BR112019021751A2

BR112019021751A2 - sistema e método para monitorar posições de junções de tubo em sistema de produção

Info

Publication number: BR112019021751A2
Application number: BR112019021751A
Authority: BR
Inventors: Lattario Fonseca Fabio; Alonso Sanchez Soto Gerardo; Lundgren De Almeida Magalhães Marina
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2017-04-18
Filing date: 2018-03-23
Publication date: 2020-05-05
Also published as: US20180298747A1; WO2018194793A1; KR20190132548A; MX2019012497A; CN110537002A; NO20191251A1

Abstract

um sistema para monitorar uma posição de uma junção de tubo conforme a junção de tubo se move através de um sistema de produção ao longo de um eixo longitudinal de um furo de poço do sistema de produção inclui um sensor ultrassônico configurado para detectar a junção de tubo. o sistema também inclui um controlador configurado para receber um sinal do sensor ultrassônico. o controlador inclui um processador configurado para determinar uma primeira posição da junção do tubo ao longo do eixo longitudinal numa primeira vez com base no sinal. o processador é ainda configurado para determinar um deslocamento a partir da primeira posição da junção de tubo e para determinar uma segunda posição da junção de tubo ao longo do eixo longitudinal numa segunda vez com base no deslocamento. o controlador também inclui uma memória configurada para armazenar a primeira posição e a segunda posição.

Description

SISTEMA E MÉTODO PARA MONITORAR POSIÇÕES DE JUNÇÕES DE TUBO EM SISTEMA DE PRODUÇÃO

FUNDAMENTOS [0001] O campo da divulgação refere-se geralmente a sistemas para poços de petróleo e gás, e mais particularmente a um sistema para monitorar posições de junções de tubo de um sistema de produção.

[0002] Muitos sistemas conhecidos de produção de petróleo e gás incluem um tubo que se estende através de um furo de poço. O tubo inclui uma pluralidade de seções de tubo que são acopladas em conjunto por junções de tubo. Pelo menos alguns sistemas conhecidos de produção de petróleo e gás incluem um sistema de preventer (BOP) que pode vedar o furo de poço para inibir a liberação de materiais através do furo de poço quando necessário. As vezes, é benéfico determinar quando as junções do tubo estão adjacentes ao sistema de BOP.

[0003] Portanto, é desejável fornecer um sistema para determinar com segurança as posições das junções de tubo em um sistema de produção.

BREVE DESCRIÇÃO [0004] Em um aspecto, é fornecido um sistema para monitorar uma posição de uma junção de tubo à medida que a junção de tubo se move através de um sistema de produção ao longo de um eixo longitudinal de um furo de poço do sistema de produção. O sistema inclui um sensor ultrassônico configurado para detectar a junção do tubo. O sistema também inclui um controlador configurado para receber um sinal do sensor ultrassônico. O controlador inclui um processador configurado para determinar uma primeira posição da junção do tubo ao longo do eixo longitudinal numa primeira vez com base no sinal. O processador é ainda configurado para determinar um deslocamento a partir da primeira posição da junção de tubo e para determinar uma segunda posição da junção de tubo ao longo do eixo longitudinal numa segunda vez com base no deslocamento. O controlador também inclui uma memória configurada para armazenar a primeira posição e a segunda posição.

[0005] Em outro aspecto, um sistema de produção é fornecido. O sistema de produção inclui um tubo que se estende ao longo de um eixo longitudinal de um furo de poço. O tubo inclui uma pluralidade de seções acopladas em conjunto por pelo menos uma junção. O sistema de produção também inclui um sistema de detecção para monitorar uma posição de pelo menos uma junção à medida que o tubo se move através do furo de poço. O

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2/13 sistema de detecção inclui um sensor ultrassônico configurado para detectar pelo menos uma junção. 0 sistema de detecção também inclui um controlador configurado para receber um sinal do sensor ultrassônico e determinar uma primeira posição da pelo menos uma junção ao longo do eixo longitudinal pela primeira vez com base no sinal. 0 controlador é ainda configurado para determinar um deslocamento da primeira posição de pelo menos uma junção e uma segunda posição da pelo menos uma junção ao longo do eixo longitudinal em uma segunda vez com base no deslocamento.

