BR112020007758B1 - Sistema de perfuração para entrega controlada de fluidos desconhecidos e método de entrega controlada de fluidos desconhecidos - Google Patents

Abstract

a presente revelação refere-se a métodos e sistemas para entrega controlada de fluidos desconhecidos que remove com segurança e eficiência gás arrastado de fluidos desconhecidos no furo de poço e/ou riser marinho. um sistema de controle controla automaticamente uma ou mais tubulações de estrangulamento e opcionalmente a taxa de fluxo de uma ou mais bombas de lama, para maximizar a taxa de fluxo de segurança de fluidos desconhecidos de retorno a um ou mais separadores de lama e gás instrumentados sem sobrecarga. o sistema de controle pode receber o estado do um ou mais separadores de lama e gás instrumentados para manipular as tubulações de estrangulamento e opcionalmente a uma ou mais bombas para maximizar a taxa de fluxo de segurança de fluidos de retorno e agilizar a remoção de gases.

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0001] Em operações de perfuração, uma sonda de perfuração é tipicamente usada para perfurar um furo de poço para recuperar reservas de óleo ou gás dispostas abaixo da superfície da Terra. Por segurança e outras razões, o sondador mantém o controle do poço controlando-se a pressão do fluido de perfuração, algumas vezes denominado lama, dentro do furo de poço. O sondador pode controlar a pressão do fluido de perfuração ajustando-se uma ou mais dentre a taxa de fluxo de lama que as bombas de lama entregam poço abaixo, a taxa de rotação do top drive/mesa giratória que gira a coluna de perfuração e a posição e a velocidade do bloco durante a manobra, perfuração, extração e outras operações de construção de poço, assim como através da introdução de agentes espessantes. O fluido de perfuração é tipicamente bombeado através da passagem interior da coluna de perfuração, da broca de perfuração e de volta para a superfície através do anel entre o furo de poço e o cano de perfuração. Na superfície, os fluidos de retorno podem ser processados através de um separador de lama e gás, um agitador de xisto ou outros sistemas de fluidos antes de serem recirculados para uso adicional poço abaixo.

[0002] Para manter o controle de poço, o sondador mantém tipicamente a pressão dentro de uma janela de pressão segura delimitada pela pressão de poro e pela pressão de fratura. A pressão de poro refere-se tipicamente à pressão do fluido (líquido ou gás) dentro dos poros da rocha. Se a pressão no anel cair abaixo da pressão de poro, fluidos de formação podem fluir para o furo de poço, e o controle de poço pode ser perdido. A pressão de fratura refere-se tipicamente à pressão em que a formação quebra ou racha hidraulicamente e pode variar como uma função da profundidade do poço. Se a pressão no anel se elevar acima da pressão de fratura, os fluidos de furo de poço podem entrar na formação, e o controle de poço pode ser perdido.

[0003] Durante a perfuração de poços submarinos, a pressão hidrostática do fluido de perfuração é tipicamente mantida a uma pressão mais alta do que a pressão de poro como uma barreira primária para o influxo de fluidos de formação para o furo de poço. Um preventor de blowout (“BOP”) é tipicamente colocado sobre o furo de poço na superfície submarina como uma barreira secundária. Se, durante a perfuração, uma zona for encontrada em que a pressão de poro é mais alta do que a pressão de fluido dentro do furo de poço, um influxo de fluidos de formação pode ser introduzido no furo de poço e no riser marinho. Os fluidos de formação podem incluir líquidos, gases ou combinações dos mesmos. Tal ocorrência é comumente denominada kick e pode ocorrer não apenas durante a perfuração, mas também durante a conclusão, recondicionamentos dos poços ou intervenções.

[0004] Quando um kick é recebido, os fluidos desconhecidos, que podem incluir alguma mistura de fluidos de perfuração e/ou fluidos de formação, podem diminuir a densidade do fluido no anel de furo de poço, de modo que uma quantidade crescente de fluidos de formação entre no furo de poço. Em tais circunstâncias, o controle do poço pode ser perdido devido à ruptura da barreia primária. Tipicamente, durante as operações de perfuração, o BOP permanece aberto, e o retorno dos fluidos do poço é direcionado através de uma linha de retorno de fluido para um sistema de fluidos na superfície. Se a quantidade de gás for pequena, os fluidos retornados sob operações de perfuração normais são direcionados ao agitador de xisto. Se a quantidade de gás for maior do que uma quantidade aceitável, o retorno de fluido é direcionado ao separador de lama e gás para remover os gases arrastados dos fluidos. Quando um kick é inesperadamente recebido, assim que o kick é detectado, o BOP é fechado, e o retorno de fluido é direcionado ao separador de lama e gás para realizar a operação de controle de poço e retornar o poço a uma condição segura de modo que a perfuração possa ser retomada. Por causa do atraso na detecção do kick e fechamento do BOP, fluidos de formação podem entrar no riser marinho. A presença de fluidos de formação contendo gás no riser marinho apresenta risco substancial à segurança da sonda, do pessoal e do ambiente na medida em que o riser é tipicamente aberto à atmosfera sem a possibilidade de fechar o mesmo.

[0005] Algumas sondas são equipadas com um dispositivo para vedar de modo controlado o topo do riser marinho. Nessas sondas, há tipicamente uma linha de retorno de fluido que conecta o riser ao controle de poço tubulação de estrangulamento, o que direciona os fluidos ao separador de lama e gás. Sondas de perfuração de pressão gerenciada (“MPD”) também fecham o topo do riser marinho, mas têm tipicamente uma tubulação de estrangulamento de MPD separada e específica. A linha de retorno de fluido do riser marinho pode ser encaminhada para a tubulação de controle de poço ou para a tubulação de estrangulamento de MPD. E, a partir dessas tubulações, há linhas de fluido que direcionam o fluxo de fluido ao separador de lama e gás. O principal propósito dessas linhas de fluido é encaminhar o retorno de fluido que se acredita estar contaminado com gás ao equipamento apropriado na sonda, a saber, o separador de lama e gás, para remover de modo seguro o gás. Entretanto, o processo de eliminar gás do furo de poço ou riser é realizado manualmente por um usuário que controla a tubulação de estrangulamento assim como outro equipamento na sonda. A operação inteira é conduzida a taxas de fluxo muito baixas para evitar transbordamento do separador de lama e gás e simplificar o controle manual das pressões durante a operação. O processo manual é ineficiente, propenso a erro e falha e apresenta um risco ambiental e de segurança substancial.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0006] De acordo com um aspecto de uma ou mais modalidades da presente invenção, um sistema de perfuração para entrega controlada de fluidos desconhecidos inclui um preventor de blowout que compreende uma linha de retorno de fluido de furo de poço que direciona os fluidos de furo de poço a uma tubulação de estrangulamento, um separador de lama e gás instrumentado que recebe fluidos da tubulação de estrangulamento, em que o separador de lama e gás instrumentado inclui um sensor que emite um sinal de sensor indicativo de um estado do separador de lama e gás instrumentado e um sistema de controle que recebe o sinal de sensor do separador de lama e gás instrumentado e controla automaticamente um estado da tubulação de estrangulamento com base no sinal de sensor para agilizar a remoção de fluidos.

[0007] De acordo com um aspecto de uma ou mais modalidades da presente invenção, um método de entrega controlada de fluidos desconhecidos inclui receber, por um sistema de controle, um sinal de sensor de um separador de lama e gás instrumentado, em que o sinal de sensor é indicativo de um estado do separador de lama e gás instrumentado e controlar um estado de uma tubulação de estrangulamento com base no sinal de sensor.

[0008] Outros aspectos da presente invenção serão evidentes a partir da descrição e das reivindicações a seguir.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0009] A Figura 1 mostra um diagrama de blocos de um sistema de perfuração submarino convencional.

[0010] A Figura 2 mostra um separador de lama e gás convencional.

[0011] A Figura 3 mostra um separador de lama e gás instrumentado de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.

[0012] A Figura 4A mostra um diagrama de blocos de um sistema de perfuração para entrega controlada de fluidos desconhecidos de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.

[0013] A Figura 4B mostra um diagrama de blocos de um sistema de perfuração submarino para entrega controlada de fluidos desconhecidos de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.

[0014] A Figura 5 mostra um diagrama de blocos de um sistema de perfuração submarino para entrega controlada de fluidos desconhecidos de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.

[0015] A Figura 6 mostra um diagrama de blocos de um sistema de perfuração submarino para entrega controlada de fluidos desconhecidos de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.

[0016] A Figura 7 mostra um método de entrega controlada de fluidos desconhecidos de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.

[0017] A Figura 8 mostra um sistema de controle como parte do sistema de perfuração submarino para entrega controlada de fluidos desconhecidos de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0018] Uma ou mais modalidades da presente invenção são descritas em detalhes em referência às figuras anexas. Para consistência, elementos similares nas várias figuras são denotados por números de referência similares. Na descrição detalhada a seguir da presente invenção, os detalhes específicos são estabelecidos a fim de fornecer uma compreensão meticulosa presente da invenção. Em outros casos, recursos bem conhecidos por uma pessoa de habilidade comum na técnica não são descritos para evitar o obscurecimento da descrição da presente invenção.

[0019] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, um método e sistema para entrega controlada de fluidos desconhecidos removem de modo seguro e eficiente o gás de fluidos desconhecidos no furo de poço e/ou no riser marinho. Um sistema de controle pode controlar automaticamente uma primeira tubulação de estrangulamento (tipicamente um controle de poço tubulação de estrangulamento) e/ou uma segunda tubulação de estrangulamento (frequentemente, mas nem sempre, uma tubulação de estrangulamento de MPD), se houver, para maximizar a taxa de fluxo segura de fluidos desconhecidos de retorno para um ou mais separadores de lama e gás instrumentado sem sobrecarga. O sistema de controle pode receber o estado do um ou mais separadores de lama e gás instrumentado para monitorar, em tempo real, seu estado e abrir ou fechar a tubulação (ou tubulações) de estrangulamento conforme necessário para garantir a taxa de fluxo segura máxima dos fluidos desconhecidos de retorno e agilizar a remoção segura de gás. Adicionalmente, o método e o sistema podem aconselhar o usuário a alterar, ou alterar automaticamente se assim instrumentado, a taxa de fluxo de uma ou mais bombas de lama com base na operação sendo conduzida e no estado de um ou mais separadores de lama e gás instrumentado. Vantajosamente, o método e o sistema para entrega controlada de fluidos desconhecidos reduzem significativamente a quantidade de tempo necessário para remover gás de fluidos desconhecidos no furo de poço e/ou no riser marinho e aumentam substancialmente a segurança das operações.

[0020] A Figura 1 mostra um diagrama de blocos de um sistema de perfuração submarino convencional 100. O sistema de perfuração submarino convencional 100 pode incluir o furo de poço 110, BOP 115, riser marinho 120, plataforma 130 e controle de poço tubulação de estrangulamento 135, separador de lama e gás 200 e agitador de xisto 140 disposto na plataforma 130. O furo de poço 110 é o poço inacabado perfurado no solo submarino 102 abaixo da linha d'água 104 que é usado para recuperar reservas de óleo e gás (não mostradas) dispostas no mesmo. BOP 115 é um dispositivo de segurança mecânico que abre e fecha de modo controlado o furo de poço 110 para impedir blowouts causados pelo fluxo descontrolado de fluidos de formação para o furo de poço 110, tal como, por exemplo, quando um kick é recebido. Durante as operações de perfuração, o BOP 115 está tipicamente aberto fornecendo uma trajetória contínua para a coluna de perfuração (não mostrada) e fluidos que emanam do furo de poço 110. O riser marinho 120 fornece a trajetória anular entre a plataforma 130 e furo de poço 110. A plataforma 130 é uma estrutura móvel ou fixa que se estende acima da linha d'água 104 que sustenta os vários maquinários e equipamentos usados para perfurar e operar o poço.

[0021] Mediante a detecção de um influxo de fluidos de formação (não mostrados), o BOP 115 é fechado, e o influxo de fluidos desconhecidos pode ser direcionado do BOP 115 para o separador de lama e gás 200 disposto na plataforma 130 por meio de uma linha de retorno de fluido de furo de poço 117 que direciona o fluxo de fluido para a tubulação de estrangulamento 135. A tubulação de estrangulamento 135 é manualmente manipulada para manter a pressão e o controle do furo de poço 110. Para garantir o controle do poço, fluidos desconhecidos de retorno que são suspeitos de conter gás são direcionados através de um dispositivo destinado a separar os gases dos fluidos de perfuração dispendiosos, que são tipicamente limpos, reciclados e reutilizados. Talvez o dispositivo mais comum desse tipo seja denominado separador de lama e gás. Quando há um influxo não intencional de fluidos de formação suspeitos de conter gás, o separador de lama e gás 200 é usado para remover o gás durante, por exemplo, operações de kill de poço que circulam para fora do kick suspeito ou conhecido. Os fluidos desconhecidos de retorno podem incluir uma mistura de fluidos de perfuração e fluidos de formação que podem ser compostos de líquidos, sólidos ou gases ou combinações dos mesmos. Tipicamente, o BOP 115 é fechado assim que o kick é detectado para impedir fluxo de fluido indesejado adicional. Os fluidos de retorno do furo de poço 110 são direcionados ao separador de lama e gás 200 para remover gases arrastados dos fluidos de retorno. Uma vez que os gases foram removidos, os fluidos desgaseificados são enviados ao agitador de xisto 140 para remover cascalhos e sólidos. Os fluidos desgaseificados e limpos podem, então, ser reciclados para reutilização poço abaixo 142.

[0022] A Figura 2 mostra um separador de lama e gás convencional 200. O separador de lama e gás 200 inclui um vaso 210 que tem uma porta de entrada de fluidos 220 que recebe os fluidos de retorno da tubulação de estrangulamento (135 da Figura 1), uma pluralidade de chicanas 230 que tendem a dividir a cavidade do vaso 210 em uma porção de fluidos desgaseificados 240 e uma porção de gás 250, uma porta de saída de fluidos 260 que direciona os fluidos desgaseificados, por exemplo, ao agitador de xisto (140 da Figura 1), um respiro de gás 270 que descarrega gases separados dos fluidos para a ar e, tipicamente, um medidor de gás 280. Em operação, os fluidos desconhecidos que entram no separador de lama e gás 200 por meio da porta de entrada de fluidos 220 contêm tipicamente uma mistura desconhecida de líquido, sólidos e gases. Os fluidos de entrada colidem em uma série de chicanas 230 que são projetadas para separar o líquido e os sólidos dos gases. Os gases, então, se movem para a porção de gás 250 do vaso 210 para o respiro 270. Os fluidos desgaseificados são, então, enviados ao agitador de xisto (140 da Figura 1) para remover sólidos e cascalhos dos fluidos na preparação para reciclagem e reutilização.

[0023] Embora seja geralmente verdadeiro que a linha de fluido que direciona os fluidos à porta de entrada 220 do separador de lama e gás 200 contém uma tubulação de estrangulamento ajustável (135 da Figura 1) a montante, essa tubulação de estrangulamento (135 da Figura 1) é usada para o único propósito de manter manualmente as condições de fluxo ou pressão de furo de poço para gerencias as condições de furo de poço por todo o trajeto de fluxo a montante da tubulação de estrangulamento (135 da Figura 1). Entretanto, há certos eventos em que pode ser benéfico controlar a admissão 220 de separador de lama e gás 200 de maneira que seja significativamente independente do impacto nas condições de fluxo ou pressão de furo de poço a montante do separador de lama e gás 200 ou da tubulação de estrangulamento manualmente ajustável (135 da Figura 1). Tal evento ocorre quando os fluidos de um riser marinho de águas profundas (120 da Figura 1) são intencionalmente circulados enquanto o furo de poço (110 da Figura 1) abaixo do fundo do riser (120 da Figura 1) é fechado pelo BOP (115 da Figura 1). Em tal evento, que pode ser ou um evento operacional normal durante o qual a densidade de fluido de riser (120 da Figura 1) é alterada ou uma emergência não programada durante a qual gás que pode ou não ter entrado inadvertidamente no riser (120 da Figura 1) antes do fechamento do BOP (115 da Figura 1) está sendo circulado, a pressão no topo do riser marinho (120 da Figura 1) pode ser deixada variar de zero até 95,76 kPa (2.000 libras por polegada quadrada (“psi”)) sem consequência adversa ou risco inaceitável ao riser marinho (120 da Figura 1) ou outro equipamento do sistema de perfuração (100 da Figura 1).

[0024] Dada essa capacidade de pressão de risers marinhos de águas profundas típicos (120 da Figura 1), muitos sistemas de perfuração (100 da Figura 1) na frota de águas profundas já tem, ou pode se esperar que tenha logo, equipamento, tal como um fechamento anular disponível no topo do riser (120 da Figura 1) que permite a contenção parcial ou completa dos fluidos do riser (120 da Figura 1). Em particular, sistemas que permitem contenção e controle ativo da pressão do riser, tais como, por exemplo, sistemas de MPD de contrapressão de superfície, ou alguns sistemas de manipulação de gás de riser existentes, permitem o controle ou a interrupção do fluxo de fluidos do riser (120 da Figura 1) para o separador de lama e gás 200. Entretanto, processos existentes usados para controlar ou interromper o fluxo de fluidos de retorno do riser (120 da Figura 1) são baseados em práticas desenvolvidas para o uso durante eventos em que a pressão e o fluxo a montante da tubulação de estrangulamento (135 da Figura 1) devem ser muito mais precisamente controlados. Como um resultado, o gerenciamento do fluxo de fluido de riser (120 da Figura 1) durante operações típicas envolve simplesmente permitir que o fluxo do riser (120 da Figura 1) permaneça desimpedido a não ser ou até que os limites de processamento do separador de lama e gás 200 tenham sido, ou se espera que sejam, alcançados. Quando isso acontece, a tubulação de estrangulamento (135 da Figura 1) é geralmente usada para interromper imediatamente toda entrada ao separador de lama e gás 200 até tal momento em que a funcionalidade do separador de lama e gás 200 é restaurada, e um rendimento diferente, talvez muito mais lento, possa mais uma vez ser estabelecido após a tubulação de estrangulamento (135 da Figura 1) ser completamente reaberta. Esse é um processo bastante lento que representa um risco de segurança substancial por causa da presença de gás explosivo.

