BR112020011247A2 - método para monitoramento de condição de vedação para um sistema de vedação anular e sistema para monitoramento de condição de vedação - Google Patents
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Abstract
Trata-se de um método para monitoramento de condição de vedação que pode determinar o estado da vedação anular, o estado de um ou mais elementos de vedação, realizar ações para manter a vedação anular conforme um ou mais elementos de vedação transitam de novo a desgastado e fornecer aviso prévio sobre a falha iminente de um ou mais elementos de vedação, de modo a evitar uma falha de vedação anular catastrófica enquanto o riser marinho é pressurizado. Vantajosamente, podem ser conduzidas operações proativamente em vez de reativamente, e um ou mais elementos de vedação podem ser substituídos bem antecipadamente em relação à falha, mas potencialmente depois do que um cronograma de manutenção convencional poderia determinar. O um ou mais elementos de vedação com falha podem ser substituídos proativamente sem despressurizar o riser marinho, antes de vedar a falha ou a substituição pode ser planejada bem antecipadamente e coordenada com outras operações de sonda para melhorar a eficiência e manter a segurança da sonda de perfuração e pessoal.
Description
[001] Técnicas de perfuração eficientes tipicamente mantêm a pressão no interior de poço em uma faixa entre a pressão de poro e a pressão de fratura. Essa janela de pressão é algumas vezes denominada como a margem de perfuração e representa o gradiente dentro do qual pouco ou nenhum fluido de formação é drenado para o poço ou pouco ou nenhum fluido de perfuração é perdido para a própria formação. Embora os fluidos de perfuração sejam tipicamente pesados, outros fatores, incluindo atrito de fluido, rotação de cano e contrapressão de superfície aplicada (“ASBP”), contribuem para a pressão no interior de poço que atua sobre a formação no interior de poço exposta. A falha em controlar precisamente essas variáveis pode resultar em um evento de controle de poço, incluindo o influxo não intencional de fluidos de formação para o furo de poço ou a perda de fluidos de perfuração dispendiosos para a formação. Consequentemente, o desvio da margem e perfuração aumenta substancialmente os custos e expõe a sonda de perduração e pessoal a condições perigosas, incluindo, potencialmente, uma explosão.
[002] Sistemas de perfuração de pressão gerenciada (“MPD”) vedam o anel que circunda o cano de perfuração para todas as operações, incluindo rotação e extração, e melhorar a capacidade da sonda de perfuração de gerenciar a pressão no interior de poço. Com o furo de poço vedado, os sistemas de MPD permitem a aplicação de contrapressão de superfície ao poço. A sonda de perfuração pode aplicar contrapressão adicional para aumentar o sobrebalanceamento de pressão que atua sobre a formação ou pode continuar a perfuração com contrapressão para permitir o ajuste rápido de pressão de furo de fundo para baixo para mitigar as perdas de fluido. Durante as conexões, a contrapressão de superfície pode ser aumentada para compensar a perda de atrito em circulação que ocorre conforme as bombas de lama são interrompidas. Tipicamente, a pressão é aumentada durante conexões por uma quantidade proporcional à diferença entre a densidade em circulação equivalente (“ECD”) e a densidade estática equivalente (“ESD”).
[003] Vantajosamente, os sistemas de MPD permitem que a sonda de perfuração detecte mais rapidamente sinais de aviso de uma situação potencialmente perigosa. Com o anel fechado, todos os fluidos de retorno podem ser medidos com maios precisão, possibilitando detecção mais rápida de kick e perda do que está disponível com o uso de técnicas de perfuração convencionais. O tempo de detecção e resposta mais rápido resulta em um influxo menor devido ao fato de que a duração da condição sub-balanceada é reduzida. Os influxos menores são tipicamente mais fáceis de circular fora do poço devido ao fato de que há tipicamente menos gás ou fluidos anulares leves que exercem menos tensão sobre formações mais fracas. No caso de um influxo não intencional ser levado ao furo de poço, os sistemas de MPD podem ser usados para aplicar contrapressão de superfície ao poço para interromper o influxo antes de desligar o preventor de blowout (“BOP”), o que elimina a pressão de extração que atua sobre a formação após a bomba de lama ser deslizada e fechamento do BOP e reduz, ainda mais, o volume de influxo.
[004] Os sistemas de MPD convencionais incluem tipicamente um sistema de vedação anular, uma ferramenta de isolamento de coluna de perfuração e uma bobina de fluxo, ou equivalentes aos mesmos, que gerencial ativamente a pressão de furo de poço durante a perfuração e outras operações.
O sistema de vedação anular inclui tipicamente um dispositivo de controle de rotação (“RCD”), um dispositivo de controle ativo (“ACD”) ou outro tipo de sistema de vedação anular que é configurado para vedar o anel que circunda o cano de perfuração enquanto o mesmo gira.
O anel é encapsulado de modo que não seja exposto à atmosfera.
A ferramenta de isolamento de coluna de perfuração é disposta diretamente abaixo do sistema de vedação anular e inclui um obturador anular que encapsula o poço e mantém a pressão anular quando a rotação é interrompida e o sistema de vedação anular, ou componentes do mesmo, está sendo instalado, servido, removido ou desengatado de outro modo.
A bobina de fluxo é disposta diretamente abaixo a ferramenta de isolamento de coluna de perfuração e, como parte do sistema de retorno de fluido pressurizado, desvia fluidos debaixo da vedação anular para a superfície.
A bobina de fluxo está em comunicação fluida com a tubulação de estrangulamento, tipicamente disposto em uma plataforma da sonda de perfuração, que está em comunicação fluida com um separador de lama e gás, agitadores ou outro sistema de processamento de fluidos.
A vedação estanque à pressão no anel permite o controle preciso de pressão de furo de poço por manipulação dos ambientes de estrangulamento da tubulação de estrangulamento e a aplicação correspondente de contrapressão de superfície.
Os sistemas de MPD estão crescentemente sendo usados em aplicações de água profunda e águas ultraprofundas em que o gerenciamento preciso de furo de poço é necessário por razões técnicas, ambientais e de segurança.
[005] De acordo com um aspecto de uma ou mais modalidades da presente invenção, um método para monitoramento de condição de vedação para um sistema de vedação anular pode incluir engatar um sistema de obturador anular superior para engatar um elemento de vedação superior para formar um encaixe por interferência superior que veda um anel que circunda um cano de perfuração, determinar uma pressão de fechamento superior necessária para um obturador anular superior do sistema de obturador anular superior para fechar suficientemente o elemento de vedação superior para formar o encaixe por interferência superior, durante operações de perfuração, ajustar ativamente a pressão de fechamento superior para manter o encaixe por interferência superior e, se uma alteração na pressão de fechamento superior necessária para manter o encaixe por interferência superior exceder uma quantidade predeterminada durante um período de tempo predeterminado, fornecer a um operador um alerta que indica que o elemento de vedação superior está desgastado.
[006] De acordo com um aspecto de uma ou mais modalidades da presente invenção, um método para monitoramento de condição de vedação para um sistema de vedação anular pode incluir tarar um medidor de fluxo superior de uma unidade de energia hidráulica configurada para fornecer energia hidráulica a um ou mais pistões de atuação superior de um sistema de obturador anular superior, engatar o sistema de obturador anular superior para engatar um elemento de vedação superior para fechar um cano de perfuração até uma pressão de calibração superior predeterminada, monitorar o medidor de fluxo superior para determinar uma volume de câmara de fechamento superior por um período de tempo predeterminado, determinar uma condição do elemento de vedação superior com base em uma relação predeterminada entre o volume de câmara de fechamento superior e um ponto até o qual o elemento de vedação superior está desgastado e fornecer um operador com uma indicação do ponto até o qual o elemento de vedação superior está desgastado com base na condição determinada.
[007] De acordo com um aspecto de uma ou mais modalidades da presente invenção, um método para monitoramento de condição de vedação para um sistema de vedação anular pode incluir gerar dados modelados, incluindo uma ou mais dentre uma pressão de fechamento superior modelada de um obturador anular superior de um sistema de obturador anular superior, uma pressão de furo de poço modelada e uma pressão de câmara de lubrificação modelada do sistema de vedação anular para operações e condições de perfuração antecipadas, inserir dados medidos, incluindo uma ou mais dentre uma pressão de fechamento superior medida do obturador anular superior do sistema de obturador anular superior, uma pressão de furo de poço medida e uma pressão de câmara de lubrificação medida do sistema de vedação anular para operações e condições de perfuração, comparar os dados medidos com os dados modelados para determinar uma condição do elemento de vedação superior, e fornecer a um operador a condição do elemento de vedação superior.
[008] De acordo com um aspecto de uma ou mais modalidades da presente invenção, um sistema para monitoramento de condição de vedação pode incluir um sistema de vedação anular de dispositivo de controle ativo que tem um sistema de obturador anular superior que compreende um obturador anular superior atuado por pistão configurado para engatar um elemento de vedação superior para fechar um cano de perfuração para formar um encaixe por interferência superior que veda o anel que circunda o cano de perfuração, um sistema de obturador anular inferior que compreende um obturador anular inferior atuado por pistão configurado para engatar um elemento de vedação inferior para fechar o cano de perfuração para formar um encaixe por interferência inferior que veda o anel que circunda o cano de perfuração, uma câmara de lubrificação disposta entre o sistema de obturador anular superior e o sistema de obturador anular inferior que compreende uma porta de injeção de lubrificação e uma válvula de alívio de pressão e um sistema de controle ativo configurado para medir um ou mais dentre uma pressão de fechamento superior do sistema de obturador anular superior, um volume de câmara de fechamento superior do sistema de obturador anular superior, uma pressão de câmara de lubrificação, uma pressão de furo de poço, uma pressão de fechamento inferior do sistema de obturador anular inferior e um volume de câmara de fechamento inferior do sistema de obturador anular inferior. O sistema de controle ativo fornece a um operador uma ou mais dentre uma condição do elemento de vedação superior e do elemento de vedação inferior ou uma indicação do ponto até o qual o elemento de vedação superior e o elemento de vedação inferior estão desgastados.
[009] Outros aspectos da presente invenção serão evidentes a partir da descrição e das reivindicações a seguir.
[0010] A figura 1A mostra uma vista em perspectiva em corte transversal de um elemento de vedação de um sistema de vedação anular do tipo ACD.
[0011] A figura 1B mostra uma vista em elevação em corte transversal do elemento de vedação do sistema de vedação anular do tipo ACD.
[0012] A figura 2A mostra uma vista explodida de uma luva de vedação dupla de um sistema de vedação anular do tipo ACD.
[0013] A figura 2B mostra uma vista em perspectiva voltada para o topo da luva de vedação dupla do sistema de vedação anular do tipo ACD.
[0014] A figura 2C mostra uma vista em corte transversal da luva de vedação dupla do sistema de vedação anular do tipo ACD.
[0015] A figura 3A mostra uma vista em elevação de um sistema de vedação anular do tipo ACD.
[0016] A figura 3B mostra uma vista em corte transversal do sistema de vedação anular do tipo ACD.
[0017] A figura 3C mostra uma vista em corte transversal do sistema de vedação anular do tipo ACD com uma luva de vedação dupla e cano de perfuração dispostos no mesmo.
[0018] A figura 4A mostra uma vista em corte transversal de um sistema de obturador anular de um sistema de vedação anular do tipo ACD em um estado desengatado.
[0019] A figura 4B mostra uma vista em corte transversal do sistema de obturador anular do sistema de vedação anular do tipo ACD em um estado engatado.
[0020] A figura 5A mostra uma vista em corte transversal de um sistema de vedação anular do tipo ACD com o cano de perfuração disposto no mesmo com sistemas de obturador anular em um estado desengatado.
[0021] A figura 5B mostra uma vista em corte transversal do sistema de vedação anular do tipo ACD com o cano de perfuração disposto no mesmo com os sistemas de obturador anular em um estado engatado.