[0006] Ainda em outro aspecto, é fornecido um método para monitorar uma posição de uma junção de tubos de um sistema de produção à medida que a junção de tubos se move ao longo de um eixo longitudinal de um furo de poço. O método inclui receber, usando um controlador, um sinal de um sensor que detecta a junção de tubos à medida que a junção de tubos se move ao longo do eixo longitudinal. O método também inclui determinar, usando o controlador, uma primeira posição da junção de tubos ao longo do eixo longitudinal com base no sinal do sensor. O método inclui ainda receber, utilizando o controlador, pelo menos um parâmetro operacional do sistema de produção. O método também inclui determinar, utilizando o controlador, uma segunda posição da junção de tubos ao longo do eixo longitudinal com base na primeira posição e pelo menos um parâmetro operacional.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0007] Estes e outros recursos, aspectos e vantagens da presente divulgação tornarse-ão mais bem compreendidos quando a seguinte descrição detalhada for lida com referência aos desenhos anexos, nos quais caracteres similares representam partes similares em todos os desenhos, em que:

[0008] A FIG. 1 é uma vista esquemática de um sistema de produção exemplificativo incluindo um sistema de detecção;

[0009] A FIG. 2 é uma vista lateral de uma junção de tubo do sistema de produção mostrado na FIG. 1;

[0010] A FIG. 3 é uma série de vistas esquemáticas das junção de tubos mostradas na FIG. 3 movendo-se através do sistema de produção mostrado na FIG. 1;

[0011] A FIG. 4 é um diagrama de fluxo de um método exemplificativo de monitoramento de posições das junções de tubo no sistema de produção mostrado na FIG. 1; e

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3/13 [0012] A FIG. 5 é uma ilustração de exibições de interface de usuário do sistema de produção mostrado na FIG. 1 incluindo representações geológicas do furo de poço.

[0013] A menos que indicado de outra forma, os desenhos fornecidos no presente documento se destinam a ilustrar recursos de modalidades desta divulgação. Acredita-se que estes recursos sejam aplicáveis numa ampla variedade de sistemas, compreendendo uma ou mais modalidades desta divulgação. Sendo assim, os desenhos não se destinam a incluir todos os recursos convencionais conhecidos pelos versados na técnica necessários para a prática das modalidades divulgadas no presente documento.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0014] No relatório descritivo e nas reivindicações a seguir, será feita referência a inúmeros termos, os quais serão definidos com os significados a seguir.

[0015] As formas singulares “um”, “uma”, “o” e “a” incluem as referências plurais, a menos que o contexto claramente estabeleça o contrário.

[0016] “Opcional” ou “opcionalmente” significa que o evento ou circunstância descrito posteriormente pode ou não ocorrer e que a descrição inclui casos em que o evento ocorre e casos em que não ocorre.

[0017] A linguagem de aproximação, conforme usado no presente documento ao longo do relatório descritivo e das reivindicações, pode ser aplicada para modificar qualquer representação quantitativa que possa variar permissivamente sem resultar numa alteração na função básica à qual está relacionada. Consequentemente, um valor modificado por um termo ou por termos, como “cerca de”, “aproximadamente” e “substancialmente”, não deve ser limitado ao valor exato especificado. Em pelo menos alguns casos, a linguagem aproximada pode corresponder à precisão de um instrumento para medir o valor. Aqui e ao longo do relatório descritivo e reivindicações, as limitações de alcance podem ser combinadas e/ou permutadas, tais faixas são identificadas e incluem todas as subfaixas contidas nas mesmas, a menos que o contexto ou o idioma indiquem o contrário.

[0018] Conforme usado no presente documento, os termos “processador” e “computador” e termos relacionados, por exemplo, “dispositivo de processamento”, “dispositivo de computação” e “controlador” não estão limitados apenas aos circuitos integrados referidos na técnica como um computador,mas, em termos gerais, refere-se a um microcontrolador, um microcomputador, um controlador lógico programável (PLC) e um circuito integrado específico para a aplicação, além de outros circuitos programáveis, e esses

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4/13 termos são usados indistintamente neste documento. Nas modalidades aqui descritas, a memória pode incluir, mas não está limitada a, um meio legível por computador, tal como uma memória de acesso aleatório (RAM), um meio não volátil legível por computador, tal como uma memória flash. Como alternativa, um disquete, uma memória de disco compacto - somente leitura (CD-ROM), um disco magneto-óptico (MOD) e/ou um disco versátil digital (DVD) também podem ser usados. Além disso, nas modalidades aqui descritas, canais de entrada adicionais podem ser, mas não estão limitados a, periféricos de computador associados a uma interface de operador, tal como um mouse e um teclado. Em alternativa, podem também ser utilizados outros periféricos de computador que podem incluir, por exemplo, mas não se limitam a, um scanner. Além disso, na modalidade exemplificativa, canais de saída adicionais podem incluir, mas não se limitam a, um monitor de interface de operação.

[0019] Além disso, tal como aqui utilizado, os termos “software” e “firmware” são intercambiáveis e incluem qualquer armazenamento de programa de computador na memória para execução por computadores pessoais, estações de trabalho, clientes e servidores.

