BR112020005058A2

BR112020005058A2 - posicionamento de conexão cônica

Info

Publication number: BR112020005058A2
Application number: BR112020005058-0A
Authority: BR
Inventors: John Stokes Knowlton
Original assignee: Ensco International Incorporated
Priority date: 2017-09-14
Filing date: 2018-09-13
Publication date: 2020-09-15
Also published as: EP3682082A4; CA3075671A1; AU2018332896A1; WO2019055606A1; CN111373115A; KR20200040933A; EP3682082A1; US20190078401A1; SG11202002275SA

Abstract

Trata-se de técnicas e sistemas para fornecer posicionamento automático de um aparelho de manobra (24). Um sistema pode incluir um sensor (84) configurado para detectar um objeto em proximidade ao sensor (84) e gerar um indicativo de sinal de objeto detectado. O sistema pode também incluir um dispositivo de processamento (70) configurado para processar o indicativo de sinal do objeto detectado para determinar uma localização do objeto detectado, recuperar informações relacionadas a uma característica física de um segmento tubular (44) e calcular uma indicação da localização de um ponto de conexão do segmento tubular (44) com base na localização do objeto detectado e na característica física do segmento tubular (44).

Description

POSICIONAMENTO DE CONEXÃO CÔNICA REFERÊNCIA CRUZADA PARA APLIACAÇÕES RELACIONADAS

[0001] Este pedido é um Pedido Não Provisório que reivindica prioridade ao Pedido de Patente Provisória dos EUA No 62/558,758, intitulada “Tool Joint Positioning”, depositada em (14) de setembro de 2017, que é incorporada neste documento por referência.

ANTECEDENTES

[0002] Esta seção pretende introduzir o leitor a vários aspectos da matéria que podem estar relacionados a vários aspectos da presente divulgação, que estão descritas e/ou reivindicadas abaixo. Esta discussão é entendida para ser auxílio, fornecendo ao leitor informações anteriores para facilitar um melhor entendimento dos vários aspectos da presente divulgação. Adequadamente, será entendido que estas declarações devem ser lidas sob esta luz, e não como admissão de matéria anterior.

[0002] Os avanços na indústria de petróleo permitiram o acesso a locais de perfuração de petróleo e gás, que anteriormente eram inacessíveis devido a limitações tecnológicas. Por exemplo, os avanços tecnológicos permitiram a perfuração de poços offshore em profundidades crescentes de água e em ambientes cada vez mais severos, permitindo que os proprietários de recursos de petróleo e gás perfurassem com sucesso recursos energéticos inacessíveis de outra maneira. Da mesma forma, os avanços na perfuração permitiram maior acesso a reservatórios terrestres.

[0003] Grande parte do tempo gasto na perfuração para alcançar esses reservatórios é desperdiçado “tempo improdutível” (NPT - Non-Productive Time), porque é gasto em atividades que não aumentam a profundidade do poço, ainda pode representar uma parcela significativa dos custos.

Por exemplo, quando o tubo de perfuração é puxado ou abaixado para uma seção previamente perfurada do poço, geralmente é referido como uma “manobra” (“manobra”). Por conseguinte, a ativação pode incluir abaixar o tubo de perfuração em um poço (por exemplo, correndo no furo ou RIH), enquanto remover a coluna de perfuração do furo do poço pode incluir puxar um tubo de perfuração para fora do poço (puxar para fora do furo ou POOH). As operações de remoção da coluna de perfuração do furo do poço podem ser executadas para, por exemplo, instalar uma nova carcaça, trocar uma broca à medida que desgasta, limpar e/ou tratar o tubo de perfuração e/ou o furo do poço para permitir perfuração mais eficiente, executar várias ferramentas que exercem tarefas específicas requeridas em determinados momentos no plano de construção do poço de petróleo, etc.

Adicionalmente, as operações de remoção de coluna de perfuração podem requerer um grande número de juntas de tubo rosqueado para ser desconectado (quebrado) ou conectado (fabricado). Atualmente, esse processo envolve inspeção visual por um operador humano para localizar uma costura (por exemplo, um ponto de interrupção entre os segmentos do tubo) e pode adicionalmente incluir ajuste fino humano da posição da costura em um local apropriado, para que a operação de manobra possa ser realizada.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0004] A Figura 1 ilustra um exemplo de uma plataforma offshore com um riser acoplado para prevenir erupção (BOP - BlowOut Preventer), de acordo com uma concretização;

[0005] A Figura 2 ilustra uma vista frontal da sonda de perfuração como apresentada ilustrativamente na Figura 1, de acordo com uma concretização;

[0006] Figura 2A ilustra uma vista frontal do aparelho de manobra da Figura 2, de acordo com uma concretização;

[0007] Figura 3 ilustra um diagrama de bloco de um sistema de computação da Figura 2, de acordo com uma concretização; e

[0008] A Figura 4 ilustra um fluxograma que é utilizado em conjunto com um sistema de detecção de sistema de detecção de coluna tubular, de acordo com uma concretização.

[0009] Figura 5 ilustra uma vista frontal de uma segunda sonda de perfuração como apresentado ilustrativamente na Figura 1, de acordo com uma concretização;

[0010] A Figura 6 ilustra uma vista isométrica de uma plataforma móvel da Figura 5, de acordo com uma concretização; e

[0011] A Figura 7 ilustra uma vista frontal de um sistema que inclui o aparelho de manobra de Figura 5, de acordo com uma concretização.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0012] Uma ou mais concretizações específicas serão descritas abaixo. Em um esforço para fornecer uma descrição concisa dessas concretizações, todos os recursos de uma implementação real podem não ser descritos na especificação.

Deve ser considerado que no desenvolvimento de qualquer implementação real, como em qualquer projeto ou desenho de engenharia, várias decisões específicas da implementação devem ser tomadas para alcançar os objetivos específicos dos desenvolvedores, tais como conformidades com as restrições relacionadas ao sistema e aos negócios, que pode variar de uma implementação para outra. Além disso, deve ser considerado que tal esforço de desenvolvimento pode ser complexo e demorado, mas, no entanto, seria uma tarefa rotineira de projeto de fabricação e manufatura para os experientes na matéria, que tenham o benefício desta divulgação.

[0013] Ao introduzir elementos de várias concretizações, os artigos “a”, “as”, o”, “os” e “dito” são entendidos para significar que existe um ou mais dos elementos. Os termos “compreendendo,” “incluindo,” e “tendo” são entendidos para ser inclusivos e significam que pode haver outros elementos adicionalmente aos elementos listados.

[0014] As presentes concretizações são direcionadas para componentes, sistemas e técnicas (por exemplo, um sistema de determinação de posição) utilizados na detecção de pontos de conexão entre segmentos tubulares individuais, tais como aqueles usados em aplicações de petróleo e gás. A detecção de pontos de conexão pode ser realizada através do uso de um conjunto de hardware de um ou mais sensores e processadores, bem como um conjunto de um ou mais programas de software (por exemplo, instruções configuradas para serem executadas por um processador, em que as instruções são armazenadas em um meio legível por um computador não transitório e tangível,

tal como uma memória) que pode operar em conjunto para determinar a posição precisa do ponto de conexão entre os segmentos tubulares.

[0015] Adicionalmente, em algumas concretizações, os programas de software(s) podem ser utilizados, por exemplo, em conjunto com componentes de hardware (por exemplo, um ou mais processadores e sensores) para acessar informação armazenada relacionadas aos tubulares para gerar uma posição de um ponto de conexão entre dois segmentos tubulares (por exemplo, uma conexão de junta de ferramenta tipicamente tendo um diâmetro maior do que os respectivos tubulares e incluindo um conector de pino macho de um tubular que se conecta a um conector de caixa fêmea no outro tubular). Por exemplo, uma costura de junta de ferramenta (por exemplo, um local de conexão do conector de pino e o conector de caixa) pode ser calculada, usando informação armazenada sobre os segmentos tubulares (por exemplo, o comprimento dos respectivos segmentos tubulares) e a posição atual de um coluna tubular, incluindo os segmentos tubulares, conforme determinado através de uma ou mais medições indiretas das posições do segmento tubular (por exemplo, através de medições de uma porção de guincho de perfuração que suportam a coluna tubular). Em algumas concretizações, a ativação de um ou mais deslizamentos para fixar um dos segmentos tubulares pode ser controlada com base na costura da junta da ferramenta calculada para permitir a fixação ou desprendimento dos segmentos tubulares. Ao calcular a posição correta do ponto de conexão entre os segmentos tubulares, procedimentos de disparo contínuo podem ser facilitados, uma vez que os métodos de digitação “hunt and peck” para o ponto de conexão podem ser evitados.

