforementioned description it becomes evident that the male and female halves of the connector 36, 38 are configured to communicate data and/or electrical signals without establishing a direct electrical connection between the male and female wireless communication devices 52 , 80. The male and female wireless communication devices 52, 80 are positioned in the internal cavities 50, 84 of the male and female halves of the connector, respectively, and are therefore isolated from the surrounding wellbore fluids. Consequently, there is no possibility that the connection between the male and female halves of the connector 36, 38 will short circuit with the surrounding well fluids, so seals and compensating balloons filled with a dielectric liquid or gel are not required. to isolate the connection from the surrounding environment. As such, the wireless Wetmate connector 10 is more reliable than prior art Wetmate connectors and can be engaged and disengaged virtually an unlimited number of times.

[0052] Embora o conector Wetmate 10 tenha sido descrito como sendo usado para estabelecer comunicações entre uma árvore e um suspensor de tubulação em um sistema de produção vertical 12, pessoas versadas na técnica compreenderão claramente como o conector Wetmate pode ser adaptado para prover comunicações entre uma árvore e um suspensor de tubulação em um sistema de produção horizontal. Portanto, o escopo da presente invenção não deve ser limitado ao tipo de sistema de produção no qual o conector Wetmate é usado.[0052] Although the Wetmate connector 10 has been described as being used to establish communications between a tree and a pipe hanger in a vertical production system 12, persons skilled in the art will clearly understand how the Wetmate connector can be adapted to provide communications between a tree and a pipe hanger in a horizontal production system. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the type of production system in which the Wetmate connector is used.

[0053] É válido observar que, embora a presente invenção tenha sido descrita em relação às modalidades preferidas da mesma, aqueles versados na técnica poderão desenvolver uma ampla variedade de detalhes estruturais e operacionais sem desviarem-se dos princípios da invenção. Portanto, as reivindicações em anexo devem ser interpretadas de modo a cobrir todas as equivalentes que se encontrem dentro do escopo e espírito reais da invenção.[0053] It is worth noting that while the present invention has been described in relation to preferred embodiments thereof, those skilled in the art will be able to develop a wide variety of structural and operational details without deviating from the principles of the invention. Therefore, the appended claims are to be interpreted to cover all equivalents that fall within the actual scope and spirit of the invention.

Claims

1. Wetmate connector (10) for wireless communication of data and/or power signals between first (18) and second (16) components, the Wetmate connector comprising: a first connector half (36) which is mountable on the first component (18), the first connector half including a first internal cavity (50) and a first wireless communications device (52) that is positioned in the first internal cavity, the first wireless communications device being operable to transmit and/or or receiving wireless data and/or power signals, and the first internal cavity being sealed against an external environment at least when the first connector half is mounted on the first component; and a second connector half (38) that is mountable to the second component (16), the second connector half including a second internal cavity (84) and a second wireless communications device that is positioned in the second internal cavity, the second wireless communications device (80) being operable to transmit and/or receive wireless communications and/or power signals, and the second internal cavity being sealed against the external environment at least when the second half of the connector is mounted on the second component ; wherein the first connector half (36) is movable relative to the second connector half (38) into and out of a nested position in which the first and second wireless communications devices are in operable proximity; in which the first connector half (36) comprises a shaft portion (48) extending axially from the first component (18) and within which the first cavity (50) is located; characterized in that: the second half of the connector (38) comprises a housing portion (78) which is axially spaced from the second component (16) within which the second cavity (84) is located; in which the second cavity (84) comprises an annular configuration and the housing portion (78) comprises an outer axial receptacle (86) which is surrounded by the second cavity and configured to receive the shaft portion (48) of the first connector half (36); and wherein when the first (35) and second (38) connector halves are in the nested position, the first wireless communications device (52) is positioned coaxially within the second wireless communications device (80); whereby the first (36) and second (38) wireless communications devices are operable to wirelessly communicate data and/or power signals to each other while each is isolated from the external environment in a respective sealed cavity.