[0025] Desse modo, há uma necessidade por muito tempo sentida, mas não solucionada na indústria de um método e um sistema para entrega controlada de fluidos desconhecidos que utilizem o estado e a condição atuais do separador (ou separadores) de lama e gás como um parâmetro de controle para a tubulação (ou tubulações) de estrangulamento a montante em vez de usar as condições de pressão ou fluxo a montante da tubulação (ou tubulações) de estrangulamento ou intervenção do operador como os controles de estrangulamento primários. Tal método e sistema poderiam melhorar a segurança, eficiência e facilidade operacional quando usados em situações apropriadas, tais como durante operações de gerenciamento de fluido e gás de riser, em que se pode confiavelmente esperar que a energia dentro do riser permaneça abaixo dos limites operacionais de pressão interna de riser (por exemplo, até 95,76 kPa (2.000 psi) tipicamente), devido às fontes de pressão interna limitadas ou à presença de dispositivos de limitação de pressão independentes, tais como, por exemplo, válvulas de alívio de pressão, interruptores de pressão de desligamento de bomba automático ou similares.

[0026] Em um ou mais modalidades da invenção reivindicada, um método e um sistema para entrega controlada de fluidos desconhecidos podem usar o estado de um separador (separadores) de lama e gás instrumentado como entrada em um controlador de lógica programável (“PLC”), dispositivo de lógica programável (“PLD”), unidade de processamento central (“CPU”) ou outro sistema de computador ou dispositivo programável (por exemplo, sistema de controle 430 da Figura 4) que pode ser configurado para controlar de modo inteligente, eficiente e automático a uma ou mais tubulações de estrangulamento e, opcionalmente, a uma ou mais bombas de lama para responderem apropriadamente para garantir que os níveis de pressão e/ou fluido interno do separador (separadores) de lama e gás instrumentado(s) estejam dentro dos limites operacionais seguros. Se, conforme ocorre frequentemente, o separador (ou separadores) de lama e gás tiver a capacidade de manipular, sem sobrecarga, até mesmo uma taxa de fluxo de líquido apenas relativamente alta, os operadores ainda seriam capazes de usar a presente invenção para facilitar o uso da alta taxa de fluxo para gerenciar eficientemente o retorno à sonda de fluidos do riser que não têm nenhuma concentração, ou têm concentrações relativamente baixas, de gás livre sem o risco presente em soluções convencionais, a saber, que a chegada súbita e inesperada de concentrações mais altas de gás livre dentro do separador (ou separadores) de lama e gás poderia passar despercebida até depois de o separador (ou separadores) de lama e gás ser sobrecarregado ou prejudicado de outro modo, envolvendo tipicamente um rompimento de uma vedação líquida, e uma condição de alto risco ter resultado subitamente, tal como riscos derivados da dependência atual de detecção ou intervenção humana não confiável ou da dependência dos processos de controle de estrangulamento que são focados no controle das condições de pressão ou fluxo a montante, parâmetros que são tipicamente de importância muito menos imediata se e quando uma sobrecarga de separador de lama e gás ocorrer.

[0027] Embora o controle do fluxo de fluido no separador (ou separadores) de lama e gás possa parecer ser uma tarefa de controle de processo simples, problemas, tais como o comportamento potencial do gás que pode se expandir entre a tubulação (ou tubulações) de estrangulamento e o separador (ou separadores) de lama e gás, subitamente conduzindo uma surgência de lama para o separador (ou separadores) de lama e gás antes da entrada do gás, podem tornar o controle muito mais difícil, exigindo, assim, o uso de lógica de resposta de tubulação (ou tubulações) de estrangulamento customizada para os tamanhos de equipamento, localizações, restrições de fluxos e outros aspectos específicos que podem estar presente em um determinado sistema de perfuração. Especificamente, a resposta de tubulação (ou tubulações) de estrangulamento e/ou bomba (ou bombas) de lama deve ser suficientemente rápida para deter de modo confiável a sobrecarga de separador (ou separadores) de lama e gás antes do momento em que um separador de lama e gás atinge seus limites operacionais, o que pode incluir limites de nível de fluido ou pressão interna para desempenho de separador de lama e gás apropriado, qualidade do fluido que sai do separador de lama e gás para a vedação hidrostática, presença de H2S ou considerações de manipulação de fluidos/fluxo a jusante, mas não tão rápida de modo a levar a uma sequência de operação de bomba de lama de início/parada e/ou estangulamento aberto/fechado instável ou outra condição, tal como uma alteração abrupta para pressões a montante da tubulação (ou tubulações) de estrangulamento, que poderia causar outras questões processuais, problemas de controle, erros ou questões de segurança.

[0028] Em certas modalidades da invenção reivindicada, um modelo de fluxo/expansão de gás pode ser usado para melhorar o rendimento sem perder a capacidade para responder e controlar automaticamente o rendimento de separador (ou separadores) de lama e gás instrumentado se, na pior das hipóteses, alterações de fluido inesperadas ocorrem subitamente, tais como substituição quase instantânea de líquidos a jusante da tubulação (ou tubulações) de estrangulamento com o gás livre se expandindo rapidamente na alimentação de linha de retorno de fluido descontrolada ao separador (ou separadores) de lama e gás. Adicionalmente a permitir taxas de circulação seguras mais altas ao mesmo tempo que substitui fluidos do riser com teor de gás pequeno ou desconhecido, tal dispositivo poderia também ser benéfico ao gerenciar eventos de gás de riser muito grandes. Embora as práticas convencionais sugiram que o desvio do fluxo de gás de taxa alta a um separador de lama e gás apresentaria risco inaceitável, em certas modalidades, esse risco seria automaticamente limitado reduzindo-se automaticamente o influxo antes da falha do separador de lama e gás, ativando operacionalmente outros dispositivos, tais como, por exemplo, válvulas de controle de pressão, sistemas de desconexão de emergência de riser ou desligamento simples para conter o gás dentro do riser fechado, quando decisões para tomar tais ações foram feitas antecipadamente e são compreendidas pela lógica de controle de estrangulamento.

[0029] Consequentemente, em uma ou mais modalidades da presente invenção, um método e um sistema para entrega controlada de fluidos desconhecidos fornecem a entrega controlada de fluidos desconhecidos de dentro do furo de poço e/ou de dentro do riser marinho de uma maneira segura, eficiente e inteligente com base no estado do um ou mais separadores de lama e gás instrumentados. Cada um dentre o um ou mais separadores de lama e gás instrumentados pode incluir um ou mais sensores de fluido configurados para detectar o nível de fluido, ultrapassagem de limite ou estado operacional e/ou um ou mais sensores de pressão configurados para detectar o nível de pressão, ultrapassagem de limite ou estado operacional dentro do separador (ou separadores) de lama e gás instrumentado e permitir o controle inteligente da uma ou mais tubulações de estrangulamento para impedir inundação, ou sobrecarga, assim como subcarga do separador (ou separadores) de lama e gás instrumentado. Especificamente, em certas modalidades, uma primeira tubulação de estrangulamento (tipicamente o controle de poço tubulação de estrangulamento) pode controlar a entrega de fluidos desconhecidos de dentro do furo de poço e do riser marinho. Em outras modalidades, uma primeira tubulação de estrangulamento (tipicamente o controle de poço tubulação de estrangulamento) pode controlar a entrega de fluidos desconhecidos de dentro do furo de poço, e uma segunda tubulação de estrangulamento (frequentemente, mas nem sempre, a tubulação de estrangulamento de MPD) pode controlar a entrega de fluidos desconhecidos de dentro do riser marinho. Um sistema de controle pode controlar independente ou colaborativamente a uma ou mais tubulações de estrangulamento com base no estado do separador (ou separadores) de lama e gás instrumentado e permitir a remoção segura e eficiente de gases arrastados de modo que reduza ou elimine os riscos criados pela detecção humana, intervenção e outras fontes de erro que originam problemas de segurança. Adicionalmente ao controle da tubulação (ou tubulações) de estrangulamento, o sistema de controle pode controlar opcionalmente uma ou mais bombas de lama, ajustando a taxa de fluxo sendo bombeada para o riser marinho e o poço, com base no estado do separador (ou separadores) de lama e gás instrumentado e na operação sendo conduzida.

[0030] A Figura 3 mostra um separador de lama e gás instrumentado 300 de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção. Em certas modalidades, o separador de lama e gás instrumentado 300 pode ser um separador de lama e gás existente (por exemplo, 200 da Figura 2) retroajustado e instrumentado com um ou mais sensores de fluido 310 que detectam o nível de fluido dentro do vaso 210, uma ou mais ultrapassagens de limite e/ou um estado operacional e/ou um ou mais sensores de pressão 320 que detectam o nível de pressão dentro do vaso 210, uma ou mais ultrapassagens de limite ou um estado operacional. Em outras modalidades, o um ou mais sensores de fluido 310 e/ou um ou mais sensores de pressão integrados 320 podem ser integrados ao separador de lama e gás 300. Uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que um separador de lama e gás instrumentado 300 pode incluir um ou mais sensores de fluido 310, um ou mais sensores de pressão 320 ou combinações dos mesmos de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.

[0031] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, o sensor de fluido 310 pode ser um sensor de interruptor de boia, um sensor de comutação de flutuabilidade, um sensor ultrassônico sem contato, um sensor ultrassônico de contato, um sensor de nível de capacitância, um sensor de nível submersível, um sensor de nível de radar, um sensor de reflectometria de domínio de tempo, combinações dos mesmos ou qualquer outro tipo ou espécie de sensor com a capacidade para detectar o nível de fluido, uma ou mais ultrapassagens de limite ou estado operacional dentro do vaso 210. Dependendo do tipo ou espécie de sensor usado, o sensor de fluido 310 pode emitir um sinal de sensor (não independentemente ilustrado) indicativo do estado do separador de lama e gás 300 incluindo um ou mais dentre um nível de fluido dentro do vaso 210, a ultrapassagem de um ou mais níveis de fluido limite dentro do vaso 210 ou um estado operacional do separador de lama e gás instrumentado 300 a um sistema de controle (não mostrado).

[0032] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, o sensor de pressão 320 pode ser um sensor de pressão absoluta, um sensor de pressão de medidor, um sensor de pressão de vácuo, um sensor de pressão diferencial, um sensor de pressão vedada, um sensor ressonante, um sensor térmico, um sensor de ionização, um medidor de tensão piezorresistivo, um sensor capacitivo, um sensor eletromagnético, um sensor piezoelétrico, um sensor óptico, um sensor potenciométrico, combinações dos mesmos ou qualquer outro tipo ou espécie de sensor com a capacidade para detectar o nível de pressão, uma ou mais ultrapassagens de limite ou estado operacional dentro do vaso 210. Dependendo do tipo ou espécie de sensor usado, o sensor de pressão 320 pode emitir um sinal de sensor (não independentemente ilustrado) indicativo do estado do separador de lama e gás 300 incluindo um ou mais dentre um nível de pressão dentro do vaso 210, a ultrapassagem de um ou mais níveis de pressão limite dentro do vaso 210 ou um estado operacional do separador de lama e gás instrumentado 300 a um sistema de controle (não mostrado).

[0033] O sinal (ou sinais) de sensor de saída (não independentemente ilustrado) do sensor de fluido 310 e/ou sensor de pressão 320 pode ser usado como entrada a um sistema de controle (por exemplo, 430 da Figura 4) que pode ser configurado para controlar de modo inteligente uma ou mais tubulações de estrangulamento (por exemplo, 135 da Figura 4) e, opcionalmente, uma ou mais bombas de lama (não mostradas), que podem ser manipuladas para controlar a entrega de fluidos desconhecidos ao um ou mais separadores de lama e gás instrumentado 300 conforme discutido em mais detalhes no presente documento. Nas modalidades em que o sistema de controle (por exemplo, 430 da Figura 4) controla opcionalmente a uma ou mais bombas de lama (não mostradas), dependendo do tipo de operação sendo conduzida, o sistema de controle (por exemplo, 430 da Figura 4) pode ajustar a taxa de fluxo dentre a uma ou mais bombas de lama (não mostradas) para conduzir a operação da maneira mais segura, mais eficiente e mais adequada.

[0034] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, um nível de líquido crítico máximo 330A do separador de lama e gás instrumentado 300 pode ser estabelecido por um nível específico para vaso 210 que impede que líquidos sejam direcionados ao respiro de gás 270. Similarmente, um nível de líquido crítico mínimo 330B pode ser estabelecido por um nível específico para vaso 210 que impede que gases sejam direcionados ao agitador de xisto (140 da Figura 4). Uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que os níveis de líquido crítico máximo 330A e mínimo 330B podem ser fisicamente restringidos pelo tipo ou espécie de separador de lama e gás instrumentado 300 e sensor(s) 310 usado e podem variar com base na aplicação ou projeto de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.

[0035] Um nível de líquido operacional máximo 340A pode ser estabelecido por um deslocamento por uma margem de segurança predeterminada do nível de líquido crítico máximo 330A que pode variar com base em uma aplicação ou projeto. Similarmente, um nível de líquido operacional mínimo 340B pode ser estabelecido por um deslocamento por uma margem de segurança predeterminada do nível de líquido crítico mínimo 330B que pode variar com base em uma aplicação ou projeto. Uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que os níveis de líquido operacional máximo 340A e mínimo 340B podem variar com base no tipo ou espécie de separador de lama e gás instrumentado 300 e sensor (ou sensores) 310 usado e variações nas características de desempenho de equipamento a montante e a jusante, que podem impactar em quão rápido as ações precisam ser tomadas para impedir condições de sobrecarga e subcarga, de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.

[0036] Uma faixa operacional 350 do separador de lama e gás instrumentado 300 pode ser estabelecida pela faixa entre o nível de líquido operacional máximo 340A e mínimo 340B. Um método e um sistema para entrega controlada de fluidos desconhecidos pode maximizar a taxa de fluxo de fluidos de retorno abrindo-se a tubulação (ou tubulações) de estrangulamento (por exemplo, 135 da Figura 4) e alterando-se potencialmente a taxa de fluxo da uma ou mais bomba (ou bombas) de lama dependendo da operação que é conduzida, enquanto o nível de fluido está dentro da faixa operacional 350. Em certas modalidades, a taxa de fluxo máxima pode ser estabelecida abrindo-se a uma ou mais tubulação (ou tubulações) de estrangulamento (por exemplo, 135 da Figura 4) completamente ou de uma maneira gradual em etapas até estarem completamente abertas, enquanto o nível de fluido detectado (não mostrado) está dentro da faixa operacional 350.

[0037] Uma faixa de prevenção contra sobrecarga 360A do separador de lama e gás instrumentado 300 pode ser estabelecida pela faixa entre o nível de líquido crítico máximo 330A e o nível de líquido operacional máximo 340A. Em certas modalidades, a taxa de fluxo pode ser reduzida fechando-se a uma ou mais tubulações de estrangulamento (por exemplo, 135 da Figura 4) de uma maneira gradual em etapas quando o nível de fluido detectado alcançar ou exceder o nível de líquido operacional máximo 340A e continuar a se aproximar do nível de líquido crítico máximo 330A e fechar completamente a uma ou mais tubulações de estrangulamento (por exemplo, 135 da Figura 4) quando o nível de fluido detectado alcançar ou exceder o nível de líquido crítico máximo 330A.

[0038] Uma faixa de prevenção contra subcarga 360B do separador de lama e gás instrumentado 300 pode ser estabelecida pela faixa entre o nível de líquido crítico mínimo 330B e o nível de líquido operacional mínimo 340B. Em certas modalidades, a taxa de fluxo pode ser reduzida fechando-se a uma ou mais tubulações de estrangulamento (por exemplo, 135 da Figura 4) de uma maneira gradual em etapas quando o nível de fluido detectado alcançar ou cair abaixo do nível de líquido operacional mínimo 340B e continuar a se aproximar do nível de líquido crítico mínimo 330B e fechar completamente a uma ou mais tubulações de estrangulamento (por exemplo, 135 da Figura 4) quando o nível de fluido detectado alcançar ou cair abaixo do nível de líquido crítico mínimo 330B.

[0039] Em outras modalidades, tais como aquelas em que o um ou mais separador (ou separador) de lama e gás 300 são instrumentados com um ou mais sensores de ultrapassagem de limite de fluido (não mostrado), a taxa de fluxo pode ser reduzida fechando-se a uma ou mais tubulações de estrangulamento (por exemplo, 135 da Figura 4) de uma maneira gradual em etapas ou completamente, quando o nível de fluido detectado ultrapassa uma ultrapassagem de limite de fluido (não mostrado). Em certas modalidades, em que o sensor ou sensores (não mostrado) podem identificar diferentes níveis de limite dentro do vaso 210, a uma ou mais tubulações de estrangulamento (por exemplo, 135 da Figura 4) podem ser manipuladas conforme indicado acima em relação às faixas operacionais de proteção contra sobrecarga e proteção contra subcarga.