[0016] Com o exposto acima em mente, a Figura 1 ilustra uma plataforma offshore (10) como um navio de perfuração. Embora a concretização presentemente ilustrada de uma plataforma offshore (10) é um navio de perfuração (por exemplo, um navio equipado com um sistema de perfuração e envolvido em exploração de petróleo e gás offshore e/ou manutenção de poço ou trabalho de conclusão, incluindo, mas não limitado para, instalação de tubo e tubulações, instalações de árvores submarinas e captação de poços), outras plataformas offshores (10), tal como uma plataforma semissubmersível, uma plataforma de perfuração com levantamento (jack up), uma plataforma longarina, um sistema de produção flutuante, ou similares podem ser substituídos por um navio de perfuração. De fato, enquanto as técnicas e sistemas descritos abaixo são descritos em conjunto com o navio de perfuração, as técnicas e sistemas destinam-se a cobrir pelo menos as plataformas offshores (10) adicionais descritas acima. Da mesma forma, enquanto uma plataforma offshore (10) é ilustrada e descrita na Figura 1, as técnicas e sistemas descritos neste documento também podem ser aplicados e utilizados em atividades de perfuração em terra (onshore) (por exemplo, base na terra). Essas técnicas também podem ser aplicadas a pelo menos operações verticais de perfuração ou produção (por exemplo, ter uma sonda em uma broca de orientação principal vertical ou produzir a partir de um poço substancialmente vertical) e/ou operações direcionais de perfuração ou produção (por exemplo, ter uma sonda em uma broca de orientação principal vertical ou produzir a partir de um poço substancialmente não vertical ou inclinado ou ter uma sonda orientada e um ângulo de um alinhamento vertical para perfurar ou produzir a partir de um poço substancialmente não vertical ou inclinado).

[0017] Como ilustrado na Figura 1, a plataforma offshore (10) inclui uma coluna de riser (12) que se estende a partir dela. A coluna de riser (12) pode incluir um tubo ou uma série de tubulações que conectam à plataforma offshore (10) para o fundo do mar (14) via, por exemplo, um BOP (16) que está acoplado a uma cabeça de poço (18) no fundo do mar (14). Em algumas concretizações, a coluna de riser (12) pode transportar os hidrocarbonetos produzidos e/ou materiais de produção entre a plataforma offshore (10) e a cabeça de poço 18, enquanto o BOP (16) pode incluir pelo menos uma pilha de BOP tendo pelo menos uma válvula com um elemento de vedação para controlar os fluxos de fluido do poço. Em algumas concretizações, a coluna de riser (12) pode passar através de uma abertura (por exemplo, uma abertura em barco para a tubagem de perfuração (moonpool) na plataforma offshore (10) e pode ser acoplada ao equipamento de perfuração da plataforma offshore 10. Como ilustrado na Figura 1, pode ser desejável ter uma coluna de riser (12) posicionada em uma orientação vertical entre a cabeça de poço (18) e a plataforma offshore (10) para permitir que a coluna de perfuração composta de tubo de perfurações (20) passa da plataforma offshore (10) através do BOP (16) e a cabeça de poço (18) e em um furo de poço abaixo da cabeça de poço (18). Também ilustrado na Figura 1 é uma sonda de perfuração (22)

(por exemplo, um pacote de perfuração ou similares) que pode ser utilizado na perfuração e/ou manutenção de um furo de poço abaixo da cabeça de poço (18).

[0018] Em uma operação de disparo consistente com as concretizações da presente divulgação, como apresentado na Figura 2, um aparelho de manobra (24) é posicionado no piso da perfuração (26) na sonda de perfuração 22 acima do furo do poço 28 (por exemplo, o furo de perfuração ou poço artesiano de um poço que pode ser, como ilustrado na Figura 2, próximo ao piso de perfuração (26) operações de perfuração terrestre ou que pode ser, em conjunto com a Figura 1, abaixo da cabeça de poço (18)). A sonda de perfuração (22) pode incluir um ou mais de, por exemplo, o aparelho de manobra (24), deslizamentos de piso (30) posicionados na mesa rotativa (32), guincho de perfuração (34), um bloco de coroa 35, um bloco de deslocamento 36, um acionador superior (38), um elevador (40), e um aparelho de manuseio tubular (42). O aparelho de manobra (24) pode operar para acoplar e desacoplar segmentos tubulares (por exemplo, tubo de perfuração (20) para e de uma coluna de perfuração), enquanto o piso deslizante (30) pode operar para fechar e segurar um tubo de perfuração (20) e/ou a coluna de perfuração que passa dento do furo do poço 28. A mesa rotativa (32) pode ter uma porção rotativa do piso de perfuração (26) que pode operar para conferir rotação para a coluna de perfuração como um sistema de rotação primário ou de backup (por exemplo, um backup do acionador superior (38)).

[0019] O guincho de perfuração (34) pode ser um carretel grande que é alimentado para retrair e estender a linha de perfuração (37) (por exemplo, cabo de fio) sobre um bloco de coroa 35 (por exemplo, um conjunto verticalmente estacionário de uma ou mais polias ou roldanas através de das quais a linha de perfuração (37) é rosqueada) e um bloco de deslocamento (por exemplo, a conjunto móvel verticalmente de uma ou mais polias ou roldanas através das quais linha de perfuração (37) é rosqueada) para operar como um sistema de bloqueio e desarme para o movimento do acionador superior (38), o elevador (40), e qualquer membro tubular (por exemplo, tubo de perfuração (20)) acoplado ao mesmo.

O acionador superior (38) pode ser um dispositivo que fornece torque para (por exemplo, girar) a coluna de perfuração como uma alternativa para a mesa rotativa (32) e o elevador (40) pode ser um mecanismo que pode ser fechado em torno de um tubo de perfuração (20) ou outros membros tubulares (ou componentes similares) para firmar e sustentar o tubo de perfuração (20) ou outros membros tubulares enquanto esses membros estão se movendo verticalmente (por exemplo, enquanto são abaixados ou levantados a partir do furo do poço 28). O aparelho de manuseio tubular (42) pode operar para recuperar um membro tubular de um local de armazenamento (43) (por exemplo, um suporte de tubo) e posicionar o membro tubular durante a ativação para auxiliar na adição de um membro tubular para uma coluna tubular.

Da mesma forma, o aparelho de manuseio tubular (42) pode operar para recuperar um membro tubular de uma coluna tubular e transferir o membro tubular para um local de armazenamento (43) (por exemplo, a suporte de tubo) durante manobra de remoção para remover o membro tubular da coluna tubular.

[0020] Durante a operação de acionamento, o aparelho de manuseio tubular (42) pode posicionar um primeiro segmento tubular (44) (por exemplo, um primeiro tubo de perfuração (20) ou outro membro tubular), de modo que o segmento (44) pode ser alcançado pelo elevador (40). O elevador (40) pode ser abaixado, por exemplo, via o sistema de equipamento de bloqueio em direção ao aparelho de manobra (24) para ser acoplado para um segundo segmento tubular (46) (por exemplo, um segundo tubo de perfuração (20)) como parte de uma coluna de perfuração. Como ilustrado na Figura 2A, o aparelho de manobra (24) pode incluir manobra de deslizamento de (48), incluindo garras deslizantes 50 que engata e retêm o segmento (46), bem como um anel de força 52 que opera para fornecer força para acionar as garras deslizantes 50. A manobra de deslizamento (48) pode, assim, ser ativada para agarrar e suportar o segmento e, consequentemente, uma coluna tubular associada (por exemplo, coluna de perfuração) quando a coluna tubular é desconectada do sistema de operação de bloqueio. A manobra de deslizamento (48) pode ser acionada hidraulicamente, eletricamente, pneumaticamente ou via qualquer técnica semelhante.

[0021] O aparelho de manobra (24) pode adicionalmente incluir uma plataforma (54) que pode operar para preparar e romper seletivamente uma conexão rosqueada entre os segmentos tubulares (44) e (46) em uma coluna tubular. Em algumas concretizações, a plataforma (54) pode incluir uma ou mais das garras fixas (56), garras de adaptação/ovalização do poço (makeup/breakout) 58, e um spinner 60. Em algumas concretizações, as garras fixas (56) podem ser posicionadas para engatar e reter o segundo (inferior) segmento tubular (46) abaixo de uma junta rosqueada (62) do mesmo. Dessa maneira, quando o primeiro (superior) segmento tubular (44) é posicionado coaxialmente com o segundo segmento tubular (46) no aparelho de manobra (24), o segundo segmento tubular (46) pode ser mantido em uma posição estacionária para permitir a conexão do primeiro segmento tubular (44) e o segundo segmento tubular (46) (por exemplo, através da conexão da junta rosqueada (62) do segundo segmento tubular (46) e uma junta rosqueada (64) do primeiro segmento tubular (44)).

