BR112020007286A2 - sistema de antenas e método - Google Patents
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Abstract
Um sistema de antena pode incluir antenas do lado do revestimento e um retificador de onda completa. As antenas do lado do revestimento podem ser acopladas a uma coluna de revestimento que é posicionada em um furo de poço para acoplamento comunicativo a uma antena do lado da tubulação posicionada no furo de poço. Cada uma das antenas do lado do revestimento pode incluir um fio condutor posicionado para transportar corrente que pode ser induzida no fio condutor em resposta a um campo eletromagnético da antena do lado da tubulação. Uma direção, em relação a um ponto de junção da antena comum, da corrente no fio condutor pode ser oposta à direção, em relação ao ponto de junção da antena comum, no qual uma antena do lado do revestimento adjacente é posicionada para transportar a corrente induzida em resposta ao campo eletromagnético. O retificador de onda completa pode ser acoplado condutivamente às antenas do lado do revestimento para converter a corrente alternada que pode ser gerada nas antenas do lado do revestimento em corrente contínua.
Description
“SISTEMA DE ANTENAS E MÉTODO” Campo Técnico
[0001] A presente divulgação refere-se à comunicação com sensores em um furo de poço. Mais especificamente, mas não a título limitativo, esta divulgação se refere à alternância da polaridade das antenas do lado do revestimento em um furo de poço. Fundamentos
[0002] Um poço (por exemplo, um poço de petróleo ou gás para extrair fluido ou gás de uma formação subterrânea) pode incluir uma coluna do revestimento ou um liner do revestimento que define um furo de poço. Vários sensores (por exemplo, quaisquer dispositivos eletrônicos ou eletromecânicos para medir características da formação subterrânea) e vários atuadores (por exemplo, um motor ou um solenoide e hidráulico) podem ser acoplados à coluna do revestimento e podem ser referidos como sensores do lado do revestimento. Em alguns exemplos, os sensores do lado do revestimento estão posicionados em uma superfície externa da coluna do revestimento. O posicionamento dos sensores atrás ou fora do revestimento pode permitir que as medições (por exemplo, medições de pressão) sejam realizadas com maior precisão. Porém, posicionar os sensores do lado do revestimento atrás do revestimento também pode apresentar desafios para fornecer energia ao sensor e comunicar as medições aos operadores de poços na superfície. Vários revestimentos intermediários podem separar o sensor do lado do revestimento da coluna de tubulação e os componentes eletrônicos do lado da tubulação associados à coluna de tubulação. Breve Descrição dos Desenhos
[0003] A FIG. 1 é um diagrama de um exemplo de um poço, incluindo várias antenas do lado do revestimento para manter a comunicação entre uma antena do lado da tubulação e um sensor do lado do revestimento, de acordo com um aspecto da presente divulgação.
[0004] A FIG. 2 é um diagrama de seção transversal de um exemplo de uma coluna de revestimento com múltiplas antenas do lado do revestimento de acordo com um aspecto da presente divulgação.
[0005] A FIG. 3 é um diagrama esquemático de um exemplo de um sistema de antena incluindo antenas adjacentes que compartilham um retificador de onda completa de acordo com um aspecto da presente divulgação.
[0006] A FIG. 4 é um diagrama esquemático de um exemplo de um conjunto com múltiplas antenas do lado do revestimento posicionadas para gerar corrente em direções alternadas para manter a comunicação com múltiplas antenas do lado da tubulação de acordo com o aspecto da presente divulgação.
[0007] A FIG. 5 é um diagrama de seção transversal de um exemplo de uma coluna de tubulação com múltiplas antenas do lado da tubulação posicionadas em uma primeira posição em um furo de poço de acordo com um aspecto da presente divulgação.
[0008] A FIG. 6 é um diagrama em corte transversal de um exemplo da coluna de tubulação na FIG. 5 posicionado em uma segunda posição no furo de poço de acordo com um aspecto da presente divulgação.
[0009] A FIG. 7 é um fluxograma de um exemplo de um processo para manter a comunicação entre uma antena do lado da tubulação e um sensor do lado do revestimento em um furo de poço usando antenas do lado do revestimento com polaridade alternada de acordo com um aspecto da presente divulgação.
[0010] A FIG. 8 é um exemplo de um gráfico comparando a transferência de energia entre um sistema de antena com antenas uniformes do lado do revestimento de polaridade e um sistema de antena com antenas alternadas do lado do revestimento de polaridade de acordo com um aspecto da presente divulgação. Descrição Detalhada
[0011] Certos aspectos e características estão relacionados à polaridade alternada das antenas do lado do revestimento em um furo de poço para manter a comunicação entre uma antena do lado da tubulação e um sensor do lado do revestimento. A comunicação pode ser mantida preservando um caminho para a comunicação de sinais de dados para transferência de dados ou comunicação de sinais de energia para transferência de energia. Em alguns exemplos, um sensor do lado do revestimento pode ser acoplado a uma pilha de antenas do lado do revestimento que inclui múltiplas antenas do lado do revestimento. Cada antena do lado do revestimento pode incluir fio condutor enrolado para gerar corrente em resposta a um campo eletromagnético gerado por uma antena do lado da tubulação. As antenas adjacentes do lado do revestimento podem ser enroladas em direções opostas ou enroladas na mesma direção e acopladas condutivamente, de modo que as antenas adjacentes do lado do revestimento tenham polaridades alternadas. A corrente induzida em cada antena do lado do revestimento em resposta ao campo eletromagnético estará em uma direção oposta à corrente induzida em uma antena do lado do revestimento adjacente devido à polaridade alternada das antenas do lado do revestimento adjacentes. A corrente gerada pelas antenas adjacentes do lado do revestimento pode passar através de um retificador de onda completa compartilhado pelas antenas adjacentes do lado do revestimento. O retificador de onda completa compartilhado pode converter corrente alternada ("CA") em corrente contínua ("CC"), que pode ser fornecida ao sensor do lado do revestimento. Alternar a polaridade das antenas adjacentes do lado do revestimento pode reduzir as perdas ao mudar de uma bobina da antena do lado do revestimento para outra, aumentar a voltagem disponível, reduzir os custos dos componentes e reduzir o tamanho dos conjuntos de antenas.
[0012] Em alguns aspectos, antenas do lado do revestimento podem incluir fio condutor enrolado em uma bobina ao redor da coluna de revestimento. Uma ou duas antenas do lado do revestimento podem ser adjacentes a essa antena. As antenas adjacentes do lado do revestimento podem incluir duas antenas do lado do revestimento enroladas em torno de duas posições longitudinais ao longo da coluna de revestimento na qual não há outra antena do lado do revestimento enrolada em torno de uma posição longitudinal entre as duas antenas do lado do revestimento. Uma extremidade do fio condutor associada a cada antena do lado do revestimento pode ser acoplada condutivamente a um ponto de junção da antena comum. A outra extremidade do fio condutor associada a cada antena do lado do revestimento pode ser acoplada a um par de diodos de acoplamento cruzado que formam metade de um retificador de onda completa. Em alguns exemplos, um sistema de antena pode alternar a polaridade das antenas adjacentes do lado do revestimento embalando ou enrolando o fio condutor de uma antena do lado do revestimento no sentido horário em torno da coluna de revestimento e embalando ou enrolando o fio condutor da antena adjacente do lado do revestimento no sentido anti-horário ao redor da coluna de revestimento. Em exemplos adicionais ou alternativos, o fio condutor é enrolado na mesma direção para antenas adjacentes do lado do revestimento, mas as extremidades opostas do fio condutor são conectadas ao ponto de junção da antena comum. Por exemplo, a segunda extremidade de uma antena do lado do revestimento enrolada no sentido horário e a primeira extremidade de uma antena do lado do revestimento enrolada no sentido anti-horário podem ser acopladas condutivamente a um ponto de junção da antena comum. A antena do lado do revestimento enrolada no sentido horário pode gerar uma corrente que se desloca de uma primeira extremidade do fio condutor para uma segunda extremidade do fio condutor em uma direção substancialmente no sentido horário em resposta a um campo eletromagnético. A antena do lado do revestimento enrolada no sentido anti-horário pode gerar uma corrente que se desloca de uma primeira extremidade do fio condutor para uma segunda extremidade do fio condutor em uma direção substancialmente no sentido anti-horário em resposta ao mesmo campo eletromagnético. A corrente pode passar através das duas antenas do lado do revestimento e voltagem gerada através das duas antenas do lado do revestimento pode ser combinada de forma aditiva.