[0022] A figura 5C mostra uma vista em corte transversal do sistema de vedação anular do tipo ACD com o cano de perfuração disposto no mesmo com os sistemas de obturador anular em um estado engatado e fluido de lubrificação injetado em uma câmara de lubrificação.
[0023] A figura 6A mostra uma vista em corte transversal de um elemento de vedação de um sistema de vedação anular do tipo ACD em um estado novo e não desgastado em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[0024] A figura 6B mostra uma vista em corte transversal do elemento de vedação do sistema de vedação anular do tipo ACD em um estado parcialmente desgastado em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[0025] A figura 6C mostra uma vista em corte transversal do elemento de vedação do sistema de vedação anular do tipo ACD em um estado substancialmente desgastado em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[0026] A figura 6D mostra uma vista em corte transversal do elemento de vedação do sistema de vedação anular do tipo ACD em um estado completamente desgastado em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[0027] A figura 7A mostra a faixa de pressão de fechamento ideal para o sistema de obturador anular superior em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[0028] A figura 7B mostra a faixa de pressão de fechamento ideal para o sistema de obturador anular inferior em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[0029] A figura 8 mostra a relação entre a pressão de fechamento e o volume de câmara de fechamento de um sistema de obturador anular em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[0030] A figura 9 mostra um sistema de controle ativo em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[0031] 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 propositadamente descritos para evitar o obscurecimento da descrição da presente invenção.
[0032] Em aplicações de águas profundas e águas ultraprofundas de sistemas de MPD de anel abaixo de tensão, uma junta de riser de MPD integrada é tipicamente disposta abaixo da linha d'água como parte do sistema de riser marinho superior. A junta de riser de MPD integrada tipicamente inclui um sistema de vedação anular disposto abaixo de uma extremidade distal inferior do barril externo da junta telescópica, uma ferramenta de isolamento de coluna de perfuração, ou equivalente da mesma, disposta abaixo do sistema de vedação anular, e uma bobina de fluxo, ou equivalente da mesma, disposta abaixo da ferramenta de isolamento de coluna de perfuração. O sistema de vedação anular pode ser um tipo RCD, tipo ACD ou outro tipo ou espécie de sistema de vedação anular que é configurado para vedar o anel que circunda o cano de perfuração, de modo que o anel seja encapsulado e não seja exposto à atmosfera.
[0033] Em um sistema de vedação anular do tipo RCD convencional, um ou mais elementos de vedação passivos, dispostos dentro de uma ou mais montagens de vedação e mancal, formam um encaixe por interferência com o cano de perfuração e são configurados para girar com o cano de perfuração. A interferência entre a montagem de mancal e o alojamento de RCD tipicamente inclui superfícies de vedação complementares e um pacote de vedação passiva, tal como um anel em O. Baseando-se principalmente no encaixe por interferência, um elemento de vedação passiva é energizado a partir do momento que o cano de perfuração é concentricamente inserido até o momento que o mesmo falha ou o cano de perfuração é removido. Altos custos de manutenção são incorridos quando o mecanismo de mancal é servido entre rodadas para reduzir a chance de uma falha repentina. Existem alguns métodos para monitorar a condição do mecanismo de mancal, tal como monitoramento da temperatura ou velocidade de rotação, mas o projeto relativamente simples de um elemento passivo é difícil de monitorar efetivamente na prática. Adicionalmente aos altos custos de manutenção e a situação e a vida útil incerta do um ou mais elementos de vedação, preparações especiais precisam ser realizadas para seções de furo não MPD a fim de proteger as superfícies de vedação no alojamento de RCD passivo, resultando em uma restrição adicional da perfuração através do diâmetro interno do dispositivo. Devido ao fato de que não há um método para monitorar efetivamente a condição do um ou mais elementos de vedação dentro dos respectivos alojamentos, altos custos de manutenção são incorridos quando o um ou mais elementos de vedação são inspecionados, montagens de mancal são reparados ou montagens de vedação e mancal são substituídos, a despeito de sua condição, em cronogramas de manutenção predeterminados e conservadores.
[0034] Em um sistema de vedação anular do tipo ACD do estado da técnica, pode ser usada uma luva de vedação dupla removível que inclui um elemento de vedação superior e um elemento de vedação inferior que estão dispostos em extremidades opostas de um mandril. Os elementos de vedação superior e inferior da luva de vedação dupla estão dispostos dentro dos sistemas de obturador anular superior e inferior, respectivamente, do sistema de vedação anular do tipo ACD. Quando engatados, os sistemas de obturador anular superior e inferior engatam os elementos de vedação superior e inferior, respectivamente, e fazem com que os elementos de vedação fechem de modo controlado radialmente para dentro e formem um encaixe por interferência com o cano de perfuração, vedando, assim, o anel que circunda o cano de perfuração enquanto o cano de perfuração gira. Embora luvas de vedação dupla sejam convencionalmente usadas, outras configurações de elementos de vedação, incluindo elementos de vedação independentes dispostos em mandris separados, podem ser usadas em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção. Vantajosamente, sistemas de vedação anular do tipo ACD solucionam as desvantagens dos sistemas de vedação anular do tipo RCD e apresentam uma oportunidade para maior aprimoramento aos sistemas de MPD que aumentam a operação de sondas de perfuração e a segurança do pessoal.
[0035] A ferramenta de isolamento de coluna de perfuração, ou equivalente da mesma, fornece um elemento de vedação adicional que encapsula o poço e veda o anel que circunda o cano de perfuração quando o sistema de vedação anular é desengatado ou componentes do mesmo estão sendo instalados, servidos, mantidos, removidos ou desengatados de outro modo. A bobina de fluxo, ou equivalente da mesma, está em comunicação fluida com uma tubulação de estrangulamento, tipicamente disposto em uma plataforma da sonda flutuante, que está em comunicação fluida com um separador de lama e gás, agitadores ou outro sistema de processamento de fluidos disposto na superfície.
[0036] A vedação estanque à pressão no anel fornecido pelo sistema de vedação anular permite o controle preciso de pressão de furo de poço por manipulação dos ambientes de estrangulamento da tubulação de estrangulamento e a aplicação correspondente de contrapressão de superfície. Se o perfurador desejar aumentar a pressão de furo de poço, um ou mais estrangulamentos da tubulação de estrangulamento podem ser fechados um tanto mais que sua última configuração para restringir ainda mais o fluxo de fluidos e aplicar contrapressão de superfície adicional. Similarmente, se o perfurador desejar diminuir a pressão de furo de poço, um ou mais estrangulamentos da tubulação de estrangulamento podem ser abertos um tanto mais que sua última configuração para aumentar o fluxo de fluidos e reduzir a quantidade de contrapressão de superfície aplicada. Tais sistemas de MPD permitem a aplicação seletiva de contrapressão de superfície como parte de técnicas de perfuração adaptativas. Desse modo, o sistema de furo de poço e riser marinho pode ser isolado e pressurizado e a pressão de furo de poço pode ser precisamente controlada por aplicação de contrapressão de superfície. Os sistemas de MPD são usados em vários tipos de operações de perfuração, incluindo aplicações de perfuração sub-balanceada (“UBD”), perfuração de tampão de lama pressurizado (“PMCD”), perfuração de tampão de lama flutuante (“FMCD”) e ASBP-MPD.
[0037] Em algumas aplicações de perfuração submarina, a pressão de furo de poço pode ser gerenciada dentro de uma janela de pressão limitada pela pressão de poro e a pressão de fratura da seção. Manter a pressão no interior de poço mais alta que a pressão de poro impede o influxo não intencional de fluidos de formação, algumas vezes denominado como um kick, no furo de poço. Entretanto, se, durante operações de perfuração, for encontrada uma zona em que a pressão de poro é mais alta que a pressão de furo de poço, pode ser introduzido um influxo não intencional de fluidos de formação no furo de poço que pode incluir gases, líquidos desconhecidos ou combinações dos mesmos. O influxo de fluidos de formação pode reduzir a densidade líquida de fluidos que exacerba ainda mais o problema frenando ainda mais fluidos de formação no furo de poço. Gases explosivos podem entrar no sistema de riser marinho, impondo um risco significativo de uma explosão perigosa que coloca em risco a segurança do pessoal e potencialmente incrustando o ambiente. Muitos poços são perfurados com uma condição ligeiramente sobrebalanceada em que a perda de filtrado é aceita a fim de desenvolver uma torta do filtro de baixa permeabilidade no furo de poço. A pressão de furo de poço abaixo da pressão de poro, uma condição sub-balanceada, é também provavelmente resulta em um influxo de fluidos de formação no poço, que, se não controlado, pode levar à perda da seção de poço ou uma explosão perigosa. Exceder a pressão de fratura é também perigoso visto que a perda de fluidos de perfuração na formação pode reduzir o nível de fluido no anel, reduzindo, assim, a pressão no interior de poço, potencialmente acolhendo um influxo para o poço de outra formação exposta. Em qualquer caso, o desvio da margem de perfuração pode colocar em risco a segurança do pessoal, potencialmente incrustar o ambiente e aumentar drasticamente o custo de operações de perfuração. Consequentemente, a vedação anular é crítica para a prevenção de kicks ou perdas, a detecção de kicks ou perdas quando não podem ser evitados e a mitigação de eventos de controle de poço para impedir explosões perigosas. Assim, a efetividade da vedação anular é chave para a segurança de operações.
[0038] O pessoal da sonda regularmente realiza manutenção em vários equipamentos, dispositivos e sistemas da sonda de perfuração para garantir que a sonda esteja operável e pronta para serviço. Convencionalmente, uma estratégia de manutenção preventiva tem sido usada quando a manutenção é realizada em intervalos de tempo predeterminados ou após o acúmulo de horas de vida útil. Embora essa abordagem simples para manutenção preventiva seja eficaz para manter o ajuste do equipamento para serviço, não é considerado se certo equipamento, dispositivo ou sistema poderia ter sido operado por um período de tempo mais longo antes de ser desconectado para manutenção, levando ao desgaste. Recentemente, sistemas de aquisição e processamento de dados têm sido usados para desenvolver sistemas de monitoramento de condição (“CM”) que detectar e identificam falhas em desenvolvimento em um sistema ou subsistema. Tais informações podem ser usadas para retardar a propagação de falhas de sistema. Técnicas de manutenção baseada em condição (“CBM”) têm sido adotadas para realizar a manutenção com base na condição, conforme indicado pelos sistemas de CM. Por exemplo, um programa de CBM pode realizar manutenção com base na condição medida de equipamentos, dispositivos ou sistemas para aumentar a disponibilidade produtiva enquanto reduz gastos de manutenção e custos operacionais.
[0039] Embora a transição para sistemas de vedação anular do tipo ACD tenha fornecido um número significativo de vantagens técnicas às operações de MPD, não existe atualmente nenhum sistema de CM ou técnica de CBM para monitorar a condição dos elementos de vedação do sistema de vedação anular do tipo ACD. Dada a importância crítica de manter a vedação anular para a segurança das operações, sistemas de vedação anular do tipo ACD usam elementos de vedação redundantes, tal como, por exemplo, o elemento de vedação superior e o elemento de vedação inferior, discutidos acima, que são tipicamente dispostos em extremidades opostas de um mandril espaçador intermediário. O elemento de vedação superior e o elemento de vedação inferior são tipicamente engatados ao mesmo tempo, fornecendo, assim, uma vedação anular redundante durante operações de perfuração. Entretanto, um ou mais elementos de vedação da luva de vedação dupla podem falhar, independentemente um do outro, por uso regular ou devido a uma falha mecânica ou material inesperada. Quando tal falha ocorre, as operações de perfuração precisam ser interrompidas, a ferramenta de isolamento de coluna de perfuração precisa ser engatada para manter a vedação anular, se possível, e os elementos de vedação precisam ser puxados, inspecionados e substituídos. Pior ainda, quando a falha de um ou mais elementos de vedação ocorre inesperadamente, sem aviso, o controle de poço pode ser perdido, e o riser marinho pode despressurizar, gerando uma situação incrivelmente perigosa e potencialmente uma explosão. Até o momento, sistemas de vedação anular do tipo ACD substituem elementos de vedação em um cronograma predeterminado ou reagem meramente a falhar críticas de elementos de vedação após o fato, colocando a sonda, o ambiente e o pessoal da sonda em grave risco.
