BR112019021652B1 - Sistema de conexão úmida de fundo de poço, método para formar uma conexão úmida de corrente alternada de fundo de poço e aparelho para formar uma conexão úmida de corrente alternada de fundo de poço - Google Patents

Abstract

As modalidades divulgadas incluem sistemas de conexão úmida de fundo de poço, e métodos e aparelhos para fornecer uma conexão elétrica entre duas colunas de fundo de poço. Em uma modalidade, um sistema de conexão úmida tendo um primeiro eletrodo acoplado a uma carga e implantado em um poço é divulgado. O sistema de conexão úmida também inclui um segundo eletrodo implantado ao longo de uma coluna implantada no furo de poço e próxima ao primeiro eletrodo. Adicionalmente, o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo formam uma conexão úmida para transmitir corrente alternada do segundo eletrodo para o primeiro eletrodo.

Description

Fundamentos

[0001] A presente divulgação refere-se geralmente a sistemas de conexão úmida de fundo de poço, e métodos e aparelhos para formar conexões úmidas de fundo de poço em ambientes de fundo de poço.

[0002] Componentes elétricos, como sensores, atuadores, geradores, bombas, ferramentas, bem como outros tipos de cargas elétricas (coletivamente “cargas”) são às vezes implantados em um furo de poço de um poço para facilitar a exploração e produção de hidrocarbonetos. Cargas são às vezes implantadas a centenas ou milhares de pés sob a superfície por longos períodos de tempo. Além disso, algumas cargas são implantadas em uma porção do poço, como uma completação inferior, que é implantada permanentemente no fundo de poço ou pode não ser prontamente recebível. Algumas cargas são conectadas a fontes de bateria para fornecer energia a tais cargas. No entanto, as fontes de bateria armazenam quantidades finitas de energia e precisam ser recarregadas periodicamente.

[0003] Um umbilical com um conduto elétrico é por vezes baixado até uma profundidade próxima da carga para fornecer energia à carga. A corrente contínua é transmitida de uma fonte de corrente através do umbilical para reduzir a perda elétrica à medida que a corrente se desloca pelo umbilical. Uma conexão úmida de corrente contínua pode ser formada entre um eletrodo acoplado ao umbilical e um eletrodo acoplado à carga para permitir que a corrente contínua se desloque através do umbilical e através dos eletrodos para alimentar a carga. No entanto, conexões úmidas de corrente contínua sofrem de dificuldades de confiabilidade. Por exemplo, fluidos como água salgada causam corrosão nos eletrodos que formam a conexão úmida de corrente contínua, reduzindo, assim, a eficácia da conexão úmida de corrente contínua.

Breve Descrição dos Desenhos

[0004] Modalidades ilustrativas da presente divulgação são descritas em detalhes abaixo com referência às figuras de desenhos em anexo que são incorporadas para referência neste documento e em que:

[0005] A FIG. 1A é uma vista lateral esquemática de um ambiente de produção de hidrocarbonetos tendo um sistema de conexão úmida de fundo de poço implantado ao longo de um furo de poço revestido do poço e uma coluna para fornecer energia e telemetria a uma carga posicionada ao longo do revestimento do poço;

[0006] A FIG. 1B é uma vista lateral esquemática de um poço de hidrocarboneto, onde o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo do sistema de conexão úmida de fundo de poço da FIG. 1A são implantados ao longo de uma completação inferior e uma coluna, respectivamente, para fornecer energia e telemetria a uma carga implantada na completação inferior;

[0007] A FIG. 2 é uma vista lateral de um sistema de conexão úmida de fundo de poço similar semelhante ao sistema de conexão úmida de fundo de poço da FIG. 1B e tendo um primeiro eletrodo implantado em uma completação inferior e tendo um segundo eletrodo implantado ao longo de uma coluna;

[0008] A FIG. 3A é uma vista lateral de um sistema de conexão úmida de fundo de poço, tendo dois eletrodos implantados ao longo de uma primeira coluna alinhados com dois eletrodos implantados ao longo de uma segunda coluna;

[0009] A FIG. 3B é uma vista em corte transversal de um sistema de conexão úmida de fundo de poço tendo múltiplos eletrodos implantados radialmente ao longo das superfícies da primeira coluna e da segunda coluna da FIG. 3A;

[0010] A FIG. 4A é um diagrama de circuito de uma conexão úmida formada pelo primeiro e segundo eletrodos da FIG. 3A;

[0011] A FIG. 4B é um diagrama de circuito de um acoplamento capacitivo formado pelo primeiro e segundo eletrodos da FIG. 3A; e

[0012] A FIG. 5 é um fluxograma de um processo para formar uma conexão elétrica entre a primeira e a segunda coluna de caracteres.

[0013] As figuras ilustradas são meramente exemplificativas e não se destinam a assegurar ou implicar qualquer limitação no que diz respeito ao ambiente, arquitetura, concepção ou processo no qual diferentes modalidades possam ser implementadas.

Descrição Detalhada

[0014] Na seguinte descrição detalhada das modalidades ilustrativas, é feita referência aos desenhos anexos que formam uma parte das mesmas. Estas modalidades são descritas em detalhes suficientes para permitir aos especialistas na técnica praticar a invenção e entende- se que outras modalidades podem ser utilizadas e que mudanças lógicas estruturais, mecânicas, elétricas e químicas podem ser feitas sem afastamento do espírito ou escopo da invenção. Para evitar detalhes não necessários para permitir que os versados na técnica pratiquem as modalidades descritas aqui, a descrição pode omitir certas informações conhecidos dos versados na técnica. Não se deve, portanto, tomar a seguinte descrição detalhada num sentido limitativo e o escopo das modalidades ilustrativas é definido apenas pelas reivindicações anexas.

[0015] A presente divulgação refere-se a sistemas de conexão úmida de fundo de poço e métodos e aparelhos para formar conexão úmidas de corrente alternada. Mais particularmente, a presente divulgação refere-se a sistemas, aparelhos e métodos para transmitir energia e dados de uma coluna implantada em um poço para uma carga implantada ao longo de outra coluna implantada no poço ou implantada em outra porção do poço (como uma completação inferior). O sistema inclui um primeiro eletrodo que é implantado próximo a uma carga e um segundo eletrodo que é implantado ao longo da coluna. Tal como aqui definido, as colunas incluem instalações permanentes, tais como tubos, revestimentos de furo de poço, bem como outros tipos de colunas que são permanentemente implantadas ao longo de um furo de poço. As colunas também incluem transportadores, tais como cabos lisos, cabos fixos, tubos enrolados, tubos de perfuração, tubulações de produção, tratores de fundo de poço ou outros tipos de transportadores operáveis para implantar de modo recuperável eletrodos no fundo de poço. Por exemplo, o primeiro eletrodo do sistema de conexão úmida pode ser implantado ao longo de uma ou mais seções de um revestimento de produção implantado na proximidade de uma formação de hidrocarboneto e o segundo eletrodo pode ser implantado ao longo de uma coluna de produção que é implantada dentro de um anel do revestimento de produção. Em algumas modalidades, o revestimento de produção pode ser considerado como uma completação inferior.