[0020] Tal como aqui utilizado, o termo “meio não transitório legível por computador” pretende ser representativo de qualquer dispositivo baseado em computador tangível implementado em qualquer método de tecnologia para armazenamento a curto e longo prazo de informações, como, por exemplo, instruções legíveis, estruturas de dados, módulos de programa e submódulos, ou outros dados em qualquer dispositivo. Por conseguinte, os métodos descritos no presente documento podem ser codificados como instruções executáveis incorporadas num meio tangível, não transitório, legível por computador, incluindo, sem limitação, um dispositivo de armazenamento e/ou um dispositivo de memória. Tais instruções, quando executadas por um processador, fazem com que o processador execute pelo menos uma parte dos métodos descritos no presente documento. Além disso, conforme usado no presente documento, o termo “meio não transitório legível por computador” inclui todos os meios tangíveis, legíveis por computador, incluindo, sem limitação, dispositivos de armazenamento de computador não transitórios, incluindo, sem limitação, meios voláteis e não voláteis, e meios removíveis e não removíveis, como firmware, armazenamento físico e virtual, CD-ROMs, DVDs e qualquer outra fonte digital, como uma rede ou a Internet, bem como meios digitais ainda a serem desenvolvidos,

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5/13 com a única exceção sendo sinal de propagação transitório.

[0021] Os métodos e sistemas descritos aqui fornecem um monitoramento confiável das posições das junções de tubo em um sistema de produção. Por exemplo, as modalidades do sistema de detecção incluem um sensor e um controlador configurado para receber sinais do sensor. Baseado em um sinal do sensor, o controlador determina uma primeira posição de uma junção de tubo em uma primeira vez e uma segunda posição da junção de tubo em uma segunda vez. O controlador determina a segunda posição com base na primeira posição e pelo menos um parâmetro operacional do sistema de produção. Em algumas modalidades, o controlador compara a segunda posição a uma posição de um carneiro hidráulico de um sistema de preventer (BOP) e fornece um alarme quando a junção do tubo está dentro de uma distância especificada do carneiro hidráulico. Como resultado, o sistema facilita o monitoramento confiável das posições de junções de tubo e fornece dados em tempo real relacionados ao furo de poço durante a operação.

[0022] A FIG. 1 é uma vista esquemática de um sistema de produção exemplificative 100 incluindo um sistema de detecção 102.0 sistema de produção 100 inclui o sistema de detecção 102, um tubo 104 e um sistema de BOP 106. O tubo 104 se estende através de um furo de poço 108 ao longo de um eixo longitudinal 109 do furo de poço 108 durante o funcionamento do sistema de produção 100. Por exemplo, durante uma fase de perfuração, o sistema de produção 100 é configurado para transportar fluido através do tubo 104 para o furo de poço 108. Em modalidades alternativas, o sistema de produção 100 tem qualquer configuração que permita que o sistema de produção 100 funcione como aqui descrito.

[0023] A FIG. 2 é uma vista lateral de uma junção de tubo 112 do tubo 104. Na modalidade exemplificativa, o tubo 104 inclui uma pluralidade de seções 110 acopladas em conjunto por junções de tubo 112. As junções de tubo 112 têm diâmetros que são maiores do que os diâmetros das secções 110 para facilitar as junções de tubo 112 das seções de acoplamento 110 em conjunto. Em algumas modalidades, as junções de tubo 112 incluem, por exemplo e sem limitação, soldaduras, fixadores, vedações e quaisquer outros componentes de acoplamento. Em modalidades alternativas, o sistema de produção 100 inclui qualquer tubo 104 que permita que o sistema de produção 100 funcione como aqui descrito.

[0024] Em referência à FIG. 1, na modalidade exemplificativa, o sistema de BOP

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106 inclui uma pilha 114 e uma pluralidade de dispositivos de prevenção de explosão 116 configurados para vedar o furo de poço 108. Por exemplo, os dispositivos de prevenção de explosão 116 incluem, sem limitação, preventores anulares, um carneiro hidráulico de cisalhamento cego, um carneiro hidráulico de cisalhamento de revestimento, um carneiro hidráulico de tubo e/ou qualquer outro dispositivo de prevenção de explosão adequado. Quando o tubo 104 se desloca através do sistema de BOP 106, o sistema de detecção 102 determina as posições das junções de tubo 112 e relaciona as posições com o sistema de BOP 106 para permitir que o sistema de BOP 106 evite vedar o furo de poço 108 nas junções de tubo 112. Em modalidades alternativas, o sistema de produção 100 inclui qualquer tubo 106 que permita que o sistema de BOP 100 funcione como aqui descrito.

[0025] Na modalidade exemplificativa, o sistema de detecção 102 inclui um sensor 118 e um controlador 120. O sensor 118 é acoplado ao sistema de BOP 106 e está configurado para detectar junções de tubo 112. O sensor 118 envia sinais relacionados com as junções de tubo 112 para o controlador 120. Na modalidade exemplificativa, o sensor 118 detecta uma primeira extremidade e uma segunda extremidade da junção de tubo 112. Por conseguinte, o sensor 118 permite a determinação de um tamanho da junção de tubo 112 com base numa velocidade conhecida e/ou medida do tubo 104. Em algumas modalidades, o sensor 118 é um sensor ultrassônico. Em modalidades alternativas, o sistema de detecção 102 inclui qualquer sensor 118 que permita que o sistema de detecção 102 funcione como aqui descrito.