[0013] As antenas adjacentes do lado do revestimento compartilharão um retificador de onda completa. Por exemplo, uma primeira antena do lado do revestimento pode ser acoplada condutivamente a um par de diodos de acoplamento cruzado que formam metade de um retificador de onda completa. Uma segunda antena do lado do revestimento, adjacente à primeira antena do lado do revestimento, pode ser acoplada condutivamente a outro par de diodos de acoplamento cruzado, que podem formar a outra metade do retificador de onda completa. A corrente alternada induzida nas antenas adjacentes do lado do revestimento pode ser convertida em corrente direta pelo retificador de onda completa. Um sensor do lado do revestimento pode incluir um atuador ou qualquer dispositivo elétrico ou eletromecânico adequado para transmitir dados sem fio (por exemplo, medições que representam características de uma formação subterrânea) obtidos pelo sensor do lado do revestimento. Uma coluna de tubulação com uma antena do lado da tubulação acopladas mecanicamente a ela pode ser posicionada no furo de poço, de modo que a antena do lado da tubulação esteja dentro do alcance de comunicação da pilha de antenas do lado do revestimento. Várias forças podem mudar a posição da coluna de tubulação no furo de poço em relação à pilha de antenas do lado do revestimento, de modo que a antena possa entrar e sair do alcance da comunicação com uma ou mais antenas do lado do revestimento na pilha de antena do lado do revestimento. Por exemplo, a coluna de tubulação pode mudar em resposta a mudanças na temperatura, pressão ou fluxo de fluido em um furo de poço. Além disso, ou alternativamente, o espaço inicial fora da coluna de tubulação pode resultar na incerteza da posição relativa das antenas do lado da tubulação e do lado do revestimento devido às tolerâncias nos comprimentos das juntas medidas e nas seções transversais das tubulações, revestimento e tubo de perfuração variados. A posição relativa das antenas do lado da tubulação e do lado do revestimento também pode ser incerta devido ao atrito de parede com revestimento, atrito do revestimento com tubulação, flutuabilidade no furo de poço e outros efeitos que causam compressão ou alongamento das colunas de tubulação. Alternar a direção da corrente nas antenas adjacentes do lado do revestimento e combinar a corrente gerada nas antenas adjacentes do lado do revestimento pode melhorar o alcance efetivo da comunicação das antenas do lado do revestimento ou a distância que a coluna de tubulação pode ser posicionada a partir de um alinhamento com a pilha de antenas do lado do revestimento sem perder a comunicação com o sensor do lado do revestimento.
[0014] Estes exemplos ilustrativos são dados para apresentar o leitor ao assunto geral discutido neste documento e não se destinam a limitar o escopo dos conceitos divulgados. As seções seguintes descrevem várias características e exemplos adicionais com referência às figuras, nas quais numerais semelhantes indicam elementos semelhantes e descrições direcionais utilizados para descrever os aspectos ilustrativos, mas, assim como os aspectos ilustrativos, não devem ser utilizados para limitar a presente divulgação.
[0015] A FIG. 1 é um diagrama esquemático de um exemplo de um poço 100 com antenas do lado do revestimento 122 para comunicação com as antenas do lado da tubulação 110. O poço 100 inclui um furo de poço 102 formado através de uma formação subterrânea 150. O furo de poço 102 inclui a coluna de revestimento 140, que inclui um sensor do lado do revestimento 130. Uma pilha de antenas do lado do revestimento 120, que inclui as antenas do lado do revestimento 122, é acoplada comunicativamente ao sensor do lado do revestimento 130 e incluída na (ou acoplada fisicamente à) coluna de revestimento 140. Uma coluna de tubulação 104 é posicionada no furo de poço e as antenas do lado da tubulação 110 são incluídas (ou fisicamente acopladas a) na coluna de tubulação 104. Um cabo 160 se estende de uma superfície do furo de poço 102 e acopla de forma comunicativa às antenas do lado da tubulação 110.
[0016] As antenas do lado do revestimento 122 incluem, cada uma, fio condutor para transportar corrente induzida por um campo eletromagnético que pode ser gerado pelas antenas do lado da tubulação 110. Em alguns exemplos, o fio condutor para cada uma das antenas do lado do revestimento 122 é enrolado em torno de uma superfície externa da coluna de revestimento 140 em uma direção oposta à do fio condutor nas antenas adjacentes do lado do revestimento 122. Em exemplos adicionais ou alternativos, o fio condutor para cada uma das antenas do lado do revestimento 122 é enrolado em torno da coluna de revestimento 140 na mesma direção e o fio condutor é acoplado condutivamente a um ponto de junção da antena comum, de modo que as antenas adjacentes do lado do revestimento sejam acopladas condutivamente em série e com polaridade oposta, de modo que a corrente alternada gerada em cada uma das antenas adjacentes do lado do revestimento se desloque em uma direção diferente em relação ao ponto de junção da antena comum. Por exemplo, a corrente gerada em uma primeira das antenas do lado do revestimento 122 pode se deslocar em direção ao ponto de junção da antena comum em resposta a um campo eletromagnético. A corrente gerada em uma segunda antena do lado do revestimento 122 que é adjacente à primeira das antenas do lado do revestimento 122 pode se deslocar para longe do ponto de junção das antenas comuns em resposta ao campo eletromagnético.
[0017] Neste exemplo, a coluna de tubulação 104 usa três antenas do lado da tubulação 110. Em exemplos adicionais ou alternativos, apenas uma antena do lado da tubulação pode ser usada. A utilização de mais de uma antena do lado da tubulação pode estender a faixa de alinhamento do sistema de comunicação para manter a comunicação com o sensor do lado do revestimento 130, apesar das mudanças na posição da coluna de tubulação 104 dentro do furo de poço 102 em relação à coluna de revestimento 140. Em exemplos adicionais ou alternativos, uma antena do lado da tubulação, duas antenas do lado da tubulação, ou mais de três antenas do lado da tubulação, podem ser incluídas ou posicionadas em uma coluna de tubulação. A coluna de tubulação 104 está em uma primeira posição no furo de poço 102 na qual uma ou mais das antenas do lado da tubulação 110 estão alinhadas com a pilha de antenas do lado do revestimento 120. Alinhado com a pilha de antenas do lado do revestimento 120 pode incluir uma das antenas do lado da tubulação 110 estando dentro do alcance de uma das antenas do lado do revestimento 122 para se comunicar com a pilha de antenas do lado do revestimento 120, mesmo se a antena do lado da tubulação das antenas do lado da tubulação 110 não estiver fisicamente alinhada na mesma posição radial exata que a antena do lado do revestimento das antenas do lado do revestimento 122.