[0040] Consequentemente, em uma ou mais modalidades da presente invenção, um método para monitoramento de condição de vedação pode determinar o estado da vedação anular, o estado de um ou mais elementos de vedação, realizar ações para manter a vedação anular conforme um ou mais elementos de vedação transitam de uma condição nova para uma condição desgastada e fornecer aviso prévio sobre a falha iminente de um ou mais elementos de vedação, de modo a evitar uma falha de vedação anular catastrófica enquanto o riser marinho é pressurizado. Vantajosamente, podem ser conduzidas operações proativamente em vez de reativamente, e um ou mais elementos de vedação podem ser substituídos bem antecipadamente em relação à falha, mas potencialmente depois do que um cronograma de manutenção convencional poderia determinar. Em certas modalidades, o um ou mais elementos de vedação desgastados podem ser proativamente substituídos sem despressurizar o riser marinho e antes da falha de vedação. Em outras modalidades, a substituição de um ou mais elementos de vedação desgastados pode ser planejada antecipadamente e coordenada com outras operações de sonda, para melhorar a eficiência e manter a segurança da sonda e pessoal.
[0041] A figura 1A mostra uma vista em perspectiva em corte transversal de um elemento de vedação 100 de um sistema de vedação anular do tipo ACD (não mostrado). O elemento de vedação 100 pode incluir uma interface de extremidade superior 110a, um inserto de vedação resistente ao desgaste 120 comoldado com um material de tampão 130 que serve como uma vedação secundária ao inserto de vedação 120 e uma interface de extremidade inferior 110b. O elemento de vedação 100 pode incluir um diâmetro interno configurado para receber o cano de perfuração (não mostrado) através do mesmo e, quando engatado, é configurado para comprimir e vedar o anel que circunda o cano de perfuração (não mostrado) com um encaixe por interferência. Entretanto, em contrapartida ao elemento de vedação de um sistema de vedação anular do tipo RCD, o elemento de vedação 100 de um sistema de vedação anular do tipo ACD (não mostrado) não gira com o cano de perfuração (não mostrado). Quando o elemento de vedação 100 está engatado, o inserto de vedação 120 faz contato com o cano de perfuração (não mostrado) e fornece resistência ao desgaste crítica conforme o cano de perfuração (não mostrado) gira. O material de tampão 130 sustenta o inserto de vedação 120 e fornece uma vedação secundária no caso de o inserto de vedação 120 estar desgastado. Entretanto, quando o inserto de vedação 120 está desgastado, conforme discutido em mais detalhes no presente documento, o material de tampão 130 tende a desgastar muito rapidamente com a rotação do cano de perfuração (não mostrado).
O inserto de vedação 120 pode incluir um padrão de colmeia ou outro padrão de matriz que reduz efetivamente a rigidez da matriz e aumenta a área de superfície da matriz para ligação com o material de tampão 130. Continuando, a Figura 1B mostra uma vista em elevação em corte transversal de um elemento de vedação 100 do sistema de vedação anular do tipo ACD (não mostrado). Em certas modalidades, o inserto de vedação resistente ao desgaste 120 pode ser compreendido por politetrafluoroetileno (“PTFE”), polietileno de peso molecular ultra-alto ou outro material à base de polímero que resiste ao desgaste, e o material de tampão 130 pode ser compreendido por poliuretano, nitrila, borracha de acrilonitrila butadieno (“NBR”), borracha de acrilonitrila butadieno hidrogenada (“HNBR”) outro material de elastômero. Uma pessoa de habilidade comum na técnica, que tem o benefício desta revelação, reconhecerá que a composição material do inserto de vedação 120 e do material de tampão 130 pode variar com base em uma aplicação ou projeto em conformidade uma ou mais modalidades da presente invenção.
[0042] A figura 2A mostra uma vista explodida de uma luva de vedação dupla 200 de um sistema de vedação anular do tipo ACD (não mostrado). Em certas modalidades, o sistema de vedação anular do tipo ACD (não mostrado) pode usar um elemento de vedação superior 100a e um elemento de vedação inferior 100b configurados como parte de uma luva de vedação dupla 200. A luva de vedação dupla 200 pode incluir uma peça de extremidade superior 205, uma pluralidade de parafusos de fixação de elemento de vedação superior de topside 210, um elemento de vedação superior 100a, uma pluralidade de parafusos de fixação de elemento de vedação superior de bottomside 220,
um espaçador intermediário ventilado 230, uma pluralidade de parafusos de fixação de elemento de vedação inferior de topside 240, um elemento de vedação inferior 100b, uma pluralidade de parafusos de fixação de elemento de vedação inferior de bottomside 250 e uma peça de extremidade inferior 260. Em outras modalidades, o sistema de vedação anular do tipo ACD (não mostrado) pode usar um elemento de vedação superior 100a e um elemento de vedação inferior 100b que estão dispostos em mandris separados ou configurados de outro modo para posicionamento mútuo ou independente dentro do sistema de vedação anular do tipo ACD (não mostrado). Uma pessoa de habilidade comum na técnica perceberá que a configuração e a disposição do elemento de vedação superior 100a e do elemento de vedação inferior 100b podem variar com base em uma aplicação ou projeto em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção. Continuando, a figura 2B mostra uma vista em perspectiva voltada para o topo da luva de vedação dupla 200 do sistema de vedação anular do tipo ACD (não mostrado). A luva de vedação dupla 200 pode ter um lúmen central 270 que se estende do topo ao fundo através do comprimento da luva de vedação dupla 200 através da qual o cano de perfuração (não mostrado) pode ser disposto operacionalmente. Continuando, a Figura 2C mostra uma vista em corte transversal híbrida da luva de vedação dupla 200 do sistema de vedação anular do tipo ACD (não mostrado) para esclarecer a disposição dos componentes.
[0043] Quando o elemento de vedação superior 100a e o elemento de vedação inferior 100b estão engatados (não mostrado), uma cavidade (não ilustrada independentemente) pode ser formada entre o elemento de vedação superior 100a e o elemento de vedação inferior 100b que abrange a área interna da câmara intermediária ventilada 230. Quando se continua a perfuração, a pressão da cavidade (não ilustrada independentemente) pode ser mantida logo acima da pressão de furo de poço injetando-se um fluido de lubrificação (não mostrado) que pode ser compreendido, por exemplo, por lama de perfuração ativa, na cavidade (não ilustrada independentemente) para garantir que os fluidos de furo de poço não vazem.
As pressões de fechamento atuadas por pistão hidráulico (não mostrado) do obturador anular superior (não mostrado) e o obturador anular inferior (não mostrado) do sistema de vedação anular do tipo ACD (não mostrado), que são configurados para engatar o elemento de vedação superior 100a e o elemento de vedação inferior 100b, respectivamente, podem ser ajustadas independentemente para manter a vedação anular (não mostrado). O fluido de lubrificação (não mostrado) pode ser injetado na câmara de lubrificação (não ilustrado independentemente) a uma pressão desejada, tipicamente um tanto mais alta que a pressão de furo de poço.
O fluido de lubrificação (não mostrado) resfria e lubrifica o elemento de vedação superior 100a e o elemento de vedação inferior 100b.
Devido à rotação do cano de perfuração (não mostrado) e da vedação imperfeita formada pelos elementos de vedação 100a e 100b, o fluido de lubrificação injetado (não mostrado) que lubrifica o elemento de vedação inferior 100b pode eventualmente abrir caminho abaixo do elemento de vedação inferior 100b e se unir ao fluxo de retorno de fluidos (não mostrado) à tubulação de estrangulamento (não mostrado) disposta na superfície (não mostrado). O fluido de lubrificação (não mostrado) que lubrifica o elemento de vedação superior
100a pode ser coletado no tanque de manobra (não mostrado). Em uma ou mais modalidades da presente invenção, as pressões de fechamento hidráulico (não mostrado) podem ser ativamente ajustadas para manter a vedação anular (não ilustrado independentemente) conforme discutido em mais detalhes no presente documento.
[0044] A figura 3A mostra uma vista em elevação de um sistema de vedação anular do tipo ACD 300 para propósitos de ilustração apenas. O sistema de vedação anular do tipo ACD 300 pode incluir um sistema de obturador anular superior 310a e um sistema de obturador anular inferior 310b, conforme discutido em mais detalhes no presente documento. Uma porta de injeção de lubrificação 320 pode estar disposta entre o sistema de obturador anular superior 310a e o sistema de obturador anular inferior 310b, configurada para injetar fluido de lubrificação (não mostrado) na câmara de lubrificação (não ilustrado independentemente) formada entre os mesmos. Continuando, a figura 3B mostra uma vista em corte transversal do sistema de vedação anular do tipo ACD 300. O sistema de vedação anular do tipo ACD 300 pode incluir um lúmen central 350 que se estende através do comprimento longitudinal do sistema de vedação anular 300 que tem um diâmetro interno adequado para receber a luva de vedação dupla (por exemplo, 200 da Figura 2) ou outra configuração do elemento de vedação superior 100a e do elemento de vedação inferior 100b. A luva de vedação dupla (por exemplo, 200 da Figura 2) pode estar disposta dentro do sistema de vedação anular 300 e presa em posição com uma pluralidade de trancas de seguranças superiores 340a e uma pluralidade de trancas de seguranças inferiores 340b que se estendem radialmente para dentro. Continuamente,
a figura 3C mostra uma vista em corte transversal do sistema de vedação anular do tipo ACD 300 com a luva de vedação dupla 200 disposta dentro do lúmen central 350 do sistema de vedação anular 300 e posicionada operacionalmente dentro do sistema de obturador anular superior 310a e do sistema de obturador anular inferior 310b, com o cano de perfuração 330 disposto através do lúmen central 270 que se estende através de um diâmetro interno da luva de vedação dupla 200. Na figura, os elementos de vedação 100a e 100b da luva de vedação dupla 200 são mostrados desengatados e não fazem contato com o cano de perfuração 330 ou vedam o anel que circunda o cano de perfuração 330.
[0045] A figura 4A mostra uma vista em corte transversal parcial de um sistema de obturador anular 310 de um sistema de vedação anular do tipo ACD (por exemplo, 300 da Figura 3) em um estado desengatado. O sistema de obturador anular 310 pode incluir um obturador anular atuado por pistão (não mostrado) 420 disposto dentro de um alojamento arredondado
410. O obturador anular 420 pode compreender um corpo de elastômero ou borracha com uma pluralidade de dedos ou protrusões 430 que são configuradas para se moverem dentro do alojamento 410 quando atuados. O elemento de vedação 100 inclui um lúmen central 270 através do qual o cano de perfuração 330 pode passar. Continuando, a Figura 4B mostra uma vista em corte transversal parcial do sistema de obturador anular 310 do sistema de vedação anular do tipo ACD (por exemplo, 300 da Figura 3) em um estado engatado. Quando hidraulicamente atuado, um pistão (não mostrado) faz com que a porção de elastômero ou borracha do obturador 420 se mova dentro do alojamento 410, de modo que o obturador 420 e os dedos 430 entrem em contato com o elemento de vedação 100. Quando obturador 420 é suficientemente atuado, o elemento de vedação 100 comprime o cano de perfuração 330, de modo que o inserto de vedação 120 e o material de tampão 130 entrem em contato com uma circunferência do cano de perfuração 330, resultando em um encaixe por interferência estanque à pressão que circunda o cano de perfuração 330. Esteja engatado ou não, o elemento de vedação 100 permanece estacionário enquanto o cano de perfuração 330 gira.