[0026] Além disso, na modalidade exemplificativa, o controlador 120 é acoplado de forma comunicativa ao sensor 118 e configurado para receber sinais do sensor 118. O controlador 120 inclui um processador 122 e uma memória 124. O processador 122 é configurado para determinar uma primeira posição da junção de tubo 112 ao longo do eixo longitudinal 109 numa primeira vez com base num sinal do sensor 118. O processador 122 é ainda configurado para determinar uma segunda posição da junção de tubo 112 ao longo do eixo longitudinal 109 numa segunda vez com base na primeira posição e pelo menos um parâmetro operacional. A memória 124 é acoplada ao processador 122 e está configurada para armazenar informações, tais como posições da junção de tubo 112 e parâmetros operacionais. Em algumas modalidades, o processador 122 é configurado para recuperar e armazenar informações na memória 124. Em modalidades adicionais, o controlador 120 está configurado para se comunicar com componentes como o sensor 118 usando protocolos de

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7/13 comunicação, incluindo comunicações de plataforma aberta (OPC), arquitetura unificada OPC (OPC UA), websocket e/ou qualquer outro protocolo de comunicação adequado. Em modalidades alternativas, o sistema de detecção 102 inclui qualquer controlador 120 que permita que o sistema de detecção 102 funcione como aqui descrito.

[0027] O controlador determina posições das junções de tubo 112 com base em qualquer parâmetro operacional que permita ao sistema de detecção 102 operar como aqui descrito. Por exemplo, em algumas modalidades, os parâmetros operacionais incluem, sem limitação, um tempo em que o sensor 108 detecta a junção de tubo 112 (isto é, um tempo de detecção), tempo decorrido desde o tempo de detecção, uma configuração operacional do sistema de produção 100, uma velocidade de catarina, uma taxa de penetração, uma distância entre os componentes de pilha, uma característica de concepção do sistema de produção 100 e um tamanho da junção de tubo 112. Conforme usado no presente documento, o termo “catarina” refere-se a um conjunto de movimento livre configurado para receber uma linha de perfuração. O termo “taxa de penetração” refere-se à taxa na qual um componente de perfuração se move através do material. Em modalidades alternativas, o controlador 120 utiliza qualquer parâmetro operacional que permite que o sistema de detecção 102 opere como descrito neste documento.

[0028] Em algumas modalidades, os parâmetros operacionais são recebidos pelo controlador 120 a partir de sensores e/ou outros componentes do sistema de produção 100. Em outras modalidades, os parâmetros operacionais são fornecidos por um usuário. Em algumas modalidades, o controlador 120 determina os parâmetros operacionais das leituras do sensor e/ou entradas do usuário. Em modalidades alternativas, o controlador 120 recebe um parâmetro operacional de qualquer componente que permita que o sistema de detecção 102 funcione como descrito neste documento.

[0029] Além disso, na modalidade exemplificativa, o sistema de produção 100 inclui uma interface de usuário 126. A interface do usuário 126 é configurada para fornecer dados a um usuário e/ou receber entradas do usuário. Por exemplo, em algumas modalidades, a interface de usuário 126 inclui uma exibição que fornece dados em um formato legível para o usuário. Em outras modalidades, a interface de usuário 126 inclui um teclado e/ou outro dispositivo de entrada. Em modalidades alternativas, o sistema de produção 100 inclui qualquer interface de usuário f 26 que permita que o sistema de produção 100 funcione como aqui descrito. Em algumas modalidades, a interface de usuário f 26 é omitida e o sistema de

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8/13 produção 100 é pelo menos parcialmente automatizado.

[0030] A FIG. 3 é uma série de vistas esquemáticas de junções de tubo 112 que se deslocam através do sistema de produção 100. Em algumas modalidades, a interface de usuário 126 (mostrada na FIG. 1) proporciona as vistas esquemáticas das junções de tubo 112 a um usuário num formato legível, tal como numa tela de exibição. Em referência à orientação mostrada na FIG. 3, as junções de tubo 112 movem-se verticalmente através do furo de poço 108 ao longo do eixo longitudinal 109 do furo de poço 108. O sensor 118 é acoplado ao furo de poço 108 a uma distância conhecida dos conjuntos de preventer 116. Na modalidade exemplificativa, junções de tubo 112 se movem para baixo, como em um processo de perfuração para frente, e o sensor 118 detecta junções de tubo 112 acima dos conjuntos de preventer 116. Em modalidades alternativas, o sensor 118 é posicionado de qualquer maneira que permita que o sistema de produção 100 funcione como aqui descrito. Por exemplo, em algumas modalidades, as junções de tubo 112 movem-se para cima e o sensor 118 é posicionado abaixo dos conjuntos de preventer 116. Em outras modalidades, o sistema de produção 100 inclui uma pluralidade de sensores 118 em diferentes posições.