[0018] A coluna de tubulação 104 pode se mover em qualquer direção em resposta a mudanças na pressão, temperatura ou fluido que flui através da coluna de tubulação 104. Por exemplo, a coluna de tubulação 104 pode responder a uma mudança de temperatura deslocando-se em direção a uma superfície do furo de poço 102 ou afastando-a da superfície do furo de poço 102 para outra posição.
[0019] O cabo 160 pode acoplar comunicativamente cada antena das antenas do lado da tubulação 110 a um dispositivo de computação para analisar dados medidos pelo sensor do lado do revestimento 130. Duas ou mais das antenas do lado da tubulação 110 podem ser antenas do lado da tubulação de extensão de alinhamento para manter a comunicação com a pilha de antenas do lado do revestimento 120. Antenas do lado da tubulação adicionais 110 podem ser posicionadas entre as antenas do lado da tubulação de extensão de alinhamento para fornecer redundância.
[0020] Embora a FIG. 1 represente a coluna de tubulação 104 com três antenas do lado da tubulação 110, uma antena do lado da tubulação, duas antenas do lado da tubulação, ou mais de três antenas do lado da tubulação podem ser incluídas ou posicionadas em uma coluna de tubulação. Além disso, em alguns exemplos, uma ou mais antenas do lado da tubulação podem ser posicionadas em uma superfície interna da coluna de tubulação 104 ou incorporadas na coluna de tubulação 104.
[0021] Embora o furo de poço 102 seja representado como um único furo de poço vertical, outras implementações são possíveis. Por exemplo, a coluna de tubulação 104 pode ser usada em um furo de poço incluindo uma porção desviada ou horizontal. Em alguns aspectos, vários sensores do lado do revestimento são usados em várias posições em uma coluna de revestimento. Em alguns exemplos, cada sensor do lado do revestimento pode ser acoplado comunicativamente a uma pilha de antenas do lado do revestimento separada. Em exemplos adicionais ou alternativos, múltiplos sensores do lado do revestimento podem ser acoplados comunicativamente a uma única pilha de antenas do lado do revestimento.
[0022] A FIG. 2 é um diagrama em corte transversal de um exemplo da coluna de revestimento 140 na FIG. 1. A coluna de revestimento 140 é posicionada em um furo de poço 102 e inclui a pilha de antenas do lado do revestimento 120 e o sensor do lado do revestimento 130. Neste exemplo, a pilha de antenas do lado do revestimento 120 pode incluir antenas do lado do revestimento 122a-f. Em outros exemplos, qualquer número de antenas do lado do revestimento pode ser incluído na pilha de antenas do lado do revestimento 120. As antenas do lado do revestimento 122a-f podem incluir fio condutor enrolado em torno da coluna de revestimento 140. Em alguns exemplos, as antenas do lado do revestimento 122a-f incluem materiais não magnéticos de baixa condutividade. Em alguns aspectos, porções das antenas do lado do revestimento 122a-f podem ser individualmente encapsuladas ou totalmente encapsuladas em materiais não metálicos para permitir a comunicação eletromagnética com as antenas do lado da tubulação. Por exemplo, as antenas do lado do revestimento 122a-f podem incluir fios condutores que são moldados em um epóxi. As antenas do lado do revestimento 122a-f podem ser totalmente encapsuladas em um encapsulamento hermeticamente fechado metálico ou não metálico. Em aspectos adicionais ou alternativos, um transportador ou mandril não magnético de baixa condutividade pode ser usado para permitir a comunicação com baixa perda de dados e energia entre as antenas do lado do revestimento 122a-f e as antenas do lado da tubulação 110a-c. O sensor do lado do revestimento 130 pode incluir qualquer sensor adequado para medir as características da formação subterrânea ou do furo de poço 102. Por exemplo, o sensor do lado do revestimento pode incluir um ou mais sensores de pressão ou temperatura, mas outros tipos de sensores ou atuadores podem ser usados. Em alguns exemplos, o sensor do lado do revestimento 130 pode incluir blindagem para proteger os sensores dos campos eletromagnéticos gerados pelas antenas ou o sensor do lado do revestimento 130 pode ser posicionado remotamente das antenas.
[0023] Embora as FIGS. 1-2 representem a coluna de revestimento 140 com uma única pilha de antenas do lado do revestimento 120, um único sensor do lado do revestimento 130 e seis antenas do lado do revestimento 122a-f, qualquer número de componentes do lado do revestimento pode ser incluído em uma coluna de revestimento. Por exemplo, uma coluna de revestimento pode incluir mais de uma pilha de antenas do lado do revestimento, que pode incluir uma ou mais antenas e sensores do lado do revestimento. Nas FIGS. 1-2, as antenas do lado do revestimento 122a-f são representadas como sendo enroladas em torno de uma superfície externa da coluna de revestimento 140, mas outras implementações são possíveis. Em alguns aspectos, um componente do lado do revestimento pode ser posicionado em uma superfície interna de uma coluna de revestimento ou incorporado na coluna de revestimento.
[0024] A FIG. 3 é um diagrama esquemático de um exemplo das antenas do lado do revestimento 122a-f representadas nas FIGS. 1-2 acopladas condutivamente, de modo que as antenas adjacentes do lado do revestimento compartilhem um retificador de onda completa. Embora não seja representado, uma carga (por exemplo, um sensor do lado do revestimento) pode ser acoplada a um terminal positivo e um negativo acoplado condutivamente às antenas do lado do revestimento 122a-f. Cada uma das antenas do lado do revestimento 122a-f inclui um dos indutores. Cada um dos indutores inclui fio condutor enrolado em circuitos e os indutores têm uma polaridade com base na direção em que o fio condutor é enrolado. A corrente pode ser induzida nos indutores em resposta a um campo eletromagnético a partir de uma antena do lado da tubulação. A direção da corrente dentro de um dos indutores é baseada na polaridade do indutor e na direção do campo eletromagnético. Alternar a polaridade dos indutores adjacentes pode resultar em direção alternada da corrente, em relação a um ponto de junção de antena comum 310 nas antenas do lado do revestimento 122a-f. Em alguns exemplos, o fio condutor de indutores adjacentes pode ser enrolado em diferentes direções ao redor de uma coluna de revestimento para formar indutores adjacentes com polaridades diferentes. Em exemplos adicionais ou alternativos, os indutores podem ser enrolados na mesma direção em torno de uma coluna de revestimento e a alternância da polaridade de indutores adjacentes pode ser causada pelo acoplamento condutor das extremidades de polaridade opostas dos indutores adjacentes ao ponto de junção da antena comum 310. As antenas do lado do revestimento 122a-f podem ser acopladas condutivamente ao ponto de junção da antena comum 310, de modo que as antenas adjacentes do lado do revestimento sejam acopladas condutivamente em série. O acoplamento condutor de antenas adjacentes do lado do revestimento em série permite que a corrente passe através de antenas e a voltagem através de cada uma das antenas adjacentes do lado do revestimento seja combinada de forma aditiva.
[0025] Neste exemplo, a antena do lado do revestimento 122a e a antena do lado do revestimento 122b são adjacentes. As antenas adjacentes do lado do revestimento são acopladas condutivamente, de modo que extremidades opostas, com base na polaridade, dos indutores são conectadas. Cada antena do lado do revestimento 122a-f é acoplada condutivamente a (ou em alguns exemplos pode incluir) metade de um retificador de onda completa 320a-f acoplando condutivamente a outra extremidade dos indutores a uma das metades de um retificador de onda completa 320a-f. Em alguns aspectos, a corrente induzida nas antenas adjacentes do lado do revestimento 122a-b passa (ou é limitada por) duas metades de um retificador de onda completa 320a-b, de modo que a corrente alternada gerada nas antenas adjacentes do lado do revestimento 122a-b é convertida para direcionar a corrente antes de passar por uma carga conectada aos terminais positivo e negativo.