[0046] A figura 5A mostra uma vista em corte transversal parcial de um sistema de vedação anular do tipo ACD (por exemplo, 300 da Figura 3) com a luva de vedação dupla 200 e o cano de perfuração 330 dispostos no mesmo, em que o sistema de obturador anular superior 310a e o sistema de obturador anular inferior 310b estão em um estado desengatado. Conforme indicado acima, o sistema de vedação anular do tipo ACD (por exemplo, 300 da Figura 3) inclui tipicamente elementos de vedação redundantes 100a e 100b que são engatados ou desengatados ao mesmo tempo. Quando o sistema de obturador anular superior 310a e o sistema de obturador anular inferior 310b são desengatados, o obturador anular superior 420a e o obturador anular inferior 420b são desengatados e o elemento de vedação superior 100a e o elemento de vedação inferior 100b são relaxados, de modo que o anel que circunda o cano de perfuração 330 seja desselado.
[0047] Continuando, a Figura 5B mostra uma vista em corte transversal parcial do sistema de vedação anular do tipo ACD (por exemplo, 300 da Figura 3) com a luva de vedação dupla 200 e o cano de perfuração 330 dispostos no mesmo, em que o sistema de obturador anular superior 310a e o sistema de obturador anular inferior 310b estão em um estado engatado. Conforme indicado acima, embora elementos de vedação redundantes 100a e 100b sejam tipicamente engatados ou desengatados ao mesmo tempo, o sistema de obturador anular superior 310a e o sistema de obturador anular inferior 310b podem ser acionados independentemente um do outro. Quando o sistema de obturador anular superior 310a está engatado, um pistão hidraulicamente atuado 510a se move, fazendo com que a porção de elastômero ou borracha do obturador anular superior 420a se mova dentro do alojamento arredondado superior 410a. Quando suficientemente engatado, o obturador anular superior 420a faz com que o elemento de vedação superior 100a entre em contato e forme um encaixe por interferência com o cano de perfuração 330. Especificamente, o inserto de vedação 120a e o material de tampão superior 130a fazem contato e formam um encaixe por interferência com uma circunferência do cano de perfuração 330. Similarmente, quando o sistema de obturador anular inferior 310b está engatado, um pistão hidraulicamente atuado 510b se move, fazendo com que a porção de elastômero ou borracha do obturador anular inferior 420b se mova dentro do alojamento arredondado inferior 410b. Quando suficientemente engatado, o obturador anular inferior 420b faz com que o elemento de vedação inferior 100b entre em contato e forme um encaixe por interferência com o cano de perfuração 330. Especificamente, o inserto de vedação inferior 120b e o material de tampão inferior 130b fazem contato e formam um encaixe por interferência com uma circunferência do cano de perfuração 330.
[0048] Continuando, a Figura 5C mostra uma vista em corte transversal parcial do sistema de vedação anular do tipo ACD (por exemplo, 300 da Figura 3) com a luva de vedação dupla 200 e o cano de perfuração 330 dispostos no mesmo, em que o sistema de obturador anular superior 310a e o sistema de obturador anular inferior 310b estão em um estado engatado e lubrificação é injetada na câmara de lubrificação 550 através de uma porta de injeção de lubrificação 320. Quando se continua a perfuração, a pressão da câmara de lubrificação 550 pode ser mantida logo acima da pressão de furo de poço injetando-se um fluido de lubrificação 530 que pode ser compreendido, por exemplo, por lama de perfuração ativa, na cavidade (não ilustrada independentemente). As pressões de fechamento hidráulico (não mostrado) do sistema de obturador anular superior 310a e do sistema de obturador anular inferior 310b do sistema de vedação anular do tipo ACD (por exemplo, 300 da Figura 3), que são configurados para engatar o elemento de vedação superior 100a e o elemento de vedação inferior 100b, respectivamente, podem ser ajustadas independentemente para manter a pressão desejada dentro da câmara de lubrificação
550. O fluido de lubrificação 530 resfria e lubrifica o elemento de vedação superior 100a e o elemento de vedação inferior 100b. Devido à rotação do cano de perfuração 330 e da vedação imperfeita formada pelos elementos de vedação 100a e 100b, o fluido de lubrificação injetado 530 que lubrifica o elemento de vedação inferior 100b pode eventualmente abrir caminho abaixo do elemento de vedação inferior 100b e se unir ao fluxo de retorno de fluidos (não mostrado) à tubulação de estrangulamento (não mostrado) disposta na superfície (não mostrado). O fluido de lubrificação 530 que lubrifica o elemento de vedação superior 100a pode ser coletado no tanque de manobra (não mostrado). Em uma ou mais modalidades da presente invenção, as pressões de fechamento hidráulico (não mostrado) do sistema de obturador anular superior 310a e do sistema de obturador anular inferior 310b do sistema de vedação anular do tipo ACD (por exemplo, 300 da Figura 3) podem ser ajustadas ativa e independentemente para manter a vedação anular (não ilustrado independentemente).
[0049] Após dispor a luva de vedação dupla 200 dentro do sistema de vedação anular do tipo ACD (por exemplo, 300 da Figura 3), um sistema de controle ativo (não mostrado) pode inicializar a vedação de furo de poço engatando o obturador anular superior 420a e o obturador anular inferior 420b para engatar o elemento de vedação superior 100a e o elemento de vedação inferior 100b. O sistema de controle ativo (não mostrado) pode injetar fluido de energia hidráulica na câmara de fechamento superior 540a e câmara de fechamento inferior 540b do sistema de obturador anular superior 310a e do sistema de obturador anular inferior 310b, respectivamente, e manter as pressões de fechamento para cada um no nível necessário para manter a vedação anular. A quantidade de pressão de fechamento aplicada à câmara de fechamento 540 afeta diretamente a quantidade de força de fechamento que atua sobre seu respectivo elemento de vedação 100 para vedar o anel. Variando-se a pressão de fechamento como uma função dos parâmetros de perfuração, uma força de fechamento ideal pode ser aplicada aos elementos de vedação 100 para garantir uma vedação estanque durante eventos críticos e estender a vida útil da vedação durante operações menos intensas. O sistema de controle ativo (não mostrado), possibilita que o sistema de vedação anular do tipo ACD (por exemplo, 300 da Figura 3) mantenha a pressão de furo de poço até a capacidade nominal de pressão estática do sistema, tal como, por exemplo, aproximadamente 13,79 MPa (2.000 libras por polegada quadrada (“psi”)) quando a coluna de perfuração não está girando.
[0050] A figura 6A mostra uma vista em corte transversal de um elemento de vedação 100 de um sistema de vedação anular do tipo ACD (por exemplo, 300 da Figura 3) em um estado novo e não desgastado em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção. O inserto de vedação 120 e o material de tampão 130 estão em uma condição substancialmente nova, de modo que, quando engatado, o inserto de vedação 120 e o material de tampão 130 entrem em contato e formem um encaixe por interferência com o cano de perfuração (por exemplo, 330 da Figura 5). Continuando, a Figura 6B mostra uma vista em corte transversal de um elemento de vedação 100 do sistema de vedação anular do tipo ACD (por exemplo, 300 da Figura 3) em um estado parcialmente desgastado em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção. Ao longo do tempo, devido ao uso prolongado, o inserto de vedação 120 e o material de tampão 130 são parcialmente desgastados, de modo que o formato do lúmen central 610 seja bulboso. Consequentemente, devido ao estado parcialmente desgastado do elemento de vedação 100, o sistema de obturador anular (por exemplo, 310 da Figura 3) pode exigir mais atuação hidráulica, para fazer com que o elemento de vedação desgastado 100 entre em contato próximo suficiente com o cano de perfuração (por exemplo, 330 da Figura 5) para manter a vedação anular.
[0051] Continuando, a figura 6C mostra uma vista em corte transversal de um elemento de vedação 100 do sistema de vedação anular do tipo ACD (por exemplo, 300 da Figura 3) em um estado substancialmente desgastado em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção. O uso continuado do elemento de vedação parcialmente desgastado 100 causa desgaste adicional ao inserto de vedação 120 e ao material de tampão 130, de modo que o formato do lúmen central 610 seja ainda mais bulboso. Consequentemente, devido ao estado substancialmente desgastado do elemento de vedação 100, o sistema de obturador anular (por exemplo, 310 da Figura 3) pode exigir ainda mais atuação hidráulica, para fazer com que o elemento de vedação substancialmente desgastado 100 entre em contato próximo suficiente com o cano de perfuração (por exemplo, 330 da Figura 5) para manter a vedação anular. Continuando, a Figura 6D mostra uma vista em corte transversal de um elemento de vedação 100 do sistema de vedação anular do tipo ACD (por exemplo, 300 da Figura 3) em um estado completamente desgastado em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção. O uso continuado do elemento de vedação substancialmente desgastado 100 causa desgaste adicional ao inserto de vedação 120 e ao material de tampão 130, de modo que uma porção substancial do inserto de vedação 120 seja completamente desgastada e o lúmen central é ainda mais bulboso e consiste principalmente de material de tampão
130. Consequentemente, devido ao estado completamente desgastado do elemento de vedação 100, o sistema de obturador anular (por exemplo, 310 da Figura 3) pode exigir ainda mais atuação hidráulica, se for possível, para fazer com que o elemento de vedação completamente desgastado 100 entre em contato próximo suficiente com o cano de perfuração (por exemplo, 330 da Figura 5) para manter a vedação anular. Em tais circunstâncias, o material de tampão 130 precisa ser considerado para fazer contato próximo com o cano de perfuração
(por exemplo, 330 da Figura 5) em uma tentativa de manter a vedação anular. Entretanto, o material de tampão 130 é tipicamente composto por poliuretano e não é resistente ao desgaste. Embora o material de tampão 130 desgaste mais rapidamente com a rotação, o mesmo provavelmente tem uma vida funcional na ordem de magnitude de horas que permite que o operador planeje a substituição do elemento de vedação 100 em um momento oportuno.
[0052] Conforme discutido acima, na construção convencional de poços de hidrocarboneto, peso de lama é a variável primária usada para manter o perfil de pressão no interior de poço correto. Em aplicações de perfuração convencionais, o gradiente de peso de lama precisa ser tanto maior quanto o gradiente de pressão de poro para impedir um influxo sob condições estáticas e menor que o gradiente de pressão de fratura para impedir o fraturamento da formação sob condições dinâmicas. Uma excursão de pressão de furo de poço abaixo da pressão de poro pode resultar em um influxo de fluidos de formação no furo de poço. Similarmente, exceder a pressão de fratura em uma formação pode diminuir o nível de fluido anular, resultando em um influxo de uma formação deslocada. Além disso, em perfuração convencional, alterações ao perfil de pressão de poço são realizadas circulando-se numa nova densidade de lama, algumas vezes exigindo horas para ser efetuada completamente. Conforme o poço se torna mais profundo, as contribuições de pressões dinâmicas aumentam. Frequentemente, isso resulta em margens de perfuração menores e um risco aumentado de um influxo próximo à extremidade de uma seção de furo.
[0053] Os ambientes de águas profundas e águas ultraprofundas apresentam seus próprios conjuntos exclusivos de desafios. Devido ao custo relativamente alto de perfuração em águas profundas, os operadores precisam buscar os poços mais produtivos possíveis, o que tipicamente significa perfuração em formações com alta permeabilidade e porosidade. Em tais formações, a manutenção de pressão no interior de poço é essencial visto que uma ligeira pressão de extração pode acolher muitos barris de fluidos de formação no furo de poço em uma quantidade de tempo muito curta. A detecção de kicks podem ser também mais desafiadoras em águas profundas. Os métodos de volumização de poço que são baseados em terra são menos eficazes quando a sonda de perfuração está arfando e rolando nas ondas, significando que volumes de fluidos de formação podem entrar no poço mantes da detecção. No caso em que gás se acumula no riser acima do BOP submarino, uma sonda de perfuração em águas profundas pode ser forçada a desviar fluidos de furo de poço ao mar para proteger a sonda e tripulação contra expansão de gás descontrolada.