[0031] Na modalidade exemplificativa, o sistema de detecção 102 facilita o monitoramento em tempo real da posição das junções de tubo 112 para evitar que os conjuntos de preventer 116 atuem quando as junções de tubo 112 estão dentro dos conjuntos de preventer 116. Por exemplo, o sistema de detecção 102 determina quando as junções de tubo 112 estão dentro de uma distância predeterminada de conjuntos de preventer 116. Em algumas modalidades, a interface de usuário 126 (mostrada na FIG. 1) proporciona um alarme, como um indicador gráfico, para um usuário quando as junções de tubo 112 estão dentro da distância predeterminada dos conjuntos de preventer 116.

[0032] Em referência à FIG. 1, na modalidade exemplificativa, o controlador 120 determina uma distância entre a junção de tubo 112 e os conjuntos de preventer 116. Quando a distância é menor que uma distância predeterminada, o controlador 120 dispara um alarme. Por exemplo, em algumas modalidade, a interface de usuário 126 fornece um indicador visual para o usuário de que a junção de tubo 112 está dentro de uma distância predeterminada do conjunto de preventer 116. Em algumas modalidades, o controlador 120 determina as distâncias para cada conjunto de preventer 116. Em outras modalidades, a interface de usuário 126 proporciona um indicador visual separado para cada conjunto de preventer 116.

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9/13 [0033] A FIG. 4 é um diagrama de fluxo de um método exemplificativo 200 de posições de monitoramento de junções de tubo 112 do sistema de produção 100. Em referência às FIGS. 1 e 4, o método 200 geralmente inclui a detecção 202 da junção de tubo 112 usando o sensor 118, determinando 204 uma primeira posição da junção de tubo 112, a recepção 206 pelo menos um parâmetro operacional, a determinação 208 de uma segunda posição da junção de tubo 112 com base na primeira posição e pelo menos um parâmetro operacional, a determinação 210 se a segunda posição está dentro de uma distância predeterminada do conjunto de preventer 116 e o acionamento 212 de um alarme se a segunda posição estiver dentro de uma distância predeterminada do conjunto de preventer 116.

[0034] Na modalidade exemplificativa, a detecção 202 inclui detectar uma primeira extremidade da junção de tubo 112 e uma segunda extremidade da junção de tubo 112. Em algumas modalidades, a distância entre as extremidades da junção de tubo 112 é determinada com base nas extremidades detectadas e na velocidade da junção de tubo 112. O sensor 118 envia um sinal ao controlador 120 quando o sensor 118 detecta a junção de tubo 112. Em algumas modalidades, o controlador 120 determina o tempo inicial em que o sensor 118 detectou a junção de tubo 112. Em modalidades alternativas, a junção de tubo 112 é detectada de qualquer maneira que permita que o sistema de produção 100 funcione como aqui descrito. Por exemplo, em algumas modalidades, a junção de tubo 112 é detectada 202 usando algoritmos envolvendo técnicas de retirada de ruído, abordagens estatísticas, aprendizado de máquina e/ou inteligência artificial.

[0035] Além disso, na modalidade exemplificativa, o controlador 120 determina 208 a segunda posição da junção de tubo 112 com base em pelo menos um dos seguintes parâmetros: um tempo de detecção, um tempo decorrido, uma configuração operacional, uma velocidade de uma catarina, uma taxa de penetração, uma configuração de pilha, uma distância entre os componentes da pilha, uma característica de projeto do sistema de produção 100 e um tamanho da junção de tubo 112. Por exemplo, em algumas modalidades, o controlador 120 estima um deslocamento da junção de tubo 112 com base no tempo decorrido a partir do momento em que o sensor 118 detectou a junção de tubo 112 e a velocidade da junção de tubo 112. Especificamente, o controlador 120 multiplica o tempo decorrido pela velocidade para determinar o deslocamento da primeira posição da junção de tubo 112. Em algumas modalidades, a velocidade da junção de tubo 112 é determinada com

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10/13 base na velocidade de uma catarina, uma taxa de penetração e/ou qualquer outro parâmetro adequado. Além disso, o controlador 120 relaciona a posição da junção de tubo 112 com posições de outros componentes do sistema de produção 100, tais como conjuntos de preventer 116 e outras junções de tubo 112. Em algumas modalidades, o controlador 120 relaciona a posição da junção de tubo 112 com dimensões conhecidas do sistema de produção 100. Em modalidades alternativas, a posição da junção de tubo 112 é determinada de qualquer maneira que permita que o sistema de produção 100 funcione como aqui descrito.