[0026] O compartilhamento de um retificador de onda completa (duas metades) entre antenas adjacentes do lado do revestimento pode reduzir pela metade o número de diodos e junções de fios usados em um sistema de antena do lado do revestimento, em comparação com cada antena do lado do revestimento 122a-f, incluindo seu próprio retificador de onda. Reduzir o número de diodos e junções de fios pode aumentar a confiabilidade, reduzir o custo e reduzir o tamanho dos sistemas de antena do lado do revestimento. Em alguns exemplos, os diodos são montados em conjunto com outros componentes eletrônicos acoplados ao sensor do lado do revestimento. A redução do número de diodos pode reduzir as passagens eletromecânicas dos fios que passam por barreiras de pressão entre o encapsulamento da antena e os eletrônicos. Em alguns exemplos, reduzir o tamanho dos componentes nos sistemas de antena do lado do revestimento pode permitir que os sistemas de antena do lado do revestimento sejam colocados em um compartimento mais seguro ou em porções da coluna ou no furo do poço anteriormente muito pequeno para reter os componentes incluídos no sistema de antenas do lado do revestimento.
[0027] A FIG. 4 é um diagrama esquemático de um exemplo de um sistema de antena 400 com antenas do lado do revestimento 422a-d posicionadas e acopladas condutivamente, de modo que as antenas adjacentes do lado do revestimento gerem corrente em direções opostas, em relação a um ponto de junção de antena comum, em resposta a estar em um campo eletromagnético. O sistema de antena 400 inclui ainda múltiplas antenas do lado da tubulação 410a-c acopladas a uma coluna de tubulação e um sensor do lado do revestimento 484 acoplado a uma coluna do revestimento 440. O sistema de antena 400 pode ainda incluir uma interface de antena do lado da tubulação 470, drivers de antena do lado da tubulação 472a-c e um sensor do lado da tubulação 474, que pode ser opcional para obter medições dentro da coluna de revestimento ou fora da coluna de tubulação. O sistema de antena 400 pode ainda incluir componentes eletrônicos do lado do revestimento 480 (por exemplo, diodos que formam retificadores de onda completa compartilhados por antenas adjacentes do lado do revestimento), um dispositivo de computação 402 e um cabo 460 que acopla comunicativamente o dispositivo de computação 402 à interface de antena do lado da tubulação 470.
[0028] O posicionamento e o acoplamento das antenas do lado do revestimento 422a-d para gerar corrente nas antenas adjacentes do lado do revestimento em direções opostas, em relação a um ponto de junção da antena comum, podem permitir que o sistema de antenas 400 compartilhe retificadores de onda completa entre as antenas adjacentes do lado do revestimento e reduza o número de componentes eletrônicos do lado do revestimento 480. Em alguns aspectos, as polaridades alternadas das antenas do lado do revestimento 422a-d, de modo que as antenas adjacentes do lado do revestimento tenham polaridades opostas, melhoram a eficiência da transferência de energia das antenas do lado da tubulação 410a-c para o sensor do lado do revestimento 484. Em alguns exemplos, uma voltagem mais alta pode ser recebida pelas antenas do lado do revestimento 422a-d, permitindo o uso de sensores do lado do revestimento com tolerâncias de voltagem mais baixas. Em exemplos adicionais ou alternativos, uma voltagem de saída mais alta pode permitir que a mesma energia seja gerada em uma corrente mais baixa, o que pode reduzir as perdas.
[0029] Neste exemplo, uma ou mais das antenas do lado da tubulação 410a-c estão dentro de um alcance de comunicação de uma ou mais antenas do lado do revestimento 422a-d. Um campo eletromagnético 408 pode ser gerado pela antena do lado da tubulação 410a e transfere energia, instruções ou tanto energia quanto instruções para a antena do lado do revestimento 422a através da folga 406 entre a coluna de tubulação 404 e a coluna de revestimento 440. O dispositivo de computação 402 pode transmitir instruções para a interface de antena do lado da tubulação 470 através do cabo 460. A interface da antena do lado da tubulação 470 pode ser acoplada comunicativamente ao acionador da antena do lado da tubulação 472a para fazer com que o acionador da antena do lado da tubulação 472a passe corrente alternada através de bobina condutora incluída na antena do lado da tubulação 410a para gerar o campo eletromagnético 408.
[0030] A corrente pode ser gerada em uma bobina condutora incluída na antena do lado do revestimento 422a e em uma bobina condutora incluída na antena do lado do revestimento 422b. Uma vez que o campo eletromagnético 408 é gerado pela passagem de corrente alternada através da bobina condutora, a direção do campo eletromagnético alternará ao longo do tempo e gerará corrente alternada em cada uma das antenas do lado do revestimento 422a-b. Em alguns exemplos, a bobina condutora na antena do lado do revestimento 422a pode ser enrolada em torno da coluna de revestimento 440 em uma direção diferente da bobina condutora na antena do lado do revestimento 422b, de modo que a corrente induzida a qualquer momento na bobina condutora na antena do lado do revestimento 422a esteja em uma direção substancialmente oposta, em relação a um ponto de junção de antena comum, a partir da corrente induzida na bobina condutora na antena do lado do revestimento 422b ao mesmo tempo. Embora a corrente esteja em uma direção substancialmente oposta em relação a um ponto de junção de antena comum, as antenas do lado do revestimento 422a-b podem ser acopladas condutivamente, de modo que a corrente passe pelas duas antenas do lado do revestimento 422a-b e alimentadas aos eletrônicos do lado do revestimento 480.
[0031] Em alguns exemplos, os componentes eletrônicos do lado do revestimento podem incluir um retificador de onda completa. Em exemplos adicionais ou alternativos, a corrente pode ser um sinal modulado instruindo os eletrônicos do lado do revestimento 480 a fazer com que o sensor do lado do revestimento 484 faça certas medições. Em exemplos adicionais ou alternativos, a corrente pode ser usada para alimentar o sensor do lado do revestimento 484 e a antena do lado do revestimento 422a-b para causar dados que representam certas medições a serem transmitidas de volta para a antena do lado da tubulação 410a. A antena do lado da tubulação 410c pode fornecer um caminho de comunicação redundante se ocorrer um erro nas antenas do lado da tubulação 410a-b ou em seus eletrônicos associados.
[0032] Embora o sistema de antena 400 na FIG. 4 tenha cada antena do lado da tubulação 410a-c como comunicativamente acoplada a um dos drivers de antena do lado da tubulação
472a-c, outras implementações são possíveis. Por exemplo, um sistema de antenas pode incluir um único acionador de antena do lado da tubulação em série com várias antenas do lado da tubulação para conduzir uma corrente através das múltiplas antenas do lado da tubulação. Em alguns aspectos, um acionador de antena do lado da tubulação e uma interface de antena do lado da tubulação podem ser incluídos em um único componente do lado da tubulação.