[0016] Em algumas modalidades, o sistema de conexão úmida inclui um umbilical que tem um conduto elétrico, tal como um condutor encapsulado na tubulação. O umbilical é acoplado a uma fonte de corrente e ao segundo eletrodo para fornecer corrente elétrica gerada pela fonte de corrente ao segundo eletrodo. Numa dessas modalidades, a corrente contínua é transmitida ao longo do umbilical para reduzir a perda elétrica durante a transmissão de corrente. O sistema de conexão úmida também inclui um conversor de energia implantado na proximidade do segundo eletrodo e operável para converter a corrente contínua fluindo através do umbilical para a corrente alternada. O sistema de conexão úmida também inclui um conector elétrico que forma uma conexão direta entre o primeiro e o segundo eletrodos quando esses eletrodos estão alinhados, estabelecendo assim uma conexão úmida de corrente alternada entre o primeiro e o segundo eletrodos. Em algumas modalidades, o sistema de conexão úmida também inclui outro conversor de energia ou um decodificador de energia que é implantado na proximidade do primeiro eletrodo e é operável para converter corrente alternada transmitida através da conexão úmida em corrente contínua. Numa dessas modalidades, o conversor de potência e o decodificador de energia são operáveis para intensificar e/ou reduzir a tensão através da conexão úmida para coincidir com a tensão operacional da carga. Em algumas modalidades, o sistema de conexão úmida também inclui um ou mais isoladores colocados ao redor do primeiro e do segundo eletrodos para isolar o primeiro e o segundo eletrodos do meio circundante.

[0017] Em algumas modalidades, o sistema de conexão úmida também inclui um controlador (formado por um ou mais dispositivos eletrônicos de acionamento) que é operável para modular uma ou mais da frequência, amplitude, densidade de corrente e fase da corrente alternada para regular a energia transmitida à carga e também para transmitir sinais indicativos de dados ou comandos para a carga. Numa dessas modalidades, o controlador é operável para sintonizar a frequência da corrente alternada dentro de uma faixa de 10 Hz e 500 Hz para fornecer transmissão de energia à carga e para sintonizar a frequência da corrente alternada dentro de uma faixa de 10 Hz e 1 MHz para fornecer transmissão de dados para a carga. Em uma ou mais de tais modalidades, o controlador é operável para sintonizar a frequência da corrente alternada com base na quantidade de corrosão através do primeiro e/ou do segundo eletrodo. Em algumas modalidades, um sistema de acoplamento capacitivo pode ser formado a partir do primeiro e do segundo eletrodos para aumentar a transmissão de energia e dados através da conexão úmida de corrente alternada. Em tais modalidades, uma corrente elétrica pode ser transmitida através do acoplamento capacitivo para fornecer energia à carga.

[0018] Em outras modalidades, múltiplas conexões úmidas de corrente alternada são formadas para melhorar a energia e/ou a transmissão de dados para a carga ou para fornecer energia e/ou transmissão de dados para múltiplas cargas. Em uma dessas modalidades, um operador pode operar um controle baseado na superfície para posicionar um ou mais eletrodos implantados ao longo da coluna para alinhar com um ou mais eletrodos implantados ao longo da completação inferior para formar múltiplas conexões úmidas alternadas e para transmitir energia e dados à carga através de tais conexões úmidas de corrente alternada. Descrições adicionais do sistema, aparelho e método precedentes para formar conexões elétricas são descritas nos parágrafos abaixo e estão ilustradas nas FIGS. 1-5.

[0019] Voltando agora para as figuras, a FIG. 1A é uma vista lateral esquemática de um ambiente de produção de hidrocarbonetos 100 que tem um sistema de conexão úmida de fundo de poço 120 implantado ao longo de um revestimento de furo de poço 115 e uma coluna 116 para fornecer energia e telemetria a uma carga 130 implantada ao longo do revestimento 115. O sistema de conexão úmida 120 inclui um primeiro eletrodo 122A que é implantado no invólucro 115 e um segundo eletrodo 122B que é implantado ao longo da coluna 116. Na modalidade da FIG. 1A, uma cavidade 102 tendo um furo de poço 106 estende-se a partir de uma superfície 108 da cavidade 102 para ou através de uma formação subterrânea 112. O revestimento 115 estende-se a partir de uma superfície 108 do poço 102 para baixo do poço 106 para isolar as ferramentas de fundo de poço e as colunas implantadas no revestimento 115, bem como os recursos de hidrocarbonetos que fluem através do revestimento 115 da formação subterrânea circundante 112 para evitar desmoronamentos e/ou para evitar a contaminação da formação subterrânea circundante 112. O revestimento 115 é normalmente cercado por uma bainha de cimento (não mostrada) formada a partir de lama de cimento, e depositada num anel entre o revestimento 115 e o furo de poço 106 para fixar firmemente o revestimento 115 ao poço 106 e para formar uma barreira que isola o revestimento 115. Numa ou mais modalidades, podem existir camadas adicionais de revestimento colocadas concentricamente no furo de poço 106, tendo cada uma delas uma camada de cimento ou semelhante, depositada por aí.

[0020] Um gancho 138, cabo 142, catarina (não mostrada) e guincho (não mostrado) são fornecidos para abaixar a coluna 116 pelo furo de poço 106 ou para levantar a coluna 116 para cima a partir do furo de poço 106. Como se afirma aqui, a coluna pode ser de cabo fixo, cabo liso, tubo enrolado, tubo de perfuração, tubulação de imersão, tubulação de produção, trator de fundo de poço ou outro tipo de transportador operável para implantar de forma removível eletrodos, tal como o segundo eletrodo 122B no fundo de poço. Em algumas modalidades, um umbilical (não mostrado) com um conduto elétrico (não mostrado) é acoplado à segunda coluna 116 para proporcionar energia no fundo de poço e transmissão de dados. Mais particularmente, o umbilical é acoplado a uma fonte de corrente e ao segundo eletrodo 122B. A fonte atual pode ser implantada na superfície 108 no furo de poço 106. Em algumas modalidades, a fonte de corrente gera corrente contínua que se desloca através do umbilical no fundo de poço. Numa dessas modalidades, o sistema de conexão úmida 120 inclui também um conversor de energia (não mostrado) que é operável para converter corrente contínua em corrente alternada antes da corrente alternada ser transmitida através do primeiro e do segundo eletrodos 122A e 122B. Em algumas modalidades, o sistema de conexão úmida 120 também inclui um conector, tal como um conector elétrico que forma uma conexão contínua entre o primeiro eletrodo 122A e o segundo eletrodo 122B, formando assim uma conexão úmida de corrente alternada entre o primeiro eletrodo 122A e o segundo eletrodo 122B. Correntes alternadas transmitidas para o fundo de poço através do umbilical podem ser transmitidas através da conexão úmida de corrente alternada para fornecer energia ou transmissão de dados à carga 130 bem como outras cargas que são implantadas ao longo do revestimento 115. Em algumas modalidades, o sistema de conexão úmida 120 também inclui um controlador (não mostrado) formado a partir de um ou mais componentes eletrônicos de acionamento. Numa dessas modalidades, o controlador é operável para receber uma indicação de que o primeiro e o segundo eletrodos 122A e 122B estão alinhados e ativam o conector para formar uma conexão contínua entre o primeiro eletrodo 122A e o segundo eletrodo 122B. Numa ou mais de tais modalidades, o controlador é operável para modular pelo menos um de uma fase, frequência, amplitude e densidade de corrente da corrente alternada para fornecer energia e transmissão de dados à carga 130.

[0021] Na cabeça de poço 136, um conduto de entrada 151 é acoplado a uma fonte de fluido (não mostrada) para fornecer fluidos, tais como fluidos de produção, no fundo de poço. Em algumas modalidades, a segunda coluna 116 tem uma passagem interna que proporciona um trajeto de fluxo de fluido a partir da superfície 108 no fundo de poço. Em algumas modalizardes, os fluidos de produção se deslocam pela segunda coluna 116 e saem da coluna 116. Os fluidos de produção, bem como os recursos de hidrocarbonetos, fluem de volta para a superfície 108 através de um anel de furo de poço 148, e saem do anel de furo de poço 148 através de um conduto de saída 164 onde os fluidos de produção e os recursos de hidrocarbonetos são capturados num recipiente 140.