[0022] Para facilitar esta conexão, o spinner 60 e as garras de adaptação/ovalização do poço 58 podem fornecer torque rotacional. Por exemplo, ao fazer a conexão, o spinner 60 pode engatar o primeiro segmento tubular (44) e fornecer uma rotação de velocidade relativamente alta, torque baixo para o primeiro segmento tubular (44) para conectar o primeiro segmento (44) para o segundo segmento (46). Da mesma forma, as garras de adaptação/ovalização do poço 58 pode engatar o primeiro segmento (44) e pode fornecer uma rotação de velocidade relativamente baixa, torque alto para o primeiro segmento tubular (44) para fornecer, por exemplo, uma conexão rígida entre o segmento tubular (44) e (46). Além disso, ao romper a conexão, as garras de adaptação/ovalização do poço 58 pode engatar o primeiro segmento tubular (44) e transmitir uma rotação de velocidade relativamente baixa, torque alto no primeiro segmento tubular (44) para romper a conexão rígida. Posteriormente, o spinner 60 pode fornecer uma rotação de velocidade relativamente alta, torque baixo para o primeiro segmento tubular (44) para desconectar o primeiro segmento (44) do segundo segmento (46).

[0023] Em algumas concretizações, a plataforma (54) pode adicionalmente incluir um balde de lama (66) que pode operar para capturar o fluido de perfuração, que de outra forma poderia ser liberado durante, por exemplo, a ovalização do poço operação de ovalização do poço. Desta maneira, o balde de lama (66) pode operar para impedir que o fluido de perfuração derrame no piso da perfuração (26). Em algumas concretizações, o balde de lama (66) pode incluir um ou mais vedantes que auxiliam na vedação fluida do balde de lama (66) bem como uma linha de drenagem que opera para permitir que o fluido de perfuração contido dentro do balde de lama (66) retorne para um reservatório de fluido de perfuração.

[0024] Retornando à Figura 2, o aparelho de manobra (24) pode ser móvel em relação ao piso de perfuração (26) (por exemplo, na direção para fora do piso de perfuração (26)) e, em algumas concretizações, em relação à manobra de deslizamento (48). Em outras concretizações, o aparelho de manobra (24) pode ser movido ao longo da direção da sonda em direção e longe do piso de perfuração (26) em conjunto com operações de ´poço inclinado, quando a sonda está orientada em um ângulo de um alinhamento vertical para perfurar ou produzir respectivamente a partir de um poço substancialmente não vertical ou inclinado. O movimento do aparelho de manobra (24) pode ser realizado através do uso de pistões hidráulicos, parafusos, cremalheiras e pinhões, cabos e polia, um acionador linear ou similares ao longo de um ou mais elementos de suporte (68). Este movimento pode ser benéfico para ajudar localização adequada da plataforma (54) durante uma operação de make-up ou ovalização do poço (por exemplo, durante uma operação de manobra de entrada ou de manobra de saída).

[0025] Em algumas concretizações, mover o aparelho de manobra (24) para a posição (seja em conjunto com uma operação de manobra contínua em que os segmentos tubulares (44) e (46) são movidos em direção mais afastada do piso de perfuração (26), enquanto está sendo made-up ou ovalização do poço, ou em conjunto com uma operação de manobra estática em que os segmentos tubulares (44) e (46) permanecem em uma posição estática em relação ao piso de perfuração (26), enquanto estão sendo made-up ou broken-out) podem requerer técnicas de hunt and peck para encontrar uma costura entre os segmentos tubulares (44) e (46) ou seu ponto de conexão de modo a permitir que a plataforma (54) manobre os segmentos tubulares (44) e (46). No entanto, pode ser vantajoso em vez disso utilizar técnicas e um ou mais sistemas para determinar a localização de uma costura ou um ponto de conexão para segmentos tubulares (44) e (46), de modo que o aparelho de manobra 24 possa ser movido para uma posição correta para facilitar uma operação de make-up ou ovalização do poço (por exemplo, manobra).

[0026] Para facilitar esta determinação de onde e quando mover o aparelho de manobra (24) para a posição (por exemplo, ferramenta reconhecimento de junta de ferramenta), um sistema de computador (70) pode estar presente e pode operar para controlar o tempo, quando o aparelho de manobra (24) se move para a posição para realizar uma operação de manobra com base em, por exemplo, uma localização determinada ou calculada de uma costura ou um ponto de conexão para os segmentos tubulares (44) e (46). Em algumas concretizações, o sistema de computação (70) pode ser acoplado de forma comunicativa a um sistema de controle principal separado (72), por exemplo, um sistema de controle na cabina de uma perfuradora que pode fornecer sistema de controle centralizado para controle de perfuração, controle automatizado de manuseio de tubo e similares. Em outras concretizações, o sistema de computação pode ser uma porção de um sistema de controle principal (72) (por exemplo, o sistema de controle presente na cabine do perfurador).

[0027] A Figura 3 ilustra o sistema de computação (70). Deve- se notar que o sistema de computação (70) pode ser uma unidade independente (por exemplo, um monitor de controle), que opera em conjunto com um ou mais sensores (por exemplo, para formar um sistema de controle) que pode operar para fornecer entradas usadas, por exemplo, pelo sistema de computação para determinar uma posição de uma costura ou um ponto de conexão para os segmentos tubulares (44) e (46). Da mesma forma, o sistema de computação (70) pode ser configurado para operar em conjunto com um ou mais aparelho de manobra (24) e/ou o aparelho de manuseio tubular (42).

[0028] O sistema de computação (70) pode ser um computador de uso geral ou um computador de uso especial, que inclui um dispositivo de processamento (74), com um ou mais circuitos integrados de aplicação específica (ASICs - Application Specific Integrated Circuits), um ou mais processadores, ou outros dispositivo de processamento que interage com uma ou mais mídia mais tangível, não transitória, legível por máquina (por exemplo, memória (76)) do sistema de computação (70), que pode operar para armazenar coletivamente instruções executáveis pelo dispositivo de processamento (74) para executar os métodos e ações descritas neste documento. A título de exemplo, essas mídias legíveis por máquina podem compreender RAM, ROM, EPROM, EEPROM, CD-ROM ou outro armazenamento em disco ótico, armazenamento em disco magnético ou outros dispositivos de armazenamento magnético, ou qualquer outro médio que possa ser usado para transportar ou armazenar o código do programa desejado na forma de instruções executáveis por máquina ou estrutura de dados e que possam ser acessados por dispositivo de processamento (74). Em algumas concretização, as instruções executáveis pelo dispositivo de processamento (74) são usados para gerar, por exemplo, sinais de controle para serem transmitidos para, por exemplo, um ou mais do aparelho de manobra (24) (por exemplo, a plataforma (54) e/ou uma ou mais das garras fixas (56), as garras de adaptação/ovalização do poço 58, e o girador 60), o aparelho de manuseio tubular (42), e/ou o sistema de controle principal (72) (por exemplo, para ser utilizado no controle do aparelho de manobra (24), a plataforma (54), as garras fixas (56), as garras de adaptação/ovalização do poço 58, o girador 60, e/ou o aparelho de manuseio tubular (42)) para operar na maneira descrito neste documento.

[0029] O sistema de computação (70) pode operar em conjunto com sistemas software implementados como instruções executáveis de computador armazenadas em um meio legível por máquina não transitória do sistema de computação (70), tal como memória (76), uma unidade de disco rígido, ou armazenamento de outro curto prazo e/ou longo prazo.

Particularmente, o dispositivo de processamento (74) pode operar em conjunto com sistemas de software implementados como instruções executáveis em computador (por exemplo, código) armazenadas em um meio legível por máquina não transitória do sistema de computação (70), como a memória (76), que pode ser executada para receber informação (por exemplo, sinais ou dado) relacionados com uma ou mais das características tubulares (por exemplo, comprimentos ou medições semelhantes) bem como receber localizações ou posições tubulares, quando envolvidos em uma operação de manobra, atributos de uma porção de perfuração da correntes de tração (34), parâmetros operacionais do guincho de perfuração (34), e/ou localização e/ou posição informação do bloco de deslocamento 36, do acionador superior (38), e/ou do elevador (40). Esta informação pode ser usada pelo sistema de computação (70) (por exemplo, pelo dispositivo de processamento (74), executando instruções executáveis de computador armazenada em memória (76)) para gerar ou calcular de outra forma uma posição determinada de uma costura ou um ponto de conexão para segmentos tubulares (44) e (46). Adicionalmente, esta posição determinada pode ser usada para iniciar ou controlar o movimento do aparelho de manobra (24) na posição para facilitar uma operação de make-up ou ovalização do poço (por exemplo, manobra) pelo sistema de computação (70), pelo sistema de controle principal (72), ou por outro controlador local do aparelho de manobra (24).