[0033] As FIGS. 5-6 são diagramas em seção transversal de um exemplo de uma coluna de revestimento 540 com uma pilha de antenas do lado do revestimento 520 posicionada em um furo de poço 502 para manter a comunicação com uma ou mais antenas do lado da tubulação 510a-c acopladas a uma coluna de tubulação 504. A pilha de antenas do lado do revestimento 520 é acoplada mecanicamente à coluna de revestimento 540 e inclui antenas do lado do revestimento 522a-d. Neste exemplo, as antenas do lado da tubulação 510a-c e as antenas do lado do revestimento 522a-d são representadas como bobinas condutoras de camada única com quatro laços, mas qualquer número de camadas e laços pode ser implementado. Por exemplo, as antenas do lado da tubulação 510a-c podem incluir uma ou mais camadas de fio condutor nas quais uma primeira camada é enrolada em torno da coluna de tubulação 504 e cada camada subsequente é enrolada em torno de uma camada anterior. Em alguns exemplos, a pilha de antenas do lado do revestimento 520 é acoplada a um sensor do lado do revestimento (não representado) que pode medir as características sobre uma formação subterrânea através da qual o furo do poço 502 é formado. As antenas do lado da tubulação 510a-c podem manter a comunicação com o sensor do lado do revestimento através da pilha de antenas do lado do revestimento 520.
[0034] Em alguns exemplos, a pilha de antenas do lado do revestimento 520 fornece energia ao sensor do lado do revestimento, gerando corrente em resposta a um campo eletromagnético a partir das antenas do lado da tubulação 510a-c. Em exemplos adicionais ou alternativos, as antenas do lado da tubulação 510a-c recebem sinais que incluem dados medidos pelo sensor do lado do revestimento da pilha de antenas do lado do revestimento
520. As antenas do lado da tubulação 510a-c são acopladas comunicativamente a um cabo 560 que pode ser acoplado comunicativamente a um dispositivo de computação (não representado). As antenas do lado da tubulação 510a-c podem ser acopladas comunicativamente com eletrônicos para transmitir um sinal com base no sinal recebido da pilha de antenas do lado do revestimento 520 para o dispositivo de computação através do cabo 560. Em alguns aspectos, os eletrônicos podem incluir sensores do lado da tubulação adicionais e o sinal pode incluir uma combinação de dados que representam medições obtidas por um sensor do lado do revestimento e dados que representam medições obtidas por um sensor do lado da tubulação.
[0035] Na FIG. 5, a coluna de tubulação 504 é posicionada em uma primeira posição no furo de poço 502 definida pela coluna de revestimento 540. Neste exemplo, as antenas do lado da tubulação 510a-c são alinhadas verticalmente com a pilha de antenas do lado do revestimento 520 enquanto a coluna de tubulação 504 está posicionada na primeira posição. A pilha de antenas do lado do revestimento 520 é representada com quatro antenas do lado do revestimento 522a-d, mas qualquer número de antenas do lado do revestimento pode ser incluído na pilha de antenas do lado do revestimento 520. Neste exemplo, a antena do lado da tubulação 510b e a pilha da antena do lado do revestimento 520 podem estar em um plano que se estende radialmente a partir de um centro da coluna de tubulação 504. A antena do lado da tubulação 510b pode estar na faixa de comunicação de uma ou mais antenas virtuais que incluem a antena do lado do revestimento 522a-d. Em exemplos adicionais ou alternativos, a antena do lado da tubulação 510b pode ser uma antena do lado da tubulação virtual que inclui uma ou mais antenas do lado da tubulação físicas.
[0036] Neste exemplo, as antenas do lado do revestimento 522b-c são as antenas do lado do revestimento mais próximas da antena do lado da tubulação 510b e podem gerar a corrente de magnitude mais alta. Como as antenas do lado do revestimento 522b-c são antenas adjacentes do lado do revestimento e podem trabalhar juntas como uma antena composta por duas bobinas com polaridades correspondentes, a corrente induzida nas antenas do lado do revestimento 522b-c pode passar por um retificador compartilhado e a voltagem induzida através de cada uma das antenas do lado do revestimento 522b-c pode ser combinada de forma aditiva. As antenas do lado do revestimento 522a e 522d estão mais distantes da antena do lado da tubulação 510b e geram uma corrente de magnitude mais baixa. Neste exemplo, as antenas 522a e 522d podem não contribuir com a corrente para a carga conectada ao sistema de antena. As antenas 522a e 522d podem contribuir se a voltagem gerada por 522b for baixada para o mesmo nível que a voltagem de 522a ou a voltagem de 522c for baixada para o mesmo nível que 522d. A voltagem pode ser reduzida se a carga no lado da corrente direta dos retificadores de onda completa exceder um valor limiar.
[0037] No exemplo representado na FIG. 5, a antena do lado da tubulação 510b pode ser uma antena do lado da tubulação redundante para a antena do lado da tubulação 510a, que pode ser uma antena do lado da tubulação de extensão de alinhamento. Uma antena redundante do lado da tubulação pode fornecer um caminho de comunicação alternativo. Uma antena do lado da tubulação de extensão de alinhamento pode ser posicionada na coluna de tubulação 504 a uma distância predeterminada de outra antena do lado da tubulação de extensão de alinhamento para manter a comunicação com a pilha de antenas do lado do revestimento 520, apesar do movimento da coluna de tubulação 504. Neste exemplo, a antena do lado da tubulação 510a e a antena do lado da tubulação 510c são antenas do lado da tubulação com extensão de alinhamento. Em resposta à coluna de tubulação 504 deslocando-se para a superfície, a antena do lado da tubulação 510a pode sair do alinhamento e do alcance da comunicação com a pilha de antenas do lado do revestimento
520.
[0038] Na FIG. 6, a coluna de tubulação 504 está posicionada em uma segunda posição no furo de poço 502. As antenas do lado da tubulação 510b-c são alinhadas verticalmente com a pilha de antenas do lado do revestimento 520 enquanto a coluna de tubulação 504 é posicionada na segunda posição, de modo que as antenas do lado da tubulação 510b-c e a pilha da antena do lado do revestimento 520 estejam em um plano que se estende radialmente a partir do centro da coluna de tubulação. Neste exemplo, a antena do lado da tubulação 510b pode estar na faixa de comunicação da antena do lado do revestimento 522a-b e a antena do lado da tubulação 510c pode estar na faixa de comunicação das antenas do lado do revestimento 522a-d. A antena do lado da tubulação 510b pode ser uma antena do lado da tubulação redundante para a antena do lado da tubulação 510c, que pode ser uma antena do lado da tubulação de extensão de alinhamento.
[0039] Em alguns exemplos, uma distância entre as antenas do lado da tubulação não redundantes (por exemplo, antena do lado da tubulação 510a e antena do lado da tubulação 510c) pode ser menor ou igual a um comprimento da pilha de antenas do lado do revestimento 520. A distância pode ser selecionada para garantir que, conforme uma das antenas do lado da tubulação 510a-c se mova para fora de um alcance de comunicação da pilha de antenas do lado do revestimento 520, outra das antenas do lado da tubulação 510a-c se mova para o alcance de comunicação da pilha de antenas do lado do revestimento 520.
[0040] Embora as FIGS. 5-6 representem uma pilha de antenas do lado do revestimento com quatro antenas do lado do revestimento 522a-d, uma pilha de antenas do lado do revestimento com polaridade alternada das antenas adjacentes do lado do revestimento pode incluir duas ou mais antenas do lado do revestimento. Em alguns aspectos, uma porção de uma pilha de antenas do lado do revestimento pode ser posicionada em uma superfície interna da coluna de revestimento 540 ou incorporada dentro da coluna de revestimento 540. Em aspectos adicionais ou alternativos, algumas antenas do lado da tubulação podem ser posicionadas em uma superfície interna da coluna de tubulação 504 ou incorporadas na coluna de tubulação 504. Em aspectos adicionais ou alternativos, mais de uma pilha de antenas do lado do revestimento pode ser incluída em um furo de poço. Em alguns exemplos, a coluna de tubulação 504 pode ser deslocada ainda mais em direção a uma superfície do furo de poço e manter a comunicação com a antena do lado da tubulação 510c, mesmo se a redundância não estiver disponível.