[0036] Em algumas modalidades, a distância predeterminada é introduzida por um usuário. Em outras modalidades, o controlador 120 determina a distância de qualquer maneira que permita que o sistema de produção 100 funcione como aqui descrito. Na modalidade exemplificativa, o controlador 120 compara a distância predeterminada com a distância entre a segunda posição e o conjunto de preventer 116. Se a segunda posição não estiver dentro da distância predeterminada, o método 200 volta a detectar 202 a junção de tubo 112. Se a segunda posição estiver dentro da distância predeterminada, o controlador 120 dispara 212 um alarme.

[0037] Além disso, em algumas modalidades, o método 200 inclui detectar 202 uma pluralidade de junções de tubo 112 e monitorar as posições das junções de tubo 112 em tempo real. Em conformidade, o método 200 permite a modelagem em tempo real do sistema de produção 100. Por exemplo, em algumas modalidades, o controlador 120 determina o número total de junções de tubo no sistema de produção 100 com base na informação do sensor 118.

[0038] Além disso, em algumas modalidades, o espaçamento entre as junções de tubo 112 é utilizado para determinar as posições das junções de tubo 112. Por exemplo, em algumas modalidades, uma primeira posição de uma primeira junção de tubo 112 é determinada e as posições das junções de tubo subsequentes 112 são determinadas com base na primeira posição da primeira junção de tubo 112 e o espaçamento entre as junções de tubo 112. Em outras modalidades, uma segunda posição das segundas junções de tubo 112 é determinada com base em qualquer um dos seguintes: a primeira posição da primeira junção de tubo 112, uma primeira posição da segunda junção de tubo 112, um parâmetro operacional e espaçamento entre as junções de tubo 112.

[0039] A FIG. 5 é uma ilustração da primeira e da segunda interfaces de usuário

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300 e 302 do sistema de produção 100, incluindo representações geológicas do furo de poço 108. Por exemplo, as representações geológicas do furo de poço 108 incluem características geológicas e características do furo de poço 108 e a terra ao redor do furo de poço 108, tais como tipos de materiais, espessura de camadas de materiais, dimensões do furo de poço 108, e qualquer outra característica e recurso adequados. O termo “característica geológica” refere-se a uma característica relativa à terra. Em algumas modalidades, as representações geológicas destinam-se a simular aspectos do furo de poço 108. Em outras modalidades, as representações geológicas são esquemáticas e incluem símbolos para representar recursos do furo de poço 108. Em modalidades alternativas, a primeira e a segunda interface de usuário exibem 300 e 302 incluem qualquer representação geológica que permite que a primeira e a segunda interface de usuário exibam 300 e 302 para operar como descrito aqui.

[0040] Na modalidade exemplificativa, o display 300 representa o sistema de produção 100 executando um processo de perfuração para frente através do furo de poço Í08, isto é, perfurando adiante. Em modalidades alternativas, os displays mostram processos que incluem, sem limitação, desligamento, desconexão, fazer uma conexão e retirada do orifício.

[0041] Além disso, na modalidade exemplificativa, os displays 300 e 302 representam junções de tubo 112 em diferentes posições durante a operação do sistema de produção 100. Por exemplo, como mostrado pelo display 300, o sensor 118 detecta a junção de tubo 112 numa primeira posição numa primeira vez. Numa segunda vez, como mostrado pelo display 300, a junção de tubo 112 está numa segunda posição que é inferior à primeira posição em referência à orientação mostrada na FIG. 5. Por conseguinte, as posições de junções de tubo 112 indicam que o tubo 104 se move para baixo no furo de poço Í08. A posição das junções de tubo 112 é registrada ao longo da operação do sistema de produção 100. Em algumas modalidades, as posições são incluídas em um perfil que é reproduzível em diferentes velocidades e usado para analisar a operação do sistema de produção 100.

[0042] Em algumas modalidades, um modelo geológico do furo de poço Í08 é gerado usando informações relativas à posição das junções de tubo 112. Por exemplo, em algumas modalidades, o controlador 120 determina características tais como número de junções de tubo 112, comprimento de seções de tubo 110 e profundidade de tubo 104. Em algumas modalidades, uma profundidade de medição total de furo de poço Í08 é calculada e comparada com um plano. Em outras modalidades, os relatórios de progresso de perfuração

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12/13 são gerados e utilizados para comparar o progresso real a um plano. Em modalidades alternativas, o controlador 120 determina qualquer característica que permita que o sistema de produção 100 funcione como aqui descrito.

[0043] Os métodos e sistemas descritos acima fornecem um monitoramento confiável das posições das junções de tubulação em um sistema de produção. Por exemplo, as modalidades do sistema de detecção incluem um sensor e um controlador configurado para receber sinais do sensor. Baseado em um sinal do sensor, o controlador determina uma primeira posição de uma junção de tubo em uma primeira vez e uma segunda posição da junção de tubo em uma segunda vez. O controlador determina a segunda posição com base na primeira posição e pelo menos um parâmetro operacional do sistema de produção. Em algumas modalidades, o controlador compara a segunda posição a uma posição de um carneiro hidráulico de um sistema de preventer (BOP) e fornece um alarme quando a junção do tubo está dentro de uma distância especificada do carneiro hidráulico. Como resultado, o sistema facilita o monitoramento confiável das posições de junções de tubo e fornece dados em tempo real relacionados ao furo de poço durante a operação.