[0040] Em ainda outras modalidades, tais como aquelas em que o um ou mais ou separador de lama e gás 300 são instrumentados com um ou mais sensores que apenas fornecem dados relacionados a seu estado operacional, a taxa de fluxo pode ser reduzida fechando-se a uma ou mais tubulações de estrangulamento (por exemplo, 135 da Figura 4) de uma maneira gradual em etapas ou completamente, quando o estado operacional indica que o um ou mais separadores de lama e gás 300 estão se aproximando, estão na ou próximos à condição de sobrecarga ou subcarga.

[0041] Uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que as faixas operacionais de proteção contra sobrecarga e proteção contra subcarga, incluindo como são determinadas, podem variar com base no tipo ou série do sensor (ou sensores) usado em uma aplicação ou projeto de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.

[0042] Similarmente, em uma ou mais modalidades da presente invenção, uma pressão crítica máxima (não mostrado) do separador de lama e gás instrumentado 300 pode ser estabelecida por um nível de pressão específica para vaso 210 que impede que líquidos sejam direcionados ao respiro de gás 270. Similarmente, uma pressão crítica mínima (não mostrado) pode ser estabelecida por um nível específico para vaso 210 que impede que gases seja direcionados ao agitador de xisto (140 da Figura 4). Uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que a pressão crítica máxima (não mostrado) e mínima (não mostrado) podem ser fisicamente restringidas pelo tipo ou espécie de separador de lama e gás instrumentado 300 e sensor(s) 320 usado e podem variar com base na aplicação ou projeto de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.

[0043] Uma pressão operacional máxima (não mostrado) pode ser estabelecida por um deslocamento por uma margem de segurança predeterminada da pressão crítica máxima (não mostrado) que pode variar com base em uma aplicação ou projeto. Similarmente, uma pressão operacional mínima (não mostrado) pode ser estabelecida por um deslocamento por uma margem de segurança predeterminada da pressão crítica mínima (não mostrado) que pode variar com base em uma aplicação ou projeto. Uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que a pressão operacional máxima (não mostrado) e mínima (não mostrado) podem variar com base no tipo ou espécie de separador de lama e gás instrumentado 300 e sensor (ou sensores) 320 usado e variações nas características de desempenho de equipamento a montante e a jusante, que podem impactar em quão rápido as ações precisam ser tomadas para impedir condições de sobrecarga e subcarga, de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.

[0044] Uma faixa de pressão operacional (não mostrado) do separador de lama e gás instrumentado 300 pode ser estabelecida pela faixa entre a pressão operacional máxima (não mostrado) e mínima (não mostrado). Um método e um sistema para entrega controlada de fluidos desconhecidos pode maximizar a taxa de fluxo de fluidos de retorno abrindo-se a tubulação (ou tubulações) de estrangulamento (por exemplo, 135 da Figura 4) e alterando-se potencialmente a taxa de fluxo da uma ou mais bomba (ou bombas) de lama dependendo da operação que é conduzida, enquanto o nível de pressão está dentro da faixa de pressão operacional (não mostrado). Em certas modalidades, a taxa de fluxo máxima pode ser estabelecida abrindo-se a uma ou mais tubulação (ou tubulações) de estrangulamento (por exemplo, 135 da Figura 4) completamente ou de uma maneira gradual em etapas até estarem completamente abertas, enquanto o nível de pressão detectado (não mostrado) está dentro da faixa de pressão operacional (não mostrado).

[0045] Uma faixa de prevenção contra sobrecarga (não mostrado) do separador de lama e gás instrumentado 300 pode ser estabelecida pela faixa entre a pressão crítica máxima (não mostrado) e a pressão operacional máxima (não mostrado). Em certas modalidades, a taxa de fluxo pode ser reduzida fechando-se a uma ou mais tubulações de estrangulamento (por exemplo, 135 da Figura 4) de uma maneira gradual em etapas quando o nível de pressão detectado alcançar ou exceder a pressão operacional máxima (não mostrado) e continuar a se aproximar da pressão crítica máxima (não mostrado) e fechar completamente a uma ou mais tubulações de estrangulamento (por exemplo, 135 da Figura 4) quando o nível de pressão detectado alcançar ou exceder a pressão crítica máxima (não mostrado).

[0046] Uma faixa de prevenção contra subcarga (não mostrado) do separador de lama e gás instrumentado 300 pode ser estabelecida pela faixa entre a pressão crítica mínima (não mostrado) e a pressão operacional mínima (não mostrado). Em certas modalidades, a taxa de fluxo pode ser reduzida fechando-se a uma ou mais tubulações de estrangulamento (por exemplo, 135 da Figura 4) de uma maneira gradual em etapas quando o nível de pressão detectado alcançar ou cair abaixo da pressão operacional mínima (não mostrado) e continuar a se aproximar da pressão crítica mínima (não mostrado) e fechar completamente a uma ou mais tubulações de estrangulamento (por exemplo, 135 da Figura 4) quando o nível de pressão detectado alcançar ou cair abaixo da pressão crítica mínima (não mostrado).

[0047] Em outras modalidades, tais como aquelas em que o um ou mais separador (ou separador) de lama e gás 300 são instrumentados com um ou mais sensores de ultrapassagem de limite de pressão (não mostrado), a taxa de fluxo pode ser reduzida fechando-se a uma ou mais tubulações de estrangulamento (por exemplo, 135 da Figura 4) de uma maneira gradual em etapas ou completamente, quando o nível de pressão detectado ultrapassa uma ultrapassagem de limite de pressão (não mostrado). Em certas modalidades, em que o sensor ou sensores (não mostrado) podem identificar diferentes níveis de pressão limite dentro do vaso 210, a uma ou mais tubulações de estrangulamento (por exemplo, 135 da Figura 4) podem ser manipuladas conforme indicado acima em relação às faixas operacionais de proteção contra sobrecarga e proteção contra subcarga.

[0048] Em ainda outras modalidades, tais como aquelas em que o um ou mais ou separador de lama e gás 300 são instrumentados com um ou mais sensores que apenas fornecem dados relacionados a seu estado operacional, a taxa de fluxo pode ser reduzida fechando-se a uma ou mais tubulações de estrangulamento (por exemplo, 135 da Figura 4) de uma maneira gradual em etapas ou completamente, quando o estado operacional indica que o um ou mais separadores de lama e gás 300 estão se aproximando, estão na ou próximos à condição de sobrecarga ou subcarga.

[0049] Uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que as faixas operacionais de proteção contra sobrecarga e proteção contra subcarga, incluindo como são determinadas, podem variar com base no tipo ou série do sensor (ou sensores) usado e pode variar com base em uma aplicação ou projeto de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.

[0050] Uma pessoa de habilidade comum na técnica também reconhecerá que o um ou mais separadores de lama e gás instrumentados 300 podem variar em formato, tamanho e configuração de acordo com a uma ou mais modalidades da presente invenção. Adicionalmente, uma pessoa de habilidade comum na técnica também reconhecerá que qualquer separador de lama e gás instrumentado 300 que pode emitir um sinal de sensor indicativo (não ilustrado independentemente) de um estado do separador de lama e gás 300, incluindo um ou mais dentre um nível de fluido, um nível de pressão, uma ou mais ultrapassagens de limite ou estado operacional do separador de lama e gás 300 pode ser usado de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.

[0051] A Figura 4A mostra um diagrama de blocos de um sistema de perfuração para entrega controlada de fluidos desconhecidos 400 de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção. Em certas modalidades, o sistema de perfuração 400 pode ser um sistema de perfuração submarino convencional (100 da Figura 1) que inclui, pelo menos, um separador de lama e gás instrumentado 300 e um sistema de controle 430 que recebe o um ou mais sinais de sensor de saída 410 do separador de lama e gás instrumentado 300, controla 420 a tubulação de estrangulamento 135 (tipicamente o controle de poço tubulação de estrangulamento) e controla opcionalmente a taxa de fluxo da uma ou mais bombas de lama (não mostradas) com base, pelo menos em parte, na entrada 410 para fornecer a entrega controlada de fluidos desconhecidos (não mostrados) de uma maneira inteligente, eficiente e automatizada que aumenta substancialmente a segurança. Em outras modalidades, o sistema de perfuração 400 pode ser um sonda terrestre, uma sonda elevatória ou qualquer outro tipo de sonda (não mostrado) que não inclui um riser marinho 120 (não ilustrado independentemente), mas em que o sistema de controle 430 controla a tubulação de estrangulamento 135 (tipicamente uma tubulação de estrangulamento de controle de poço) para controlar o fluxo de fluido de retorno a um único separador de lama e gás instrumentado 300. Uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que o tipo e classe de sonda podem variar de sistema de perfuração para sistema de perfuração de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.

[0052] Durante as operações de perfuração normais, os fluidos (não mostrados) podem ser retornados do BOP 115 para os sistemas de fluidos dispostos na plataforma 130 por meio da linha de retorno de fluido de furo de poço 117 que direciona o fluxo de fluido à tubulação de estrangulamento 135 (tipicamente uma tubulação de estrangulamento de controle de poço). Quando os fluidos desconhecidos (não mostrados) dentro do furo de poço 110 são suspeitos de conter gás, o sistema de controle 430 pode controlar automaticamente a tubulação de estrangulamento 135 e, opcionalmente, a uma ou mais bombas de lama (não mostradas), para agilizar a remoção dos fluidos desconhecidos com gases arrastados e processar os mesmos de uma maneira eficiente. Por exemplo, quando há um influxo não intencional de fluidos de formação suspeitos de conterem gás, o separador de lama e gás instrumentado 300 pode ser usado para remover o gás durante, por exemplo, operações de kill de poço que circulam para fora de um kick suspeito ou conhecido. Quando um kick é suspeito ou detectado, o BOP 115 pode ser fechado para impedir fluxo de fluido indesejado adicional e a uma ou mais bombas de lama podem ser interrompidas. Os fluidos de retorno do furo de poço 110 podem ser direcionados através da linha de fluido 137 ao separador de lama e gás instrumentado 300 para remover o gás arrastado dos fluidos de retorno. Uma vez que o gás tenha sido removido, os fluidos desgaseificados podem ser direcionados através da linha de fluido 138 ao agitador de xisto 140 para remover cortes e sólidos e preparar os fluidos para reutilização. Os fluidos desgaseificados e limpos podem, então, ser reciclados para uso adicional poço abaixo 142.

[0053] A fim de remover gás arrastado da maneira mais eficiente e rápida, o um ou mais sinais de sensor de saída 410 do separador de lama e gás instrumentado 300 podem ser inseridos no sistema de controle 430 para controlar de modo inteligente a tubulação de estrangulamento 135 e opcionalmente a uma ou mais bombas de lama (não mostradas), para maximizar a taxa de fluxo de fluidos desconhecidos ao separador de lama e gás instrumentado 300 enquanto o mesmo é mantido em um estado operacional.

[0054] Em certas modalidades, o separador de lama e gás instrumentado 300 pode incluir um ou mais sensores de fluido (310 da Figura 3) que detectam um nível de fluido, uma ou mais ultrapassagens de limite e/ou um estado operacional do separador de lama e gás 300. O sensor de fluido (310 da Figura 3) pode emitir um sinal de sensor 410 indicativo do estado do separador de lama e gás 300, incluindo o nível de fluido, a ultrapassagem de um ou mais níveis de fluido limite e/ou o estado operacional do separador de lama e gás instrumentado 300 ao sistema de controle 430.

[0055] Em outras modalidades, o separador de lama e gás instrumentado 300 pode incluir um ou mais sensores de pressão (320 da Figura 3) que detectam um nível de pressão, uma ou mais ultrapassagens de limite ou um estado operacional do separador de lama e gás 300. O sensor de pressão (320 da Figura 3) pode emitir um sinal de sensor 410 indicativo do estado do separador de lama e gás 300, incluindo o nível de pressão, a ultrapassagem de um ou mais níveis de pressão limite e/ou o estado operacional do separador de lama e gás instrumentado 300 ao sistema de controle 430.

[0056] Em ainda outras modalidades, o separador de lama e gás instrumentado 300 pode incluir um ou mais sensores de fluido (310 da Figura 3) que detectam um nível de fluido, uma ou mais ultrapassagens de limite ou o estado operacional do separador de lama e gás instrumentado 300 e um ou mais sensores de pressão (320 da Figura 3) que detectam um nível de pressão, uma ou mais ultrapassagens de limite ou o estado operacional do separador de lama e gás instrumentado 300. Uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que o tipo ou espécie de separador de lama e gás instrumentado 300, e a saída detectada que o mesmo fornece, pode variar com base em uma aplicação ou projeto em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção.

[0057] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, o sistema de controle 430 pode receber, como entrada, informações relacionadas a, por exemplo, um ou mais dentre a pressão hidrostática da lama dentro do furo de poço 110, a pressão hidrostática da lama dentro do riser marinho 120, o tipo, espécie, tamanho, capacidade, classificação e topologia do agitador de xisto 140, separador de lama e gás instrumentado 300, tubulação de estrangulamento 135, riser 120, BOP 115 ou qualquer outro equipamento na sonda, a detecção ou expectativa de um influxo de fluidos de formação desconhecidos suspeitos de conter gás, um modelo de expansão/fluxo de gás e quaisquer outras informações que possam ser úteis para determinar a maneira mais eficiente de remover gás arrastado dos fluidos de retorno. Uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que as informações de entrada podem incluir vantajosamente informações que permitem que o sistema de controle 430 acomode variação no tipo, espécie, tamanho, capacidade, classificação e topologia de vários equipamentos usados que podem variar de sonda para sonda, porém podem ser limitadas às informações relacionadas à saída do sensor 410 do separador de lama e gás instrumentado 300. Desse modo, uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que as informações de entrada recebidas podem variar com base em uma aplicação ou projeto em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção.

[0058] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, o sistema de controle 430 pode receber informações de entrada incluindo, porém sem limitação, dados de faixa operacional (por exemplo, 350 da Figura 3 ou corolário de pressão), dados de faixa de proteção contra sobrecarga (por exemplo, 360A da Figura 3 ou corolário de pressão), dados de faixa de proteção contra subcarga (por exemplo, 360B da Figura 3 ou corolário de pressão) ou quaisquer outros dados relacionados ao estado operacional do separador de lama e gás instrumentado 300 que permitam que o sistema de controle 430 controle de modo inteligente a tubulação de estrangulamento 135 e, opcionalmente, a uma ou mais bombas de lama (não mostradas) em vista do estado do separador de lama e gás instrumentado 300.

[0059] O sistema de controle 430 pode regular o estado da tubulação de estrangulamento 135 para maximizar a taxa de fluxo segura de fluidos desconhecidos ao separador de lama e gás instrumentado 300 de uma maneira inteligente, eficiente e automatizada com base em seu estado. Uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que um estado aberto ou fechado da tubulação de estrangulamento 135 é limitado por um estado completamente aberto e um estado completamente fechado com várias etapas incrementais entre os mesmos, o tamanho de etapa dos quais é tipicamente determinado pelo tipo ou espécie de tubulação de estrangulamento 135 usada. Desse modo, o sistema de controle 430 pode definir o estado da tubulação de estrangulamento 135 com base na entrada recebida e no método revelado no presente documento. O sistema de controle 430 pode receber entrada do separador de lama e gás instrumentado 300 relacionadas ao estado do separador de lama e gás 300.

[0060] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, se o nível de fluido e/ou pressão do separador de lama e gás 300 estiver dentro da faixa operacional (por exemplo, 350 da Figura 3 ou corolário de pressão), a tubulação de estrangulamento 135 pode ser completamente aberta ou, incrementalmente até estar completamente aberta, para maximizar expeditamente a taxa de fluxo. O grau ao qual a tubulação de estrangulamento 135 pode ser aberta pode depender do nível (ou níveis) detectado, o estado operacional do separador de lama e gás 300, de quão próximo o separador de lama e gás instrumentado 300 está de uma condição limite da faixa operacional, da faixa de proteção contra sobrecarga ou faixa de proteção contra subcarga e/ou da taxa de alteração do nível (ou níveis) detectado. Em uma ou mais modalidades da presente invenção, um método e um sistema para entrega controlada de fluidos desconhecidos identificam uma taxa de fluxo segura máxima para o retorno e o processamento de fluidos desconhecidos. Adicionalmente ao controle da tubulação de estrangulamento 135, em certas modalidades, o sistema de controle 430 pode controlar opcionalmente a taxa de fluxo de uma ou mais bombas de lama (não mostradas) que fornecem lama poço abaixo. Uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que, em várias operações, pode ser desejável parar, iniciar ou alterar a taxa de fluxo da lama sendo fornecia poço abaixo ao mesmo tempo que se controla a entrega de fluidos desconhecidos.

[0061] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, se os níveis detectados de fluido e/ou pressão do separador de lama e gás instrumentado 300 estiverem dentro da faixa operacional (por exemplo, 350 da Figura 3 ou corolário de pressão), indicando que o separador de lama e gás 300 pode suportar a taxa de fluxo dos fluidos desconhecidos que são atualmente inseridos, o sistema de controle 430 pode abrir a tubulação de estrangulamento 135 de uma maneira gradual em etapas. Contanto que o nível (ou níveis) detectado permaneça dentro da faixa operacional (por exemplo, 350 da Figura 3 ou corolário de pressão), o sistema de controle 430 pode continuar a abrir a tubulação de estrangulamento 135 gradualmente até que esteja completamente aberta ou manter a mesma no estado completamente aberto. Uma pessoa de habilidade comum na técnica perceberá que a maneira gradual em etapas em que a tubulação de estrangulamento 135 pode ser aberta pode variar com base na taxa de alteração dos níveis detectados de fluido e/ou pressão ou proximidade a níveis críticos. Se a taxa de alteração ou proximidade justificar, alguns múltiplos da alteração gradual em etapas podem ser usados para aumentar a taxa de fluxo até o máximo de uma maneira mais rápida. O múltiplo do tamanho de etapa gradual pode variar com base no tipo, espécie, tamanho, capacidade, classificação e tipologia do equipamento usado e nas taxas de fluxo esperadas e pode variar de sonda para sonda em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção.