[0022] A carga 130 é implantada ao longo do revestimento 115. Em algumas modalidades, a carga 130 inclui sensores, tais como, mas não limitados a sensores de taxa de fluxo, sensores de temperatura, sensores de pressão, sensores de composição de fluxo, magnetômetros, acelerômetros, sensores de pH, sensores de vibração, sensores acústicos, bem como outros sensores que são operáveis para determinar uma ou mais propriedades de recursos de hidrocarbonetos e/ou a formação circundante 112. A carga 130 pode também incluir ferramentas, tais como, mas não limitadas a válvulas, luvas, dispositivos de comunicação sem fio, bombas hidráulicas, bem como outras ferramentas de perfuração que são operáveis monitorar e manter a produção de hidrocarbonetos e a integridade do poço 102 durante a expectativa de vida operacional do poço 102. As ferramentas e sensores podem ser operáveis para criar, monitorar e manter o isolamento zonal para evitar a perda de fluido, bem como para manter a produção de hidrocarbonetos e a integridade do poço 102 em poços com múltiplas zonas. Em modalidades adicionais,as ferramentas e sensores são implantados próximos a Anel A, Anel B, Anel C, bem como outros anéis dentro do furo de poço 106 para monitorar a pressão, temperatura, fluxo de fluido ou outras propriedades próximas dos anéis.

[0023] Em algumas modalidades, a carga 130 representa ferramentas e sensores que são implantados próximos de um ou mais tipos de telas para detectar propriedades de partículas fluindo através das telas e são operáveis para formar sistemas de controle (por exemplo, dispositivos de fluxo de controle) para monitorar e regular o fluxo de fluido/partículas através das telas. Em uma modalidade, uma primeira tela (não mostrada) é disposta em uma seção de revestimento 115. Uma pluralidade de sensores aqui divulgados e operáveis para monitorizar as propriedades do material de fluidos e partículas próximas da tela e que fluem através da tela são implantados ao longo do revestimento 115. Em outras modalidades, a carga 130 representa um conjunto de ferramentas aqui divulgadas que são operáveis para regular a taxa de fluxo de fluidos e materiais através da primeira tela também são implantadas ao longo do revestimento 115. Correntes elétricas podem ser transmitidas do segundo eletrodo 122B, através da conexão úmida de corrente alternada para o primeiro eletrodo 122A para fornecer energia e transmissão de dados aos sensores e ferramentas que são implantados ao longo do revestimento 115. Embora a FIG. 1A ilustra um poço de produção, as tecnologias aqui descritas também podem ser implementadas em um poço de injeção para fornecer energia e dados através de diferentes colunas implantadas no poço de injeção. Além disso, embora a FIG. 1A ilustre a implantação do sistema de conexão úmida 120 em um ambiente de fundo de poço de um poço em terra, o sistema de conexão úmida 120 também pode ser implantado em um ambiente submarino, como em um poço marítimo.

[0024] Em algumas modalidades, as operações precedentes são monitorizadas por um controle baseado na superfície 184, que inclui um ou mais sistemas eletrônicos. Em uma dessas modalidades, o controle baseado na superfície 184 é operável para receber uma ou mais indicações de se o primeiro eletrodo 122A está alinhado com o segundo eletrodo 122B e notificar um operador se o primeiro eletrodo 122A está alinhado com o segundo eletrodo 122B. O operador pode operar o controle 184 para reposicionar a coluna 116 até que o primeiro eletrodo 122A e o segundo eletrodo 122B estejam alinhados. O operável pode então ativar o conector elétrico para formar uma conexão direta entre o primeiro e o segundo eletrodos 121A e 121B. Em outras modalidades, o operador pode operar o controle 184 para alinhar múltiplos eletrodos implantados na coluna 116 com múltiplos eletrodos que são implantados no revestimento 115 para fornecer energia adicional e/ou transmissão de dados à carga 130 ou para fornecer energia e/ou transmissão de dados para outras cargas que são implantadas ao longo de outras regiões do revestimento 115.

[0025] A FIG. 1B é uma vista lateral esquemática de um poço de hidrocarboneto 105, onde o primeiro eletrodo 122A e o segundo eletrodo 122B do sistema de conexão úmida de fundo de poço 120 da FIG. 1A são implantados ao longo de uma completação inferior 117 e uma coluna 118 , respectivamente, para fornecer energia e telemetria a uma carga 130 implantada na completação inferior 117;Na modalidade representada, a coluna 118 é um transportador recuperável formado de cabo fixo, cabo liso, tubulação enrolada, tubo de perfuração, trator de fundo ou outro tipo de transportador operável para implantar o segundo eletrodo 122B em um local próximo à carga 130 durante a operação do poço 105. Um veículo 180 transportando seções da coluna 118 posicionado próximo do poço 102. A coluna 118, juntamente com o segundo eletrodo 122B são baixados através do preventor de explosão 103 dentro do poço 105. Em algumas modalidades, uma ferramenta de perfilagem (não mostrada) também é implantada ao longo da coluna 118 para realizar operações de perfilagem enquanto o sistema de conexão úmida de fundo fornece energia e/ou transmissão de dados para a carga 130. Em uma ou mais modalidades, ferramentas adicionais podem ser implantadas ao longo da coluna 118 para realizar uma ou mais operações descritas aqui.

[0026] A FIG. 2 é uma vista lateral de um sistema de conexão úmida de fundo de poço 220 similar semelhante ao sistema de conexão úmida de fundo de poço 120 da FIG. 1B e tendo um primeiro eletrodo 222A implantado em uma completação inferior 217 e tendo um segundo eletrodo 222B implantado ao longo de uma coluna 118. Os pacotes de cascalho 238 são implantados num anel entre a completação inferior 217 e o furo de poço 106 para estabilizar a formação próxima da completação inferior 217. O preenchimento inferior inclui um filtro 229, tal como um filtro de areia, uma tela de areia, ou outro tipo de filtro que evita que a areia de formação, bem como outros tipos de materiais não desejados, entrem na completação inferior 217. A completação inferior 217 também inclui eletrônicos e controles (“carga”) 230 que monitoram e controlam, através do atuador 231 e da válvula 235, o fluxo de fluido através da válvula 235 da completação inferior 217. Em algumas modalidades, a carga 230 também monitora o ambiente de fundo de poço próximo à completação inferior 217, transmite dados indicativos do ambiente de fundo de poço e realiza outras operações de furo de poço descritas aqui. Em algumas modalidades, a carga 230 inclui ou está acoplada a um ou mais eletrônicos ou componentes que são operáveis para modular as correntes elétricas recebidas na carga 230. Na modalidade ilustrada, um desconversor de energia 228 operável para regular a tensão (intensificar e/ou reduzir a tensão) para corresponder a uma tensão operacional da carga 230 é também utilizado na completação inferior 217. Numa ou mais modalidades, o desconversor de energia 228 não é implantado na completação inferior 217. Numa ou mais dessas modalidades, a carga 230 inclui ou está acoplada a um retificador que é operável para converter corrente alternada em corrente contínua. Em outras dessas modalidades, a carga 230 inclui ou está acoplada a um filtro de passa banda (por exemplo, filtro de passa banda alta, filtro de passa banda baixa, etc.), filtro de banda parada ou outro componente operável para filtrar as correntes elétricas em frequência, amplitude e/ou fase. Numa outra dessas modalidades, a carga 230 é também acoplada a ou inclui um ou mais componentes de boia, componentes de reforço, transformadores ou um componente semelhante que é operável para modular a tensão (por exemplo, subir, descer, etc.) da carga 230.