2. Wetmate connector, according to claim 1, characterized in that the first (52) and second (80) wireless communications devices comprise respective first and second magnetic transceivers that are configured to transmit and/or receive data wireless and/or power signals using near-field magnetic induction communications (NFMI).

3. Wetmate connector, according to claim 2, characterized in that each of the first (52) and second (80) magnetic transceivers comprises a cylindrical configuration, and in which when the first (36) and second (38) connector halves are in the nested position, the first magnetic transceiver (52) is positioned coaxially within the second magnetic transceiver (80).

4. A wireless Wetmate connector (10) comprising: a male connector half (36) housing a male magnetic transceiver (52); and a female connector half (38) housing a female magnetic transceiver; characterized in that: the male connector half (36) includes an axially extending shaft portion (48) comprising a first internal cavity (50) within which the male magnetic transceiver (52) is positioned; and the female half of the connector (38) includes a housing portion (78) comprising an axially extending outer receptacle (86) which is configured to receive the shaft portion (48) and a second annular inner cavity (84) which is positioned coaxially around the receptacle and within which the female magnetic transceiver (80) is positioned; wherein, during use of the Wetmate connector (10) the shaft portion (48) is inserted into the receptacle portion (86) and the male (52) and female (80) magnetic transceivers communicate wireless data and/or signaling signals. power through the shaft portion and housing portion using near-field magnetic induction communications (NFMI).

5. Electric downhole pass-through system for communicating data and/or power signals between a downhole device (32) that is connected to a first underwater component (18) and an external device (34) that is connected to a second underwater component (16), the first and second underwater components comprising respective first (40) and second (42) through holes; characterized in that it comprises a wireless Wetmate connector (10) including: a first connector half (36) that is secured and sealed to one end of the first through hole (40) closest to the second underwater component (16) , the first connector half including a first internal cavity (50) and a first wireless communications device (52) that is positioned in the first internal cavity (50), the first wireless communications device (52) being operable to transmit and/or receiving wireless data and/or power signals, and the first internal cavity (50) being sealed against an external environment; and a second connector half (38) that is secured and sealed to one end of the second through hole (42) closest to the first underwater component (18), the second connector half including a second internal cavity (84) and a second wireless communications device (80) being positioned in the second inner cavity, the second wireless communications device being operable to wirelessly transmit and/or receive data and/or power signals, and the second inner cavity (84) being sealed against the external environment; wherein the second connector half (38) is movable with respect to the first connector half (36) into and out of a nested position in which the first (52) and second (80) wireless communications devices are in close proximity operable; whereby the downhole feedthrough system is operable to communicate data and/or power signals between the external device (34) and the downhole device (32) via the Wetmate connector (10) while the former (52) and second (80) communications devices are isolated from the external environment in a respective sealed cavity.

6. Downhole passage system, according to claim 5, characterized in that the first half of the connector (36) comprises a shaft portion (48) extending axially from the first component (18) within which the first cavity (50) is located, and in which the second connector half (38) comprises a housing portion (78) which is spaced axially from the second component (16) within which the second cavity (84) is located. ) is located.

7. Downhole passage system, according to claim 6, characterized in that when the first (36) and second (38) halves of the connector are in the fitted position, the first (52) and second (80) ) wireless communications devices are axially spaced relative to each other.

8. Downhole passage system, according to claim 6, characterized in that when the first (36) and second (38) halves of the connector are in the fitted position, the first (52) and second (80) ) wireless communications devices are spaced radially from each other.

9. Downhole passage system, according to claim 8, characterized in that the second cavity (84) comprises an annular configuration and the housing portion (78) comprises an external axial receptacle (86) which is surrounded by the second recess and configured to receive the shaft portion (48) of the first connector half (36).

10. Downhole passage system, according to claim 9, characterized in that when the first (36) and second (38) halves of the connector are in the engaged position, the first wireless communications device (52 ) is positioned coaxially within the second wireless communications device (80).