[0062] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, se os níveis de fluido e/ou pressão detectados ultrapassarem o líquido operacional máximo (por exemplo, 340A da Figura 3 ou corolário de pressão) e entrarem na faixa de proteção contra sobrecarga (por exemplo, 360A da Figura 3 ou corolário de pressão), o sistema de controle 430 pode fechar a tubulação de estrangulamento 135 de uma maneira gradual em etapas para impedir que o separador de lama e gás instrumentado 300 sobrecarregue. Se os níveis de fluido e/ou pressão detectados continuarem a aumentar, alguns múltiplos do tamanho de etapa gradual podem ser usados para fechar a tubulação de estrangulamento 135 de uma maneira mais rápida. O múltiplo do tamanho de etapa gradual pode variar com base no tipo, espécie, tamanho, capacidade, classificação e tipologia do equipamento usado e nas taxas de fluxo esperadas e pode variar de sonda para sonda em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção. Se os níveis de fluido e/ou pressão detectados atenderem ou excederem o nível de líquido crítico máximo (por exemplo, 330A da Figura 3 ou corolário de pressão), o sistema de controle 430 pode fechar completamente a tubulação de estrangulamento 135 para impedir sobrecarga onde fluidos desconhecidos podem ser inadvertida e perigosamente direcionados ao respiro de gás (270 da Figura 3).

[0063] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, se os níveis de fluido e/ou pressão detectados ultrapassarem o líquido operacional mínimo (por exemplo, 340B da Figura 3 ou corolário de pressão) e entrarem na faixa de proteção contra subcarga (por exemplo, 360B da Figura 3 ou corolário de pressão), o sistema de controle 430 pode fechar a tubulação de estrangulamento 135 de uma maneira gradual em etapas para impedir que o separador de lama e gás instrumentado 300 subcarregue. Se os níveis de fluido e/ou pressão detectados continuarem a diminuir, alguns múltiplos do tamanho de etapa gradual podem ser usados para fechar a tubulação de estrangulamento 135 de uma maneira mais rápida. O múltiplo do tamanho de etapa gradual pode variar com base no tipo, espécie, tamanho, capacidade, classificação e tipologia do equipamento usado e nas taxas de fluxo esperadas e pode variar de sonda para sonda em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção. Se os níveis de fluido e/ou pressão detectados atenderem ou caírem abaixo do nível de líquido crítico mínimo (por exemplo, 330B da Figura 3 ou corolário de pressão), o sistema de controle 430 pode fechar completamente a tubulação de estrangulamento 135 para impedir a subcarga onde gases arrastados podem ser inadvertida e perigosamente direcionados ao agitador de xisto 140.

[0064] Uma pessoa de habilidade comum na técnica perceberá que as ações tomadas pelo sistema de controle 430 podem ser determinadas pelo tipo, espécie, tamanho, capacidade, classificação e topologia do equipamento usado, suas características operacionais e as taxas de fluxo esperadas e podem variar de sonda para sonda em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção.

[0065] A Figura 4B mostra um diagrama de blocos de um sistema de perfuração submarino para entrega controlada de fluidos desconhecidos 400 de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção. Em certas modalidades, o sistema de perfuração 400 pode incluir, ou ser retroajustado com, um fechamento anular 440 que abre e fecha de maneira controlada o riser marinho 120. O fechamento anular 440 pode ser um dispositivo de controle giratório (“RCD”), uma ferramenta de isolamento de coluna de perfuração (“DSIT”) ou outro dispositivo ou sistema de gerenciamento de pressão ativo que veda de modo controlável o riser marinho 120. Uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que o sistema de perfuração submarino 400 pode ser um sistema de perfuração submarino convencional (por exemplo, 100 da Figura 1) que inclui, pelo menos, um separador de lama e gás instrumentado 300 e um sistema de controle 430 que recebe o sinal ou sinais de sensor de saída 410 do separador de lama e gás instrumentado 300, controla 420 a tubulação de estrangulamento 135 e controla opcionalmente a taxa de fluxo da uma ou mais bombas de lama (não mostradas) com base, pelo menos em parte, na entrada 410 para fornecer a entrega controlada de fluidos desconhecidos (não mostrados) de uma maneira inteligente, eficiente e automatizada que aumenta substancialmente a segurança.

[0066] Durante as operações de perfuração normais, os fluidos (não mostrados) podem ser retornados do BOP 115 para os sistemas de fluidos dispostos na plataforma 130 por meio da linha de retorno de fluido de furo de poço 117 que direciona o fluxo de fluido à tubulação de estrangulamento 135 (tipicamente uma tubulação de estrangulamento de controle de poço). Os fluidos podem ser também retornados do riser marinho 120 através da linha de fluido de retorno do riser 422 que também direciona o fluxo de fluido para a tubulação de estrangulamento 135. Quando os fluidos desconhecidos (não mostrados) dentro do furo de poço 110 são suspeitos de conter gás, o sistema de controle 430 pode controlar automaticamente a tubulação de estrangulamento 135 e, opcionalmente, controlar a taxa de fluxo da uma ou mais bombas de lama (não mostradas) para agilizar a remoção dos fluidos desconhecidos com gases arrastados e processar os mesmos de uma maneira eficiente. Por exemplo, quando há um influxo não intencional de fluidos de formação suspeitos de conterem gás, o separador de lama e gás instrumentado 300 pode ser usado para remover o gás durante, por exemplo, operações de kill de poço que circulam para fora de um kick suspeito ou conhecido. Quando um kick é suspeito ou detectado, o BOP 115 pode ser fechado para impedir fluxo de fluido indesejado adicional e a uma ou mais bombas de lama (não mostradas) podem ser interrompidas. Os fluidos de retorno do furo de poço 110 podem ser direcionados através da linha de fluido 137 ao separador de lama e gás instrumentado 300 para remover o gás arrastado dos fluidos de retorno. Uma vez que o gás tenha sido removido, os fluidos desgaseificados podem ser direcionados através da linha de fluido 138 ao agitador de xisto 140 para remover cortes e sólidos e preparar os fluidos para reutilização. Os fluidos de perfuração desgaseificados e limpos podem, então, ser reciclados para uso adicional poço abaixo 142.

[0067] A fim de remover gás arrastado da maneira mais eficiente e rápida, o sinal (ou sinais) de sensor de saída 410 do separador de lama e gás instrumentado 300 pode ser inserido no sistema de controle 430 para controlar de modo inteligente a tubulação de estrangulamento 135 e opcionalmente a uma ou mais bombas de lama (não mostrado), para maximizar a taxa de fluxo de fluidos desconhecidos ao separador de lama e gás instrumentado 300 enquanto o mesmo é mantido em um estado operacional.

[0068] Em certas modalidades, o separador de lama e gás instrumentado 300 pode incluir um ou mais sensores de fluido (310 da Figura 3) que detectam um nível de fluido, uma ou mais ultrapassagens de limite e/ou um estado operacional do separador de lama e gás 300. O sensor de fluido (310 da Figura 3) pode emitir um sinal de sensor 410 indicativo do estado do separador de lama e gás 300, incluindo o nível de fluido, a ultrapassagem de um ou mais níveis de fluido limite e/ou o estado operacional do separador de lama e gás instrumentado 300 ao sistema de controle 430.

[0069] Em outras modalidades, o separador de lama e gás instrumentado 300 pode incluir um ou mais sensores de pressão (320 da Figura 3) que detectam um nível de pressão, uma ou mais ultrapassagens de limite ou um estado operacional do separador de lama e gás 300. O sensor de pressão (320 da Figura 3) pode emitir um sinal de sensor 410 indicativo do estado do separador de lama e gás 300, incluindo o nível de pressão, a ultrapassagem de um ou mais níveis de pressão limite e/ou o estado operacional do separador de lama e gás instrumentado 300 ao sistema de controle 430.

[0070] Em ainda outras modalidades, o separador de lama e gás instrumentado 300 pode incluir um ou mais sensores de fluido (310 da Figura 3) que detectam um nível de fluido, uma ou mais ultrapassagens de limite ou o estado operacional do separador de lama e gás instrumentado 300 e um ou mais sensores de pressão (320 da Figura 3) que detectam um nível de pressão, uma ou mais ultrapassagens de limite ou o estado operacional do separador de lama e gás instrumentado 300. Uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que o tipo ou espécie de separador de lama e gás instrumentado 300, e a saída detectada que o mesmo fornece, pode variar com base em uma aplicação ou projeto em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção.

[0071] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, o sistema de controle 430 pode receber, como entrada, informações relacionadas a, por exemplo, um ou mais dentre a pressão hidrostática da lama dentro do furo de poço 110, a pressão hidrostática da lama dentro do riser marinho 120, o tipo, espécie, tamanho, capacidade, classificação e topologia do agitador de xisto 140, separador de lama e gás instrumentado 300, tubulação de estrangulamento 135, riser 120, BOP 115 ou qualquer outro equipamento na sonda, a detecção ou expectativa de um influxo de fluidos de formação desconhecidos suspeitos de conter gás, um modelo de expansão/fluxo de gás e quaisquer outras informações que possam ser úteis para determinar a maneira mais eficiente de remover gás arrastado dos fluidos de retorno. Uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que as informações de entrada podem incluir vantajosamente informações que permitem que o sistema de controle 430 acomode variação no tipo, espécie, tamanho, capacidade, classificação e topologia de vários equipamentos usados que podem variar de sonda para sonda, porém podem ser limitadas às informações relacionadas à saída do sensor do separador de lama e gás instrumentado 300. Desse modo, uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que as informações de entrada recebidas podem variar com base em uma aplicação ou projeto em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção.

[0072] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, o sistema de controle 430 pode receber informações de entrada incluindo, porém sem limitação, dados de faixa operacional (por exemplo, 350 da Figura 3 ou corolário de pressão), dados de faixa de proteção contra sobrecarga (por exemplo, 360A da Figura 3 ou corolário de pressão), dados de faixa de proteção contra subcarga (por exemplo, 360B da Figura 3 ou corolário de pressão) ou quaisquer outros dados relacionados ao estado operacional do separador de lama e gás instrumentado 300 que permitam que o sistema de controle 430 controle de modo inteligente a tubulação de estrangulamento 135 e, opcionalmente, a uma ou mais bombas de lama (não mostradas) em vista do estado do separador de lama e gás instrumentado 300.

[0073] O sistema de controle 430 pode regular o estado da tubulação de estrangulamento 135 para maximizar a taxa de fluxo segura de fluidos desconhecidos ao separador de lama e gás instrumentado 300 de uma maneira inteligente, eficiente e automatizada com base em seu estado. Uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que um estado aberto ou fechado da tubulação de estrangulamento 135 é limitado por um estado completamente aberto e um estado completamente fechado com várias etapas incrementais entre os mesmos, o tamanho de etapa dos quais é tipicamente determinado pelo tipo ou espécie de tubulação de estrangulamento 135 usada. Desse modo, o sistema de controle 430 pode definir o estado da tubulação de estrangulamento 135 com base na entrada recebida e no método revelado no presente documento. O sistema de controle 430 pode receber entrada do separador de lama e gás instrumentado 300 relacionadas ao estado do separador de lama e gás 300.

[0074] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, se o nível de fluido e/ou pressão do separador de lama e gás 300 estiver dentro da faixa operacional (por exemplo, 350 da Figura 3 ou corolário de pressão), a tubulação de estrangulamento 135 pode ser completamente aberta ou, incrementalmente até estar completamente aberta, para maximizar expeditamente a taxa de fluxo. O grau ao qual a tubulação de estrangulamento 135 pode ser aberta pode depender do nível (ou níveis) detectado, o estado operacional do separador de lama e gás 300, de quão próximo o separador de lama e gás instrumentado 300 está de uma condição limite da faixa operacional, da faixa de proteção contra sobrecarga ou faixa de proteção contra subcarga e/ou da taxa de alteração do nível (ou níveis) detectado. Em uma ou mais modalidades da presente invenção, um método e um sistema para entrega controlada de fluidos desconhecidos identificam uma taxa de fluxo segura máxima para o retorno e o processamento de fluidos desconhecidos. Adicionalmente ao controle da tubulação de estrangulamento 135, em certas modalidades, o sistema de controle 430 pode controlar opcionalmente a taxa de fluxo de uma ou mais bombas de lama (não mostradas) que fornecem lama poço abaixo. Uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que, em várias operações, pode ser desejável parar, iniciar ou alterar a taxa de fluxo da lama sendo fornecia poço abaixo ao mesmo tempo que se controla a entrega de fluidos desconhecidos.

[0075] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, se os níveis detectados de fluido e/ou pressão do separador de lama e gás instrumentado 300 estiverem dentro da faixa operacional (por exemplo, 350 da Figura 3 ou corolário de pressão), indicando que o separador de lama e gás 300 pode suportar a taxa de fluxo dos fluidos desconhecidos que são atualmente inseridos, o sistema de controle 430 pode abrir a tubulação de estrangulamento 135 de uma maneira gradual em etapas. Contanto que o nível (ou níveis) detectado permaneça dentro da faixa operacional (por exemplo, 350 da Figura 3 ou corolário de pressão), o sistema de controle 430 pode continuar a abrir a tubulação de estrangulamento 135 gradualmente até que esteja completamente aberta ou manter a mesma no estado completamente aberto. Uma pessoa de habilidade comum na técnica perceberá que a maneira gradual em etapas em que a tubulação de estrangulamento 135 pode ser aberta pode variar com base na taxa de alteração dos níveis detectados de fluido e/ou pressão ou proximidade a níveis críticos. Se a taxa de alteração ou proximidade justificar, alguns múltiplos da alteração gradual em etapas podem ser usados para aumentar a taxa de fluxo até o máximo de uma maneira mais rápida. O múltiplo do tamanho de etapa gradual pode variar com base no tipo, espécie, tamanho, capacidade, classificação e tipologia do equipamento usado e nas taxas de fluxo esperadas e pode variar de sonda para sonda em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção.

[0076] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, se os níveis de fluido e/ou pressão detectados ultrapassarem o máximo de líquido operacional (por exemplo, 340A da Figura 3 ou corolário de pressão) e entrarem na faixa de proteção contra sobrecarga (por exemplo, 360A da Figura 3 ou corolário de pressão), o sistema de controle 430 pode fechar a tubulação de estrangulamento 135 de uma maneira gradual em etapas para impedir que o separador de lama e gás instrumentado 300 sobrecarregue. Se os níveis de fluido e/ou pressão detectados continuarem a aumentar, alguns múltiplos do tamanho de etapa gradual podem ser usados para fechar a tubulação de estrangulamento 135 de uma maneira mais rápida. O múltiplo do tamanho de etapa gradual pode variar com base no tipo, espécie, tamanho, capacidade, classificação e tipologia do equipamento usado e nas taxas de fluxo esperadas e pode variar de sonda para sonda em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção. Se os níveis de fluido e/ou pressão detectados atenderem ou excederem o nível de líquido crítico máximo (por exemplo, 330A da Figura 3 ou corolário de pressão), o sistema de controle 430 pode fechar completamente a tubulação de estrangulamento 135 para impedir sobrecarga onde fluidos desconhecidos podem ser inadvertida e perigosamente direcionados ao respiro de gás (270 da Figura 3).

[0077] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, se os níveis de fluido e/ou pressão detectados ultrapassarem o líquido operacional mínimo (por exemplo, 340B da Figura 3 ou corolário de pressão) e entrarem na faixa de proteção contra subcarga (por exemplo, 360B da Figura 3 ou corolário de pressão), o sistema de controle 430 pode fechar a tubulação de estrangulamento 135 de uma maneira gradual em etapas para impedir que o separador de lama e gás instrumentado 300 subcarregue. Se os níveis de fluido e/ou pressão detectados continuarem a diminuir, alguns múltiplos do tamanho de etapa gradual podem ser usados para fechar a tubulação de estrangulamento 135 de uma maneira mais rápida. O múltiplo do tamanho de etapa gradual pode variar com base no tipo, espécie, tamanho, capacidade, classificação e tipologia do equipamento usado e nas taxas de fluxo esperadas e pode variar de sonda para sonda em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção. Se os níveis de fluido e/ou pressão detectados atenderem ou caírem abaixo do nível de líquido crítico mínimo (por exemplo, 330B da Figura 3 ou corolário de pressão), o sistema de controle 430 pode fechar completamente a tubulação de estrangulamento 135 para impedir a subcarga onde gases arrastados podem ser inadvertida e perigosamente direcionados ao agitador de xisto 140.

[0078] Uma pessoa de habilidade comum na técnica perceberá que as ações tomadas pelo sistema de controle 430 podem ser determinadas pelo tipo, espécie, tamanho, capacidade, classificação e topologia do equipamento usado, suas características operacionais e as taxas de fluxo esperadas e podem variar de sonda para sonda em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção.