[0027] O primeiro eletrodo 222A é implantado numa superfície da completação inferior 217 e o segundo eletrodo 222B é implantado na coluna 218 para fornecer energia e/ou transmissão de dados para a carga 230. Em algumas modalidades, o primeiro e o segundo eletrodos 222A e 222B são fabricados a partir de materiais com um elevado potencial galvânico, tais como titânio, carbono (grafite), ouro, níquel, aço, cromo, prata, platina, ligas dos materiais anteriores, hastelloy liga de ópio, incoloy e monel. Em algumas modalidades, o primeiro e o segundo eletrodos 222A e 222B têm bordas curvas para reduzir a densidade de corrente para correntes de fuga, e assim reduzem a probabilidade de corrosão eletroquímica nas bordas do primeiro e do segundo eletrodos 222A e 222B. Um primeiro isolador 224A e um segundo isolador 224B são colocados em torno do primeiro eletrodo 222A e do segundo eletrodo 222B, respectivamente, para isolar o primeiro e o segundo eletrodos 222A e 222B. Os primeiro e o segundo isoladores 224A e 224B podem ser fabricados a partir de polímeros (tal como Teflon, PTFE, PEEK, Thiol e nylon), cerâmica, óxido, vidro, plástico, borracha (tal como borracha, HNBR e nitrila), tinta, esmalte, óxido de metal, material anodizado, revestimento de carboneto, bem como outros materiais aqui descritos. Em algumas modalidades, o primeiro e o segundo isoladores 224A e 224B formam uma restrição de fluido. Em algumas modalidades, o primeiro e o segundo isoladores 224A e 224B podem se estender de 0,63 cm (0,25 polegada) a 304,8 cm (10 pés) de distância do primeiro e do segundo eletrodos 222A e 222B. Adicionalmente, o primeiro e o segundo isoladores 224A e 224B podem se estender para cobrir parcialmente uma seção do primeiro e do segundo eletrodos 222A e 222B, respectivamente.

[0028] Um umbilical 216 que também é implantado ao longo da coluna 218 fornece um canal para a corrente fluir de uma fonte de corrente para o primeiro eletrodo 222A. Em algumas modalidades, a corrente contínua é transmitida para o fundo de poço para reduzir a perda elétrica durante a transmissão de corrente. Como representado na FIG. 2, um conversor de potência 229 é acoplado ao umbilical e ao segundo elétrodo 222B. O conversor de potência 229 é operável para converter corrente contínua transmitida ao longo do umbilical para corrente alternada e para fornecer a corrente alternada ao segundo eletrodo 229.

[0029] Os conectores 226A e 226B são colocados próximos ao primeiro e ao segundo eletrodos 222A e 222B, respectivamente, e podem ser acionados quando o primeiro eletrodo 222A e o segundo eletrodo 222B estão alinhados para formar uma conexão direta entre o primeiro eletrodo 222A e o segundo eletrodo 222B. Exemplos dos conectores 226A e 226B incluem conector elétrico carregado por mola, centralizador com mola em arco, conector elétrico com mola em bobina, conector elétrico com mola em borracha, conector elétrico com mola ativada hidraulicamente, bem como tipos similares de conectores elétricos. Em algumas modalidades, um controlador (não mostrado) é implantado ao longo da coluna 218 e é acoplado ao umbilical 216. Em algumas modalidades, o controlador é operável para detectar sinais de resposta do primeiro e do segundo eletrodos 222A e 222B e é ainda operável para determinar as intensidades de sinal dos sinais de resposta para determinar se o primeiro e o segundo eletrodos 222A e 222B estão alinhados um com o outro. Mais particularmente, o controlador determina que o primeiro eletrodo 222A não está devidamente alinhado com o segundo eletrodo 222B se as intensidades de sinal dos sinais de resposta não é maior do que um primeiro limiar. Se o controlador determinar que as intensidades de sinal dos sinais de resposta são maiores que o primeiro limiar, então o controlador 128 determina que o primeiro eletrodo 222A está adequadamente alinhado com o segundo eletrodo 222B. Alternativamente, se o controlador determinar que o primeiro e o segundo eletrodos 222A e 222B não estão alinhados, o controlador está ainda operável para transmitir uma indicação de que os eletrodos não estão alinhados. Em algumas modalidades, as indicações são transmitidas através do umbilical 216 ou através de outro sistema de telemetria para o controle 184. Um operador pode operar o controle 184 para reposicionar a coluna 218 para alinhar o primeiro e o segundo eletrodos 222A e 222B.

[0030] Em algumas modalidades, o controlador é operável para modular uma ou mais da frequência, amplitude e fase das correntes alternadas para regular a potência transmitida para a carga 230 e também para transmitir dados para a carga 230. Numa dessas modalidades, o controlador é operável para variar a frequência de transmissão com base no fato de que a transmissão é uma transmissão de energia ou uma transmissão de dados. Mais particularmente, o controlador é operável para variar a frequência de transmissão de transmissões de potência de 10 Hz a 100 MHz e é operável para variar a frequência de transmissão de transmissões de dados de 10 Hz a 100 MHz. O controlador é ainda operável para variar as transmissões de potência dentro de faixas específicas das faixas de transmissão de potência e frequência anteriores. Num exemplo, o controlador é operável para variar a frequência de transmissão das transmissões de potência para 10 Hz a 500 Hz e é ainda operável para variar a frequência de transmissão das transmissões de dados para 10 Hz a 1 MHz. Num exemplo, o controlador é operável para variar a frequência de transmissão das transmissões de potência para 1 MHz a 10 MHz e é ainda operável para variar a frequência de transmissão de transmissões de dados para 1 kHz a 10 kHz. Numa ou mais de tais modalidades, o controlador é operável para determinar a quantidade de corrosão através do primeiro e do segundo eletrodos 222A e 222B e variar a frequência de transmissão de energia e transmissões de dados com base na quantidade de corrosão através do primeiro e do segundo eletrodos 222A e 222B. Por exemplo, o controlador é operável para aumentar a frequência de transmissão de transmissões de energia se for detectada corrosão adicional através do primeiro e segundo eletrodos 222A e 222B. Em algumas modalidades, o controlador é operável para modular a densidade de corrente da corrente alternada. Numa ou mais dessas modalidades, o controlador é operável para manter a corrente alternada que flui através da conexão úmida entre aproximadamente 100 mA e 1 A e mantem a densidade de corrente da corrente alternada que flui através da conexão úmida para menos de aproximadamente 1 A/cm2.

[0031] Em algumas modalidades, o controlador é operável para monitorar a transmissão de energia, a transferência de corrente, a transferência de tensão, a razão sinal para ruído (SNR), a geração de calor de razão de sinal para interferência mais ruído (SINR), uma combinação das propriedades anteriores ou propriedades similares. Além disso, o controlador é operável para monitorar a parte real da impedância elétrica (impedância real), a parte imaginária da impedância elétrica (impedância imaginária), a corrente, a tensão, a fase da corrente e/ou a tensão, a amplitude, ou outra propriedade das correntes/sinais elétricos.