[0030] Em algumas concretizações, o sistema de computação (70) também pode incluir um ou mais input estruturas 78 (por exemplo, um ou mais de teclado, mouse, touchpad, tela sensível ao toque, um ou mais comutadores, botões ou similares) para permitir um usuário interagir com o sistema de computação (70), por exemplo, para iniciar, controlar, ou operar uma interface gráfica de usuário (GUI - Graphical Usuário Interface) ou aplicações em execução no sistema de computação (70) e/ou para iniciar, controlar ou operar o aparelho de manobra (24) (por exemplo, a plataforma (54) e/ou um ou mais das garras fixas (56), garras de adaptação/ovalização do poço 58, e o girador 60), o aparelho de manuseio tubular (42), ou sistemas adicionais da sonda de perfuração (22). Adicionalmente, o sistema de computação (70) pode incluir uma tela (80) que pode ser uma tela de cristal líquido (LCD - Liquid Crystal Display) ou outro tipo de tela, que permite aos usuários visualizar imagens geradas pelo sistema de computação (70). A tela (80) pode incluir a tela de toque, que pode permitir que os usuários interajam com a GUI do sistema de computação (70). Da mesma forma, o sistema de computação (70) pode adicionalmente e/ou alternativamente transmitir imagens para uma tela do sistema de controle principal (72), que também pode incluir um dispositivo de processamento (74), uma máquina de meio de leitura não transitória, tal como a memória (76), uma ou mais estruturas de entrada 78, uma tela (80), e/ou uma interface de rede 82.

[0031] Retornando ao sistema de computação (70), como pode ser apreciado, a GUI pode ser um tipo de interface de usuário, que permite ao usuário interagir com o sistema de computador (70) e/ou o sistema de computador (70) e um ou mais sensores que transmite dados para o sistema de computação através de, por exemplo, ícones gráficos, indicadores visual e similares. Adicionalmente, o sistema de computador (70) pode incluir interface de rede 82 que permite o sistema de computador (70) faça interface com vários outros dispositivos (por exemplo, dispositivos eletrônicos). A interface de rede 82 pode incluir um ou mais de uma interface Bluetooth, uma interface de rede local (LAN - Local Area Rede) ou interface de rede local sem fio (WLAN - Wireless Local Area Rede), uma interface baseada em Ethernet ou Ethernet (por exemplo, uma interface Modbus TCP, EtherCAT e/ou ProfiNET), uma interface de comunicação de barramento de campo (por exemplo, Profibus), uma/ou outras interfaces de protocolo industrial que pode ser acoplada a uma rede sem fio, uma rede com fio, ou uma combinação das mesmas que pode usar, por exemplo, um multiponto e / ou uma topologia em estrela, com cada estímulo de rede, sendo multi- eliminado para um número reduzido de nós.

[0032] Em algumas concretizações, um ou mais do aparelho de manobra (24) (e/ou um controlador ou sistema de controle associado a ele), o aparelho de manuseio tubular (42) (e/ou um controlador ou sistema de controle associado a ele), sensores da sonda de perfuração (22), e/ou o sistema de controle principal (72) podem ser cada um dispositivo que pode ser acoplado para a interface de rede 82. Em algumas concretizações, a rede formada através da interconexão de um ou mais dos dispositivos acima mencionados deve operar para fornecer suficiente largura de banda e latência baixa para troca de dados requeridos dentro dos períodos de tempo consistentes com qualquer requerimento de resposta dinâmica de todas as sequências de controle e funções de controle de malha de rede fechada e/ou dispositivos associados aos mesmos. Também pode ser vantajoso para a rede permitir que sejam determinados os tempos de resposta de sequência e os desempenhos em circuito fechado para serem verificados, os componentes de rede devem permitir o uso em ambientes de campo de petróleo/navio de perfuração (por exemplo, devem permitir para características físicas e elétricas robustas consistentes com seus respectivos ambientes de operação, incluindo, mas não se limitando para suportar eventos de descarga eletrostática (ESD - ElectroStatic Discharge) e outras ameaças além de atender a quaisquer requisitos de compatibilidade eletromagnética (EMC - AlectroMagnetic Compatibility) para o respectivo ambiente no qual os componentes de rede são dispostos). A rede utilizada pode também fornecer adequados dados de proteção e/ou dados de redundância para garantir que a operação da rede não seja comprometida, por exemplo, por corrupção de dados (por exemplo, através do uso de técnicas de detecção e correção de erro ou controle de erros para evitar ou reduzir erros de sinais de rede e/ou dados transmitidos).

[0033] Retornando à Figura 2, um ou mais sensores (84) e (86) podem ser fornecidos em conjunto com a sonda de perfuração (22). Em algumas concretizações, um ou mais sensores (84) ou (86) podem ser utilizados em conjunto com uma operação de adaptar (por exemplo, manobra de entrada) e uma ovalização do poço (por exemplo, manobra de saída). Alternativamente, ambos os conjuntos de sensores (84) e (86) podem ser utilizados juntos em conjunto com uma ou ambas operações de manobra. Em uma concretização, os sensores (84) e (86) podem incluir, mas não estão limitados para, câmeras (por exemplo, câmeras de alta taxa de quadro), laser (por exemplo, laser multidimensional), transdutores (por exemplo, transdutores de ultrassom), sensores de características elétricas e ou magnéticas (por exemplo, sensores que podem medir/inferir capacitância, indutância, magnetismo, ou similares), sensores químicos, sensores de detecção metalúrgica, ou similares. Em algumas concretizações, um ou mais sensores (84) podem ser sensores de proximidade (por exemplo, indutivos, magnéticos, óticos, ultrassônico, etc.) para detectar a presença de um objeto (por exemplo, um tubo de perfuração (20), o acionador superior (38), o elevador (40), a junta rosqueada (62) de um tubo de perfuração (20), ou a junta rosqueada (64) de um tubo de perfuração (20)) sem contato físico com o objeto. Isso pode ser realizado através da emissão de um sinal eletromagnético, bem como monitorando por um sinal de retorno, ou emitindo um campo eletromagnético e monitorando as alterações no campo eletrônico. Como ilustrado, os sensores (84) podem ser dispostos em uma torre 87 da sonda de perfuração (22), enquanto os sensores (86) podem ser dispostos internos ou adjacentes para o guincho de perfuração (34). No entanto, localizações alternativas na sonda de perfuração (22) podem ser empregadas.

[0034] Em algumas concretizações, o sensor (84) pode gerar um sinal indicativo da detecção do objeto (por exemplo, um tubo de perfuração (20), o acionador superior (38), o elevador (40), a junta rosqueada (62) de um tubo de perfuração (20), ou a junta rosqueada (64) de um tubo de perfuração (20), quando o objeto passa pelo sensor (84) e o sensor (84) pode transmitir (sem fio ou através de uma conexão física) o sinal indicativo da detecção do objeto para o sistema de computador (70). Este sinal pode ser usado para determinar a localização do objeto pelo sistema de computador (70), como a localização do sensor (84) pode ser armazenada no sistema de computador (70) e a localização do objeto pode ser calculada com base na sua detecção.

[0035] Um ou mais sensores adicionais (84) podem gerar sinais respectivos indicativos da detecção do objeto (por exemplo, um tubo de perfuração (20), o acionador superior (38), o elevador (40), a junta rosqueada (62) de um tubo de perfuração (20), ou a junta rosqueada (64) de um tubo de perfuração (20), quando um ou mais adicionais sensores (84) são passados pelo objeto. Os um ou mais sensores adicionais (84) podem transmitir (sem fio ou via uma conexão física) um respectivo sinal indicativo da detecção do objeto para o sistema de computador (70). Este sinal pode ser usado para determinar a localização do objeto pelo sistema de computador (70), pois a localização do sensor (84) que transmite o sinal pode ser armazenada no sistema de computador (70) e a localização do objeto pode ser calculada com base na sua detecção (por exemplo, com base no sinal recebido de um sensor particular (84)). Adicionalmente, o sistema de computador (70) pode ser capaz de calcular a velocidade do objeto com base em um ou mais cálculo de localização relacionados ao tempo (por exemplo, o sistema de computador (70) pode ser capaz de calcular a velocidade do objeto com base na sua localização calculada em uma primeira vez e sua localização calculada em uma segunda vez).