[0079] A Figura 5 mostra um diagrama de blocos de um sistema de perfuração submarina para entrega controlada de fluidos desconhecidos 500 em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção. O sistema de perfuração submarina 500 pode ser um sistema de MPD que permite a circulação em circuito fechado de fluidos e o gerenciamento de pressão na parte inferior de poço a partir da superfície. O controle de pressão na parte inferior de poço por aplicação de retropressão de superfície permite que o perfurador responda às condições de interior de poço mais rápido que, por exemplo, alterar os pesos de lama. Os sistemas de MPD incluem tipicamente um fechamento anular 440 que pode vedar de modo controlável o riser marinho 120. O fechamento anular 440 pode ser um RCD, um DSIT ou outro dispositivo ou sistema de gerenciamento de pressão ativo que veda de modo controlável o riser marinho 120.

[0080] Os sistemas de MPD incluem, adicionalmente à primeira tubulação de estrangulamento 135A (tipicamente uma tubulação de estrangulamento de controle de poço), uma segunda tubulação de estrangulamento 135B (frequentemente, uma tubulação de estrangulamento de MPD dedicada) para gerenciar retropressão de superfície. Uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que a tubulação de estrangulamento de controle de poço 135A e a tubulação de estrangulamento de MPD 135B servem, de modo geral, ao mesmo propósito, mas podem não ser o mesmo tipo ou espécie de tubulação e podem variar uma em relação à outra com base em uma aplicação ou projeto em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção. Os fluidos podem ser retornados do BOP 115 para os sistemas de fluidos dispostos na plataforma 130 por meio da linha de retorno de fluido de furo de poço 117 que direciona o fluxo de fluido à tubulação de estrangulamento de controle de poço 135A. Os fluidos podem ser retornados do riser marinho 120 através da linha de retorno de fluido do riser 422 que direciona o fluxo de fluido para a tubulação de estrangulamento de MPD 135B. Em certas modalidades, um único separador de lama e gás instrumentado 300 pode ser usado. A saída de fluido de tubulações de estrangulamento 135A e 135B pode ser direcionada ao separador de lama e gás instrumentado 300 para fornecer a entrega controlada de fluidos desconhecidos (não mostrado) de uma maneira inteligente, eficiente e automatizada que aumenta substancialmente a segurança.

[0081] Durante as operações de perfuração normais, os fluidos (não mostrados) podem ser retornados do BOP 115 para os sistemas de fluidos dispostos na plataforma 130 por meio da linha de retorno de fluido de furo de poço 117 que direciona o fluxo de fluido à tubulação de estrangulamento 135A (tipicamente uma tubulação de estrangulamento de controle de poço). Os fluidos podem ser também retornados do riser marinho 120 através da linha de fluido de retorno do riser 422 que também direciona o fluxo de fluido para a tubulação de estrangulamento 135B (frequentemente uma tubulação de estrangulamento de MPD). Quando os fluidos desconhecidos (não mostrados) dentro do furo de poço 110 e/ou riser marinho 120 são suspeitos de conter gás, o sistema de controle 430 pode controlar automaticamente as tubulações de estrangulamento 135A e 135B e, opcionalmente, a uma ou mais bombas de lama (não mostradas), para agilizar a remoção dos fluidos desconhecidos com gases arrastados e processar os mesmos de uma maneira eficiente. Por exemplo, quando há um influxo não intencional de fluidos de formação suspeitos de conterem gás, o separador de lama e gás instrumentado 300 pode ser usado para remover o gás durante, por exemplo, operações de kill de poço que circulam para fora de um kick suspeito ou conhecido. Quando um kick é suspeito ou detectado, o BOP 115 e o fechamento anular 440 podem ser fechados para impedir fluxo de fluido indesejado adicional e a uma ou mais bombas de lama (não mostrado) podem ser interrompidas. Os fluidos de retorno do furo de poço 110 podem ser direcionados através da linha de fluido 137A e/ou fluidos de retorno do riser marinho 120 podem ser direcionados através da linha de fluido 137B para o separador de lama e gás instrumentado 300 para remover o gás arrastado dos fluidos de retorno. Uma vez que o gás tenha sido removido, os fluidos desgaseificados podem ser enviados através da linha de fluido 138 ao agitador de xisto 140 para remover cortes e sólidos e preparar os fluidos para reutilização. Os fluidos de perfuração desgaseificados e limpos podem, então, ser reciclados para uso adicional poço abaixo 142.

[0082] A fim de remover gás arrastado da maneira mais eficiente e rápida, o sinal (ou sinais) de sensor de saída 410 do separador de lama e gás instrumentado 300 pode ser inserido no sistema de controle 430 para controlar de modo inteligente as tubulações de estrangulamento 135A e 135B e opcionalmente a uma ou mais bombas de lama (não mostrado), para maximizar a taxa de fluxo de fluidos desconhecidos ao separador de lama e gás instrumentado 300 enquanto o mesmo é mantido em um estado operacional.

[0083] Em certas modalidades, o separador de lama e gás instrumentado 300 pode incluir um ou mais sensores de fluido (310 da Figura 3) que detectam um nível de fluido, uma ou mais ultrapassagens de limite e/ou um estado operacional do separador de lama e gás 300. O sensor de fluido (310 da Figura 3) pode emitir um sinal de sensor 410 indicativo do estado do separador de lama e gás 300, incluindo o nível de fluido, a ultrapassagem de um ou mais níveis de fluido limite e/ou o estado operacional do separador de lama e gás instrumentado 300 ao sistema de controle 430.

[0084] Em outras modalidades, o separador de lama e gás instrumentado 300 pode incluir um ou mais sensores de pressão (320 da Figura 3) que detectam um nível de pressão, uma ou mais ultrapassagens de limite ou um estado operacional do separador de lama e gás 300. O sensor de pressão (320 da Figura 3) pode emitir um sinal de sensor 410 indicativo do estado do separador de lama e gás 300, incluindo o nível de pressão, a ultrapassagem de um ou mais níveis de pressão limite e/ou o estado operacional do separador de lama e gás instrumentado 300 ao sistema de controle 430.

[0085] Em ainda outras modalidades, o separador de lama e gás instrumentado 300 pode incluir um ou mais sensores de fluido (310 da Figura 3) que detectam um nível de fluido, uma ou mais ultrapassagens de limite ou o estado operacional do separador de lama e gás instrumentado 300 e um ou mais sensores de pressão (320 da Figura 3) que detectam um nível de pressão, uma ou mais ultrapassagens de limite ou o estado operacional do separador de lama e gás instrumentado 300. Uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que o tipo ou espécie de separador de lama e gás instrumentado 300, e a saída detectada que o mesmo fornece, pode variar com base em uma aplicação ou projeto em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção.

[0086] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, o sistema de controle 430 pode receber, como entrada, informações relacionadas a, por exemplo, um ou mais dentre a pressão hidrostática da lama dentro do furo de poço 110, a pressão hidrostática da lama dentro do riser marinho 120, o tipo, espécie, tamanho, capacidade, classificação e topologia do agitador de xisto 140, separador de lama e gás instrumentado 300, tubulação de estrangulamento 135A, tubulação de estrangulamento 135B, riser 120, BOP 115 ou qualquer outro equipamento na sonda, a detecção ou expectativa de um influxo de fluidos de formação desconhecidos suspeitos de conter gás, um modelo de expansão/fluxo de gás e quaisquer outras informações que possam ser úteis para determinar a maneira mais eficiente de remover gás arrastado dos fluidos de retorno. Uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que as informações de entrada podem incluir vantajosamente informações que permitem que o sistema de controle 430 acomode variação no tipo, espécie, tamanho, capacidade, classificação e topologia de vários equipamentos usados que podem variar de sonda para sonda, porém podem ser limitadas às informações relacionadas à saída do sensor do separador de lama e gás instrumentado 300. Desse modo, uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que as informações de entrada recebidas podem variar com base em uma aplicação ou projeto em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção.

[0087] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, o sistema de controle 430 pode receber informações de entrada incluindo, porém sem limitação, dados de faixa operacional (por exemplo, 350 da Figura 3 ou corolário de pressão), dados de faixa de proteção contra sobrecarga (por exemplo, 360A da Figura 3 ou corolário de pressão), dados de faixa de proteção contra subcarga (por exemplo, 360B da Figura 3 ou corolário de pressão) ou quaisquer outros dados relacionados ao estado operacional do separador de lama e gás instrumentado 300 que permitam que o sistema de controle 430 controle de modo inteligente a tubulação de estrangulamento 135 e, opcionalmente, a uma ou mais bombas de lama (não mostradas) em vista do estado do separador de lama e gás instrumentado 300.

[0088] O sistema de controle 430 pode regular o estado das tubulações de estrangulamento 135A e 135B para maximizar a taxa de fluxo de segurança de fluidos desconhecidos para o separador de lama e gás instrumentado 300 de uma maneira inteligente, eficiente e automatizada com base em seu estado. Uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que um estado aberto ou fechado de cada uma dentre as tubulações de estrangulamento 135A e 135B é limitado por um estado completamente aberto e um estado completamente fechado com diversas etapas graduais entre os mesmos, cujo tamanho da etapa é tipicamente determinado pelo tipo ou espécie de tubulação de estrangulamento usada. Desse modo, o sistema de controle 430 pode definir o estado das tubulações de estrangulamento 135A e 135B com base na entrada recebida e no método revelado no presente documento. O sistema de controle 430 pode receber entrada do separador de lama e gás instrumentado 300 relacionadas ao estado do separador de lama e gás 300.

[0089] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, se os níveis de fluido e/ou pressão detectados do separador de lama e gás instrumentado 300 estiverem dentro da faixa operacional (por exemplo, 350 da Figura 3 ou corolário de pressão), as tubulações de estrangulamento 135A e/ou 135B podem ser abertas até algum grau. O grau até o qual as tubulações de estrangulamento 135A e/ou 135B podem ser abertas pode depender do nível (ou níveis) detectado, do estado operacional do separador de lama e gás 300, de quão perto o separador de lama e gás instrumentado 300 está de uma condição limite da faixa operacional, da faixa de proteção contra sobrecarga ou da faixa de proteção contra subcarga e/ou da taxa de alteração do nível (ou níveis) detectado. Em uma ou mais modalidades da presente invenção, um método e um sistema para entrega controlada de fluidos desconhecidos identificam uma taxa de fluxo segura máxima para o retorno e o processamento de fluidos desconhecidos. Adicionalmente ao controle da tubulações de estrangulamento 135A e/ou 135B, em certas modalidades, o sistema de controle 430 pode controlar opcionalmente a taxa de fluxo de uma ou mais bombas de lama (não mostradas) que fornecem lama poço abaixo. Uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que, em várias operações, pode ser desejável parar, iniciar ou alterar a taxa de fluxo da lama sendo fornecia poço abaixo ao mesmo tempo que se controla a entrega de fluidos desconhecidos.

[0090] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, se os níveis detectados de fluido e/ou pressão do separador de lama e gás instrumentado 300 estiverem dentro da faixa operacional (por exemplo, 350 da Figura 3 ou corolário de pressão), indicando que o separador de lama e gás 300 pode suportar a taxa de fluxo dos fluidos desconhecidos que são atualmente inseridos, o sistema de controle 430 pode abrir as tubulações de estrangulamento 135A e 135B de uma maneira gradual em etapas. Contanto que o nível (ou níveis) detectado permaneça dentro da faixa operacional (por exemplo, 350 da Figura 3 ou corolário de pressão), o sistema de controle 430 pode continuar a abrir as tubulações de estrangulamento 135A e 135B gradualmente até que esteja completamente aberta ou manter a mesma no estado completamente aberto. Uma pessoa de habilidade comum na técnica perceberá que a maneira gradual em etapas em que as tubulações de estrangulamento 135A e 135B podem ser abertas pode variar com base na taxa de alteração dos níveis detectados de fluido e/ou pressão ou proximidade a níveis críticos. Se a taxa de alteração ou proximidade justificar, alguns múltiplos da alteração gradual em etapas podem ser usados para aumentar a taxa de fluxo até o máximo de uma maneira mais rápida. O múltiplo do tamanho de etapa gradual pode variar com base no tipo, espécie, tamanho, capacidade, classificação e tipologia do equipamento usado e nas taxas de fluxo esperadas e pode variar de sonda para sonda em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção.

[0091] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, se os níveis de fluido e/ou pressão detectados ultrapassarem o máximo de líquido operacional (por exemplo, 340A da Figura 3 ou corolário de pressão) e entrarem na faixa de proteção contra sobrecarga (por exemplo, 360A da Figura 3 ou corolário de pressão), o sistema de controle 430 pode fechar as tubulações de estrangulamento 135a e 135b de uma maneira gradual em etapas para impedir que o separador de lama e gás instrumentado 300 sobrecarregue. Se os níveis de fluido e/ou pressão detectados continuarem a aumentar, alguns múltiplos do tamanho de etapa gradual podem ser usados para fechar as tubulações de estrangulamento 135A e 135B de uma maneira mais rápida. O múltiplo do tamanho de etapa gradual pode variar com base no tipo, espécie, tamanho, capacidade, classificação e tipologia do equipamento usado e nas taxas de fluxo esperadas e pode variar de sonda para sonda em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção. Se os níveis de fluido e/ou pressão detectados atenderem ou excederem o nível de líquido crítico máximo (por exemplo, 330A da Figura 3 ou corolário de pressão), o sistema de controle 430 pode fechar completamente as tubulações de estrangulamento 135A e 135B para impedir sobrecarga onde fluidos desconhecidos podem ser inadvertida e perigosamente direcionados ao respiro de gás (270 da Figura 3).

[0092] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, se os níveis de fluido e/ou pressão detectados ultrapassarem o líquido operacional mínimo (por exemplo, 340B da Figura 3 ou corolário de pressão) e entrarem na faixa de proteção contra subcarga (por exemplo, 360B da Figura 3 ou corolário de pressão), o sistema de controle 430 pode fechar as tubulações de estrangulamento 135a e 135b de uma maneira gradual em etapas para impedir que o separador de lama e gás instrumentado 300 subcarregue. Se os níveis de fluido e/ou pressão detectados continuarem a diminuir, alguns múltiplos do tamanho de etapa gradual podem ser usados para fechar as tubulações de estrangulamento 135A e 135B de uma maneira mais rápida. O múltiplo do tamanho de etapa gradual pode variar com base no tipo, espécie, tamanho, capacidade, classificação e tipologia do equipamento usado e nas taxas de fluxo esperadas e pode variar de sonda para sonda em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção. Se os níveis de fluido e/ou pressão detectados atenderem ou caírem abaixo do nível de líquido crítico mínimo (por exemplo, 330B da Figura 3 ou corolário de pressão), o sistema de controle 430 pode fechar completamente as tubulações de estrangulamento 135A e 135B para impedir a subcarga onde gases arrastados podem ser inadvertida e perigosamente direcionados ao agitador de xisto 140.

[0093] Se o sistema de controle 430 receber entrada indicando onde os fluidos desconhecidos suspeitos de conter gás estão localizados, tal como, furo de poço 110, riser marinho 120 ou ambos, o sistema de controle 430 pode controlar de modo independente ou colaborativo as tubulações de estrangulamento 135A e 135B. Por exemplo, caso se acredite que os fluidos desconhecidos suspeitos de conter gás contêm gás estão no furo de poço 110, mas não no riser marinho 120, o sistema de controle 430 pode reduzir ou interromper o fluxo da tubulação de estrangulamento 135B para maximizar a taxa de fluxo fora da tubulação de estrangulamento 135A. Similarmente, caso se acredite que os fluidos desconhecidos suspeitos de conter gás estão no riser marinho 120, mas não no furo de poço 110, o sistema de controle 430 pode reduzir ou interromper o fluxo da tubulação de estrangulamento 135A para maximizar a taxa de fluxo fora da tubulação de estrangulamento 135B. Caso se acredite que os fluidos desconhecidos suspeitos de conter gás estão presentes tanto no furo de poço 110 quanto no riser marinho 120, o sistema de controle 430 pode controlar as tubulações de estrangulamento 135A e 135B de uma maneira similar, potencialmente ajustadas para diferir quantidades de fluidos de retorno que se acredita que estejam presentes e/ou diferenças no tipo ou espécie da tubulação de estrangulamento, para garantir que tanto o furo de poço 110 quanto o riser marinho 120 sejam circulados consequentemente. Entretanto, com base na entrada, o sistema de controle 430 pode favorecer uma ou outra das tubulações de estrangulamento 135A e 135B, por exemplo, com o uso de um tamanho de etapa maior ou múltiplo ao realiza uma alteração. Tal abordagem pode ser útil quando a quantidade esperada de fluidos desconhecidos é substancialmente maior no furo de poço 110 ou no riser marinho 120, permitindo, assim, que o sistema de controle 430 remova com segurança e eficiência os fluidos desconhecidos suspeitos de conter gás.

[0094] Uma pessoa de habilidade comum na técnica perceberá que as ações tomadas pelo sistema de controle 430 podem ser determinadas pelo tipo, espécie, tamanho, capacidade, classificação e topologia do equipamento usado, suas características operacionais e as taxas de fluxo esperadas e podem variar de sonda para sonda em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção.

[0095] A Figura 6 mostra um diagrama de blocos de um sistema de perfuração submarina para entrega controlada de fluidos desconhecidos 600 em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção. O sistema de perfuração submarina 600 pode ser um sistema de MPD que permite a circulação em circuito fechado de fluidos e o gerenciamento de pressão na parte inferior de poço a partir da superfície. O controle de pressão na parte inferior de poço por aplicação de retropressão de superfície permite que o perfurador responda às condições de interior de poço mais rápido que, por exemplo, alterar os pesos de lama. Os sistemas de MPD incluem tipicamente um fechamento anular 440 que pode vedar de modo controlável o riser marinho 120. O fechamento anular 440 pode ser um RCD, um DSIT ou outro dispositivo ou sistema de gerenciamento de pressão ativo que veda de modo controlável o riser marinho 120.