[0044] Um efeito técnico exemplificative dos métodos, sistemas e aparelhos descritos no presente documento inclui pelo menos um dentre: (a) fornecer uma posição de uma junção de tubo em relação aos sistemas de BOP; (b) aumentar a confiabilidade dos sistemas de BOP; (c) fornecer dados relativos à geometria em tempo real de um furo de poço durante a operação; (d) fornecer um sistema de detecção compatível com diferentes sistemas de produção; (e) fornecer um sistema de detecção para adaptação a sistemas de produção; e (f) aumentar a segurança e a eficiência dos sistemas de produção.

[0045] Algumas modalidades envolvem usar um ou mais dispositivos eletrônicos ou de computação. Tais dispositivos incluem tipicamente um processador ou controlador, como uma unidade central de processamento (CPU), uma unidade de processamento gráfico (GPU), um microcontrolador, um arranjo de porta programável em campo (FPGA), um processador de computador com conjunto de instruções reduzido (RISC), um circuito integrado específico da aplicação (ASIC), um circuito lógico programável (PLC) e/ou qualquer outro circuito ou processador capaz de executar as funções aqui descritas. Em algumas modalidades, os métodos descritos no presente documento são codificados como instruções executáveis incorporadas num meio legível por computador, incluindo, sem limitação, um dispositivo de armazenamento e/ou um dispositivo de memória. Tais

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13/13 instruções, quando executadas por um processador, fazem com que o processador execute pelo menos uma parte dos métodos descritos no presente documento. Os exemplos acima são apenas exemplificativos e, portanto, não pretendem limitar de qualquer forma a definição e/ou o significado do termo processador.

[0046] Modalidades exemplificativas dos métodos, sistemas e aparelhos de BOP não estão limitadas às modalidades específicas aqui descritas, mas sim, componentes de sistemas e/ou etapas dos métodos podem ser utilizados independentemente e separadamente de outros componentes e/ou etapas aqui descritas. Por exemplo, os métodos também podem ser usados em combinação com outros sistemas que exigem carneiros hidráulicos de cisalhamento e não estão limitados à prática apenas com os sistemas e métodos descritos aqui. Pelo contrário, a modalidade exemplificativa pode ser implementada e utilizada em ligação com muitas outras aplicações, equipamentos e sistemas que podem beneficiar da eficiência de corte aumentada.

[0047] Embora os recursos específicos de várias modalidades da divulgação possam ser mostrados em alguns desenhos e não em outros, isto é apenas a título de conveniência. De acordo com os princípios da divulgação, qualquer recurso de um desenho pode ser referenciado e/ou reivindicado em combinação com qualquer recurso de qualquer outro desenho.

[0048] Esta descrição escrita usa exemplos para divulgar as modalidades, incluindo o melhor modo, e também para possibilitar que qualquer pessoa versada na técnica pratique as modalidades, incluindo produzir e usar quaisquer dispositivos ou sistemas e executar quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da divulgação é definido pelas reivindicações e pode incluir outros exemplos que ocorreram aos versados na técnica. Pretende-se que estes outros exemplos sejam abrangidos pelo escopo das reivindicações, se tiverem elementos estruturais que não difiram da linguagem literal das reivindicações ou se incluírem elementos estruturais equivalentes com diferenças não substanciais das linguagens literais das reivindicações.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema (102) para monitorar uma posição de uma junção de tubo (112) à medida que a junção de tubo se move através de um sistema de produção (100) ao longo de um eixo longitudinal (109) de um furo de poço (108) do sistema de produção, o referido sistema caracterizado pelo fato de que compreende:

um sensor ultrassônico (Π8) configurado para detectar a junção de tubo; e um controlador (120) configurado para receber um sinal do referido sensor ultrassônico, o referido controlador compreendendo:

um processador (122) configurado para determinar uma primeira posição da junção de tubo ao longo do eixo longitudinal numa primeira vez com base no sinal, em que o referido processador é ainda configurado para determinar um deslocamento da primeira posição da junção de tubo e para determinar uma segunda posição da junção de tubo ao longo do eixo longitudinal numa segunda vez com base no deslocamento; e uma memória (124) acoplada ao referido processador, em que a referida memória está configurada para armazenar a primeira posição e a segunda posição da junção de tubo.
2. Sistema (102), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido processador (122) é configurado para determinar o deslocamento da junção de tubo (112) com base na primeira posição e pelo menos um de um tempo de detecção, um tempo decorrido, uma configuração operacional, uma velocidade de uma catarina, uma taxa de penetração, uma distância entre os componentes da pilha, uma característica de projeto e um tamanho da junção de tubo.
3. Sistema (102), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido o controlador (120) é ainda configurado para determinar uma distância da junção de tubo (112) de um conjunto de preventer (116) e gerar um alarme quando a distância for menor que uma distância predeterminada.
4. Sistema (102), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma interface de usuário (126) configurada para exibir dados relacionados à junção de tubo (112), em que a referida interface de usuário é configurada para alertar um usuário quando a junção de tubo está dentro de uma distância predeterminada de um conjunto de preventer (116).
5. Sistema de produção (100), caracterizado pelo fato de que compreende:

um tubo (104) que se estende ao longo de um eixo longitudinal (109) de um furo de

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2/4 poço (108), o referido tubo compreendendo uma pluralidade de seções (110) acopladas em conjunto por pelo menos uma junção (112);

um sistema de preventer (106) se estendendo ao longo do eixo longitudinal; e um sistema de detecção (102) para monitorar uma posição da referida pelo menos uma junção de tubo conforme o referido tubo se move ao longo do eixo longitudinal, o referido sistema de detecção compreendendo:

um sensor ultrassônico (118) acoplado ao referido sistema de preventer e configurado para detectar a referida pelo menos uma junção; e um controlador (120) configurado para receber um sinal a partir do referido sensor ultrassônico e determinar uma primeira posição da referida, pelo menos, uma junção ao longo do eixo longitudinal num primeiro tempo com base no sinal, em que o referido controlador é ainda configurado para determinar um deslocamento da primeira posição da referida pelo menos uma junção, e para determinar uma segunda posição da referida pelo menos uma junção ao longo do eixo longitudinal em uma segunda vez com base no deslocamento.
6. Sistema de produção (100), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o controlador (120) é configurado para determinar a segunda posição da junção de tubo (112) ao longo do eixo longitudinal pela segunda vez com base na primeira posição e pelo menos um de um tempo de detecção, um tempo decorrido, uma configuração operacional, uma velocidade de uma catarina, uma taxa de penetração, um configuração de pilha, uma distância entre os componentes da pilha, uma característica de projeto e um tamanho da junção de tubo.
7. Sistema de produção (100), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um conjunto de preventer (116) configurado para vedar o furo de poço (108), o referido tubo (104) configurado para se estender através do referido conjunto de preventer, em que o referido controlador (120) é ainda configurado determinar uma distância da referida pelo menos uma junção (112) do referido conjunto de preventer e gerar um alarme quando a distância for menor que uma distância predeterminada.
8. Sistema de produção (100), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma interface de usuário (126) configurada para exibir dados relacionados à primeira posição e à segunda posição, em que a referida interface de usuário é configurada para alertar um usuário quando a referida pelo menos uma junção

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3/4 (112) está dentro de uma distância predeterminada de um conjunto de preventer (116).
9. Sistema de produção (100), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o referido controlador (120) é configurado para determinar a segunda posição com base na primeira posição, um tempo de detecção, um tempo decorrido e uma taxa de movimento da referida pelo menos uma junção.
10. Sistema de produção (100), de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a referida pelo menos uma junção (112) compreende uma primeira junção (112) e uma segunda junção (112).
11. Método para monitorar uma posição de uma junção de tubo (112) de um sistema de produção (100) à medida que a junção de tubo se move através do sistema de produção ao longo de um eixo longitudinal (109) de um furo de poço, o referido método caracterizado pelo fato de que compreende:

receber, usando um controlador (120) , um sinal de um sensor (118) que detecta a junção de tubos à medida que a junção de tubos se move ao longo do eixo longitudinal;

determinar, usando o controlador, uma primeira posição da junção de tubos ao longo do eixo longitudinal com base no sinal do sensor;

receber, utilizando o controlador, pelo menos um parâmetro operacional do sistema de produção; e determinar, utilizando o controlador, uma segunda posição da junção de tubos ao longo do eixo longitudinal com base na primeira posição e pelo menos um parâmetro operacional.
12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que determinar uma segunda posição da junção de tubo (112) ao longo do eixo longitudinal (109) com base na primeira posição e pelo menos um parâmetro operacional compreende determinar uma segunda posição da junção de tubo ao longo do eixo longitudinal com base na primeira posição e pelo menos um de um tempo de detecção, um tempo decorrido, uma configuração operacional, uma velocidade de uma catarina, uma taxa de penetração, um configuração de pilha, uma distância entre os componentes da pilha, uma característica de projeto e um tamanho da junção de tubo.
13. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que compreende ainda determinar uma distância da junção de tubo (112) de um conjunto de preventer (116).

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14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende ainda gerar um alarme quando a distância for menor que uma distância predeterminada.
15. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende ainda exibir dados relacionados à primeira posição e à segunda posição em uma interface de usuário (126).