[0041] A FIG. 7 é um fluxograma de um exemplo de um processo para manter a comunicação entre uma antena do lado da tubulação e um sensor do lado do revestimento em um furo de poço usando antenas do lado do revestimento de polaridade alternada. Alternar a polaridade das antenas adjacentes do lado do revestimento pode alternar a direção, em relação a um ponto de junção da antena comum, da corrente induzida nas antenas adjacentes do lado do revestimento. Alternar a polaridade das antenas adjacentes do lado do revestimento pode melhorar a eficiência da transferência de sinais entre a antena do lado da tubulação e o sensor do lado do revestimento. Em alguns exemplos, melhorar a eficiência da transferência de energia pode permitir um número maior de sensores do lado do revestimento, sensores mais potentes do lado do revestimento, sensores do lado do revestimento posicionados mais profundamente em um furo de poço e consumo de energia reduzido.
[0042] No bloco 710, um sistema de antena gera uma primeira corrente alternada em uma antena em uma direção, em relação a um ponto de junção de antena comum, que é oposto a uma direção, em relação ao ponto de junção de antena comum, de uma segunda corrente alternada gerada em uma antena adjacente. Em alguns aspectos, as antenas podem ser antenas do lado do revestimento que incluem um fio condutor acoplado condutivamente no ponto de junção da antena comum. A primeira corrente alternada e a segunda corrente alternada podem ser induzidas no fio condutor associado a cada antena em resposta a um campo eletromagnético a partir de uma antena do lado da tubulação posicionada no furo de poço. Em alguns aspectos, o sistema de antena gera a primeira corrente alternada através de um primeiro fio condutor enrolado no sentido horário em relação a um eixo longitudinal da coluna de revestimento. O sistema de antena gera a segunda corrente alternada através do segundo fio condutor enrolado no sentido anti-horário em relação ao eixo longitudinal da coluna de revestimento. Em aspectos adicionais ou alternativos, o sistema de antena gera a primeira corrente alternada e a segunda corrente alternada através de dois fios condutores, cada um enrolado na mesma direção em relação ao eixo longitudinal e acoplado condutivamente em série, de modo que a extremidade do fio condutor com polaridade oposta seja condutivamente acoplado.
[0043] No bloco 720, um sistema de antena combina uma primeira voltagem induzida através da antena com uma segunda voltagem induzida através da antena adjacente. A primeira corrente alternada e a segunda corrente alternada formam uma corrente alternada total que passa através das duas antenas, que são acopladas condutivamente em série. Em alguns exemplos, a extremidade do primeiro fio condutor pode ser acoplada condutivamente diretamente a uma extremidade do segundo fio condutor. O acoplamento condutor das duas antenas em série pode fazer com que a primeira corrente alternada e a segunda corrente alternada passem pelas duas antenas e forme uma corrente alternada total. A voltagem induzida em cada uma das antenas é combinada de maneira aditiva, de modo que a voltagem induzida nas antenas seja mais alta do que nas antenas individuais. A voltagem mais alta e a corrente constante fazem com que as antenas gerem maior potência em comparação com um sistema de antenas no qual as antenas são acopladas de forma condutiva em paralelo por meio de retificadores de onda completa.
[0044] No bloco 730, um sistema de antena converte a corrente alternada total em corrente direta usando um retificador de onda completa acoplado em série com a antena e a antena adjacente. Como a corrente alternada total passa pela antena e pela antena adjacente, a antena e a antena adjacente podem compartilhar um retificador de onda completa. Em alguns aspectos, converter a corrente alternada total em corrente direta pode incluir passar a corrente alternada total através de uma primeira porção do retificador de onda completa acoplado condutivamente diretamente a uma extremidade do primeiro fio condutor em resposta à corrente alternada total sendo induzida em uma primeira direção. Em aspectos adicionais ou alternativos, converter a corrente alternada total em corrente direta pode incluir passar a alternância total através de uma segunda porção do retificador de onda completa acoplado condutivamente diretamente a uma extremidade do segundo fio condutor em resposta à corrente alternada total sendo induzida em uma segunda direção.
[0045] A FIG. 8 é um exemplo de um gráfico comparando a potência de entrada 810, 830 fornecida a uma antena do lado da tubulação e a potência de saída 820, 840 gerada pela antena do lado do revestimento a 24 V e em várias posições da antena do lado da tubulação dentro do furo de poço. A carga para a potência de saída 820 e a potência de saída 840 é um sensor real atrás de um regulador de voltagem linear eletrônico. O gráfico mostra a potência duplicada em vez da potência máxima devido à duplicação de voltagem, uma redução da amplitude dos mergulhos e uma redução no número de mergulhos. Uma razão da potência de entrada 810, 830 para a potência de saída 820, 840 pode variar dependendo das propriedades físicas e magnéticas do sistema. A potência de entrada 830 e a potência de saída 840 foram medidas em um sistema de antena que incluía retificadores de onda completa independentes para cada antena do lado do revestimento, que gerava corrente em cada antena do lado do revestimento na mesma direção com uma carga de corrente constante. A potência de entrada 810 e a potência de saída 820 foram medidas em um sistema de antena que incluía antenas adjacentes do lado do revestimento compartilhando um retificador de onda completa e gerando corrente em direções opostas, como descrito aqui. A potência de saída 820 é maior que a potência de saída 840 e inclui menos quedas e menos profundidade. Perdas mais baixas da antena devido à voltagem de saída mais alta (corrente mais baixa para a mesma energia) podem fornecer margens operacionais mais altas. Em alguns aspectos, mergulhos mais rasos na voltagem do lado do revestimento podem permitir o uso de sensores menos tolerantes a variações de voltagem de entrada no sistema de antena. Em alguns aspectos, a direção alternada da corrente nas antenas do lado do revestimento em um furo de poço é fornecida de acordo com um ou mais dos seguintes exemplos:
[0046] Exemplo #1:Um sistema de antena pode incluir uma ou mais antenas e um retificador de onda completa. As antenas podem ser acopladas a uma coluna de revestimento que é posicionada em um furo de poço para acoplamento comunicativo a uma antena do lado da tubulação posicionada no furo de poço. Cada uma das antenas pode incluir um fio condutor posicionado para transportar corrente que é induzida no fio condutor em resposta a um campo eletromagnético da antena do lado da tubulação. A corrente pode estar em uma direção, em relação a um ponto de junção da antena comum, no fio condutor oposto à direção, em relação ao ponto de junção da antena comum, no qual uma antena adjacente é posicionada para transportar a corrente induzida em resposta ao campo eletromagnético. O retificador de onda completa pode ser acoplado condutivamente às antenas para converter a corrente alternada gerada nas antenas em corrente contínua.
[0047] Exemplo #2:O sistema de antena do Exemplo #1, apresentando ainda as antenas, incluindo uma primeira antena e uma segunda antena. A primeira antena incluindo o primeiro fio condutor enrolado no sentido horário em relação a um eixo longitudinal da coluna de revestimento. A segunda antena, incluindo o segundo fio condutor enrolado no sentido anti-horário em relação ao eixo longitudinal da coluna de revestimento. A segunda antena sendo adjacente à primeira antena.