[0096] Os sistemas de MPD incluem, adicionalmente à tubulação de estrangulamento de controle de poço 135A, uma tubulação de estrangulamento de MPD dedicada 135B para gerenciar retropressão de superfície. Uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que a tubulação de estrangulamento de controle de poço 135A e a tubulação de estrangulamento de MPD 135B servem, de modo geral, ao mesmo propósito, mas podem não ser o mesmo tipo ou espécie de tubulação e podem variar uma em relação à outra com base em uma aplicação ou projeto em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção. Os fluidos podem ser retornados do BOP 115 para os sistemas de fluidos dispostos na plataforma 130 através da linha de retorno de fluido de furo de poço 117 que alimenta a tubulação de estrangulamento de controle de poço 135A que direciona o fluxo de fluidos para um primeiro separador de lama e gás instrumentado 300A. Os fluidos podem ser também retornados do riser marinho 120 através da linha de retorno de fluido do riser 422 que alimenta a tubulação de estrangulamento de MPD 135B que direciona o fluxo de fluidos para um segundo separador de lama e gás instrumentado 300B. A saída de fluido de tubulações de estrangulamento 135A e 135B pode ser direcionada aos separadores de lama e gás instrumentados 300a e 300B para fornecer a entrega controlada de fluidos desconhecidos (não mostrado) de uma maneira inteligente, eficiente e automatizada que aumenta substancialmente a segurança.

[0097] Durante as operações de perfuração normais, os fluidos (não mostrados) podem ser retornados do BOP 115 para os sistemas de fluidos dispostos na plataforma 130 por meio da linha de retorno de fluido de furo de poço 117 que direciona o fluxo de fluido à tubulação de estrangulamento 135A (tipicamente uma tubulação de estrangulamento de controle de poço) e ao separador de lama e gás instrumentado 300A. Os fluidos podem ser também retornados do riser marinho 120 através da linha de fluido de retorno do riser 422 que direciona o fluxo de fluido para a tubulação de estrangulamento 135B (frequentemente uma tubulação de estrangulamento de MPD) e o separador de lama e gás instrumentado 300B. Quando os fluidos desconhecidos (não mostrados) dentro do furo de poço 110 e/ou riser marinho 120 são suspeitos de conter gás, o sistema de controle 430 pode controlar automaticamente as tubulações de estrangulamento 135A e 135B e, opcionalmente, a uma ou mais bombas de lama (não mostradas), para agilizar a remoção dos fluidos desconhecidos com gases arrastados e processar os mesmos de uma maneira eficiente. Por exemplo, quando há um influxo não intencional de fluidos de formação suspeitos de conterem gás, os separadores de lama e gás instrumentados 300a e 300b pode ser usado para remover o gás durante, por exemplo, operações de kill de poço que circulam para fora de um kick suspeito ou conhecido. Quando um kick é suspeito ou detectado, o BOP 115 e o fechamento anular 440 podem ser fechados para impedir fluxo de fluido indesejado adicional e a uma ou mais bombas de lama (não mostrado) podem ser interrompidas. Os fluidos de retorno do furo de poço 110 podem ser direcionados através da linha de fluido 137A ao separador de lama e gás instrumentado 300A e/ou fluidos de retorno do riser marinho 120 podem ser direcionados através da linha de fluido 137B para o separador de lama e gás instrumentado 300B para remover o gás arrastado dos fluidos de retorno. Uma vez que o gás tenha sido removido, os fluidos desgaseificados podem ser enviados através da linha de fluido 138A e 138B ao agitador de xisto 140 para remover cortes e sólidos e preparar os fluidos para reutilização. Os fluidos de perfuração desgaseificados e limpos podem, então, ser reciclados para uso adicional poço abaixo 142.

[0098] A fim de remover gás arrastado da maneira mais eficiente e rápida, o sinal (ou sinais) de sensor de saída 410 dos separadores de lama e gás instrumentados 300A e 300B pode ser inserido no sistema de controle 430 para controlar de modo inteligente as tubulações de estrangulamento 135A e 135B e opcionalmente a uma ou mais bombas de lama (não mostrado), para maximizar a taxa de fluxo de fluidos desconhecidos aos separadores de lama e gás instrumentados 300A e 300B enquanto o mesmo é mantido em um estado operacional.

[0099] Em certas modalidades, um ou ambos os separadores de lama e gás instrumentados 300A e 300B podem incluir um ou mais sensores de fluido (310 da Figura 3) que detectam um nível de fluido, uma ou mais ultrapassagens de limite e/ou um estado operacional dos separadores de lama e gás instrumentados 300A e 300B. O sensor de fluido (310 da Figura 3) pode emitir um sinal de sensor 410 indicativo do estado dos separadores de lama e gás 300A e 300B, incluindo o nível de fluido, a ultrapassagem de um ou mais níveis de fluido limite e/ou o estado operacional dos separadores de lama e gás instrumentado 300A e 300B ao sistema de controle 430.

[00100] Em outras modalidades, um ou ambos os separadores de lama e gás instrumentados 300A e 300B podem incluir um ou mais sensores de pressão (320 da Figura 3) que detectam um nível de pressão, uma ou mais ultrapassagens de limite ou um estado operacional dos separadores de lama e gás instrumentados 300A e 300B. O sensor de pressão (320 da Figura 3) pode emitir um sinal de sensor 410 indicativo do estado dos separadores de lama e gás 300A e 300B, incluindo o nível de pressão, a ultrapassagem de um ou mais níveis de pressão limite e/ou o estado operacional dos separadores de lama e gás instrumentado 300A e 300B ao sistema de controle 430.

[00101] Em ainda outras modalidades, os separadores de lama e gás instrumentados 300A e 300B podem incluir um ou mais sensores de fluido (310 da Figura 3) que detectam um nível de fluido, uma ou mais ultrapassagens de limite ou o estado operacional dos separadores de lama e gás instrumentados 300A e 300B e um ou mais sensores de pressão (320 da Figura 3) que detectam um nível de pressão, uma ou mais ultrapassagens de limite ou o estado operacional dos separadores de lama e gás instrumentados 300A e 300B. Uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que o tipo ou espécie dos separadores de lama e gás instrumentado 300A e 300B, e a saída detectada que os mesmos fornecem, pode variar com base em uma aplicação ou projeto em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção.

[00102] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, o sistema de controle 430 pode receber, como entrada, informações relacionadas a, por exemplo, um ou mais dentre a pressão hidrostática da lama dentro do furo de poço 110, a pressão hidrostática da lama dentro do riser marinho 120, o tipo, espécie, tamanho, capacidade, classificação e topologia do agitador de xisto 140, separadores de lama e gás instrumentados 300a e 300b, tubulação de estrangulamento 135A, tubulação de estrangulamento 135B, riser 120, BOP 115 ou qualquer outro equipamento na sonda, a detecção ou expectativa de um influxo de fluidos de formação desconhecidos suspeitos de conter gás, um modelo de expansão/fluxo de gás e quaisquer outras informações que possam ser úteis para determinar a maneira mais eficiente de remover gás arrastado dos fluidos de retorno. Uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que as informações de entrada podem incluir vantajosamente informações que permitem que o sistema de controle 430 acomode variação no tipo, espécie, tamanho, capacidade, classificação e topologia de vários equipamentos usados que podem variar de sonda para sonda, porém podem ser limitadas às informações relacionadas à saída do sensor dos separadores de lama e gás instrumentados 300a e 300b. Desse modo, uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que as informações de entrada recebidas podem variar com base em uma aplicação ou projeto em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção.

[00103] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, o sistema de controle 430 pode receber informações de entrada incluindo, porém sem limitação, dados de faixa operacional (por exemplo, 350 da Figura 3 ou corolário de pressão), dados de faixa de proteção contra sobrecarga (por exemplo, 360A da Figura 3 ou corolário de pressão), dados de faixa de proteção contra subcarga (por exemplo, 360B da Figura 3 ou corolário de pressão) ou quaisquer outros dados relacionados ao estado operacional de cada um dos separadores de lama e gás instrumentados 300A e 300B que permitam que o sistema de controle 430 controle de modo inteligente as tubulações de estrangulamento 135A e 135B e, opcionalmente, a uma ou mais bombas de lama (não mostradas) em vista do estado dos separadores de lama e gás instrumentados 300A e 300B.

[00104] O sistema de controle 430 pode regular o estado das tubulações de estrangulamento 135A e 135B para maximizar a taxa de fluxo de segurança de fluidos desconhecidos para os separadores de lama e gás instrumentados 300A e 300B de uma maneira inteligente, eficiente e automatizada com base em seu estado. Uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que um estado aberto ou fechado de cada uma dentre as tubulações de estrangulamento 135A e 135B é limitado por um estado completamente aberto e um estado completamente fechado com diversas etapas graduais entre os mesmos, cujo tamanho da etapa é tipicamente determinado pelo tipo ou espécie de tubulação de estrangulamento usada. Desse modo, o sistema de controle 430 pode definir o estado das tubulações de estrangulamento 135A e 135B com base na entrada recebida e no método revelado no presente documento. O sistema de controle 430 pode receber entrada dos separadores de lama e gás instrumentados 300A e 300B relacionadas ao estado dos separadores de lama e gás instrumentados 300A e 300B.

[00105] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, se os níveis de fluido e/ou pressão detectados de um dado separador de lama e gás instrumentado 300A e/ou 300B estiverem dentro da faixa operacional (por exemplo, 350 da Figura 3 ou corolário de pressão), as tubulações de estrangulamento 135A e/ou 135B podem ser abertas até algum grau. O grau até o qual as tubulações de estrangulamento 135A e/ou 135B podem ser abertas pode depender do nível (ou níveis) detectado, do estado operacional dos separadores de lama e gás instrumentados 300a e 300b, de quão perto os separadores de lama e gás instrumentados 300a e 300b estão de uma condição limite da faixa operacional, da faixa de proteção contra sobrecarga ou da faixa de proteção contra subcarga e/ou da taxa de alteração do nível (ou níveis) detectado. Em uma ou mais modalidades da presente invenção, um método e um sistema para entrega controlada de fluidos desconhecidos identificam uma taxa de fluxo segura máxima para o retorno e o processamento de fluidos desconhecidos. Adicionalmente ao controle da tubulações de estrangulamento 135A e/ou 135B, em certas modalidades, o sistema de controle 430 pode controlar opcionalmente a taxa de fluxo de uma ou mais bombas de lama (não mostradas) que fornecem lama poço abaixo. Uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que, em várias operações, pode ser desejável parar, iniciar ou alterar a taxa de fluxo da lama sendo fornecia poço abaixo ao mesmo tempo que se controla a entrega de fluidos desconhecidos.

[00106] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, se os níveis de fluido e/ou pressão detectados do separador de lama e gás instrumentado 300A e/ou do separador de lama e gás instrumentado 300B estiverem dentro da faixa operacional (por exemplo, 350 da Figura 3 ou corolário de pressão), indicando que o respectivo separador de lama e gás 300A e/ou 300B pode lidar com a taxa de fluxo dos fluidos desconhecidos atualmente sendo inseridos, o sistema de controle 430 pode abrir a respectiva tubulação de estrangulamento 135A e/ou 135B de uma maneira gradual em etapas. Contanto que o nível (ou níveis) detectado permaneça dentro da faixa operacional (por exemplo, 350 da Figura 3 ou corolário de pressão), o sistema de controle 430 pode continuar a abrir a respectiva tubulação de estrangulamento 135A e/ou 135B gradualmente até que esteja completamente aberta ou manter a mesma no estado completamente aberto. Uma pessoa de habilidade comum na técnica perceberá que a maneira gradual em etapas em que as tubulações de estrangulamento 135a e/ou 135b podem ser abertas pode variar com base na taxa de alteração dos níveis detectados de fluido e/ou pressão ou proximidade a níveis críticos. Se a taxa de alteração ou proximidade justificar, alguns múltiplos da alteração gradual em etapas podem ser usados para aumentar a taxa de fluxo até o máximo de uma maneira mais rápida. O múltiplo do tamanho de etapa gradual pode variar com base no tipo, espécie, tamanho, capacidade, classificação e tipologia do equipamento usado e nas taxas de fluxo esperadas e pode variar de sonda para sonda em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção.

[00107] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, se os níveis de fluido e/ou pressão detectados de um dado separador de lama e gás instrumentado 300A e/ou 300B ultrapassarem o máximo de líquido operacional (por exemplo, 340A da Figura 3 ou corolário de pressão) e entrar na faixa de proteção contra sobrecarga (por exemplo, 360A da Figura 3 ou corolário de pressão), o sistema de controle 430 pode fechar a respectiva tubulação de estrangulamento 135A e/ou 135B de uma maneira gradual em etapas para impedir que o respectivo separador de lama e gás instrumentado 300A e/ou 300B sobrecarregue. Se os níveis de fluido e/ou pressão detectados continuarem a aumentar, alguns múltiplos do tamanho de etapa gradual podem ser usados para fechar as tubulações de estrangulamento 135A e/ou 135B de uma maneira mais rápida. O múltiplo do tamanho de etapa gradual pode variar com base no tipo, espécie, tamanho, capacidade, classificação e tipologia do equipamento usado e nas taxas de fluxo esperadas e pode variar de sonda para sonda em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção. Se os níveis de fluido e/ou pressão detectados atenderem ou excederem o nível de líquido crítico máximo (por exemplo, 330A da Figura 3 ou corolário de pressão), o sistema de controle 430 pode fechar completamente as tubulações de estrangulamento 135A e 135B para impedir sobrecarga onde fluidos desconhecidos podem ser inadvertida e perigosamente direcionados ao respiro de gás (270 da Figura 3).

[00108] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, se os níveis de fluido e/ou pressão detectados de um dado separador de lama e gás instrumentado 300A e/ou 300B ultrapassarem o mínimo de líquido operacional (por exemplo, 340B da Figura 3 ou corolário de pressão) e entrarem na faixa de projetação contra subcarga (por exemplo, 360B da Figura 3 ou corolário de pressão), o sistema de controle 430 pode fechar a respectiva tubulação de estrangulamento 135A e/ou 135B de uma maneira gradual em etapas para impedir que o respectivo separador de lama e gás instrumentado 300A e/ou 300B subcarregue. Se os níveis de fluido e/ou pressão detectados continuarem a diminuir, alguns múltiplos do tamanho de etapa gradual podem ser usados para fechar as tubulações de estrangulamento 135A e/ou 135B de uma maneira mais rápida. O múltiplo do tamanho de etapa gradual pode variar com base no tipo, espécie, tamanho, capacidade, classificação e tipologia do equipamento usado e nas taxas de fluxo esperadas e pode variar de sonda para sonda em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção. Se os níveis de fluido e/ou pressão detectados atenderem ou caírem abaixo do nível de líquido crítico mínimo (por exemplo, 330B da Figura 3 ou corolário de pressão), o sistema de controle 430 pode fechar completamente as tubulações de estrangulamento 135A e 135B para impedir a subcarga onde gases arrastados podem ser inadvertida e perigosamente direcionados ao agitador de xisto 140.

[00109] Uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que, devido ao fato de que cada tubulação de estrangulamento 135A e 135B tem separados de lama e gás dedicados 300A e 300B, respectivamente, o sistema de controle 430 pode maximizar a taxa de fluxo para cada uma das tubulações de estrangulamento 135A e 135B independentemente uma da outra, com base no estado de seus respectivos separados de lama e gás 300A e 300B. Entretanto, se os separadores de lama e gás 300a e 300b alimentarem ao mesmo, por exemplo, agitador de xisto 140, considerações a jusante podem ser consideradas e as tubulações de estrangulamento 135a e 135b podem ser ajustadas de uma maneira colaborativa para maximizar a remoção de gases arrastados sem sobrecarregar os sistemas de processamento de fluidos.

[00110] Uma pessoa de habilidade comum na técnica perceberá que as ações tomadas pelo sistema de controle 430 podem ser determinadas pelo tipo, espécie, tamanho, capacidade, classificação e topologia do equipamento usado, suas características operacionais e as taxas de fluxo esperadas e podem variar de sonda para sonda em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção.

[00111] A Figura 7 mostra um método 700 de entrega controlada de fluidos desconhecidos de acordo com uma ou mais modalidades da presente invenção.

[00112] Em certas modalidades, tais como aquelas que incluem uma tubulação de estrangulamento e um separador de lama e gás instrumentado ou aquelas que incluem duas tubulações de estrangulamento e dois separadores de lama e gás instrumentados, na etapa 710, um sistema de controle pode receber informações de configuração sobre um sistema de perfuração. As informações de configuração podem incluir, por exemplo, o tipo, espécie, classificação e especificações operacionais do equipamento que pode estar na sonda. Por exemplo, as informações podem incluir o tipo, espécie, classificação e especificações operacionais da tubulação (ou tubulações) de estrangulamento e do separador (ou separadores) de lama e gás instrumentado que permitem que o sistema de controle manipule a tubulação (ou tubulações) de estrangulamento. Na etapa 720, a tubulação (ou tubulações) de estrangulamento pode ser calibrada de modo que o sistema de controle possa controlar o estado aberto e fechado da tubulação (ou tubulações) de estrangulamento de uma maneira precisa. Por exemplo, cada tubulação de estrangulamento pode ter um estado completamente aberto, um estado completamente fechado e diversos estados intermediários que podem ser analógicos ou digitais, e a calibração permite que o sistema de controle altere o estado da tubulação (ou tubulações) de estrangulamento e uma maneira gradual ou programável com resultados previsíveis no respectivo estrangulamento. Na etapa 730, o sistema de controle pode receber o sinal (ou sinais) de sensor do separador (ou separadores) de lama e gás instrumentado indicativo do estado do separador (ou separadores) de lama e gás instrumentado. O sinal (ou sinais) de sensor pode compreender uma indicação de um ou mais dentre um nível de fluido, uma ultrapassagem de um ou mais níveis de fluido limite, um nível de pressão, uma ultrapassagem de um ou mais níveis de pressão limite e um estado operacional do separador (ou separadores) de lama e gás instrumentado. Na etapa 740, o sistema de controle pode receber informações de entrada relacionadas à localização suspeita de fluidos desconhecidos que se acredita que contenham gás.