[0036] Em algumas concretizações, um ou mais sensores (86) também podem ser sensores de proximidade (por exemplo, um sensor rotacional tal com codificador ótico, sensor de velocidade magnético, um sensor reflexivo, ou um sensor de efeito hall) para detectar características operacionais do guincho de perfuração (34) (por exemplo, rotação de um tambor, velocidade de um tambor ou similares). Em algumas concretizações, os um ou mais sensores (86) pode gerar um sinal indicativo das características operacionais do guincho de perfuração (34) e pode transmitir (sem fio ou via uma conexão física) o sinal indicativo das características operacionais do guincho de perfuração (34) para o sistema de computador (70). Este sinal pode ser usado para determinar a localização de um objeto (por exemplo, um tubo de perfuração (20), o acionador superior (38), o elevador (40), a junta rosqueada (62) de um tubo de perfuração (20), ou a junta rosqueada (64) de um tubo de perfuração (20)) pelo sistema de computador (70), como a localização de um objeto pode estar diretamente relacionada com a operação do guincho de perfuração (34) (por exemplo, uma quantidade de rotação de um tambor, fazendo com que a linha de perfuração (37) seja estendida a partir dos guinchos de perfuração (34), que define a localização do objeto suspenso do sistema de bloco e guincho). A localização determinada de um objeto pode ser útil, por exemplo, para determinar e/ou controlar onde e quando move o aparelho de manobra (24) para a posição (por exemplo, reconhecimento da junta de ferramenta) para realizar uma operação de manobra com base, por exemplo, uma localização determinada ou calculada de uma costura ou um ponto de conexão para os segmentos tubulares (44) e (46).

[0037] A Figura 4 ilustra um fluxograma (88) e detalha a operação de um sistema de detecção, que pode incluir o uso do sistema de computação (70), operando em conjunto com um ou mais dos sensores (84) e (86). Deve-se notar que a operação será discutida como utilizando um ou mais sensores (84). No entanto, esta operação pode utilizar um ou mais sensores (84) e (86) ou um ou mais sensores (86), dependendo, por exemplo, de uma operação de manobra sendo realizada, o tipo de desvio na coluna tubular a ser detectada, e/ou com base em fatores adicionais.

[0038] Na etapa (90), as informações iniciais podem ser recebidas e/ou calculadas com relação aos membros tubulares (por exemplo, o tubo de perfurações (20)) a serem utilizados na formação de uma coluna tubular (por exemplo, uma coluna de perfuração). Esta informação inicial pode incluir características do membro tubular, tal como medições de um comprimento total de cada membro tubular respectivo, uma medição do comprimento de um conector de pino e/ou um conector de caixa de cada membro tubular respectivo e/ou uma ordem na qual os membros tubulares respectivos devem ser conectados e/ou desconectados para formar ou quebrar a coluna tubular. Em algumas concretizações, as informações iniciais em relação aos membros tubulares pode ser calculada pelo sistema de computação (70) com base em entradas (sinais recebidos) de um ou mais sensores (por exemplo, sensor ótico ou similares) adjacentes ao local de armazenamento (43) (por exemplo, um suporte de tubo), transmitindo para o sistema de computação (70). Em outras concretizações, as medições e/ou ordem dos membros tubulares podem ser diretamente inseridas no sistema de computação. A informação inicial também pode incluir informação relacionada com uma distância entre uma porção inferior, por exemplo, o elevador (40) e uma porção de conexão de um segmento tubular (por exemplo, segmento tubular (44) ou (46)).

[0039] Na etapa 92, o um ou mais sensores (84) podem gerar um sinal indicativo de detecção de um objeto (por exemplo, um tubo de perfuração (20), o acionador superior (38), o elevador (40), a junta rosqueada (62) de um tubo de perfuração (20), ou a junta rosqueada (64) de um tubo de perfuração (20), quando o objeto passa por um ou mais sensores (84) e os um ou mais sensores (84) podem transmitir o sinal indicativo da detecção do objeto para recebimento pelo sistema de computador (70). Adicionalmente, ou alternativamente na etapa 92, um ou mais sensores (86) podem gerar um sinal indicativo das características operacionais do guincho de perfuração (34) (por exemplo, uma quantidade de rotação de um tambor de manuseio, fazendo com que a linha de perfuração (37) seja estendida a partir do guincho de perfuração (34)) e podem transmitir o sinal indicativo de característica operacional do guincho de perfuração (34) para recebimento pelo sistema de computador (70).

[0040] Na etapa 94, o sinal(s) recebido na etapa 92 pode ser utilizado em conjunto com a informação inicial da etapa (90)

para calcular uma localização de uma costura (por exemplo, uma costura de junta de ferramenta) ou um ponto de conexão para os segmentos tubulares (44) e (46). Por exemplo, os sinal(s) recebidos na etapa 92 podem ser usados para determinar a localização de um objeto (por exemplo, um tubo de perfuração (20), o acionador superior (38), o elevador (40), a junta rosqueada (62) de um tubo de perfuração (20), ou a junta rosqueada (64) de um tubo de perfuração (20)) pelo sistema de computador (70) com base na localização informação do sensor (84) que foi utilizado para gerar o sinal e/ou com base na informação operacional do guincho de perfuração (34) (por exemplo, uma quantidade de rotação de um tambor de manuseio que faz com que a linha de perfuração (37) seja estendida a partir do guincho de perfuração (34), que define a localização do objeto suspenso do sistema de bloqueio e guincho). Para o propósito da discussão, o objeto será o elevador (40), mas é apreciado que o objeto possa ser qualquer um de um tubo de perfuração (20), o acionador superior (38), o elevador (40), a junta rosqueada (62) de um tubo de perfuração 20, a junta rosqueada (64) de um tubo de perfuração (20), ou outras características físicas relacionadas dos membros tubulares ou seus equipamentos de posicionamento associados.

[0041] Na etapa 94, o sistema de computador (70) (por exemplo, o dispositivo de processamento (74) ou o dispositivo de processamento (74) operando em conjunto com sistemas software implementados como instruções executáveis por computador armazenadas em meio legível por máquina não transitória do sistema de computação (70), como a memória

(76), que pode ser executada) pode aplicar as informações iniciais relacionadas como uma ou mais das características tubulares (por exemplo, comprimentos ou medições similar) com a localização do elevador (40). Em algumas concretizações, os comprimentos dos membros tubulares (por exemplo, segmentos tubulares (44) e (46)) e/ou os comprimentos das partes de conexão dos membros tubulares (por exemplo, os comprimentos de um conector de pino e/ou um conector de caixa de cada um dos respectivos membro tubular e, portanto, a localização da junta da ferramenta e sua respectiva costura) podem variar.

O dispositivo de processamento (74) ou o dispositivo de processamento (74) que opera em conjunto com um sistema de software pode recuperar um atributo física conhecido (por exemplo, uma característica de medida, tal como um comprimento) do membro tubular (por exemplo, segmento tubular (44)) sendo suportado pelo elevador (40), com base em sua ordem para ser conectado/desconectado da coluna tubular.

O dispositivo de processamento (74) ou o dispositivo de processamento (74), que opera em conjunto com um sistema de software também pode recuperar e/ou calcular a localização de um objeto (por exemplo, o elevador (40)) com base nas informações recebidas na etapa 92. Desta maneira, o dispositivo de processamento (74) ou o dispositivo de processamento (74), que opera em conjunto com um sistema de software pode utilizar a localização do objeto (por exemplo, o elevador (40)) em conjunto com o atributo físico para determinar uma localização precisa de um ponto de conexão (por exemplo, uma costura de uma junta de ferramenta ou um ponto de conexão para um membro tubular, tal como o segmento tubular (44)) sem medição direta ou detecção do ponto de conexão.

[0042] Na etapa 96, s localização determinada de um ponto de conexão (por exemplo, uma costura de uma junta de ferramenta ou um ponto de conexão para um membro tubular, tal como um segmento tubular (44)) pode ser utilizado para gerar um sinal de saída do sistema de computador (70). Em algumas concretizações, este sinal de saída pode ser uma indicação da localização do ponto de conexão para ser usado por um controle externo ao sistema de computação (70) e pode ser usado para determinar e/ou controlar onde e quando mover o aparelho de manobra (24) na posição (por exemplo, reconhecimento da junta de ferramenta) para executar uma operação de manobra. Adicionalmente ou alternativamente, o sinal de saída gerado pode ser utilizado como um sinal de controle para a ativação de um ou mais deslizamentos (30) e/ou (48) para fixar um dos segmentos tubulares (por exemplo, segmento tubular (44), de modo que uma localização calculada da costura da junta de ferramenta estará a uma altura apropriada para o aparelho de manobra (24) operar. Em algumas concretizações, o sinal de saída gerado pode causar a exibição de uma imagem, por exemplo, na tela (80) em conjunto com e/ou separado da ativação de um ou mais deslizamentos (30) e/ou (48) e/ou determinação e/ou controle onde e quando mover o aparelho de manobra (24) na posição para uma operação de manobra.