[0054] As técnicas de ASBP-MPD fornecem um nível maior de controle sobre o processo de perfuração em comparação com práticas de perfuração convencionais. Fechando-se o anel com um sistema de vedação anular e desviando-se retornos através da tubulação de estrangulamento, a pressão de superfície anular variável compensa a perda de pressão dinâmica durante as conexões. Quando a perfuração continua, a pressão de superfície e a taxa de fluxo podem ser usadas como um mecanismo de retroalimentação do poço, indicando o estado do poço. Com ASBP-MPD, um peso de lama menor é permissível, possibilitando perfuração em margens de perfuração mais estreitas. Se as perdas forem antecipadas, a sonda pode continuar a perfurar com contrapressão maior que a pressão atmosférica para permitir ajuste de pressão para baixo. Ademais, no sistema de circulação fechada, o fluxo ocorre dentro de um volume definido e pode ser acionado através de medidores de fluxo avançados, permitindo que o sistema de controle analise alterações de taxa adicionalmente a alterações em acúmulos de volume, reduzindo o tempo para detectar kicks. Se um kick for detectado, o sistema de MPD pode aumentar a pressão anular, potencialmente interrompendo o influxo. As variações na pressão de superfície afetam a pressão no interior de poço assim que a frente de pressão chega, reduzindo o tempo para deliberar alterações que terão efeito de horas a minutos ou segundos. Essa mesclagem de tempo reduzido para detecção e melhores ações de resposta resultam em volumes totais de influxo menores. Volumes de influxo menores contêm menos energia do que volumes de influxo maiores, reduzindo a possibilidade de danificar formações mais fracas durante circulação de kick.
[0055] Um sistema de vedação anular do tipo ACD personalizado para aplicações de MPD em águas profundas e águas ultraprofundas pode usar sistemas de obturador anular duplos do Instituto Americano de Petróleo (“API”) 16A para atuar uma montagem de luva de vedação de API 16RCD dupla não giratória sem o uso de uma montagem de mancal. Um sistema de controle ativo pode ser usado para ajustar parâmetros de controle em cada elemento de vedação independentemente um do outro, permitindo que a força de fechamento seja otimizada para os parâmetros de perfuração atuais. Conforme um elemento de vedação se desgasta, o sistema de controle ativo mantém a integridade da vedação mantendo o contato entre o elemento de vedação e o cano de perfuração. O sistema de controle ativo possibilita o monitoramento dos parâmetros para controlar a vedação, facilitando o monitoramento direto da condição do elemento de vedação. O monitoramento de condição permite que a sonda de perfuração planeje proativamente operações futuras e reduz a ocorrência de tempo de inatividade para manutenção reativa.
[0056] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, o monitoramento de condição de vedação pode ser implantado através de análise de um ou mais parâmetros de controle, valores medidos e valores modelados. O desgaste do elemento de vedação pode ser induzido apenas quando a coluna de perfuração está em movimento. Conforme os elementos de vedação acumulam horas de rotação e extração, conforme indicado acima, os insertos de vedação são gradualmente desgastados. Embora o inserto de vedação esteja intacto, as propriedades materiais do inserto de vedação e do material de tampão afetam a pressão de fechamento necessária para criar a vedação anular. Quando os insertos de vedação são desgastados, apenas as propriedades materiais do material de tampão afetam a pressão de fechamento necessária para criar uma vedação. O resultado dessa diferença é aplicado na determinação de uma condição de um elemento de vedação ou a determinação de um elemento de vedação desgastado, em que uma alteração significativa na pressão de fechamento (como uma função de pressão de furo de poço) muda rapidamente para um dado furo de poço ou pressão de câmara de lubrificação. Na prática, uma indicação de que um elemento de vedação está desgastado pode alertar a tripulação de que um elemento de vedação substituto será necessário logo.
[0057] Um alerta pode significar que um ou mais insertos de vedação estão desgastados, mas não implica uma falha do sistema de vedação anular do tipo ACD para manter a pressão de furo de poço ou uma falha de um ou mais dos próprios elementos de vedação. Em todos os casos representados, por exemplo, nas Figuras 6A a 6D, o diâmetro de junta de ferramenta de cano de perfuração oscila através do elemento de vedação, o que demonstra que o dispositivo de controle ativo fornece a pressão de fechamento necessária para criar a vedação anular, não a geometria do elemento de vedação. Com o propósito do inserto de vedação polimérico sendo fornecer resistência ao desgaste, o desgaste do inserto de vedação apenas implica que a vida de rotação disponível é limitada. Na prática, a observação do alerta de desgaste de vedação serve como um bom ponto para extração para um ponto de interrupção seguro e preparação do poço para operação de substituição e recuperação de luva de vedação.
[0058] Um sistema de vedação anular do tipo ACD (por exemplo, 300 da Figura 3) foi usado para determinar a pressão de fechamento ideal para aplicação como uma função de pressão de furo de poço e taxa de rotação de cano de perfuração. Os testes de modo de perfuração foram conduzidos mantendo a ASBP de perfuração continuada em 1,72 Mpa (250 psi) com uma taxa de rotação de cano de perfuração de 160 revoluções por minuto (“rpm”).
[0059] A figura 7A mostra a faixa de pressão de fechamento ideal para o sistema de obturador anular superior (por exemplo, 310a da Figura 3) em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção. Continuando, a Figura 7B mostra a faixa de pressão de fechamento ideal para o sistema de obturador anular inferior (por exemplo, 310b da Figura 3)
em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção. Foi revelado que o sistema de obturador anular superior (por exemplo, 310a da Figura 3) e o sistema de obturador anular inferior (por exemplo, 310b da Figura 3) exigem diferentes pressões de fechamento devido ao fato de que as pressões diferenciais em que cada elemento de vedação (isto é, 100a versus 100b) mantém a vedação são diferentes. A pressão de câmara de lubrificação (por exemplo, 550 da Figura 5C), a pressão na câmara entre o elemento de vedação superior (por exemplo, 100a da Figura 2) e o elemento de vedação inferior (por exemplo, 100b da Figura 2) podem ser mantidas a uma pressão um tanto superior à pressão de furo de poço para garantir a contenção de fluidos de furo de poço abaixo do elemento de vedação inferior (por exemplo, 100b da Figura 2). A pressão diferencial no elemento de vedação inferior (por exemplo, 100b da Figura 2) pode ser aproximadamente 344,74 kPa (50 psi) acima da pressão de furo de poço, garantindo que qualquer fluido vazado seja vazamento de lama limpa da câmara de lubrificação (por exemplo, 550 da Figura 5C), em vez de vazamento de fluidos de furo de poço do poço. A pressão diferencial no elemento de vedação superior (por exemplo, 100a da Figura 2) é a diferença entre a pressão da câmara de lubrificação (por exemplo, 550 da Figura 5C) e a atmosfera.
[0060] Durante testes de modo de perfuração com ASBP de 1,72 MPa (250 psi) e taxa de rotação de coluna de perfuração de 160 rpm, pressão de fechamento superior, pressão de fechamento inferior, pressão de lubrificação e pressão de furo de poço foram registradas. Foi observado que a pressão de fechamento defletiu para cima e para baixo conforme uma junta de ferramenta entra e sai do elemento de vedação. Esse efeito é o mesmo que o fluxo d surto de um sistema de obturador anular conforme uma junta de ferramenta passa através do elemento de vedação. A entrada da junta de ferramenta empurra os obturadores anulares, aumentando temporariamente a pressão de fechamento. O sistema de controle ativo se ajusta para manter uma pressão de fechamento constante no valor definido com a junta de ferramenta no elemento de vedação. A saída da junta de ferramenta permite que o obturador anular retorne para fechar o diâmetro de corpo de cano de perfuração menor, diminuindo temporariamente a pressão de fechamento. O sistema de controle ativo se ajusta para manter uma pressão de fechamento constante no valor definido com o corpo de cano de perfuração mais uma vez no elemento de vedação.
[0061] Foi constatado que o estado do inserto de vedação de elemento de vedação superior pode ser determinado por pressão de lubrificação diminuída ou pressão de fechamento aumentada necessária para manter a vedação. Mediante detecção do inserto de vedação de elemento de vedação superior desgastado, a sonda de perfuração pode continuar as operações enquanto mantém a pressão por uma quantidade adicional de tempo até o elemento de vedação inferior precisar de substituição. A quantidade de tempo que a sonda pode operar após a detecção de um inserto de vedação desgastado pode variar, mas pode ser determinada como uma função dos parâmetros de perfuração em efeito. Em uma ou mais modalidades da presente invenção, contanto que a pressão de câmara de lubrificação e a pressão de furo de poço sejam mantidas substancialmente constantes, as alterações em pressão de fechamento necessária e sua correlação com o desgaste do inserto de vedação seguirão uma assinatura previsível. A assinatura pode ser desenvolvida através de análise elementar finita, dados empíricos ou combinações dos mesmos.
[0062] A figura 8 mostra a relação entre a pressão de fechamento e o volume de câmara de fechamento de um sistema de obturador anular (por exemplo, 310 da Figura 3) em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção. A pressão de fechamento e o volume de câmara de fechamento são variáveis do sistema de controle hidráulico inter- relacionadas. Uma unidade de energia hidráulica fornece injeção de fluido hidráulico na câmara de fechamento do sistema de obturador anular, aumentando, assim, a pressão de fechamento que faz com que um ou mais pistões (não mostrados) do sistema de obturador anular fechem no elemento de vedação quando pressão de fechamento suficiente é aplicada. Conforme a força de fechamento aumenta, o elemento de vedação deforma e se curva radialmente para dentro em direção ao cano de perfuração, em que o inserto de vedação entra em contato com o cano de perfuração (quando o inserto de vedação não está inteiramente desgastado). A curvatura para dentro do elemento de vedação resulta em deslocamento adicional do pistão para uma dada pressão de fechamento. Isso resulta em volume de câmara de fechamento adicional do sistema de obturador anular. A pressão de fechamento necessária para criar a vedação é uma função da pressão de furo de poço e das propriedades de elemento de vedação material. Conforme a geometria do elemento de vedação muda (isto é, conforme mostrado nas Figuras 6A a 6D) do desgaste lento do volume de material de elemento de vedação, principalmente do inserto de vedação, mas também o material de tampão. Durante o curso da vida útil de um elemento de vedação, a rotação da coluna de perfuração dentro do elemento de vedação não giratório reduz a espessura da parede do inserto de vedação. A redução em espessura de inserto de vedação reduz o volume do elemento de vedação. A redução em volume do volume de elemento de vedação é compensada aumentando-se o volume da câmara de fechamento para uma dada pressão de fechamento e pressão de furo de poço. Uma sequência para monitoramento de condição pode ser formada quando uma pressão de fechamento e volume de câmara de fechamento necessários para manter a vedação anular a uma dada pressão de furo de poço são aplicados para indicar a quantidade de elemento de vedação material restante. A relação entre a pressão de fechamento, o volume de câmara de fechamento e o estado de desgaste do elemento de vedação, especificamente o inserto de vedação, pode ser determinada conforme mostrado na Figura 8.
[0063] Com uma relação estabelecida entre a pressão de fechamento, o volume da câmara de fechamento e a condição do elemento de vedação, a análise dessas variáveis fornece informações acionáveis à sonda de perfuração. O monitoramento do volume de câmara de fechamento e pressão de fechamento pode fornecer a quantidade de desgaste de elemento de vedação ser ter que interromper as operações e recuperar o elemento de vedação do sistema de vedação anular do tipo ACD. Foi constatado através de resultados de teste empírico, análise de elemento finito e modelagem que a relação entre a pressão de fechamento e a pressão de câmara de lubrificação pode também ser usada para determinar quando um elemento de vedação precisa de substituição. Quando o inserto de vedação está intacto, a pressão de fechamento e a pressão da câmara de lubrificação permanecem estáveis. Conforme o inserto de vedação desgasta a partir do uso, seu componente para a integridade da vedação é removido, resultando em pressão da câmara de lubrificação diminuída.