[00113] Na etapa 750, o sistema de controle pode conter um estado da tubulação (ou tubulações) de estrangulamento com base no sinal (ou sinais) de sensor. Se os níveis de fluido e/ou pressão detectados do separador (ou separadores) de lama e gás instrumentado estiverem dentro de uma faixa operacional, o sistema de controle pode abrir a respectiva tubulação (ou tubulações) de estrangulamento de uma maneira gradual em etapas. Contanto que o nível (ou níveis) detectado permaneça dentro da faixa operacional, o sistema de controle pode continuar a abrir a respectiva tubulação (ou tubulações) de estrangulamento até ser completamente aberta ou manter o estado completamente aberto.

[00114] Se os níveis de fluido e/ou pressão detectados do separador (ou separadores) de lama e gás instrumentado ultrapassarem o máximo de líquido operacional e entrarem na faixa de proteção contra sobrecarga, o sistema de controle pode fechar a respectiva tubulação (ou tubulações) de estrangulamento de uma maneira gradual em etapas para impedir que o respectivo separador (ou separadores) de lama e gás instrumentado sobrecarregue. Se os níveis de fluido e/ou pressão detectados continuarem a aumentar, alguns múltiplos do tamanho de etapa gradual podem ser usados para fechar a respectiva tubulação (ou tubulações) de estrangulamento de uma maneira mais rápida. Se os níveis de fluido e/ou pressão detectados alcançarem ou excederem nível de líquido crítico máximo, o sistema de controle pode fechar completamente a respectiva tubulação (ou tubulações) de estrangulamento para impedir sobrecarga onde os fluidos desconhecidos podem ser inadvertida e perigosamente direcionados ao respiro de gás.

[00115] Se os níveis de fluido e/ou pressão detectados do separador (ou separadores) de lama e gás instrumentado ultrapassarem o líquido operacional mínimo e entrarem na faixa de proteção contra subcarga, o sistema de controle pode fechar a respectiva tubulação (ou tubulações) de estrangulamento de uma maneira gradual em etapas para impedir que o respectivo separador (ou separadores) de lama e gás instrumentado subcarregue. Se os níveis de fluido e/ou pressão detectados continuarem a diminuir, alguns múltiplos do tamanho de etapa gradual podem ser usados para fechar a respectiva tubulação (ou tubulações) de estrangulamento de uma maneira mais rápida. Se os níveis de fluido e/ou pressão detectados alcançarem ou caírem abaixo do nível de líquido crítico mínimo, o sistema de controle pode fechar completamente a respectiva tubulação (ou tubulações) de estrangulamento para impedir a subcarga onde os fluidos desconhecidos contendo gás podem ser direcionados ao agitador de xisto.

[00116] Na etapa 760, o sistema de controle pode opcionalmente interromper, iniciar ou alterar a taxa de fluxo fora da uma ou mais bombas de lama com base no tipo de operação que é conduzida e no estado da tubulação (ou tubulações) de estrangulamento com base no sinal (ou sinais) de sensor.

[00117] Em outras modalidades, tais como aquelas que incluem duas tubulações de estrangulamento e um separador de lama e gás instrumentado, na etapa 710, um sistema de controle pode receber informações de configuração sobre um sistema de perfuração. As informações de configuração podem incluir, por exemplo, o tipo, espécie, classificação e especificações operacionais do equipamento que pode estar na sonda. Por exemplo, as informações podem incluir o tipo, espécie, classificação e especificações operacionais da tubulação (ou tubulações) de estrangulamento e do separador de lama e gás instrumentado que permitem que o sistema de controle manipule a tubulação (ou tubulações) de estrangulamento. Na etapa 720, a tubulação (ou tubulações) de estrangulamento pode ser calibrada de modo que o sistema de controle possa controlar o estado aberto e fechado da tubulação (ou tubulações) de estrangulamento de uma maneira precisa. Por exemplo, cada tubulação de estrangulamento pode ter um estado completamente aberto, um estado completamente fechado e diversos estados intermediários que podem ser analógicos ou digitais, e a calibração permite que o sistema de controle altere o estado da tubulação (ou tubulações) de estrangulamento e uma maneira gradual ou programável com resultados previsíveis no respectivo estrangulamento. Na etapa 730, o sistema de controle pode receber o sinal (ou sinais) de sensor do separador de lama e gás instrumentado indicativo do estado do separador de lama e gás instrumentado. O sinal (ou sinais) de sensor pode compreender uma indicação de um ou mais dentre um nível de fluido, uma ultrapassagem de um ou mais níveis de fluido limite, um nível de pressão, uma ultrapassagem de um ou mais níveis de pressão limite e um estado operacional do separador de lama e gás instrumentado. Na etapa 740, o sistema de controle pode receber informações de entrada relacionadas à localização suspeita de fluidos desconhecidos que se acredita que contenham gás.

[00118] Na etapa 750, o sistema de controle pode conter um estado da tubulação (ou tubulações) de estrangulamento com base no sinal (ou sinais) de sensor. Se os níveis de fluido e/ou pressão detectados do separador de lama e gás instrumentado estiverem dentro de uma faixa operacional, o sistema de controle pode abrir a respectiva tubulação (ou tubulações) de estrangulamento de uma maneira gradual em etapas. Contanto que o nível (ou níveis) detectado permaneça dentro da faixa operacional, o sistema de controle pode continuar a abrir a respectiva tubulação (ou tubulações) de estrangulamento até ser completamente aberta ou manter o estado completamente aberto.

[00119] Se os níveis de fluido e/ou pressão detectados do separador de lama e gás instrumentado ultrapassarem o máximo de líquido operacional e entrarem na faixa de proteção contra sobrecarga, o sistema de controle pode fechar a respectiva tubulação (ou tubulações) de estrangulamento de uma maneira gradual em etapas para impedir que o respectivo separador de lama e gás instrumentado sobrecarregue. Se os níveis de fluido e/ou pressão detectados continuarem a aumentar, alguns múltiplos do tamanho de etapa gradual podem ser usados para fechar a respectiva tubulação (ou tubulações) de estrangulamento de uma maneira mais rápida. Se os níveis de fluido e/ou pressão detectados alcançarem ou excederem nível de líquido crítico máximo, o sistema de controle pode fechar completamente a respectiva tubulação (ou tubulações) de estrangulamento para impedir sobrecarga onde os fluidos desconhecidos podem ser inadvertida e perigosamente direcionados ao respiro de gás.

[00120] Se os níveis de fluido e/ou pressão detectados do separador de lama e gás instrumentado ultrapassarem o líquido operacional mínimo e entrarem na faixa de proteção contra subcarga, o sistema de controle pode fechar a respectiva tubulação (ou tubulações) de estrangulamento de uma maneira gradual em etapas para impedir que o respectivo separador (ou separadores) de lama e gás instrumentado subcarregue. Se os níveis de fluido e/ou pressão detectados continuarem a diminuir, alguns múltiplos do tamanho de etapa gradual podem ser usados para fechar a respectiva tubulação (ou tubulações) de estrangulamento de uma maneira mais rápida. Se os níveis de fluido e/ou pressão detectados alcançarem ou caírem abaixo do nível de líquido crítico mínimo, o sistema de controle pode fechar completamente a respectiva tubulação (ou tubulações) de estrangulamento para impedir a subcarga onde os fluidos desconhecidos contendo gás podem ser direcionados ao agitador de xisto.

[00121] Se o sistema de controle receber informações de entrada que indicam que fluidos desconhecidos que se acredita que contenham gás estão no riser marinho e não no furo de poço, o sistema de controle pode interromper a uma ou mais bombas de lama que injetam no furo de poço e fechar a tubulação de estrangulamento para o furo de poço para maximizar a taxa de fluxo fora da tubulação de estrangulamento para o riser marinho. Similarmente, se o sistema de controle receber informações de entrada que fluidos desconhecidos que se acredita que contenham gás estão no furo de poço e não no riser marinho, o sistema de controle pode fechar a tubulação de estrangulamento para o riser marinho para maximizar a taxa de fluxo fora da tubulação de estrangulamento para o furo de poço. Se o sistema de controle receber informações de entrada que indicam que fluidos desconhecidos que se acredita que contenham gás estão localizados tanto no furo de poço quanto no riser marinho, mas se acredita que contenha mais fluido e gás, o sistema de controle pode dar prioridade a essa respectiva tubulação de estrangulamento. A prioridade pode ser algum múltiplo da definição do tamanho de etapa para essa tubulação de estrangulamento ou outros meios para priorizar seu fluxo em relação àquela da outra tubulação de estrangulamento.

[00122] Na etapa 760, o sistema de controle pode opcionalmente interromper, iniciar ou alterar a taxa de fluxo fora da uma ou mais bombas de lama com base no tipo de operação que é conduzida e no estado da tubulação (ou tubulações) de estrangulamento com base no sinal (ou sinais) de sensor.

[00123] A Figura 8 mostra um sistema de controle 430 que pode ser configurado para realizar, em todo ou em parte, o método (por exemplo, 700 da Figura 7) de entrega controlada de fluidos desconhecidos em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção.

[00124] O sistema de controle 430 pode incluir uma ou mais placas de circuito impresso (“PCB”) em que uma ou mais CPUs, PLCs, PLDs e memória de sistema podem ser dispostos, doravante coletivamente denominados como lógica 805. Uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que a lógica 805 pode ser distribuída através de múltiplos PCBs, pode usar uma ou mais CPUs, PLCs, PLDs, e outros dispositivos, ou combinações dos mesmos, e pode ser, em todo ou em parte, um sistema de computação ou controlador baseado em sonda existente que pode ser configurado para receber entrada 410 do sensor (ou sensores) (por exemplo, 310 e/ou 320 da Figura 3) do separador (ou separadores) de lama e gás instrumentado (300 da Figura 3) e emitir sinal (ou sinais) de sensor 420 para a uma ou mais tubulações de estrangulamento (por exemplo, 135A e 135B), em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção.

[00125] O sistema de controle 430 pode incluir um ou mais dispositivos de entrada/saída, tais como, por exemplo, um dispositivo de exibição 810, um teclado 815, um mouse 820 ou qualquer outro dispositivo de interface entre ser humano e computador. O um ou mais dispositivo de entrada/saída pode ser discreto ou integrado no sistema de controle 430. O dispositivo de exibição 810 pode ser uma tela sensível ao toque que inclui um sensor de toque configurado para detectar toque. O sistema de controle 430 pode receber entrada 410 do sensor (ou sensores) (por exemplo, 310 e/ou 320 da Figura 3) indicativa de um estado do separador de lama e gás instrumentado (300 da Figura 3), incluindo um ou mais dentre um nível de fluido e/ou pressão, a ultrapassagem de um nível limite ou um estado do respectivo separador de lama e gás instrumentado (300 da Figura 3). Em resposta, o sistema de controle 430 pode emitir um sinal (ou sinais) de sensor 420 para a uma ou mais tubulação de estrangulamento (por exemplo, 135A e/ou 135B) para modificar o estado da uma ou mais tubulações de estrangulamento (por exemplo, 135A e/ou 135B) em conformidade com a programação da lógica 805 e a entrada que a mesma recebe.

[00126] O sistema de controle 430 pode incluir um ou mais dispositivos de armazenamento local 825. O dispositivo de armazenamento local 825 pode ser um dispositivo de memória de estado sólido, um arranjo de dispositivo de estado sólido, uma unidades de disco rígido, um arranjo de unidades de disco rígido ou qualquer outro meio legível por computador não temporário. O sistema de controle 430 pode incluir um ou mais dispositivos de interface 830 que fornece uma interface de comunicações em rede, sem fio ou ponto a ponto ao sistema de controle 430. A uma ou mais interfaces 830 sustentadas podem ser Ethernet, Wi-Fi, WiMAX, Canal de Fibra, Bluetooth, Baixa Energia de Bluetooth (“BLE”), Identificação por Radiofrequência (“RFID”), Comunicações de Campo Próximo (“NFC”), ou qualquer outra interface de rede, sem fio ou ponto a ponto adequada para facilitar comunicações em rede, sem fio e/ou ponto a ponto.

[00127] O sistema de controle 430 pode incluir um ou mais dispositivos de armazenamento conectado à rede 835 adicionalmente a, ou em vez de, um ou mais dispositivos de armazenamento local 825. O dispositivo de armazenamento conectado à rede 835 pode ser um dispositivo de memória de estado sólido, um arranjo de dispositivo de estado sólido, uma unidades de disco rígido, um arranjo de unidades de disco rígido ou qualquer outro meio legível por computador não temporário. O dispositivo de armazenamento ligado à rede 835 pode não estar colocalizado com o sistema de controle 430 e pode ser acessível ao sistema de controle 430 através de uma ou mais interfaces 830 e pode incluir armazenamento baseado em nuvem.

[00128] Uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que o sistema de controle 430 pode ser um sistema de controle ou computação autônomo específico para aplicação, um sistema de controle ou computação baseado em sonda existente, uma parte de um sistema de controle ou computação baseado em sonda existente ou qualquer tipo de sistema de controle ou computação que pode receber entrada 410 e emitir sinal (ou sinais) de sensor 420 à uma ou mais tubulação (ou tubulações) de estrangulamento (por exemplo, 135A e/ou 135B) com base na programação da lógica 805 em conformidade com um ou mais modalidades da presente invenção.

[00129] As vantagens de uma ou mais modalidades da presente invenção podem incluir um ou mais dos seguintes:

[00130] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, um método e um sistema para entrega controlada de fluidos desconhecidos usam a tubulação de estrangulamento de controle de poço, que é convencionalmente usada apenas para gerenciar a pressão a montante da tubulação de estrangulamento, para o único propósito de controlar a entrega de fluidos desconhecidos à superfície de uma maneira segura e eficiente.

[00131] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, um método e um sistema para entrega controlada de fluidos desconhecidos permitem a entrega segura e eficiente de fluidos desconhecidos de dentro do furo de poço e/ou do riser marinho a um ou mais separadores de lama e gás instrumentados para remoção segura, eficiente e rápida de gases arrastados.

[00132] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, um método e um sistema para entrega controlada de fluidos desconhecidos permite o controle de uma tubulação de estrangulamento de controle de poço que controle de entrega de fluidos desconhecidos de dentro do furo de poço e controle de uma tubulação de estrangulamento de MPD que controla a entrega de fluidos desconhecidos de dentro do riser marinho a um ou mais separadores de lama e gás instrumentado.

[00133] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, um método e um sistema para entrega controlada de fluidos desconhecidos usa um ou mais separadores de lama e gás instrumentados que podem incluir um sensor de nível de fluido que detecta o nível de fluido dentro do separador de lama e gás instrumentado e fornece um sinal de sensor indicativo do nível de fluido para um sistema de controle que pode ser configurado para controlar de modo inteligente a entrega de fluidos desconhecidos de dentro do furo de poço e/ou do riser.

[00134] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, um método e o sistema para entrega controlada de fluidos desconhecidos incluem um sistema de controle que pode ser configurado para controlar independentemente a entrega de fluidos desconhecidos de dentro do furo de poço e/ou do riser marinho de uma maneira que não inunde, ou sobrecarregue, o um ou mais separadores de lama e gás instrumentados. A entrega controlada permite a remoção independente dos fluidos desconhecidos de uma maneira segura e eficiente que pode dar preferência à remoção de dentro do furo de poço ou de dentro do riser marinho dependendo da localização e da quantidade de fluidos desconhecidos suspeitos de conter gás.

[00135] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, um método e um sistema para entrega controlada de fluidos desconhecidos permite a determinação da presença de fluidos desconhecidos em um ou mais dentre o furo de poço e/ou o riser e fornece a entrega independente e controlada dos fluidos desconhecidos de maneira que enfatize a segurança, dando preferência à remoção de dentro do furo de poço ou de dentro do riser dependendo da localização e da quantidade de fluidos desconhecidos suspeitos de conter gás.

[00136] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, um método e um sistema para entrega controlada de fluidos desconhecidos melhora a segurança de sistemas de perfuração e perfuração submarina em relação a sistemas de perfuração submarina convencionais.

[00137] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, um método e um sistema para entrega controlada de fluidos desconhecidos melhora a confiabilidade de sistemas de perfuração submarina em relação a sistemas de perfuração submarina convencionais.

[00138] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, um método e um sistema para entrega controlada de fluidos desconhecidos melhora a produtividade de sistemas de perfuração submarina sem relação a sistemas de perfuração submarina convencionais.

[00139] Embora a presente invenção tenha sido descrita em relação às modalidades observadas acima, aqueles versados na técnica, que têm o benefício desta revelação, reconhecerão que outras modalidades podem ser concebidas que estão dentro do escopo da invenção conforme revelado no presente documento. Consequentemente, o escopo da invenção deve ser limitado apenas pelas reivindicações anexas.