[0032] Em algumas modalidades, o primeiro e o segundo eletrodos 222A e 222B são cobertos por uma primeira e uma segunda coberturas (não mostradas) para proteger o primeiro e o segundo eletrodos 222A e 222B contra a corrosão. Em uma dessas modalidades, a primeira e a segunda coberturas são fabricadas a partir de materiais que possuem uma alta permissividade dielétrica e uma baixa resistividade elétrica, e são eletricamente condutivas. Numa ou mais dessas modalidades, a primeira e a segunda coberturas formam um contato direto quando o primeiro e o segundo eletrodos 222A e 222B estão alinhados, formando assim uma conexão úmida de corrente alternada. Em algumas modalidades, a primeiro e a segunda coberturas são fabricadas a partir de carboneto de silício, nitreto de silício, borracha, borracha eletricamente condutora ou outro material aqui divulgado tendo uma permissividade dielétrica alta. Numa dessas modalidades, a primeira e a segunda coberturas são fabricadas a partir de materiais diferentes.

[0033] A FIG 3A é uma vista lateral de um sistema de conexão úmida de fundo de poço 320 tendo dois eletrodos 322A e 322D que são implantados ao longo de uma primeira coluna 315 e são alinhados com dois eletrodos 322B e 322C que são implantados ao longo de uma segunda coluna 316. Na modalidade da FIG. 3A, um primeiro eletrodo 322A e um quarto eletrodo 322D são implementados ao longo da primeira coluna 315, e um segundo eletrodo 322B, um terceiro eletrodo 322C, um quinto eletrodo 322E, e um sexto eletrodo 322F são implementados ao longo da segunda coluna 316. A implantação de eletrodos adicionais fornece locais de alinhamento adicionais ao longo das superfícies da primeira e da segunda colunas 315 e 316. O segundo, o terceiro, o quinto e o sexto eletrodos 322B, 322C, 322E e 322F são acoplados a um primeiro umbilical 317, que fornece corrente de uma fonte de corrente no fundo de poço para o segundo, terceiro, quinto e sexto eletrodos 322B, 322C, 322E, e 322F. Um segundo umbilical 318 proporciona um conduta elétrico a partir do primeiro e do quarto eletrodos 322A e 322D para a carga 330.

[0034] Os primeiros sextos eletrodos 322A-322F são isolados pelos primeiros sextos isoladores 324A-324F, respectivamente, para isolar os primeiros sextos eletrodos 322A- 322F. Em algumas modalidades, um ou mais dos isoladores 322A-322F podem se aproximar ou tocar uns aos outros para formar uma restrição de fluido. Por exemplo, o segundo isolador 322B e o terceiro isolador 322C podem tocar uns aos outros para restringir o fluido através do segundo e terceiro isoladores 322B e 322C. Numa outra modalidades, um dos isoladores 322A-322F podem se aproximar da ou tocar na primeira ou na segunda coluna 315 ou 316 para formar uma restrição de fluido. Por exemplo, o segundo isolador 322B se estende através de um anel entre a primeira coluna 315 e a segunda coluna 316 e toca a primeira coluna 315. Adicionalmente, um ou mais dos isoladores 322A-322F podem se estender para cobrir parcialmente uma seção de um ou mais dos eletrodos 122A-122F ou podem se estender entre o um ou mais eletrodos e a coluna correspondente 315 ou 316.

[0035] Um controlador 328 é implantado ao longo da segunda coluna 316 e é acoplado ao primeiro umbilical 317. Como aqui descrito, o controlador é operável para determinar se os eletrodos estão alinhados corretamente. Uma vez que o primeiro e quarto eletrodos 322A e 322D estão corretamente alinhados com o segundo e o terceiro eletrodos 322B e 322C, o controlador 328 está ainda operável para acionar o segundos e o terceiro conectores eletricos 326B e 326C para contatar o primeiro e o quarto conectores elétricos 326A e 326D para formar conexões úmidas de corrente alternada entre o primeiro e o segundo eletrodos 322A e 322B, e entre o terceiro e o quarto eletrodos 322C e 322D, respectivamente. O controlador 328 também é operável para modular a fase, frequência, amplitude, e densidade de corrente da corrente alternada transmitida através das conexões úmidas de corrente alternada. Em algumas modalidades, o controlador 328 é ainda operável para converter corrente alternada para corrente contínua e vice-versa, e para regular a tensão através das conexões úmidas. Funções adicionais do controlador 328 são descritas nos parágrafos anteriores.

[0036] Em algumas modalidades, o primeiro e o quarto eletrodos 322A e 322D são cobertos por uma primeira cobertura (não mostrada), e o segundo, terceiro, quinto e sexto eletrodos 322B, 322C, 322E e 322F são cobertos por uma segunda cobertura (não mostrada). Em algumas modalidades, cada uma da primeira e da segunda coberturas abrange todos os eletrodos cobertos pela respectiva cobertura. Em outras modalidades, as coberturas são segmentadas de tal modo que cada eletrodo é coberto individualmente por uma das coberturas. Em algumas modalidades, eletrodos adicionais são implementados na primeira e na segunda colunas 315 e 316 e conexões úmidas de corrente alternada adicionais pode ser estabelecido entre eletrodos implantados na primeira e na segunda coluna 315 e 316.

[0037] A FIG. 3B é uma vista em corte de um sistema de conexão úmida de corrente alternada 325 tendo múltiplos eletrodos 352A-352F implantados radialmente ao longo das superfícies da primeira coluna 315 e da segunda coluna 316 da FIG. 3A. Como discutido aqui e ilustrado nas equações apresentadas abaixo, a perda de energia dos eletrodos é diretamente proporcional ao tamanho da área de superfície dos eletrodos 352A-352F e a transferência de energia é diretamente proporcional ao tamanho da área de superfície dos eletrodos 352A-352F. Como pode ser visto a partir da FIG. 3B, uma conexão úmida não foi estabelecida com os eletrodos 352E e 352F porque não há eletrodos correspondentes na primeira coluna 115. De modo a reduzir a perda de energia dos eletrodos 352E e 352F, o controlador pode optar por fornecer apenas energia aos eletrodos 352C e 352B. Em algumas modalidades, os isoladores (não mostrados) podem ser implantados radialmente e em localizações circunferenciais adjacentes aos eletrodos 352A-352F para reduzir o curto elétrico entre os eletrodos e a coluna nos casos em que o fluido do furo de poço é eletricamente condutor e para outras funções aqui discutidas.

[0038] A FIG. 4A é um diagrama de circuito de uma conexão úmida formada pelo primeiro e segundo eletrodos da FIG. 3A. A energia para a carga 130 é calculada com base na seguinte equação:

onde V1 440 é a tensão do sinal do acionador, RL 450 é a resistência em toda a carga 130, R3 é a resistência através do primeiro e do segundo eletrodos 322A e 322B, e Ri e R2 são resistências internas do segundo e do primeiro eletrodos 322B e 322A, respectivamente. Além disso, a energia total pode ser calculada com base na seguinte equação:

onde V1 440 é a tensão do sinal do acionador, RL 450 é a resistência em toda a carga 130, R3 é a resistência através do primeiro e do segundo eletrodos 322A e 322B, e R1 e R2 são resistências internas do segundo e do primeiro eletrodos 322B e 322A, respectivamente.