[0043] Na etapa 98, o sinal de saída gerado pelo sistema de computador (70) pode ser aplicado pelo sistema de computador (70). Por exemplo, o sistema de computador (70) (por exemplo,

o dispositivo de processamento (74) ou o dispositivo de processamento (74) operando em conjunto com sistemas de software implementados como instruções executáveis de computador armazenada em um meio legível por máquina não transitória de sistema de computação (70), tal como a memória (76), que pode ser executada) podem operar como um sistema de controle propriamente dito, a fim de transmitir um sinal de controle com base no sinal de saída da etapa 96 ou como o sinal de saída de etapa 96 para controlar onde e quando para mover o aparelho de manobra (24) para a posição (por exemplo, reconhecimento da junta de ferramenta) para executar uma operação de manobra.

Adicionalmente, ou alternativamente, o sistema de computador (70) pode operar como um próprio sistema de controle de modo a transmitir um sinal de controle com base no sinal de saída da etapa 96 ou como o sinal de saída da etapa 96 para controlar a ativação de um ou mais deslizamentos (30) e/ou (48) para fixar um dos segmentos tubulares (por exemplo, segmento tubular (44), de modo que uma localização calculada da costura da junta de ferramenta esteja a uma altura apropriada para o aparelho de manobra (24) para executar uma operação de manobra.

Da mesma forma, os sistemas de controle externos podem, em vez disso, receber o sinal de saída da etapa 96 do sistema de computador (70) e usar o sinal de saída para controlar onde e quando mover o aparelho de manobra (24) na posição (por exemplo, reconhecimento da junta de ferramenta) para executar uma operação de manobra e/ou controlar a ativação de um ou mais deslizamentos (30) e/ou (48) para fixar um dos segmentos tubulares (por exemplo, segmento tubular (44), de modo que uma localização calculada da costura da junta de ferramenta esteja em uma altura apropriada para o aparelho de manobra (24) para executar uma operação de manobra.

[0044] A Figura 5 ilustra outra concretização de uma sonda de perfuração (100) que pode ser utilizada em uma operação de manobra consistente com as concretizações da presente divulgação. Como ilustrado, o aparelho de manobra (24) é ilustrado como estando posicionado acima do piso de perfuração (26) na sonda de perfuração (100) acima do furo do poço (por exemplo, o furo ou poço de um poço de petróleo que pode estar próximo ao piso de perfuração (26) ou que pode estar, em conjunto com a Figura 1, abaixo da cabeça de poço (18)). Muito embora, como será discutido em maiores detalhes abaixo, o aparelho de manobra (24) pode ser movido para próximo ou para longe do piso de perfuração (26) durante uma operação de manobra. Como ilustrado um ou mais dos, por exemplo, o aparelho de manobra (24), uma plataforma móvel (102) (que pode incluir deslizamentos de piso (30) posicionada na mesa rotativa (32), como ilustrado na Figura 6), guincho de perfuração (34), um bloco de coroa 35, um bloco de deslocamento 36, o acionador superior (38), um elevador (40) e um aparelho de manuseio tubular (42). O aparelho de manobra (24) pode operar para acoplar e desacoplar segmentos tubulares (44) e (46) (por exemplo, acoplar e desacoplar tubo de perfuração (20) para e de uma coluna de perfuração), enquanto os deslizamentos de piso (30) pode operar para fechar e reter um tubo de perfuração (20) e/ou a coluna de perfuração, passando dentro do furo do poço. A mesa rotativa (32) pode ser uma porção giratória que pode ser fechada na posição coplanar com o piso de perfuração (26) e/ou acima do piso de perfuração (26). A mesa rotativa (32) pode, por exemplo, operar para transmitir rotação para a coluna de perfuração como um sistema de rotação primário ou um backup (por exemplo, um backup para o acionador superior (38)) bem como utilizar seus deslizamentos de piso (30) para suportar segmentos tubulares (por exemplo, segmento tubular (46)), por exemplo, durante uma operação de manobra.

[0045] O guincho de perfuração (34) pode ser um carretel grande que é alimentado para retrair e estender a linha de perfuração (37) (por exemplo, cabo de fio) sobre um bloco de coroa 35 (por exemplo, um conjunto estacionário verticalmente de uma ou mais polias ou roldanas através das quais a linha de perfuração (37) é rosqueada) e um bloco de deslocamento (por exemplo, um conjunto móvel verticalmente de uma ou mais polias ou roldanas através das quais a linha de perfuração (37) é rosqueada) para operar como um sistema de bloco e guincho para movimentar o acionador superior (38), o elevador (40), e qualquer segmento tubular (por exemplo, tubo de perfuração (20)) acoplado a este. Em algumas concretizações, o acionador superior (38) e/ou o elevador (40) pode ser referido como um sistema de suporte tubular ou o sistema de suporte tubular também pode incluir o sistema bloco e guincho descrito acima.

[0046] O acionador superior (38) pode ser um dispositivo que fornece torque para (por exemplo, girar) a coluna de perfuração como uma alternativa para a mesa rotativa (32) e o elevador (40) pode ser um mecanismo que pode ser fechado em torno de um tubo de perfuração (20) ou outros segmentos tubulares (44) e (46) (ou componentes similares) para firmar e reter o tubo de perfuração (20) ou outros segmentos tubulares (44) e (46) enquanto estes segmentos são movidos verticalmente (por exemplo, enquanto é abaixado para dentro ou elevado de um furo do poço) ou na direção (por exemplo, durante inclinação da perfuração). O aparelho de manuseio tubular (42) pode operar para recuperar um segmento tubular (44) de um local de armazenamento (43) (por exemplo, um suporte de tubo) e posicionar o segmento tubular (44) durante ativação para auxiliar na adição de um segmento tubular (44) para uma coluna tubular. Entretanto, o aparelho de manuseio tubular (42) pode operar para recuperar um segmento tubular (44) de uma coluna tubular e transferir o segmento tubular (44) para um local de armazenamento (por exemplo, um suporte de tubo) durante o disparo para remover o segmento tubular (44) da coluna tubular.

[0047] Durante uma operação de acionamento, o aparelho de manuseio tubular (42) pode posicionar um segmento tubular (44) (por exemplo, um tubo de perfuração (20)), de modo que o segmento (44) pode ser alcançado pelo elevador (40). O elevador (40) pode ser abaixado, por exemplo, via o sistema bloco e guincho em direção ao aparelho de manobra (24) para ser acoplado ao segmento tubular (46) (por exemplo, um tubo de perfuração (20)) como parte de uma coluna de perfuração. Em algumas concretizações, o aparelho de manobra (24) pode operar como discutido em conjunto com a Figura 2A acima durante uma operação de manobra. Entretanto, em adição a operação do aparelho de manobra (24), operações de manobra contínuas (manobra de segmentos tubulares (44) e (46) sem parar o movimento da coluna tubular em uma posição fixa) podem ser facilitadas e/ou aceleradas através da inclusão da plataforma móvel (102).

[0048] A plataforma móvel (102), pode ser suspensa e abaixada com um arranjo de feixe e cabo por exemplo, similar ao sistema bloco e guincho para movimento do acionador superior (38)), que pode incluir um guincho ou outro elemento de guincho de perfuração posicionado no piso de perfuração (26) ou em outro lugar na plataforma offshore (10) ou na sonda de perfuração sonda (22). O guincho ou outro elemento de guincho de perfuração pode ser um carretel que é alimentado para retrair e estender uma linha (por exemplo, um cabo de fio) sobre um bloco de coroa (por exemplo, um conjunto estacionário de uma ou mais polias ou roldanas através das quais a linha (37) é rosqueada) para operar como um sistema de bloco e guincho para movimento da plataforma móvel (102) e, assim, a mesa rotativa (32) e o aparelho de manobra (24). Adicionalmente e/ou alternativamente, os cilindros agindo diretamente, um guincho suspenso e mecanismo de sistema de cabo dispostos, tal que a plataforma móvel (102) está entre o guincho suspenso e o sistema de cabo e o piso de perfuração (26), ou sistemas similares que atuam interno ou externo podem ser usados para mover a plataforma móvel (102) ao longo do elemento de suporte (68).