[0048] Exemplo #3:O sistema de antena do Exemplo #2, apresentando ainda a segunda antena sendo adjacente à primeira antena pela primeira antena sendo posicionada em uma primeira posição longitudinal ao longo da coluna de revestimento, a segunda antena sendo posicionada em uma segunda posição longitudinal ao longo da coluna de revestimento, e uma distância entre a primeira posição longitudinal e a segunda posição longitudinal sendo menor que um comprimento da primeira antena ou da segunda antena.
[0049] Exemplo #4:O sistema de antena do Exemplo #2, apresentando ainda uma extremidade do primeiro fio condutor sendo acoplada condutivamente a uma extremidade do segundo fio condutor no ponto de junção da antena comum, de modo que a primeira antena e a segunda antena sejam acopladas condutivamente em série.
[0050] Exemplo #5:O sistema de antena do Exemplo #4, apresentando ainda o retificador de onda completa inclui uma primeira porção e uma segunda porção. A primeira porção sendo acoplada condutivamente diretamente a outra extremidade do primeiro fio condutor, de modo que a corrente induzida na segunda antena passe através da primeira antena antes de atingir a primeira porção. A segunda porção acoplada condutivamente diretamente a outra extremidade do segundo fio condutor, de modo que a corrente induzida na primeira antena passe através da segunda antena antes de atingir a segunda porção.
[0051] Exemplo #6:O sistema de antena do Exemplo #1, apresentando ainda as antenas sendo condutivamente acopladas a um sensor do lado do revestimento pelo retificador de onda completa para fornecer energia ao sensor do lado do revestimento em resposta ao campo eletromagnético da antena do lado da tubulação.
[0052] Exemplo #7:O sistema de antena do Exemplo #1, apresentando ainda uma ou mais das antenas sendo acopladas a uma superfície externa da coluna de revestimento.
[0053] Exemplo #8:O sistema de antena do Exemplo #1, apresentando ainda as antenas, incluindo uma primeira antena e uma segunda antena. A primeira antena incluindo o primeiro fio condutor enrolado em uma primeira direção em relação a um eixo longitudinal da coluna de revestimento. A segunda antena, incluindo o segundo fio condutor, enrolada em uma segunda direção em relação ao eixo longitudinal da coluna de revestimento. A segunda antena sendo adjacente à primeira antena. O primeiro fio condutor sendo acoplado condutivamente diretamente ao segundo fio condutor no ponto de junção da antena comum.
[0054] Exemplo #9:Um conjunto incluindo uma coluna de revestimento posicionada em um furo de poço no qual uma antena do lado da tubulação está posicionada. A coluna de revestimento pode incluir uma ou mais antenas, um retificador de onda completa e um sensor do lado do revestimento. As antenas podem se acoplar comunicativamente à antena do lado da tubulação. Uma das antenas pode incluir um fio condutor posicionado para transportar corrente que é induzida no fio condutor em resposta a um campo eletromagnético da antena do lado da tubulação e que está em uma direção, em relação a um ponto de junção da antena comum, no fio condutor oposto à direção, em relação ao ponto de junção da antena comum, no qual uma antena adjacente é posicionada para transportar corrente induzida em resposta ao campo eletromagnético. O retificador de onda completa pode ser acoplado condutivamente às antenas para converter a corrente alternada gerada nas antenas em corrente contínua. O sensor do lado do revestimento pode acoplar condutivamente ao retificador de onda completa para receber corrente direta do retificador de onda completa.
[0055] Exemplo #10:O conjunto do Exemplo #9, apresentando ainda as antenas, incluindo uma primeira antena e uma segunda antena. A primeira antena pode incluir o primeiro fio condutor enrolado no sentido horário em relação a um eixo longitudinal da coluna de revestimento. A segunda antena pode incluir o segundo fio condutor enrolado no sentido anti-horário em relação ao eixo longitudinal da coluna de revestimento. A segunda antena sendo adjacente à primeira antena.
[0056] Exemplo #11:O conjunto do Exemplo #10, apresentando ainda a segunda antena sendo adjacente à primeira antena pela primeira antena sendo posicionada em uma primeira posição longitudinal ao longo da coluna de revestimento, a segunda antena sendo posicionada em uma segunda posição longitudinal ao longo da coluna de revestimento, e uma distância entre a primeira posição longitudinal e a segunda posição longitudinal sendo menor que um comprimento da primeira antena ou da segunda antena.
[0057] Exemplo #12:O conjunto do Exemplo #10, apresentando ainda uma extremidade do primeiro fio condutor sendo acoplada condutivamente a uma extremidade do segundo fio condutor no ponto de junção da antena comum, de modo que a primeira antena e a segunda antena sejam acopladas condutivamente em série.
[0058] Exemplo #13:O conjunto do Exemplo #12, apresentando ainda o retificador de onda completa incluindo uma primeira porção e uma segunda porção. A primeira porção pode ser acoplada condutivamente diretamente a outra extremidade do primeiro fio condutor, de modo que a corrente induzida na segunda antena passe através da primeira antena antes de atingir a primeira porção. A segunda porção pode ser acoplada condutivamente diretamente a outra extremidade do segundo fio condutor, de modo que a corrente induzida na primeira antena passe através da segunda antena antes de atingir a segunda porção.
[0059] Exemplo #14:O conjunto do Exemplo # 9, incluindo ainda uma coluna de tubulação e uma antena do lado da tubulação acoplada a ela para posicionar a coluna de tubulação no furo de poço.
[0060] Exemplo #15:O conjunto do Exemplo #9, apresentando ainda uma ou mais das antenas sendo acopladas a uma superfície externa da coluna de revestimento.
[0061] Exemplo #16:O conjunto do Exemplo #9, apresentando ainda as antenas, incluindo uma primeira antena e uma segunda antena. A primeira antena incluindo o primeiro fio condutor enrolado em uma primeira direção em relação a um eixo longitudinal da coluna de revestimento. A segunda antena, incluindo o segundo fio condutor, enrolada em uma segunda direção em relação ao eixo longitudinal da coluna de revestimento. A segunda antena sendo adjacente à primeira antena. O primeiro fio condutor sendo acoplado condutivamente diretamente ao segundo fio condutor no ponto de junção da antena comum.
[0062] Exemplo #17:Um método pode incluir gerar uma primeira corrente alternada em uma antena acoplada a uma coluna de revestimento posicionada em um furo de poço. A primeira corrente alternada pode ser induzida em um fio condutor incluído na antena em resposta a um campo eletromagnético a partir de uma antena do lado da tubulação. A primeira corrente alternada pode estar em uma direção, em relação a um ponto de junção de antena comum, que é oposto a uma direção, em relação ao ponto de junção de antena comum, de uma segunda corrente alternada gerada em uma antena adjacente em resposta ao campo eletromagnético. A primeira corrente alternada e a segunda corrente alternada podem formar uma corrente alternada total. O método pode ainda incluir combinar uma primeira voltagem induzida através da antena com uma segunda voltagem induzida na antena adjacente para formar uma voltagem total. A voltagem total pode ser maior que a primeira ou a segunda voltagens. O método pode ainda incluir converter corrente alternada total em corrente direta por um retificador de onda completa acoplado condutivamente em série à antena e à antena adjacente.
[0063] Exemplo #18:O método do Exemplo #17, apresentando ainda a geração da primeira corrente alternada, incluindo gerar uma primeira corrente alternada através do primeiro fio condutor enrolado no sentido horário em relação a um eixo longitudinal da coluna de revestimento. A geração da primeira corrente alternada pode ainda incluir gerar a segunda corrente alternada através do segundo fio condutor enrolado no sentido anti-horário em relação ao eixo longitudinal da coluna de revestimento. A extremidade do primeiro fio condutor pode ser acoplada condutivamente diretamente a uma extremidade do segundo fio condutor.