[0039] Em algumas modalidades, um sistema de acoplamento capacitivo pode ser formado para aumentar a transmissão de energia e de dados através da conexão úmida de corrente alternada aqui descrita. A FIG. 4B é um diagrama de circuito de um acoplamento capacitivo formado pelo primeiro e segundo eletrodos 322A e 322B da FIG. 3A. As seguintes equações podem ser derivadas e usadas para calcular a capacitância do acoplamento capacitivo, a potência na carga 130, bem como a potência total. C3 431 representa o primeiro acoplamento capacitivo formado entre o primeiro eletrodo 322A e o segundo eletrodo 322B, quando os eletrodos estão alinhados um com o outro. O acoplamento capacitivo 431 pode ser calculado com base na seguinte equação: C3 — ε0*ε3* onde ε0 é a permissividade do espaço livre, e3é a constante dielétrica entre o t3 x ' primeiro e o segundo eletrodos 322A e 322B, A2 é a área da superfície do segundo eletrodo e t3 é a espessura dielétrica (as distâncias entre o primeiro e o segundo eletrodos 322A e 322B). O acoplamento capacitivo 430 é compensado por perdas devido ao acoplamento capacitivo C} 410 entre o primeiro eletrodo 322A e o primeiro fio 115, e devido ao acoplamento capacitivo 421 C2 entre o segundo eletrodo 322B e a segunda coluna 116. C} 411 pode ser calculado com base na seguinte equação: C} — ε0 * ε± *—, onde ε0 é a permissividade do espaço livre, s±é a constante dielétrica do primeiro eletrodo 322A, A} é a área de superfície do primeiro eletrodo, e é a espessura dielétrica do primeiro eletrodo 322A. Adicionalmente C2 421 podem ser calculadas com base na seguinte equação:C2 = ε0*ε2* — , onde ε0 é a permissividade do espaço livre, ε2 é a constante dielétrica do t2 segundo eletrodo 322B, A2 é a área de superfície do segundo eletrodo, e t2 é a espessura dielétrica do segundo eletrodo 322B.

[0040] O diagrama de circuito da Figura 4B mostra a metade do circuito elétrico. O circuito elétrico pode ser completado com um segundo acoplamento capacitivo (não mostrado), que pode ser formado por um segundo par de eletrodos. Numa outra modalidade, o circuito elétrico pode ser completado com um acoplamento resistivo, o qual pode ser formado se a primeira e a segunda colunas 315 e 316 estiverem em contato direto uma com a outra. Numa outra modalidade, o circuito elétrico é completado com uma combinação de acoplamento capacitivo e acoplamento resistivo. Além disso, em algumas modalidades, um ou mais indutores (não mostrados) podem ser adicionados em paralelo ou em série à lateral do acionador do circuito ilustrado na FIG. 4B, em paralelo ou em série à lateral da carga do circuito, tanto à lateral do acionador quanto à lateral da carga, ou a um solo para formar um sistema ressonante para transmissão de energia. Numa dessas modalidades, o sistema ressonante aumenta ainda mais a eficiência da transmissão de energia através do acoplamento capacitivo 431.

[0041] A FIG. 5 é um fluxograma de um processo para formar uma conexão úmida de corrente alternada. Embora as operações no processo 500 sejam mostradas em uma sequência particular, certas operações podem ser realizadas em sequências diferentes ou ao mesmo tempo onde possível.

[0042] Na etapa 502, o primeiro eletrodo 122A é implantado no furo de poço 106. Em algumas modalidades, o primeiro eletrodo 122A é permanentemente implantado no furo de poço 106 durante a operação da cavidade 102, enquanto o segundo eletrodo 122B é implantado ao longo de uma coluna recuperável que pode ser removida do furo de poço 106 durante a operação do poço 102. Em alguma modalidades, um umbilical, como o primeiro umbilical 317, é acoplado a uma fonte de corrente para fornecer um conduto para a fonte de corrente transmitir corrente de fundo para o segundo eletrodo 122B. Na etapa 506, é feita uma determinação de se o segundo eletrodo 122B está alinhado com o primeiro eletrodo 122A. Em algumas modalidades, um controlador, tal como o controlador 328, é operável para detectar sinais indicativos de se o segundo elétrodo 122B está alinhado com o primeiro eletrodo 122A.

[0043] Na etapa 508, uma conexão úmida é estabelecida para conectar diretamente o primeiro eletrodo 122A com o segundo eletrodo 122B quando o primeiro e o segundo eletrodos 122A e 122B são alinhados. Em algumas modalidades, o controlador 328 aciona um conector elétrico descrito aqui para estabelecer a conexão úmida. Em algumas modalidades, o controlador 128 é operável para modular pelo menos uma da amplitude, frequência, densidade de corrente e fase para regular a transmissão de energia e dados. Numa dessas modalidades, o controlador 328 é operável para modular a frequência da corrente alternada dentro de uma faixa de aproximadamente entre 10Hz e 500Hz para fornecer transmissão de energia à carga e para modular a frequência da corrente alternada dentro de uma faixa de aproximadamente entre 10Hz e 1MHz para fornecer transmissão de dados para a carga. Em outras modalidades, o controlador 328 é operável para modular a frequência da corrente alternada dentro de uma faixa diferente aqui descrita para fornecer energia e/ou transmissão de dados à carga. Em algumas modalidades, o controlador 328 é operável para determinar uma quantidade de corrosão através do primeiro e do segundo eletrodos 122A e 122B e para modular a frequência da corrente alternada com base na quantidade de corrosão no primeiro e no segundo eletrodos 122A e 122B. Numa ou mais modalidades, o controlador 328 é operável para manter a corrente alternada que flui através da primeira conexão úmida entre aproximadamente 100 mA e 1 A e mantem a densidade de corrente da corrente alternada que flui através da conexão úmida para menos de aproximadamente 1A/cm2. Na etapa 510, a corrente alternada é transmitida do segundo eletrodo 122B, através da conexão úmida, para o primeiro eletrodo 122A para alimentar uma carga.

[0044] Em algumas modalidades, a corrente contínua é transmitida da fonte de corrente para o segundo eletrodo 122B para reduzir a perda de corrente de transmissão. Numa dessas modalidades, o controlador 328 e/ou um conversor de energia implantado próximo ao segundo eletrodo 122B converte corrente contínua em corrente alternada e fornece corrente alternada através da conexão úmida de corrente alternada ao primeiro eletrodo 122B. Numa dessas modalidades, o controlador 328 e/ou um desconversor de energia converte então corrente alternada no primeiro eletrodo 122A em corrente contínua, que é então transmitida para a carga.

[0045] As modalidades divulgadas acima foram apresentadas para fins de ilustração e para permitir que um versado comum na técnica pratique a divulgação, mas a divulgação não se destina a ser exaustiva ou limitada às formas divulgadas. Muitas modificações e variações insubstanciais serão aparentes àqueles versados na técnica sem que se afastem do escopo e sentido da divulgação. Por exemplo, embora os fluxogramas representem um processo serial, algumas das etapas/processos podem ser executadas em paralelo ou fora de sequência, ou combinadas em uma única etapa/processo. O escopo das reivindicações se destina a cobrir amplamente as modalidades divulgadas e qualquer modificação nelas. Além disso, as cláusulas seguintes representam modalidades adicionais da divulgação e devem ser consideradas dentro do âmbito da divulgação:

[0046] Cláusula 1, um sistema de conexão úmida de fundo do poço, compreendendo um primeiro eletrodo implantado em um furo de poço, sendo o primeiro eletrodo acoplado a uma carga implantada no furo de poço; e um segundo eletrodo implantado ao longo de uma coluna implantada no furo de poço e próximo ao primeiro eletrodo, em que o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo são operáveis para formar uma conexão úmida para transmitir corrente alternada do segundo eletrodo para o primeiro eletrodo.

[0047] Cláusula 2, o sistema de conexão úmida de fundo de poço da cláusula 1, compreendendo ainda: um umbilical implantado ao longo da coluna e conectado a uma fonte de corrente contínua; e um primeiro conversor de energia implantado próximo ao segundo eletrodo e operável para converter corrente contínua fluindo através do umbilical em corrente alternada.