Claims (26)

1. SISTEMA DE PERFURAÇÃO (400, 500, 600) PARA ENTREGA CONTROLADA DE FLUIDOS DESCONHECIDOS, compreendendo: um preventor de blowout (115) que compreende uma linha de retorno (117) de fluido de furo de poço que direciona os fluidos de furo de poço desconhecidos a uma tubulação de estrangulamento (135, 135a); sendo o sistema de perfuração caracterizado por compreender: um separador de lama e gás instrumentado (300, 300a) que recebe fluidos de furo de poço desconhecidos da tubulação de estrangulamento (135, 135a), em que o separador de lama e gás instrumentado (300, 300a) compreende um sensor de nível de fluido (310) ou um sensor de pressão (320) que emite um sinal de sensor compreendendo um nível de fluido detectado ou um nível de pressão detectado do separador de lama e gás instrumentado (300, 300a); e um sistema de controle (430) que controla a tubulação de estrangulamento (135, 135a) que direciona os fluidos de furo de poço desconhecidos ao separador de lama e gás instrumentado (300, 300a) com base no sinal de sensor para maximizar uma taxa de fluxo dos fluidos de furo de poço desconhecidos ao separador de lama e gás instrumentado (300, 300a) enquanto mantém o separador de lama e gás instrumentado (300, 300a) em um estado operacional por: abertura da tubulação de estrangulamento (135, 135a) totalmente ou de uma maneira incremental em etapas até estar totalmente aberta enquanto o nível de fluido detectado ou nível de pressão detectado do separador de lama e gás instrumentado (300, 300a) está dentro de uma faixa operacional, fechamento da tubulação de estrangulamento (135, 135a) de uma maneira incremental em etapas se o nível de fluido detectado do separador de lama e gás instrumentado (300, 300a) atender ou exceder um nível de líquido operacional máximo (340a) ou se o nível de pressão detectado do separador de lama e gás instrumentado (300, 300a) atender ou exceder um máximo de pressão operacional, e fechamento da tubulação de estrangulamento (135, 135a) totalmente se o nível de fluido detectado do separador de lama e gás instrumentado (300, 300a) atender ou exceder um nível de líquido crítico máximo (330a) ou atender ou cair abaixo de um nível de líquido crítico mínimo (330b) ou se o nível de pressão detectado do separador de lama e gás instrumentado (300, 300a) atender ou exceder um máximo de pressão crítica ou atender ou cair abaixo de um mínimo de pressão crítica.

2. SISTEMA DE PERFURAÇÃO (400, 500, 600), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda: um riser marinho (120) que compreende um fechamento anular (440) que veda de modo controlável o riser marinho (120) e uma linha de retorno de fluido (422) do riser que direciona os fluidos do riser para a tubulação de estrangulamento (135, 135a, 135b).

3. SISTEMA DE PERFURAÇÃO (400, 500, 600), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo sensor de nível de fluido (310) ser configurado para detectar uma ou mais ultrapassagens de um nível de fluido limite do separador de lama e gás instrumentado (300, 300a) e em que o sinal de sensor compreende uma indicação da uma ou mais ultrapassagens do nível de fluido limite do separador de lama e gás instrumentado (300, 300a), ou em que o sensor de nível de pressão (320) é configurado para detectar uma ou mais ultrapassagens de um nível de pressão limite do separador de lama e gás instrumentado (300, 300a) e em que o sinal do sensor compreende uma indicação de uma ou mais ultrapassagens do nível de pressão limite do separador de lama e gás instrumentado (300, 300a).

4. SISTEMA DE PERFURAÇÃO (400, 500, 600), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo sensor de nível de fluido (310) ou o sensor de pressão (320) ser configurado para detectar um estado operacional do separador de lama e gás instrumentado (300, 300a) e em que o sinal de sensor compreende uma indicação do estado operacional do separador de lama e gás instrumentado (300, 300a).

5. SISTEMA DE PERFURAÇÃO (400, 500, 600), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo sistema de controle (430) fechar a tubulação de estrangulamento (135, 135a) de uma maneira gradual em etapas, ou múltiplos da mesma, se o nível de fluido detectado ou o nível de pressão detectado do separador de lama e gás instrumentado (300, 300a) estiver dentro de uma faixa de proteção (360a) contra sobrecarga ou uma faixa de proteção contra subcarga (360b).

6. SISTEMA DE PERFURAÇÃO (400, 500, 600), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo sistema de controle (430) interromper, iniciar ou alterar uma taxa de fluxo fora de uma ou mais bombas de lama.

7. SISTEMA DE PERFURAÇÃO (500), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender, ainda: um riser marinho (120) que compreende um fechamento anular (440) que veda de modo controlável o riser marinho (120) e uma linha de retorno de fluido do riser (422) que direciona os fluidos do riser desconhecidos para uma segunda tubulação de estrangulamento (135b), em que o sistema de controle (430) controla a segunda tubulação de estrangulamento (135b) que direciona os fluidos de riser desconhecidos ao separador de lama e gás instrumentado (300) com base no sinal de sensor para maximizar uma taxa de fluxo dos fluidos de riser desconhecidos ao separador de lama e gás instrumentado (300) enquanto mantém o separador de lama e gás instrumentado (300) no estado operacional.

8. SISTEMA DE PERFURAÇÃO (500), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo sistema de controle (430) abrir a tubulação de estrangulamento (135a) e a segunda tubulação de estrangulamento (135b) de maneira completa ou gradual até estar completamente aberta se o nível de fluido detectado ou o nível de pressão detectado do separador de lama e gás instrumentado (300) estiver dentro de uma faixa operacional.

9. SISTEMA DE PERFURAÇÃO (500), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo sistema de controle (430) fechar a tubulação de estrangulamento (135a) e a segunda tubulação de estrangulamento (135b) de uma maneira gradual em etapas, ou múltiplos da mesma, se o nível de fluido detectado ou o nível de pressão detectado do separador de lama e gás instrumentado (300) estiver dentro de uma faixa de proteção contra sobrecarga ou uma faixa de proteção (360a) contra subcarga (360b).

10. SISTEMA DE PERFURAÇÃO (500), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo sistema de controle (430) fechar completamente a tubulação de estrangulamento (135a) e a segunda tubulação de estrangulamento (135b) se o nível de fluido detectado do separador de lama e gás instrumentado (300) atender ou exceder o nível de fluido crítico máximo (330a) ou atender ou cair abaixo do nível de fluido crítico mínimo (330b) ou se o nível de pressão detectado do separador de lama e gás instrumentado (300) atender ou exceder o máximo de pressão crítica ou atender ou cair abaixo do mínimo de pressão crítica.

11. SISTEMA DE PERFURAÇÃO (500), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo sistema de controle (430) abrir uma dentre a tubulação de estrangulamento (135a) ou a segunda tubulação de estrangulamento (135b) de maneira completa ou gradual até estar completamente aberta se o nível de fluido detectado ou o nível de pressão detectado do separador de lama e gás instrumentado (300) estiver dentro da faixa operacional (350) com base na entrada de que fluidos que se acredita conter gás estão em um furo de poço (110) ou no riser marinho (120).

12. SISTEMA DE PERFURAÇÃO (500), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo sistema de controle (430) abrir cada uma dentre a tubulação de estrangulamento (135a) e a segunda tubulação de estrangulamento (135b) de uma maneira gradual em etapas, ou múltiplos da mesma, se o nível de fluido detectado ou o nível de pressão detectado do separador de lama e gás instrumentado (300) estiver dentro da faixa operacional (350), em que um tamanho da etapa é ajustado para favorecer a remoção de fluidos de um furo de poço (110) ou do riser marinho (120).

13. SISTEMA DE PERFURAÇÃO (600), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender, ainda: um riser marinho (120) que compreende um fechamento anular (440) que veda de modo controlável o riser marinho (120) e uma linha de retorno de fluido (422) do riser que direciona os fluidos do riser desconhecidos para uma segunda tubulação de estrangulamento (135b); e um segundo separador de lama e gás instrumentado (300b) que recebe fluidos de riser desconhecidos da segunda tubulação de estrangulamento (135b), em que o segundo separador de lama e gás instrumentado (300b) compreende um segundo sensor de nível de fluido (310) ou um segundo sensor de nível de pressão (320) que emite um segundo sinal de sensor compreendendo um segundo nível de fluido detectado ou segundo nível de pressão detectado do segundo separador de lama e gás instrumentado (300b), em que o sistema de controle (430) controla a segunda tubulação de estrangulamento (135b) que direciona os fluidos de riser desconhecidos ao segundo separador de lama e gás instrumentado (300b) com base no segundo sinal de sensor para maximizar uma taxa de fluxo dos fluidos de riser desconhecidos ao segundo separador de lama e gás instrumentado (300b) enquanto mantém o segundo separador de lama e gás instrumentado (300b) em um estado operacional por: abertura da tubulação de estrangulamento (135b) totalmente ou de uma maneira incremental em etapas até estar totalmente aberta enquanto o segundo nível de fluido detectado ou o segundo nível de pressão detectado do separador de lama e gás instrumentado (300b) está dentro de uma faixa operacional (350), fechamento da tubulação de estrangulamento (135b) de uma maneira incremental em etapas se o segundo nível de fluido detectado do segundo separador de lama e gás instrumentado (300b) atender ou exceder um segundo nível de líquido operacional máximo (340a) ou se o segundo nível de pressão detectado do segundo separador de lama e gás instrumentado (300b) atender ou exceder um segundo máximo de pressão operacional, e fechamento da tubulação de estrangulamento (135b) totalmente se o segundo nível de fluido detectado do segundo separador de lama e gás instrumentado (300b) atender ou exceder um segundo nível de líquido crítico máximo (330a) ou atender ou cair abaixo de um segundo nível de líquido crítico mínimo (330b), ou se o nível de pressão detectado do segundo separador de lama e gás instrumentado (300b) atender ou exceder um segundo máximo de pressão crítica ou atender ou cair abaixo de um segundo mínimo de pressão crítica.

14. SISTEMA DE PERFURAÇÃO (600), de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo sistema de controle (430) fechar a segunda tubulação de estrangulamento (135b) de uma maneira gradual em etapas, ou múltiplos da mesma, se o segundo nível de fluido detectado ou o segundo nível de pressão detectado do segundo separador de lama e gás instrumentado (300b) estiver dentro de uma faixa de proteção contra sobrecarga (360a) ou uma faixa de proteção contra subcarga (360b).

15. SISTEMA DE PERFURAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender, ainda: um agitador de xisto (140) que recebe fluidos do separador de lama e gás instrumentado (300, 300a) e remove sólidos e cortes dos fluidos.

16. MÉTODO DE ENTREGA CONTROLADA DE FLUIDOS DESCONHECIDOS, caracterizado por compreender: receber, por um sistema de controle (430), um sinal de sensor de um sensor de nível de fluido (310) ou de um sensor de pressão (320) de um separador de lama e gás instrumentado (300, 300a), em que o sinal de sensor compreende um nível de fluido detectado ou um nível de pressão detectado do separador de lama e gás instrumentado (300, 300a); e controlar uma tubulação de estrangulamento (135, 135a) que direciona os fluidos desconhecidos ao separador de lama e gás instrumentado (300, 300a) com base no sinal de sensor para maximizar a taxa de fluxo dos fluidos desconhecidos ao separador de lama e gás instrumentado (300, 300a) enquanto mantém o separador de lama e gás instrumentado (300, 300a) em um estado operacional por: abertura da tubulação de estrangulamento (135, 135a) totalmente ou de uma maneira incremental em etapas até estar totalmente aberta enquanto o nível de fluido detectado ou nível de pressão detectado do separador de lama e gás instrumentado (300, 300a) está dentro de uma faixa operacional (350), fechamento da tubulação de estrangulamento (135, 135a) de uma maneira incremental em etapas se o nível de fluido detectado do separador de lama e gás instrumentado (300, 300a) atender ou exceder um nível de líquido operacional máximo (340a) ou se o nível de pressão detectado do separador de lama e gás instrumentado (300, 300a) atender ou exceder um máximo de pressão operacional, e fechamento da tubulação de estrangulamento (135, 135a) totalmente se o nível de fluido detectado do separador de lama e gás instrumentado (300, 300a) atender ou exceder um nível de líquido crítico máximo (330a) ou atender ou cair abaixo de um nível de líquido crítico mínimo (330b) ou se o nível de pressão detectado do separador de lama e gás instrumentado (300, 300a) atender ou exceder um máximo de pressão crítica ou atender ou cair abaixo de um mínimo de pressão crítica.

17. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo sistema de controle (430) fechar a tubulação de estrangulamento (135, 135a) de uma maneira gradual em etapas, ou múltiplos da mesma, se o nível de fluido detectado ou o nível de pressão detectado do separador de lama e gás instrumentado (300, 300a) estiver dentro de uma faixa de proteção contra sobrecarga (360a) ou uma faixa de proteção contra subcarga (360b).

18. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo sistema de controle (430) interromper, iniciar ou alterar uma taxa de fluxo fora de uma ou mais bombas de lama dependendo de uma operação que é conduzida.

19. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por compreender, ainda: controlar um estado de uma segunda tubulação de estrangulamento (135b) que direciona os fluidos desconhecidos ao separador de lama e gás instrumentado (300) com base no sinal de sensor para maximizar uma taxa de fluxo dos fluidos desconhecidos ao separador de lama e gás instrumentado (300) enquanto mantém o separador de lama e gás instrumentado (300) no estado operacional.

20. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo sistema de controle (430) abrir a segunda tubulação de estrangulamento (135b) de maneira completa ou gradual até estar completamente aberta se o nível de fluido detectado ou o nível de pressão detectado do separador de lama e gás instrumentado (300) estiver dentro de uma faixa operacional (350).

21. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo sistema de controle (430) fechar a segunda tubulação de estrangulamento (135b) de uma maneira gradual em etapas, ou múltiplos da mesma, se o nível de fluido detectado ou o nível de pressão detectado do separador de lama e gás instrumentado (300) estiver dentro de uma faixa de proteção contra sobrecarga (360a) ou uma faixa de proteção contra subcarga (360b).

22. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo sistema de controle (430) fechar completamente a segunda tubulação de estrangulamento (135b) se o nível de fluido detectado do separador de lama e gás instrumentado (300) atender ou exceder o nível de fluido crítico máximo (330a) ou atender ou cair abaixo do nível de fluido crítico mínimo (330b) ou se o nível de pressão detectado do separador de lama e gás instrumentado (300) atender ou exceder um máximo de pressão crítica ou atender ou cair abaixo de um mínimo de pressão crítica.

23. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo sistema de controle (430) abrir uma dentre a tubulação de estrangulamento (135, 135a) ou a segunda tubulação de estrangulamento (135b) de maneira completa ou gradual até estar completamente aberta se o nível de fluido do separador de lama e gás instrumentado (300) estiver dentro da faixa operacional (350) com base na entrada de que fluidos que se acredita conter gás estão em um furo de poço (110) ou em um riser marinho (120).

24. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo sistema de controle (430) abrir cada uma dentre a tubulação de estrangulamento (135, 135a) e a segunda tubulação de estrangulamento (135b) de uma maneira gradual em etapas se o nível de fluido detectado ou o nível de pressão detectado do separador de lama e gás instrumentado (300) estiver dentro da faixa operacional (350), em que um tamanho da etapa é ajustado para favorecer a remoção de fluidos de um furo de poço (110) ou de um riser marinho (120).

25. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por compreender, ainda: receber, pelo sistema de controle (430), um segundo sinal de sensor de um segundo separador de lama e gás instrumentado (300b), em que o segundo sinal de sensor compreende um segundo nível de fluido detectado ou um segundo nível de pressão detectado do segundo separador de lama e gás instrumentado (300b); e controlar uma segunda tubulação de estrangulamento (135b) que direciona os fluidos desconhecidos ao segundo separador de lama e gás instrumentado 300b) com base no segundo sinal de sensor para maximizar a taxa de fluxo dos fluidos desconhecidos ao segundo separador de lama e gás instrumentado (300b) enquanto mantém o segundo separador de lama e gás instrumentado (300b) em um estado operacional por: abertura da tubulação de estrangulamento (135b) totalmente ou de uma maneira incremental em etapas até estar totalmente aberta enquanto o segundo nível de fluido detectado ou o segundo nível de pressão detectado do separador de lama e gás instrumentado (300b) está dentro de uma faixa operacional (350), fechamento da tubulação de estrangulamento (135b) de uma maneira incremental em etapas se o segundo nível de fluido detectado do segundo separador de lama e gás instrumentado (300b) atender ou exceder um segundo nível de líquido operacional máximo (340a) ou se o segundo nível de pressão detectado do segundo separador de lama e gás instrumentado (300b) atender ou exceder um segundo máximo de pressão operacional, e fechamento da tubulação de estrangulamento (135b) totalmente se o segundo nível de fluido detectado do segundo separador de lama e gás instrumentado (300b) atender ou exceder um segundo nível de líquido crítico máximo (330a) ou atender ou cair abaixo de um segundo nível de líquido crítico mínimo (330b), ou se o nível de pressão detectado do segundo separador de lama e gás instrumentado (300b) atender ou exceder um segundo máximo de pressão crítica ou atender ou cair abaixo de um segundo mínimo de pressão crítica.

26. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo sistema de controle (430) fechar a segunda tubulação de estrangulamento (135b) de uma maneira gradual em etapas, ou múltiplos da mesma, se o segundo nível de fluido detectado ou o segundo nível de pressão detectado do segundo separador de lama e gás instrumentado (300b) estiver dentro de uma faixa de proteção contra sobrecarga ou uma faixa de proteção contra subcarga.

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