[0064] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, um método para monitoramento de condição de vedação para um sistema de vedação anular do tipo ACD pode incluir engatar um sistema de obturador anular superior para engatar um elemento de vedação superior para formar um encaixe por interferência superior que veda um anel que circunda um cano de perfuração. O sistema de obturador anular superior pode incluir um obturador anular superior atuado por pistão que é configurado para se mover dentro do alojamento esférico do sistema de obturador anular superior, exercendo uma força de fechamento sobre o elemento de vedação superior. Devido ao fato de que o elemento de vedação superior é composto por um inserto de vedação comoldado com um material de tampão, a força de fechamento faz com que o elemento de vedação superior se curve radialmente para dentro, formando o encaixe por interferência com o cano de perfuração. Conforme indicado acima, o elemento de vedação superior permanece estacionário conforme o cano de perfuração gira. Ao longo do tempo, o inserto de vedação do elemento de vedação superior pode se desgastar, de modo que pressão de fechamento adicional possa ser necessária para manter a vedação anular. Um sistema de controle ativo pode determinar a pressão de fechamento superior necessária para o obturador anular superior do sistema de obturador anular superior para fechar suficientemente o elemento de vedação superior para formar um encaixe por interferência superior. A determinação pode ser realizada com base na capacidade da câmara de lubrificação para manter a pressão e a direção que os fluidos de lubrificação fluem.
Durante operações de perfuração, o sistema de controle ativo pode ajustar ativamente a pressão de fechamento superior para manter o encaixe por interferência superior.
Nesse contexto, ativamente significa em uma base contínua durante operações de perfuração e inclui qualquer período de ajuste, incluindo ajuste contínuo em tempo real ou ajuste em intervalos de tempo predeterminados.
Em certas modalidades, se uma alteração na pressão de fechamento superior necessária para manter o encaixe por interferência superior exceder uma quantidade predeterminada durante um período de tempo predeterminado, um alerta pode ser fornecido a um operador por meio de um visor do sistema de controle ativo que indica que o elemento de vedação superior está desgastado.
Em outras modalidades, se uma alteração na pressão de fechamento superior necessária para manter o encaixe por interferência superior exceder uma quantidade predeterminada durante um período de tempo predeterminado, o sistema de controle ativo pode realizar ações, tal como, por exemplo, programar ou interromper operações de perfuração.
Em essência, o delta em pressão de fechamento, a quantidade e o período do mesmo podem variar com base em uma aplicação ou projeto, significa que o inserto de vedação desgastou e que o encaixe por interferência pode ser mantido pelo material de tampão sozinho, que não é resistente ao desgaste e desgastará mais rapidamente.
Desse modo, o delta detectado não significa necessariamente que o elemento de vedação falhou, apenas que não tem muito mais tempo até que falhe.
O período em que a perfuração pode ser estendida sob tais circunstâncias está tipicamente na ordem de magnitude de horas.
A quantidade predeterminada e o período de tempo predeterminado podem ser determinados antecipadamente por modelagem, medição ou análise de resultados empíricos para um dado sistema de vedação anular e elemento de vedação.
[0065] Similarmente, o método pode incluir engatar um sistema de obturador anular inferior para engatar um elemento de vedação inferior para formar um encaixe por interferência inferior que veda o anel que circunda o cano de perfuração (abaixo da vedação criada pelo elemento de vedação superior). O sistema de obturador anular inferior pode incluir um obturador anular inferior atuado por pistão que é configurado para se mover dentro do alojamento esférico do sistema de obturador anular inferior, exercendo uma força de fechamento sobre o elemento de vedação inferior. Devido ao fato de que o elemento de vedação inferior é composto por um inserto de vedação comoldado com um material de tampão, a força de fechamento faz com que o elemento de vedação inferior se curve radialmente para dentro, formando o encaixe por interferência com o cano de perfuração. Conforme indicado acima, o elemento de vedação inferior permanece estacionário conforme o cano de perfuração gira. Ao longo do tempo, o inserto de vedação do elemento de vedação inferior pode se desgastar, de modo que pressão de fechamento adicional possa ser necessária para manter a vedação anular. O sistema de controle ativo pode determinar a pressão de fechamento inferior necessária para o obturador anular inferior do sistema de obturador anular inferior para fechar suficientemente o elemento de vedação inferior para formar um encaixe por interferência inferior. A determinação pode ser realizada com base na capacidade da câmara de lubrificação para manter a pressão e a direção que os fluidos de lubrificação fluem. Durante operações de perfuração, o sistema de controle ativo pode ajustar ativamente a pressão de fechamento inferior para manter o encaixe por interferência inferior. Em certas modalidades, se uma alteração na pressão de fechamento inferior necessária para manter o encaixe por interferência inferior exceder uma quantidade predeterminada durante um período de tempo predeterminado, um alerta pode ser fornecido ao operador por meio de um visor do sistema de controle ativo que indica que o elemento de vedação inferior está desgastado. Em outras modalidades, se uma alteração na pressão de fechamento inferior necessária para manter o encaixe por interferência inferior exceder uma quantidade predeterminada durante um período de tempo predeterminado, o sistema de controle ativo pode realizar ações, tal como, por exemplo, programar ou interromper operações de perfuração.
[0066] Quando o elemento de vedação superior e o elemento de vedação inferior são engatados, há uma pressão de câmara de lubrificação na câmara de lubrificação limitada pelo elemento de vedação superior e o elemento de vedação inferior. Uma porta de injeção de lubrificação pode injetar fluidos de lubrificação na câmara de lubrificação e uma válvula de alívio pode ser usada para aliviar a pressão na câmara de lubrificação se for necessário. Tipicamente, a pressão de câmara de lubrificação é mantida a uma pressão um tanto superior à pressão de furo de poço para garantir que os vazamentos de fluido de lubrificação injetado vazem.
[0067] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, um método para monitoramento de condição de vedação para um sistema de vedação anular do tipo ACD pode incluir interromper operações de perfuração, caso haja, e engatar uma ferramenta de isolamento de coluna de perfuração, ou equivalente da mesma, para vedar o anel que circunda um cano de perfuração.
O método pode incluir desengatar o sistema de obturador anular superior para desengatar o elemento de vedação superior para desselar o anel que circunda o cano de perfuração e desengatar o sistema de obturador anular inferior para desengatar o elemento de vedação inferior para desselar o anel que circunda o cano de perfuração.
Uma vez que a vedação anular esteja sendo mantida pela ferramenta de isolamento de coluna de perfuração, ou equivalente da mesma, e o sistema de vedação anular do tipo ACD seja desengatado, um medidor de fluxo superior de uma unidade de energia hidráulica pode ser tarado.
A unidade de energia hidráulica pode ser configurada para fornecer energia hidráulica a um ou mais pistões de atuação superiores de um sistema de obturador anular superior.
Então, o sistema de obturador anular superior pode ser engatado para engatar o elemento de vedação superior para fechar o cano de perfuração até uma pressão de calibração superior predeterminada.
Em certas modalidades, a pressão de calibração superior predeterminada pode ser 13,79 Mpa (2.000 psi). Entretanto, uma pessoa de habilidade comum na técnica, que tem o benefício desta revelação, reconhecerá que a pressão de calibração superior predeterminada pode variar com base em uma aplicação ou projeto em conformidade uma ou mais modalidades da presente invenção.
A pressão de calibração superior predeterminada pode representar a quantidade máxima de pressão de fechamento superior que pode ser aplicada.
O medidor de fluxo superior pode ser monitorado para determinar um volume de câmara de fechamento superior para um período de tempo predeterminado.
O período de tempo predeterminado pode incluir qualquer período até e incluindo o tempo de execução inteiro após a calibração. A condição do elemento de vedação superior pode ser determinada com base em uma relação predeterminada, tal como aquela mostrada, por exemplo, na Figura 8, entre o volume de câmara de fechamento superior e um ponto até o qual o elemento de vedação superior está desgastado. A extensão pode ser determinada por dados empíricos, análise estatística ou modelagem. Um sistema de controle ativo pode fornecer ao operador uma indicação do ponto até o qual o elemento de vedação superior está desgastado com base na condição determinada, tal indicação pode ser exibida em um visor do sistema de controle ativo.
[0068] Similarmente, um medidor de fluxo inferior da unidade de energia hidráulica pode ser tarado. A unidade de energia hidráulica pode ser configurada para fornecer energia hidráulica a um ou mais pistões de atuação superiores de um sistema de obturador anular inferior. Então, o sistema de obturador anular inferior pode ser engatado para engatar o elemento de vedação inferior para fechar o cano de perfuração até uma pressão de calibração inferior predeterminada. Em certas modalidades, a pressão de calibração inferior predeterminada pode ser 13,79 Mpa (2.000 psi). Entretanto, uma pessoa de habilidade comum na técnica, que tem o benefício desta revelação, reconhecerá que a pressão de calibração inferior predeterminada pode variar com base em uma aplicação ou projeto em conformidade uma ou mais modalidades da presente invenção. A pressão de calibração superior predeterminada pode representar a quantidade máxima de pressão de fechamento superior que pode ser aplicada. O medidor de fluxo inferior pode ser monitorado para determinar um volume de câmara de fechamento inferior para um período de tempo predeterminado.
O período de tempo predeterminado pode incluir qualquer período até e incluindo o tempo de execução inteiro após a calibração. A condição do elemento de vedação inferior pode ser determinada com base em uma relação predeterminada, tal como aquela mostrada, por exemplo, na Figura 8, entre o volume de câmara de fechamento inferior e um ponto até o qual o elemento de vedação inferior está desgastado. A extensão pode ser determinada por dados empíricos, análise estatística ou modelagem. O sistema de controle ativo pode fornecer ao operador uma indicação do ponto até o qual o elemento de vedação inferior está desgastado com base na condição determinada, tal indicação pode ser exibida em um visor do sistema de controle ativo.
[0069] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, um método para monitoramento de condição de vedação para um sistema de vedação anular do tipo ACD pode incluir gerar dados modelados, incluindo uma ou mais dentre uma pressão de fechamento superior modelada de um obturador anular superior de um sistema de obturador anular superior, uma pressão de furo de poço modelada e uma pressão de câmara de lubrificação modelada do sistema de vedação anular para operações e condições de perfuração antecipadas. Os dados medidos podem ser inseridos, incluindo um ou mais dentre uma pressão de fechamento superior medida de um obturador anular superior do sistema de obturador anular superior, uma pressão de furo de poço medida e uma pressão de câmara de lubrificação medida do sistema de vedação anular para operações e condições de perfuração. Os dados medidos podem ser comparados com os dados modelados para determinar uma condição do elemento de vedação superior. Em certas modalidades, o sistema de controle ativo pode fornecer ao operador a condição do elemento de vedação superior de modo que a ação adequada seja tomada. A condição pode ser fornecida através de um visor do sistema de controle ativo. Em outras modalidades, o sistema de controle ativo pode tomar a ação adequada com base na condição do elemento de vedação superior.
[0070] Similarmente, dados moldados podem ser gerados, incluindo um ou mais dentre uma pressão de fechamento inferior modelada de um obturador anular inferior de um sistema de obturador anular inferior, uma pressão de furo de poço modelada e uma pressão de câmara de lubrificação modelada do sistema de vedação anular para operações e condições de perfuração antecipadas. Os dados medidos podem ser inseridos, incluindo um ou mais dentre uma pressão de fechamento inferior medida de um obturador anular inferior do sistema de obturador anular inferior, uma pressão de furo de poço medida e uma pressão de câmara de lubrificação medida do sistema de vedação anular para operações e condições de perfuração. Os dados medidos podem ser comparados com os dados modelados para determinar uma condição do elemento de vedação inferior. Em certas modalidades, o sistema de controle ativo pode fornecer ao operador a condição do elemento de vedação inferior de modo que a ação adequada seja tomada. A condição pode ser fornecida através de um visor do sistema de controle ativo. Em outras modalidades, o sistema de controle ativo pode tomar a ação adequada com base na condição do elemento de vedação inferior.