[0048] Cláusula 3, o sistema de conexão úmida de fundo de poço da cláusula 1 ou 2, compreendendo ainda um segundo conversor de energia implantado próximo ao primeiro eletrodo e operável para converter a corrente alternada fluindo do primeiro eletrodo para a corrente contínua.

[0049] Cláusula 4, o sistema de conexão úmida de fundo de poço de pelo menos uma das cláusulas 1-3, em que o segundo conversor de energia é operável para regular a tensão para coincidir com uma tensão operacional da carga.

[0050] Cláusula 5, o sistema de conexão úmida de fundo de poço de pelo menos uma das cláusulas 1-4, compreendendo ainda um controlador operável para modular pelo menos um de uma fase, frequência, amplitude e densidade de corrente da corrente alternada para fornecer energia e transmissão de dados para a carga.

[0051] Cláusula 6, o sistema de conexão úmida de fundo de poço de pelo menos uma das cláusulas 1-5, em que o controlador é ainda operável para: modular a frequência da corrente alternada dentro de uma faixa de aproximadamente entre 10Hz e 500Hz para fornecer transmissão de energia à carga, e modular a frequência da corrente alternada dentro de uma faixa de aproximadamente entre 10Hz e 1MHz para fornecer transmissão de dados para a carga.

[0052] Cláusula 7, o sistema de conexão úmida de fundo de poço de pelo menos uma das cláusulas 1-6, em que o controlador é operável para modular a frequência da corrente alternada com base num nível de corrosão através de pelo menos um do primeiro eletrodo e do segundo eletrodo.

[0053] Cláusula 8, o sistema de conexão úmida de fundo de poço de pelo menos uma das cláusulas 1-7, compreendendo ainda um conector elétrico carregado por mola para formar uma conexão direta entre o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo.

[0054] Cláusula 9, o sistema de conexão úmida de fundo de poço de pelo menos uma das cláusulas 1-8, em que o conector elétrico carregado por mola é pelo menos um de um centralizador com mola em arco, conector elétrico com mola em bobina, conector elétrico com mola em borracha e conector elétrico de mola com mola ativada hidraulicamente.

[0055] Cláusula 10, o sistema de conexão úmida de fundo de poço de pelo menos uma das cláusulas 1-9, compreendendo ainda: um primeiro isolador posicionado na proximidade do primeiro eletrodo para isolar o primeiro eletrodo; e um segundo isolador posicionado na proximidade do segundo eletrodo para isolar o segundo eletrodo.

[0056] Cláusula 11, o sistema de conexão úmida de fundo de poço de pelo menos uma das cláusulas 1-10, em que o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo são operáveis para formar um acoplamento capacitivo entre o referido primeiro eletrodo e o referido segundo eletrodo para fornecer energia à carga.

[0057] Cláusula 12, um método para formar uma conexão úmida de corrente alternada de fundo de poço, o método compreendendo: implantar um primeiro eletrodo em um furo de poço, o primeiro eletrodo sendo acoplado a uma carga implantada próxima ao primeiro eletrodo; implantar uma coluna tendo um segundo eletrodo próximo ao primeiro eletrodo; determinar um alinhamento do primeiro eletrodo em relação ao segundo eletrodo; estabelecer uma conexão úmida para conectar o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo quando o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo estiverem alinhados; e transmitir uma corrente alternada do segundo eletrodo, através da conexão úmida, para o primeiro eletrodo para alimentar a carga.

[0058] Cláusula 13, o método da cláusula 12, compreendendo ainda: transmitir uma corrente contínua, de uma fonte de corrente, ao longo de um umbilical implantado ao longo da coluna, para o segundo eletrodo; e converter a corrente contínua na corrente alternada antes que a corrente alternada seja transmitida através da conexão úmida.

[0059] Cláusula 14, o método da cláusula 12 ou 13, em que estabelecer a conexão úmida compreende acionar um conector elétrico acionado por mola para formar uma conexão direta entre o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo.

[0060] Cláusula 15, o método de pelo menos uma das cláusulas 12-14, compreendendo ainda modular pelo menos um de uma fase, frequência, densidade de corrente e amplitude da corrente alternada.

[0061] Cláusula 16, o método de pelo menos uma das cláusulas 12-15, compreendendo ainda:modular a frequência da corrente alternada dentro de uma faixa de aproximadamente entre 10Hz e 500Hz para fornecer transmissão de energia à carga e para modular a frequência da corrente alternada dentro de uma faixa de aproximadamente entre 10Hz e 1MHz para fornecer transmissão de dados para a carga.

[0062] Cláusula 17, o método de, pelo menos, uma das cláusulas 12-16, que compreende ainda: determinar um valor de corrosão através de pelo menos um do primeiro eletrodo e do segundo eletrodo; e modular a frequência da corrente alternada com base na quantidade de corrosão em pelo menos um do primeiro eletrodo e o segundo eletrodo.

[0063] Cláusula 18, o método de, pelo menos, uma das cláusulas 12-17, compreendendo ainda: manter a corrente alternada que flui através da primeira conexão úmida entre aproximadamente entre 100mA e 1A; e manter a densidade de corrente da corrente alternada que flui através da conexão úmida para menos de aproximadamente 1A/cm2.

[0064] Cláusula 19, um aparelho para formar uma conexão úmida de corrente alternada de fundo de poço, compreendendo: um primeiro eletrodo implantado em um furo de poço; um segundo eletrodo implantado ao longo de uma coluna e posicionado próximo ao primeiro eletrodo; um conector elétrico carregado por mola operável para conectar diretamente o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo para estabelecer uma conexão úmida entre o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo, em que uma corrente alternada flui através da conexão úmida; e um controlador operável para modular pelo menos um de uma frequência, fase e amplitude da corrente alternada para fornecer pelo menos um de transmissão de energia e dados para uma carga implantada próxima ao primeiro eletrodo.

[0065] Cláusula 20, o aparelho da cláusula 19, em que o controlador é operável para modular a frequência da corrente alternada com base num nível de corrosão através de pelo menos um do primeiro eletrodo e do segundo eletrodo.

[0066] Embora certas modalidades aqui descritas descrevam a transmissão de correntes elétricas a partir de eletrodos implantados em uma coluna interna até eletrodos implantados em uma coluna externa, um versado comum entenderia que a tecnologia em questão aqui divulgada também pode ser implementada para transmitir correntes elétricas a partir de eletrodos implantados na coluna externa para eletrodos implantados na coluna interna. Como utilizado neste documento, as formas singulares “um”, “uma”, "algum" e "alguma" estão destinadas a incluir também as formas plurais, a menos que o contexto indique claramente de outra maneira. Será ainda compreendido que os termos “compreende” e/ou “compreendendo”, quando usados neste relatório descritivo e/ou nas reivindicações, especificam a presença de recursos, etapas, operações, elementos e/ou componentes indicados, mas não impossibilita a presença ou adição de um ou mais outros recursos, etapas, operações, elementos, componentes e/ou grupos dos mesmos. Além disso, as etapas e os componentes descritos nas modalidades e figuras acima são meramente ilustrativos e não implicam que qualquer etapa ou componente particular seja um requisito de uma modalidade reivindicada.