11. Downhole passage system, according to claim 5, characterized in that the first (52) and second (80) wireless communications devices comprise respective first and second magnetic transceivers that are configured to transmit and /or receive wireless communications and/or power signals using near-field magnetic induction communications (NFMI).

12. Downhole passage system, according to claim 11, characterized in that the first half of the connector (36) comprises a shaft portion (48) extending axially from the first component (18) into of which the first cavity (50) is located, and in which the second half of the connector (38) comprises a housing portion (78) which is spaced axially from the second component (16) within which the second cavity (84) is localized.

13. Downhole passage system, according to claim 12, characterized in that when the first (36) and second (38) halves of the connector are in the fitted position, the first (52) and second (80) ) magnetic transceivers are axially spaced relative to each other.

14. Downhole passage system, according to claim 12, characterized in that when the first (36) and second (38) halves of the connector are in the fitted position, the first (52) and second (80) ) magnetic transceivers are spaced radially from each other.

15. Downhole passage system, according to claim 14, characterized in that the second cavity (84) comprises an annular configuration and the housing portion (78) comprises an external axial receptacle (86) which is surrounded by the second recess and configured to receive the shaft portion (48) of the first connector half (36).

16. Downhole passage system, according to claim 15, characterized in that each of the first (52) and second (80) magnetic transceivers comprises a cylindrical configuration, and in which when the first (36) and second (38) connector halves are in the nested position, the first magnetic transceiver (52) is positioned coaxially within the second magnetic transceiver (80).

17. Gateway communications system for an underwater hydrocarbon production system (12), the underwater production system comprising a wellhead (14) that is positioned at the top of a well, a pipe hanger (18) seated in the wellhead and a Christmas tree (16) which is connected to the top of the wellhead; characterized in that it comprises: a first connector portion (36) that is connected to the pipe hanger (18), the first connector portion including a first magnetic transceiver (52) that is configured to transmit and/or receive wireless data wire and/or power signals using near-field magnetic induction communications (NFMI); and a second connector portion (38) that is connected to the Christmas tree (16), the second connector portion including a second magnetic transceiver (80) that is configured to wirelessly transmit and/or receive data and/or video signals. power using NFMI communications; in which when the Christmas tree (16) is connected to the top of the wellhead (14), the first magnetic transceiver (52) is positioned in operable proximity to the second magnetic transceiver (80); whereby in operation of the gateway communications system, the first (52) and second (80) magnetic transceivers are operable to wirelessly communicate data and/or power signals to each other.

18. Passage communications system, according to claim 17, characterized in that the underwater hydrocarbon production system (12) comprises a downhole device (32) that is positioned on or below the pipe hanger (18) and an external device (34) which is positioned on or separate from the Christmas tree (16), and in which the first portion of the connector (36) is in communication with the downhole device and the second portion of connector (38) is in communication with the external device.

19. Pass-through communication system, according to claim 17, characterized in that the first portion of the connector (36) is in cable communication with the downhole device (32) and the second connection portion ( 38) is in cable communication with the external device (34).

20. Method of wirelessly transmitting data and/or power signals between a Christmas tree (16) that is connected to the top of a wellhead (14) and a pipe hanger (18) seated in the wellhead, the method being characterized in that it comprises: mounting a first connector half (36) to the pipe hanger (18), the first connector half including a first magnetic transceiver (52) that is configured to transmit and/or receive wireless data and/or power signals using near-field magnetic induction communications (NFMI); assembling a second connector half (38) to the Christmas tree (16), the second connector half including a second magnetic transceiver (80) which is configured to wirelessly transmit and/or receive data and/or power signals using NFMI communications; positioning the first (52) and second (80) magnetic transceivers in operable proximity to each other; and operating the first (52) and second (80) magnetic transceivers to wirelessly communicate data and/or power signals to each other.