[0071] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, um sistema para monitoramento de condição de vedação pode incluir um sistema de vedação anular do tipo ACD e um sistema de controle ativo. O sistema de vedação anular do tipo
ACD pode incluir um sistema de obturador anular superior que tem um obturador superior anular atuado por pistão configurado para engatar um elemento de vedação superior para fechar um cano de perfuração para formar um encaixe por interferência superior que veda o anel que circunda o cano de perfuração.
O sistema de obturador anular inferior pode incluir um obturador anular inferior atuado por pistão configurado para engatar um elemento de vedação inferior para fechar o cano de perfuração para formar um encaixe por interferência inferior que veda o anel que circunda o cano de perfuração.
Uma câmara de lubrificação pode ser disposta entre o sistema de obturador anular superior e o sistema de obturador anular inferior que inclui uma porta de injeção de lubrificação e uma válvula de alívio de pressão.
O sistema de controle ativo pode fornecer ao operador uma ou mais dentre uma condição do elemento de vedação superior e do elemento de vedação inferior ou uma indicação do ponto até o qual o elemento de vedação superior e o elemento de vedação inferior estão desgastados.
Em certas modalidades, o sistema pode incluir uma unidade de energia hidráulica que inclui uma linha de energia hidráulica de obturador anular superior e uma linha de energia hidráulica de obturador anular inferior.
A linha de energia hidráulica de obturador anular superior fornece energia hidráulica para atuar o pistão de obturador anular superior e a linha de energia hidráulica de obturador anular inferior fornece energia hidráulica para atuar o pistão de obturador anular inferior.
Em certas modalidades, o sistema pode incluir um medidor de fluxo superior que pode ser configurado para medir um fluxo de fluido de injeção hidráulica na linha de energia hidráulica de obturador anular superior e um medidor de fluxo inferior configurado para medir o fluxo de fluido de injeção hidráulica na linha de energia hidráulica de obturador anular inferior. Em certas modalidades, o sistema pode incluir um dispositivo de medição de pressão de furo de poço configurado para medir a pressão de furo de poço. O sistema de controle ativo pode determinar a pressão de câmara de lubrificação, a pressão de fechamento de obturador anular superior e a pressão de fechamento de obturador anular inferior.
[0072] A Figura 9 mostra um sistema de controle ativo 900 em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção, em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[0073] O sistema de controle ativo 900 pode ser usado para controlar todos os aspectos da operação do sistema de vedação anular do tipo ACD (por exemplo, 300 da Figura 3), incluindo, por exemplo, uma ou mais dentre a pressão de fechamento superior ao sistema de obturador anular superior, a pressão de fechamento inferior ao sistema de obturador anular inferior e a pressão de câmara de lubrificação da câmara de lubrificação. O sistema de controle ativo 900 pode controlar tais coisas através do controle da unidade de energia hidráulica (não mostrado), a taxa de fluxo de injeção de fluido de lubrificação e a válvula de alívio de câmara de lubrificação (por exemplo, 550 da Figura 5C). O sistema de controle ativo 900 pode também monitorar as propriedades medidas, incluindo, por exemplo, uma ou mais dentre as taxas de fluxo medidas de fluido de energia hidráulica para o sistema de obturador anular superior, taxas de fluxo medidas de fluido de energia hidráulica para o sistema de obturador anular inferior, pressão de furo de poço medida, taxas de fluxo medidas de fluido de lubrificação injetado, pressão de câmara de lubrificação medida. O sistema de controle ativo 900 pode também realizar toda a modelagem, correlação, comparação e análise de dados usados como parte de um sistema para monitoramento de condição de vedação.
[0074] O sistema de controle ativo 900 pode incluir um ou mais núcleos de processador 910 dispostos em uma ou mais placas de circuito impresso (não mostrado). Cada um dentre o um ou mais núcleos de processador 910 pode ser um processador de núcleo único (não ilustrado independentemente) ou um processador de múltiplos núcleos (não ilustrado independentemente). Os processadores de múltiplos núcleos tipicamente incluem uma pluralidade de núcleos de processador dispostos na mesma matriz física (não mostrado) ou uma pluralidade de núcleos de processador dispostos em múltiplas matrizes (não mostrado) que estão coletivamente dispostas dentro do mesmo pacote mecânico. O sistema de controle ativo 900 pode também incluir vários componentes lógicos de núcleo, tal como, por exemplo, um dispositivo de ponte norte ou hospedeiro 915 e um dispositivo de ponte sul ou entrada/saída (“IO”) 920. A ponte norte 915 pode incluir uma ou mais interfaces de processador, interfaces de memória, interfaces de gráfico, interfaces de IO de alta velocidade (não mostrado) e interfaces de ponte sul. A ponte sul 920 pode incluir uma ou mais interfaces de IO. Uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que o um ou mais núcleos de processador 910, ponte norte 915 e ponte sul 920, ou vários subconjuntos ou combinações de funções ou recursos dos mesmos, pode ser integrado, em todo ou em parte, ou distribuídos entre vários dispositivos distintos, de uma forma que pode variar com base em uma aplicação, projeto ou fator de forma em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção.
[0075] O sistema de controle ativo 900 pode incluir um ou mais dispositivos de IO, tal como, por exemplo, um dispositivo de exibição 925, memória de sistema 930, teclado opcional 935, mouse opcional 940 e/ou uma ser humano-computador opcional 945. Dependendo da aplicação ou projeto de sistema de controle ativo 900, o um ou mais dispositivos de IO pode ou não ser integrado. O dispositivo de exibição 925 pode ser uma tela sensível ao toque que inclui um sensor de toque (não ilustrado independentemente) configurado para detectar toque. Por exemplo, um usuário pode interagir diretamente com objetos representados no dispositivo de exibição 925 por toque ou gestos que são detectados pelo sensor de toque e tratados como entrada pelo sistema de controle ativo 900.
[0076] O sistema de controle ativo 900 pode incluir um ou mais dispositivos de armazenamento local 950. O dispositivo de armazenamento local 950 pode ser um dispositivo de memória de estado sólido, um arranjo de dispositivo de estado sólido, uma unidade de disco rígido, um arranjo de unidades de disco rígido ou qualquer outro meio legível por computador não temporário. O sistema de controle ativo 900 pode incluir um ou mais dispositivos de interface de rede 955 que fornecem uma ou mais interfaces de rede. A interface de rede pode ser Ethernet, Wi-Fi, Bluetooth, WiMAX, Canal de Fibra ou qualquer outra interface de rede adequada para facilitar as comunicações em rede.
[0077] O sistema de controle ativo 900 pode incluir um ou mais dispositivos de armazenamento ligados à rede 960 adicionalmente a, ou em vez de, um ou mais dispositivos de armazenamento local 950. O dispositivo de armazenamento conectado à rede 960 pode ser um dispositivo de memória de estado sólido, um arranjo de dispositivo de estado sólido, uma unidade de disco rígido, um arranjo de unidades de disco rígido ou qualquer outro meio legível por computador não temporário. O dispositivo de armazenamento conectado à rede 960 pode ser ou não colocalizado com o sistema de controle ativo 900 e pode ser acessível ao computador 900 por meio de uma ou mais interfaces de rede fornecidas por um ou mais dispositivos de interface de rede 955.
[0078] Uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que o sistema de controle ativo 900 pode ser um servidor baseado em nuvem, um servidor, uma estação de trabalho, um computador de mesa, um computador do tipo laptop, um computador do tipo netbook, um computador do tipo tablet, um smartphone, um dispositivo móvel e/ou qualquer outro tipo de sistema de computação em conformidade com uma ou mais modalidades da presente invenção. Além disso, uma pessoa de habilidade comum na técnica reconhecerá que o sistema de controle ativo 900 pode ser qualquer outro tipo ou espécie de sistema baseado em controladores de lógica programável (“PLC”), dispositivos de lógica programável (“PLD”) ou outro tipo ou espécie de sistema, incluindo combinações dos mesmos, que podem inserir dados, realizar cálculos e emitir sinais de controle que manipulam uma tubulação de estrangulamento inteligente. Adicionalmente, as funções realizadas pelo sistema de controle ativo 900 podem ser incorporadas em uma ou mais sistemas de computador pré-existentes dispostos na sonda de perfuração e instrumentados de uma maneira similar.
[0079] As vantagens de uma ou mais modalidades da presente invenção podem incluir, porém sem limitação, um ou mais dos seguintes:
[0080] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, um método para monitoramento de condição de vedação pode fornecer aviso prévio sobre o estado da vedação anular, o estado de um ou mais elementos de vedação, realizar ações para manter a vedação anular conforme um ou mais elementos de vedação transitam de uma condição nova para uma condição desgastada e fornecer aviso prévio sobre a falha iminente de um ou mais elementos de vedação, de modo a evitar uma falha de vedação anular potencialmente catastrófica enquanto o riser marinho é pressurizado.
[0081] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, um método para monitoramento de condição de vedação fornece monitoramento proativo em vez de reativo da condição do um ou mais elementos de vedação. O um ou mais elementos de vedação podem ser substituídos bem antecipadamente à falha, mas potencialmente depois do que uma abordagem de cronograma de manutenção convencional poderia determinar de outro modo.
[0082] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, um método para monitoramento de condição de vedação permite que um ou mais elementos de vedação desgastados sejam substituídos proativamente sem despressurizar o riser marinho e antes da falha de vedação.
[0083] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, um método para monitoramento de condição de vedação permite que a substituição de um ou mais elementos de vedação seja planejada antecipadamente e coordenada com outras operações de sonda para melhorar a eficiência de operações e manter a segurança da sonda de perfuração e pessoal.
[0084] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, um método para monitoramento de condição de vedação estende a vida útil dos elementos de vedação além de um cronograma de manutenção convencional e permite sua substituição antecipadamente à sua falha, mas em um momento tipicamente muito posterior ao que o cronograma de manutenção convencional poderia determinar.
[0085] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, um método para monitoramento de condição de vedação reduz ou elimina os custos associados à inspeção, remoção ou substituição de elementos de vedação visto que inspeções não são mais necessárias e a remoção e a substituição são realizadas bem antecipadamente à falha e em um momento que é conveniente para operações de perfuração e o operador.
[0086] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, um método para monitoramento de condição de vedação aumenta a segurança de operações fornecendo ao perfurador informações acionáveis sobre o estado de um ou mais elementos de vedação.
[0087] Em uma ou mais modalidades da presente invenção, um método para monitoramento de condição de vedação aumenta a segurança de operações monitorando proativamente e evitando falha de vedação catastrófica.
[0088] 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 (45)
1. MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO PARA UM SISTEMA DE VEDAÇÃO ANULAR, caracterizado por compreender: engatar um sistema de obturador anular superior para engatar um elemento de vedação superior para formar um encaixe por interferência superior que veda um anel que circunda um cano de perfuração; determinar uma pressão de fechamento superior necessária para um obturador anular superior do sistema de obturador anular superior para fechar suficientemente o elemento de vedação superior para formar um encaixe por interferência superior; durante operações de perfuração, ajustar ativamente a pressão de fechamento superior para manter o encaixe por interferência superior; e se uma alteração na pressão de fechamento superior necessária para manter o encaixe por interferência superior exceder uma quantidade predeterminada durante um período de tempo predeterminado, fornecer a um operador um alerta que indica que o elemento de vedação superior está desgastado.
2. MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender, ainda: engatar um sistema de obturador anular inferior para engatar um elemento de vedação inferior para formar um encaixe por interferência inferior que veda o anel que circunda o cano de perfuração; determinar uma pressão de fechamento inferior necessária para um obturador anular inferior do sistema de obturador anular inferior para fechar suficientemente o elemento de vedação inferior para formar um encaixe por interferência inferior; durante operações de perfuração, ajustar ativamente a pressão de fechamento inferior para manter o encaixe por interferência inferior; e se uma alteração na pressão de fechamento inferior necessária para manter o encaixe por interferência inferior exceder uma quantidade predeterminada durante um período de tempo predeterminado, fornecer ao operador um alerta que indica que o elemento de vedação inferior está desgastado.
3. MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender, ainda: manter uma pressão de câmara de lubrificação mais alta que uma pressão de furo de poço.
4. MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo elemento de vedação superior compreender um inserto de vedação comoldado com um material de tampão.
5. MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo inserto de vedação compreender politetrafluoroetileno, polietileno de peso molecular ultra-alto ou outro material à base de polímero.
6. MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo material de tampão compreender poliuretano, nitrila, borracha de acrilonitrila butadieno, borracha de acrilonitrila butadieno hidrogenada ou outro material de elastômero.
7. MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo inserto de vedação compreender um padrão de colmeia ou matriz que fornece resistência ao desgaste quando é realizado contato com o cano de perfuração conforme o mesmo gira.
8. MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo elemento de vedação inferior compreender um inserto de vedação comoldado com um material de tampão.
9. MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo inserto de vedação compreender politetrafluoroetileno, polietileno de peso molecular ultra-alto ou outro material à base de polímero.
10. MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado material de tampão compreender poliuretano, nitrila, borracha de acrilonitrila butadieno, borracha de acrilonitrila butadieno hidrogenada ou outro material de elastômero.
11. MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado inserto de vedação compreender um padrão de colmeia ou matriz que fornece resistência ao desgaste quando é realizado contato com o cano de perfuração conforme o mesmo gira.
12. MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO PARA UM SISTEMA DE VEDAÇÃO ANULAR, caracterizado por compreender: tarar um medidor de fluxo superior de uma unidade de energia hidráulica configurada para fornecer energia hidráulica a um ou mais pistões de atuação superiores de um sistema de obturador anular superior;
engatar o sistema de obturador anular superior para engatar um elemento de vedação superior para fechar um cano de perfuração até uma pressão de calibração superior predeterminada; monitorar o medidor de fluxo superior para determinar um volume de câmara de fechamento superior para um período de tempo predeterminado; determinar uma condição do elemento de vedação superior com base em uma relação predeterminada entre a câmara de fechamento superior e um ponto até o qual o elemento de vedação superior está desgastado; e fornecer a um operador uma indicação do ponto até o qual o elemento de vedação superior está desgastado com base na condição determinada.
13. MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por compreender, ainda: tarar um medidor de fluxo inferior da unidade de energia hidráulica configurada para fornecer energia hidráulica a um ou mais pistões de atuação inferiores do sistema de obturador anular inferior; engatar o sistema de obturador anular inferior para engatar um elemento de vedação inferior para fechar o cano de perfuração até a pressão de calibração inferior predeterminada; monitorar o medidor de fluxo inferior para determinar um volume de câmara de fechamento inferior para um período de tempo predeterminado; determinar uma condição do elemento de vedação inferior com base em uma relação predeterminada entre a câmara de fechamento inferior e um ponto até o qual o elemento de vedação inferior está desgastado; e fornecer ao operador uma indicação do ponto até o qual o elemento de vedação inferior está desgastado com base na condição determinada.
14. MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por compreender, ainda: interromper operações de perfuração; engatar uma ferramenta de isolamento de coluna de perfuração para vedar o anel que circunda o cano de perfuração; desengatar o sistema de obturador anular superior para desengatar o elemento de vedação superior para desselar o anel que circunda o cano de perfuração; e desengatar o sistema de obturador anular inferior para desengatar o elemento de vedação inferior para desselar o anel que circunda o cano de perfuração.
15. MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por compreender, ainda: manter uma pressão de câmara de lubrificação mais alta que uma pressão de furo de poço.
16. MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo elemento de vedação superior compreender um inserto de vedação comoldado com um material de tampão.
17. MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo inserto de vedação compreender politetrafluoroetileno,
polietileno de peso molecular ultra-alto ou outro material à base de polímero.
18. MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo material de tampão compreender poliuretano, nitrila, borracha de acrilonitrila butadieno, borracha de acrilonitrila butadieno hidrogenada ou outro material de elastômero.
19. MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo inserto de vedação compreender um padrão de colmeia ou matriz que fornece resistência ao desgaste quando é realizado contato com o cano de perfuração conforme o mesmo gira.
20. MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo elemento de vedação inferior compreender um inserto de vedação comoldado com um material de tampão.
21. MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo inserto de vedação compreender politetrafluoroetileno, polietileno de peso molecular ultra-alto ou outro material à base de polímero.
22. MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo material de tampão compreender poliuretano, nitrila, borracha de acrilonitrila butadieno, borracha de acrilonitrila butadieno hidrogenada ou outro material de elastômero.
23. MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo inserto de vedação compreender um padrão de colmeia ou matriz que fornece resistência ao desgaste quando é realizado contato com o cano de perfuração conforme o mesmo gira.
24. MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO PARA UM SISTEMA DE VEDAÇÃO ANULAR, caracterizado por compreender: gerar dados moldados, incluindo um ou mais dentre uma pressão de fechamento superior modelada de um obturador anular superior de um sistema de obturador anular superior, uma pressão de furo de poço modelada e uma pressão de câmara de lubrificação modelada do sistema de vedação anular para operações e condições de perfuração antecipadas; inserir dados medidos, incluindo um ou mais dentre uma pressão de fechamento superior medida de um obturador anular superior do sistema de obturador anular superior, uma pressão de furo de poço medida e uma pressão de câmara de lubrificação medida do sistema de vedação anular para operações e condições de perfuração; comparar os dados medidos com dados modelados para determinar uma condição do elemento de vedação superior; e fornecer a um operador a condição do elemento de vedação superior.
25. MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado por compreender, ainda: gerar dados moldados, incluindo um ou mais dentre uma pressão de fechamento inferior modelada de um obturador anular inferior de um sistema de obturador anular inferior, a pressão de furo de poço modelada e a pressão de câmara de lubrificação modelada do sistema de vedação anular para operações e condições de perfuração antecipadas;
inserir dados medidos, incluindo um ou mais dentre uma pressão de fechamento inferior medida de um obturador anular inferior do sistema de obturador anular inferior, uma pressão de furo de poço medida e uma pressão de câmara de lubrificação medida do sistema de vedação anular para operações e condições de perfuração; comparar os dados medidos com dados modelados para determinar uma condição do elemento de vedação inferior; e fornecer ao operador a condição do elemento de vedação inferior.
26. MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado por compreender, ainda: manter a pressão de câmara de lubrificação mais alta que a pressão de furo de poço.
27. MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo elemento de vedação superior compreender um inserto de vedação comoldado com um material de tampão.
28. MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo inserto de vedação compreender politetrafluoroetileno, polietileno de peso molecular ultra-alto ou outro material à base de polímero.
29. MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo material de tampão compreender poliuretano, nitrila, borracha de acrilonitrila butadieno, borracha de acrilonitrila butadieno hidrogenada ou outro material de elastômero.
30. MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo inserto de vedação compreender um padrão de colmeia ou matriz que fornece resistência ao desgaste quando é realizado contato com o cano de perfuração conforme o mesmo gira.
31. MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo elemento de vedação inferior compreender um inserto de vedação comoldado com um material de tampão.
32. MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo inserto de vedação compreender politetrafluoroetileno, polietileno de peso molecular ultra-alto ou outro material à base de polímero.
33. MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo material de tampão compreender poliuretano, nitrila, borracha de acrilonitrila butadieno, borracha de acrilonitrila butadieno hidrogenada ou outro material de elastômero.
34. MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo inserto de vedação compreender um padrão de colmeia ou matriz que fornece resistência ao desgaste quando é realizado contato com o cano de perfuração conforme o mesmo gira.
35. SISTEMA PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, caracterizado por compreender: um sistema de vedação anular de dispositivo de controle ativo que compreende: um sistema de obturador anular superior que compreende um obturador superior anular atuado por pistão configurado para engatar um elemento de vedação superior para fechar um cano de perfuração para formar um encaixe por interferência superior que veda o anel que circunda o cano de perfuração, um sistema de obturador anular inferior que compreende um obturador anular inferior atuado por pistão configurado para engatar um elemento de vedação inferior para fechar o cano de perfuração para formar um encaixe por interferência inferior que veda o anel que circunda o cano de perfuração, e uma câmara de lubrificação disposta entre o sistema de obturador anular superior e o sistema de obturador anular inferior que compreende uma porta de injeção de lubrificação e uma válvula de alívio de pressão; e um sistema de controle ativo para medir um ou mais dentre uma pressão de fechamento superior do sistema de obturador anular superior, um volume de câmara de fechamento superior do sistema de obturador anular superior, uma pressão de câmara de lubrificação, uma pressão de furo de poço, uma pressão de fechamento inferior do sistema de obturador anular inferior e um volume de câmara de fechamento inferior do sistema de obturador anular inferior, em que o sistema de controle ativo fornece a um operador uma ou mais dentre uma condição do elemento de vedação superior e do elemento de vedação inferior ou uma indicação do ponto até o qual o elemento de vedação superior e o elemento de vedação inferior estão desgastados.
36. SISTEMA PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 35, caracterizado por compreender, ainda:
uma unidade de energia hidráulica que compreende uma linha de energia hidráulica de obturador anular superior e uma linha de energia hidráulica de obturador anular inferior, em que a linha de energia hidráulica de obturador anular superior fornece energia hidráulica para atuar o pistão de obturador anular superior e a linha de energia hidráulica de obturador anular inferior fornece energia hidráulica para atuar o pistão de obturador anular inferior. um medidor de fluxo superior configurado para medir um fluxo de fluido de injeção hidráulica na linha de energia hidráulica de obturador anular superior; e um medidor de fluxo inferior configurado para medir o fluxo de fluido de injeção hidráulica na linha de energia hidráulica de obturador anular inferior.
37. SISTEMA PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 35, caracterizado por compreender, ainda: um dispositivo de medição de pressão de furo de poço configurado para medir a pressão de furo de poço; e o sistema de controle ativo determina a pressão de câmara de lubrificação, a pressão de fechamento de obturador anular superior e a pressão de fechamento de obturador anular inferior.
38. SISTEMA PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 35, caracterizado pelo elemento de vedação superior compreender um inserto de vedação comoldado com um material de tampão.
39. SISTEMA PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 38, caracterizado pelo inserto de vedação compreender politetrafluoroetileno,
polietileno de peso molecular ultra-alto ou outro material à base de polímero.
40. SISTEMA PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 38, caracterizado pelo material de tampão compreender poliuretano, nitrila, borracha de acrilonitrila butadieno, borracha de acrilonitrila butadieno hidrogenada ou outro material de elastômero.
41. SISTEMA PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 38, caracterizado pelo inserto de vedação compreender um padrão de colmeia ou matriz que fornece resistência ao desgaste quando é realizado contato com o cano de perfuração conforme o mesmo gira.
42. SISTEMA PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 35, caracterizado pelo elemento de vedação inferior compreender um inserto de vedação comoldado com um material de tampão.
43. SISTEMA PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo inserto de vedação compreender politetrafluoroetileno, polietileno de peso molecular ultra-alto ou outro material à base de polímero.
44. SISTEMA PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo material de tampão compreender poliuretano, nitrila, borracha de acrilonitrila butadieno, borracha de acrilonitrila butadieno hidrogenada ou outro material de elastômero.
45. SISTEMA PARA MONITORAMENTO DE CONDIÇÃO DE VEDAÇÃO, de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo inserto de vedação compreender um padrão de colmeia ou matriz que fornece resistência ao desgaste quando é realizado contato com o cano de perfuração conforme o mesmo gira.
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