Claims (19)

1. Sistema de conexão úmida de fundo de poço, caracterizado pelo fato de compreender: - um primeiro eletrodo (122A, 222A, 322A) implantado em um furo de poço (106), o primeiro eletrodo (122A, 222A, 322A) sendo acoplado a uma carga (130, 230, 330) implantada no furo de poço (106); - um segundo eletrodo (122B, 222B, 322B) implantado ao longo de uma coluna (116, 118, 218, 316) implantada no furo de poço (106) e próximo ao primeiro eletrodo (122A, 222A, 322A), e - um conversor de energia implantado na proximidade do primeiro eletrodo (122A, 222A, 322A) e operável para converter a corrente alternada fluindo através do primeiro eletrodo (122A, 222A, 322A) em corrente contínua, sendo que o primeiro eletrodo (122A, 222A, 322A) e o segundo eletrodo (122B, 222B, 322B) são operáveis para formar uma conexão úmida para transmitir corrente alternada do segundo eletrodo (122B, 222B, 322B) para o primeiro eletrodo (122A, 222A, 322A).

2. Sistema de conexão úmida fundo de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente: - um umbilical (216, 317, 318) implantado ao longo da coluna (218, 316) e conectado a uma fonte de corrente contínua; e - um segundo conversor de energia implantado na proximidade do segundo eletrodo (122B, 222B, 322B) e operável para converter a corrente contínua fluindo através do umbilical (216, 317, 318) em corrente alternada.

3. Sistema de conexão úmida de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o segundo conversor de energia ser operável para regular a tensão para coincidir com uma tensão operacional da carga (130, 230, 330).

4. Sistema de conexão úmida de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda um controlador (128, 328) operável para modular pelo menos um de uma fase, frequência, amplitude e densidade de corrente da corrente alternada para fornecer energia e transmissão de dados para a carga (130, 330).

5. Sistema de conexão úmida de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de o controlador (128, 328) ser operável ainda para: - modular a frequência da corrente alternada dentro de uma faixa de entre 10 Hz e 500 Hz para fornecer transmissão de energia à carga (130330), e - modular a frequência da corrente alternada dentro de uma faixa de entre 10 Hz e 1 MHz para fornecer transmissão de dados à carga (130, 330).

6. Sistema de conexão úmida de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de o controlador (128, 328) ser operável para modular a frequência da corrente alternada com base num nível de corrosão através de pelo menos um do primeiro eletrodo (122A, 322A) e do segundo eletrodo (122B, 322B).

7. Sistema de conexão úmida de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda um conector elétrico (226A, 226B) carregado por mola para formar uma conexão direta entre o primeiro eletrodo (222A) e o segundo eletrodo (222B).

8. Sistema de conexão úmida de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de o conector elétrico (226A, 226B) carregado por mola ser pelo menos um de um centralizador com mola em arco, conector elétrico com mola em bobina, conector elétrico com mola em borracha e conector elétrico de mola com mola ativada hidraulicamente.

9. Sistema de conexão úmida fundo de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente: - um primeiro isolador (224A) posicionado na proximidade do primeiro eletrodo (222A) para isolar o primeiro eletrodo (222A); e - um segundo isolador (224B) posicionado na proximidade do segundo eletrodo (222B) para isolar o segundo eletrodo (222B).

10. Sistema de conexão úmida fundo de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o primeiro eletrodo (322A) e o segundo eletrodo (322B) serem operáveis para formar um acoplamento capacitivo (431) entre o referido primeiro eletrodo (322A) e o referido segundo eletrodo (322B) para fornecer energia à carga (330).

11. Método para formar uma conexão úmida de corrente alternada de fundo de poço, o método, caracterizado pelo fato de compreender: - implantar um primeiro eletrodo (122A, 222A, 322A) em um furo de poço (106), sendo o primeiro eletrodo (122A, 222A, 322A) acoplado a uma carga (130, 230, 330) implantada próxima ao primeiro eletrodo (122A, 222A, 322A); - implantar uma coluna (116, 118, 218, 316) tendo um segundo eletrodo (122B, 222B, 322B) próximo ao primeiro eletrodo (122A, 222A, 322A); - determinar um alinhamento do primeiro eletrodo (122A, 222A, 322A) em relação ao segundo eletrodo (122B, 222B, 322B); - estabelecer uma conexão úmida para conectar o primeiro eletrodo (122A, 222A, 322A) e o segundo eletrodo (122B, 222B, 322B) quando o primeiro eletrodo (122A, 222A, 322A) e o segundo eletrodo (122B, 222B, 322B) estiverem alinhados; - transmitir uma corrente alternada do segundo eletrodo (122B, 222B, 322B), através da conexão úmida, ao primeiro eletrodo (122A, 222A, 322A) para alimentar a carga (130, 230, 330); e - converter a corrente alternada fluindo do primeiro eletrodo (122A, 222A, 322A) em corrente contínua.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de compreender ainda: - transmitir uma corrente contínua, de uma fonte atual, ao longo de um umbilical (216, 317, 318) implantado ao longo da coluna (116, 118, 218, 316), para o segundo eletrodo (122B, 222B, 322B); e - converter a corrente contínua na corrente alternada antes que a corrente alternada seja transmitida através da conexão úmida.

13. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de estabelecer a conexão úmida compreender acionar um conector elétrico (226A, 226B) acionado por mola para formar uma conexão direta entre o primeiro eletrodo (222A) e o segundo eletrodo (222B).

14. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de compreender ainda modular pelo menos um de uma fase, frequência, densidade de corrente e amplitude da corrente alternada.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de compreender ainda: - modular a frequência da corrente alternada compreende: - modular a frequência da corrente alternada dentro de uma faixa entre 10 Hz e 500 Hz para fornecer transmissão de energia à carga (130, 230, 330), e - modular a frequência da corrente alternada dentro de uma faixa entre 10 Hz e 1 MHz para fornecer transmissão de dados à carga (130, 230, 330).

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de compreender, adicionalmente: - determinar uma quantidade de corrosão através de pelo menos um do primeiro eletrodo (122A, 222A, 322A) e do segundo eletrodo (122B, 222B, 322B); e - modular a frequência da corrente alternada com base na quantidade de corrosão em pelo menos um do primeiro eletrodo (122A, 222A, 322A) e o segundo eletrodo (122B, 222B, 322B).

17. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de compreender, adicionalmente: - manter a corrente alternada que flui através da primeira conexão úmida entre 100 mA e 1 A; e - manter a densidade de corrente alternada que flui através da conexão úmida para menos de 1 A/cm2.

18. Aparelho para formar uma conexão úmida de corrente alternada de fundo de poço, caracterizado pelo fato de compreender: - um primeiro eletrodo (122A, 222A, 322A) implantado em um furo de poço (106); - um segundo eletrodo (122B, 222B, 322B) implantado ao longo de uma coluna (116, 118, 218, 316) e posicionado próximo ao primeiro eletrodo (122A, 222A, 322A); - um conector elétrico (226A, 226B) carregado por mola operável para conectar diretamente o primeiro eletrodo (222A) e o segundo eletrodo (222B) para estabelecer uma conexão úmida entre o primeiro eletrodo (222A) e o segundo eletrodo (222B), sendo que uma corrente alternada flui através da conexão úmida; - um conversor de energia implantado na proximidade do primeiro eletrodo (122A, 322A) e operável para converter a corrente alternada fluindo através do primeiro eletrodo (122A, 322A) em corrente contínua, e - um controlador (128, 328) operável para modular pelo menos um de uma frequência, fase e amplitude da corrente alternada para fornecer pelo menos um de potência e transmissão de dados a uma carga (130, 330) implantada na proximidade do primeiro eletrodo (122A, 322A).

19. Aparelho, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de o controlador (128, 328) ser operável para modular a frequência da corrente alternada com base em um nível de corrosão através de pelo menos um do primeiro eletrodo (122A, 322A) e do segundo eletrodo (122B, 322B).

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