[0049] Em algumas concretizações, o elemento de suporte (68) pode ser um ou mais trilhos de guia (por exemplo, faixas de guia, tal como o acionador superior dolly tracks) que fornece suporte (por exemplo, suporte lateral) para a plataforma móvel (102), enquanto permite movimento do piso de perfuração (26) na direção para longe. Adicionalmente, como ilustrado na Figura 6, um ou mais suportes laterais 104 podem ser usados para acoplar a plataforma móvel (102) para o elemento de suporte (68). Por exemplo, os suportes laterais 104 podem ser, por exemplo, amortecedor que pode ser feito de material de grafite Teflon ou outro material de baixa fricção (por exemplo, um material compósito), que permite o movimento da plataforma móvel (102) em relação ao piso de perfuração (26) e/ou os segmentos tubulares que suporta sistema com características de fricção reduzida. Em adição ao, ou no lugar do amortecedor acima mencionado, outro suporte lateral 104, incluindo suportes tipo rolamento ou roldana (por exemplo, rolos e/ou roldana de aço ou outro metal ou compósito) pode ser utilizado. Os suportes laterais 104 podem permitir a plataforma móvel (102) interface com um elemento de suporte (68) (por exemplo, guia de trilho, tal como o acionador superior dolly tracks), assim a plataforma móvel (102) está acoplada de forma móvel para o elemento de suporte (68). Adequadamente, a plataforma móvel (102) pode ser acoplada de forma móvel para o elemento de suporte (68) para permitir o movimento da plataforma móvel (102) (por exemplo, para perto para longe do piso de perfuração (26) e/ou os segmentos tubulares que suporta o sistema, enquanto mantém contato com a guia de trilho ou outro elemento de suporte (68)) durante uma operação de manobra (por exemplo, uma operação de manobra contínua).

[0050] Como adicionalmente ilustrado na Figura 6, a plataforma móvel (102) pode ter pinos de guia (106) ou dispositivos semelhantes para fornecer alinhamento fino e grosseiro, quando move para dentro e para fora no piso de perfuração (26) (por exemplo, em uma posição planar com o piso de perfuração (26) ou elevado acima do piso de perfuração (26)). Adicionalmente, um ou mais mecanismos de trava 108 podem ser empregados para fixar a plataforma móvel (102) em uma posição desejada com relação ao piso de perfuração (26), por exemplo, quando uma operação de manobra é completada ou não necessária. Nesta posição fixada, a mesa rotativa (32) pode operar em conjunto com o acionador superior (38) e/ou como um sistema de backup para o acionador superior (38). O mecanismo de trava 108 pode ser automático (por exemplo, controlado), tal que ele pode ser acionado sem contato humano (por exemplo, um sinal de controle pode provocar que pinos ou outro mecanismo de trava engate uma abertura entre o piso de perfuração (26) e a plataforma móvel (102)). Está previsto que o mecanismo de trava terá interface com o piso de perfuração (26) ou um elemento abaixo do piso de perfuração (se a plataforma móvel (102) está travada em uma posição planar com o piso de perfuração (26)).

[0051] Retornando à Figura 5, um sistema de computação (70) pode estar presente e pode operar em conjunto com um ou mais do aparelho de manobra (24), a plataforma móvel (102), um sistema de acionamento usado para mover o aparelho de manobra (24), e/ou um sistema de acionamento usado para mover a plataforma móvel (102). Este sistema de computação (70) também pode operar para controlar um ou mais dos segmentos tubulares, sistema de suporte e/ou o aparelho de manuseio tubular (42). Deve ser notado que o sistema de computação

(70) pode ser similar ao sistema de computação da Figura 3 e pode operar da maneira descrita em relação à Figura 4, com os aspectos de controle acrescentados da plataforma móvel (102) e/ou deslizamentos do piso (30) da plataforma móvel (102) em conjunto com as etapas 96 e 98 neste lugar.

[0052] Adicionalmente, operações de manobra que envolvam membros tubulares singulares (por exemplo, tubo de perfuração (20)) foram discutidos em relação às Figuras 2-

6. Entretanto, como ilustrado na Figura 7, está previsto que um suporte (110) de segmentos tubulares (44) (por exemplo, dois, três, ou mais segmentos tubulares (44) acoplados juntos) pode ser os segmentos tubulares (44) sendo manobrado para dentro ou manobrado para fora. A operação que inclui as etapas descritas na Figura 4 pode ser plicada como suporte de manobra (110) como ilustrado na Figura 7. Por exemplo, quando aplicado a etapa (90) para o sistema da Figura 7, informação inicial pode ser recebida e/ou calculada em relação aos segmentos tubulares (44) (por exemplo, tubo de perfurações (20)), para ser usada a informação de uma coluna tubular (por exemplo, uma coluna de perfuração). Esta informação inicial pode incluir ao segmento tubular (44) características do suporte (110), tais como medições de um comprimento global de cada respectivo segmento tubular (44), uma medição do comprimento de um conector de pino e/ou um conector de caixa de cada respectivo segmento tubular (44), e/ou uma ordem em que o respectivo segmento tubular (44) está para ser conectado e/ou desconectado para formar ou desmembrar a coluna tubular, medições de um comprimento global do suporte (110), uma medição do comprimento de um conector de pino e/ou um conector de caixa de cada respectivo segmento tubular (44) em uma extremidade terminal do suporte (110) (por exemplo, onde uma conexão entre o suporte (110) é feita), e/ou uma ordem em que o respectivo suporte (110) está para ser conectado e/ou desconectado para formar ou desmontar a coluna tubular. Em algumas concretizações, a informação inicial em relação aos segmentos tubulares (44) do suporte (110) e/ou no suporte (110) pode ser calculada pelo sistema de computação (70) com base nas entradas (sinais recebidos) de um ou mais sensores (por exemplo, sensor ótico ou similares) adjacentes ao local de armazenamento (43) (por exemplo, um suporte de tubo), que transmite para o sistema de computação (70). Em outras concretizações, as medições e/ou ordem dos segmentos tubulares (44) do suporte (110) e/ou o suporte (110) podem entrar diretamente para o sistema de computação. A informação inicial também pode incluir informação relacionada com a distância entre uma porção inferior, por exemplo, o elevador (40) e uma porção de conexão de um segmento tubular (44) mais alto e/ou mais baixo do suporte (110).

[0053] Do mesmo modo, quando aplica a etapa 94 para o sistema da Figura 7, o sinal(s) recebido (s) na etapa 92 pode ser utilizado em conjunto com a informação inicial da etapa (90) para calcular uma localização de uma costura (por exemplo, da junta de ferramenta) ou um ponto de conexão para suporte tubular (110). Por exemplo, o sinal(s) recebido (s) na etapa 92 pode ser usado para determinar a localização de um objeto (por exemplo, um tubo de perfuração (20), o acionador superior (38), o elevador (40), a junta rosqueada (62) de um tubo de perfuração (20), ou a junta rosqueada (64) de um tubo de perfuração (20)) pelo sistema de computador (70) com base na informação de localização do sensor (84) que é utilizado para gerar o sinal e/ou com base na informação operacional do guincho de perfuração (34) (por exemplo, uma quantidade de rotação de um tambor de manuseio, causando que a linha de perfuração (37) seja estendida do guincho de perfuração (34), que define a localização do objeto suspenso do sistema de bloco e guincho). Para o propósito de discussão, o objeto será o elevador (40), mas será apreciado que o objeto poderia ser qualquer um de um tubo de perfuração (20), o acionador superior (38), o elevador (40), a junta rosqueada (62) de um tubo de perfuração (20), a junta rosqueada (64) de um tubo de perfuração (20), ou outras características físicas relacionadas do suporte tubular (110) ou seus equipamentos de posicionamento associados.

[0054] Quando adicionalmente aplicada a etapa 94 para o sistema da Figura 7, o sistema de computador (70) (por exemplo, o dispositivo de processamento (74), ou o dispositivo de processamento (74), operando em conjunto com sistemas software implementados como instruções executáveis de computador armazenadas em um meio legível por máquina não transitório de sistema de computação (70), tal como memória (76), que pode ser executada) pode aplicar a informação inicial relacionada com uma ou mais das características tubular (por exemplo, comprimentos ou medições similar) com a localização do elevador (40). Em algumas concretizações, o comprimento dos membros tubulares (por exemplo, segmentos tubulares (44)) ou suporte tubular (110) e/ou o comprimento das porções de conexão dos segmentos tubulares (44) do suporte tubular (110) (por exemplo, o comprimento de um conector de pino e/ou um conector de caixa de cada respectivo segmento tubular (44) do suporte (110) e, assim, a junta de ferramenta e sua respectiva costura entre o suporte (110)) pode variar. O dispositivo de processamento (74) ou o dispositivo de processamento (74) opera em conjunto com um sistema de software que pode recuperar um atributo físico conhecido (por exemplo, uma característica medida como um comprimento) do membro tubular (por exemplo, segmento tubular (44)) ou suporte (110) sendo suportado pelo elevador (40), com base na sua ordem para ser fixado/desconectado da coluna tubular. O dispositivo de processamento (74) ou o dispositivo de processamento (74) que opera em conjunto com um sistema de software também pode recuperar e/ou calcular a localização de um objeto (por exemplo, o elevador (40)) com base nas informações recebidas na etapa 92. Desta maneira, o dispositivo de processamento (74) ou o dispositivo de processamento (74), operando em conjunto com um sistema de software pode utilizar a localização do objeto (por exemplo, o elevador (40)) em conjunto com o atributo físico para determinar uma localização precisa de um ponto de conexão (por exemplo, uma costura de uma junta de ferramenta ou um ponto de conexão para um segmento tubular (44) superior e/ou inferior do suporte tubular (110)) ser medição direta ou detecção do ponto de conexão.