[0064] Exemplo #19:O método do Exemplo #18, apresentando ainda a conversão da corrente alternada total em corrente direta, incluindo passar a corrente alternada total através de uma primeira porção do retificador de onda completa acoplada condutivamente diretamente a outra extremidade do primeiro fio condutor em resposta à corrente alternada total se movendo do segundo fio condutor para o primeiro fio condutor. A conversão da corrente alternada total em corrente direta pode ainda incluir passar a corrente alternada total através de uma segunda porção do retificador de onda completa acoplada condutivamente diretamente a outra extremidade do segundo fio condutor em resposta à corrente alternada total que se move do primeiro fio condutor ao segundo fio condutor.
[0065] Exemplo #20:O método do Exemplo #17, incluindo ainda fornecer corrente direta a um sensor do lado do revestimento em resposta ao campo eletromagnético a partir da antena do lado da tubulação.
[0066] A descrição anterior de certos exemplos, incluindo exemplos ilustrados, foi apresentada apenas para fins de ilustração e descrição e não se destina a ser exaustiva ou a limitar a divulgação às formas precisas divulgadas. Inúmeras modificações, adaptações e utilizações das mesmas serão evidentes para os versados na técnica sem se afastar do escopo da divulgação.
Claims (15)
1. Sistema de antenas, caracterizado pelo fato de compreender: - uma pluralidade de antenas acopláveis a uma coluna de revestimento que é posicionável em um furo de poço para acoplar comunicativamente a uma antena do lado da tubulação posicionada no furo de poço, cada antena da pluralidade de antenas incluindo fio condutor posicionado para transportar corrente que é induzida no fio condutor em resposta a um campo eletromagnético da antena do lado da tubulação e que está em uma direção, em relação a um ponto de junção da antena comum, no fio condutor oposto à direção, em relação ao ponto de junção da antena comum, no qual uma antena adjacente da pluralidade de antenas é posicionada para transportar corrente induzida em resposta ao campo eletromagnético; e - um retificador de onda completa acoplado condutivamente à pluralidade de antenas para converter corrente alternada gerável na pluralidade de antenas em corrente contínua.
2. Sistema de antena, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a pluralidade de antenas compreender: - a primeira antena incluindo o primeiro fio condutor enrolado no sentido horário em relação a um eixo longitudinal da coluna de revestimento; e - uma segunda antena incluindo o segundo fio condutor enrolado no sentido anti-horário em relação ao eixo longitudinal da coluna de revestimento, a segunda antena sendo adjacente à primeira antena.
3. Sistema de antena, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de a segunda antena sendo adjacente à primeira antena incluir primeira antena sendo posicionada em uma primeira posição longitudinal ao longo da coluna de revestimento, a segunda antena sendo posicionada em uma segunda posição longitudinal ao longo da coluna de revestimento, e uma distância entre a primeira posição longitudinal e a segunda posição longitudinal sendo menor que um comprimento da primeira antena ou da segunda antena.
4. Sistema de antena, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 ou 3, caracterizado pelo fato de uma extremidade do primeiro fio condutor ser acoplada condutivamente a uma extremidade do segundo fio condutor no ponto de junção da antena comum, de modo que a primeira antena e a segunda antena sejam acopladas condutivamente em série.
5. Sistema de antena, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de o retificador de onda completa compreender: - a primeira porção acoplada condutivamente diretamente a outra extremidade do primeiro fio condutor, de modo que a corrente induzida na segunda antena passe através da primeira antena antes de atingir a primeira porção; e - a segunda porção acoplada condutivamente diretamente a outra extremidade do segundo fio condutor, de modo que a corrente induzida na primeira antena passe através da segunda antena antes de atingir a segunda porção.
6. Sistema de antena, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizado pelo fato de as antenas serem condutivamente acopláveis a um sensor do lado do revestimento pelo retificador de onda completa para fornecer energia ao sensor do lado do revestimento em resposta ao campo eletromagnético da antena do lado da tubulação.
7. Sistema de antena, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizado pelo fato de pelo menos uma antena da pluralidade de antenas ser acoplável a uma superfície externa da coluna de revestimento.
8. Sistema de antena, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizado pelo fato de a pluralidade de antenas compreender: - a primeira antena incluindo o primeiro fio condutor enrolado em uma primeira direção em relação a um eixo longitudinal da coluna de revestimento; e - uma segunda antena incluindo o segundo fio condutor enrolado em uma segunda direção em relação ao eixo longitudinal da coluna de revestimento, a segunda antena sendo adjacente à primeira antena, o primeiro fio condutor acoplado condutivamente diretamente ao segundo fio condutor no ponto de junção da antena comum.
9. Sistema de antena, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, caracterizado pelo fato de compreender: - o sistema de antena e um sensor do lado do revestimento acoplado condutivamente ao retificador de onda completa para receber corrente direta do retificador de onda completa.
10. Sistema de antena, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de o conjunto compreender ainda uma coluna de tubulação e uma antena do lado da tubulação acoplada à mesma para posicionar a coluna de tubulação no furo de poço.
11. Método, caracterizado pelo fato de compreender: - gerar uma primeira corrente alternada em uma antena de uma pluralidade de antenas acopladas a uma coluna de revestimento posicionada em um furo de poço, a primeira corrente alternada induzida em um fio condutor incluído na antena em resposta a um campo eletromagnético de uma antena do lado da tubulação e em uma direção, em relação a um ponto de junção de antena comum, que é oposta a uma direção, em relação ao ponto de junção de antena comum, de uma segunda corrente alternada gerada em uma antena adjacente da pluralidade de antenas em resposta ao campo eletromagnético, a primeira corrente alternada e a segunda corrente alternada formando uma corrente alternada total; - combinar uma primeira voltagem induzida através da antena com uma segunda voltagem induzida na antena adjacente para formar uma voltagem total, sendo a voltagem total maior que a primeira voltagem ou a segunda voltagem; e - converter corrente alternada total em corrente direta por um retificador de onda completa acoplado condutivamente em série à antena e à antena adjacente.
12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a geração da primeira corrente alternada compreender: - gerar uma primeira corrente alternada através do primeiro fio condutor enrolado no sentido horário em relação a um eixo longitudinal da coluna de revestimento; e - gerar a segunda corrente alternada através do segundo fio condutor enrolado no sentido anti-horário em relação ao eixo longitudinal da coluna de revestimento, em que uma extremidade do primeiro fio condutor é acoplada condutivamente diretamente a uma extremidade do segundo fio condutor.
13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de a conversão da corrente alternada total em corrente direta compreender: - passar a corrente alternada total através de uma primeira porção do retificador de onda completa acoplada condutivamente diretamente a outra extremidade do primeiro fio condutor em resposta à corrente alternada total se movendo do segundo fio condutor para o primeiro fio condutor; e - passar a corrente alternada total através de uma segunda porção do retificador de onda completa acoplada condutivamente diretamente a outra extremidade do segundo fio condutor em resposta à corrente alternada total que se move do primeiro fio condutor ao segundo fio condutor.
14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 a 13, caracterizado pelo fato de compreender ainda fornecer corrente direta a um sensor do lado do revestimento em resposta ao campo eletromagnético a partir da antena do lado da tubulação.
15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 11 a 14, caracterizado pelo fato de a antena da pluralidade de antenas ser acoplada a uma superfície externa da coluna de revestimento.
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