[0055] Ao aplicar a etapa 96 para o sistema da Figura 7, a localização determinada de um ponto de conexão (por exemplo, uma costura de uma junta de ferramenta ou um ponto de conexão para um respectivo segmento tubular (44) do suporte (110) e/ou entre dois suportes (110)) pode ser utilizada para gerar um sinal de saída do sistema de computador (70). Em algumas concretizações, este sinal de saída pode ser uma indicação da localização do ponto de conexão para ser usado por um controlador externo ao sistema de computação (70) e pode ser usado para determinar e/ou controlar onde e quando mover o aparelho de manobra (24) na posição (por exemplo, reconhecimento da junta de ferramenta) para executar uma operação de manobra entre suportes (110). Adicionalmente ou alternativamente, o sinal de saída gerada pode ser utilizado como um sinal de controle para a ativação de um ou mais deslizamentos (30) e/ou (48) para fixar um dos suportes (110), de modo que uma localização calculada da costura da junta de ferramenta esteja a uma altura apropriada para o aparelho de manobra (24) operar. Em algumas concretizações, o sinal de saída gerado pode causar a exibição de uma imagem, por exemplo, na tela (80) em conjunto com e/ou separada da ativação de um ou mais deslizamentos (30) e/ou (48) e/ou determinação e/ou controle onde e quando move o aparelho de manobra (24) na posição para uma operação de manobra.

[0056] Ao aplicar a etapa 98 ao sistema da Figura 7, o sinal de saída gerado pelo sistema de computador (70) pode ser aplicado pelo sistema de computador (70). Por exemplo, o sistema de computador (70) (por exemplo, o dispositivo de processamento (74) ou o dispositivo de processamento (74) operando em conjunto com sistemas software implementados como instruções executáveis de computador armazenada em um meio legível por máquina não transitório de sistema de computação (70), tal como memória (76), que pode ser executada) pode operar com um sistema de controle próprio, de modo a transmitir um sinal de controle sinal com base no sinal de saída de etapa 96 ou como o sinal de saída de etapa 96 para controlar onde e quando mover o aparelho de manobra (24) na posição (por exemplo, reconhecimento da junta de ferramenta) para executar uma operação de manobra. Adicionalmente, ou alternativamente, o sistema de computador (70) pode operar como um sistema de controle próprio, de modo a transmitir um sinal de controle com base no sinal de saída de etapa 96 ou como o sinal de saída de etapa 96 para controlar a ativação de um ou mais deslizamentos (30) e/ou (48) para fixar um dos suportes (110) para calcular a localização da costura da junta de ferramenta esteja em uma altura apropriada para o aparelho de manobra (24) para executar uma operação de manobra. Da mesma forma, os sistemas de controle externo podem, em vez disso, receber o sinal de saída de etapa 96 do sistema de computador (70) e usar o sinal de saída para controlar onde e quando mover o aparelho de manobra (24) na posição (por exemplo, reconhecimento da junta de ferramenta) para executar uma operação de manobra e/ou controlar a ativação de um ou mais deslizamentos (30) e/ou (48) para fixar um dos suportes (110), de modo que uma localização calculada da junta de ferramenta esteja a uma altura apropriada para o aparelho de manobra (24) para executar uma operação de manobra.

[0057] Esta descrição escrita usa exemplos para divulgar a descrição acima para permitir que qualquer experiente na matéria pratique a divulgação, incluindo fabricar 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 ocorram para os experientes na matéria.

Esses outros exemplos são entendidos como estando dentro do escopo das reivindicações, se eles tiverem elementos estruturais que não diferem da linguagem literal das reivindicações, ou se incluírem elementos estruturais equivalentes com diferenças insubstanciais em relação às linguagens literais, linguagem das reivindicações.

Por conseguinte, embora as concretizações descritas acima possam ser suscetíveis a várias modificações e formas alternativas, concretizações específicas foram mostradas a título de exemplo nos desenhos e foram descritas em detalhes neste documento.

No entanto, deve ser entendido que as concretizações não são entendidas para limitar as formas particulares descritas.

Em vez disso, a concretização divulgada deve cobrir todas as modificações, equivalentes e alternativas que se enquadram no espírito e escopo das concretizações, conforme definido pelas concretizações anexas a seguir.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema caracterizado pelo fato de que compreende: um sensor configurado para detectar um objeto em proximidade do sensor e gerar um sinal indicativo de um objeto detectado; e um dispositivo de processamento configurado para: processar o sinal indicativo do objeto detectado para determinar uma localização do objeto detectado; recuperar informações relacionadas a uma característica física de um segmento tubular; e calcular uma indicação da localização de um ponto de conexão do segmento tubular com base na localização do objeto detectado e na característica física do segmento tubular.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de processamento é configurado para gerar um indicativo de saída da indicação da localização do ponto de conexão do segmento tubular.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de processamento é configurado para utilizar a saída para gerar um sinal de controle para controlar o movimento de um aparelho de manobra usado em conjunto com uma operação de manobra.

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de processamento é configurado para utilizar a saída para geral um sinal de controle para controlar uma operação de um aparelho de manobra usado em conjunto com uma operação de manobra.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de processamento é configurado para transmitir a saída a um controlador para controlar o movimento de um aparelho de manobra usado em conjunto com uma operação de manobra.

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de processamento é configurado para transmitir a saída a um controlador para controlar uma operação de um aparelho de manobra usado em conjunto com uma operação de manobra.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de processamento é configurado para utilizar a saída para gerar um sinal de controle para controlar o movimento de uma plataforma móvel configurada para transportar um aparelho de manobra usado em conjunto com uma operação de manobra.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de processamento é configurado para utilizar a saída para gerar um sinal de controle para controlar uma operação de uma plataforma móvel configurada para transportar um aparelho de manobra usado em conjunto com uma operação de manobra.

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de processamento é configurado para transmitir a saída a um controlador para controlar o movimento da plataforma móvel configurada para transportar um aparelho de manobra usado em conjunto com uma operação de manobra.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de processamento é configurado para transmitir a saída a um controlador para controlar uma operação de uma plataforma móvel configurada para transportar um aparelho de manobra usado em conjunto com uma operação de manobra.

11. Dispositivo caracterizado pelo fato de que compreende: uma entrada configurada para receber um indicativo de sinal de uma localização de um objeto detectado; e um processador configurado para: calcular uma indicação de uma localização de um ponto de conexão de um segmento tubular com base no sinal e em uma característica física do segmento tubular a ser usado em conjunto com uma operação de manobra.

12. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o sinal compreende uma segunda indicação de que o objeto passou por um sensor, em que o sensor é configurado para ser acoplado à entrada e para geral um sinal.

13. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o sinal compreende uma segunda indicação de uma característica operacional de uma porção de um guincho de perfuração configurado para sustentar o segmento tubular.

14. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a entrada é configurada para receber um segundo indicativo de sinal da segunda localização do objeto detectado, em que o processador é configurado para calcular uma segunda indicação de uma localização do ponto de conexão do segmento tubular com base no segundo sinal e na característica física do segmento tubular a ser usado em conjunto com uma operação de manobra.

15. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o processador é configurado para calcular uma velocidade do objeto detectado com base na indicação da localização do ponto de conexão e na segunda indicação da localização do ponto de conexão.

16. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o processador é configurado para gerar um indicativo de saída da indicação da localização do ponto de conexão do segmento tubular para controlar um aparelho de manobra usado em conjunto com a operação de manobra.

17. Método caracterizado pelo fato de que compreende: receber um indicativo de sinal de uma localização de um objeto detectado; recuperar informações relacionadas a uma característica física de um segmento tubular; calcular uma indicação da localização de um ponto de conexão do segmento tubular com base no sinal e na característica física do segmento tubular; gerar um indicativo de saída da indicação da localização do ponto de conexão do segmento tubular; e utilizar a saída em conjunto com uma operação de manobra.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a saída em conjunto com a operação de manobra compreende gerar um sinal de controle para controlar o movimento de um aparelho de manobra usado em conjunto com a operação de manobra.

19. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que utilizar a saída em conjunto com a operação de manobra compreende gerar um sinal de controle para controlar uma operação de um aparelho de manobra usado em conjunto com a operação de manobra.

20. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a saída em conjunto com a operação de manobra compreende gerar um sinal de controle para uma operação de uma plataforma móvel configurada para transportar um aparelho de manobra usado em conjunto com a operação de manobra.