BR112020016678B1 - Método e sistema para determinar de maneira não intrusiva a variação de seção transversal de paredes de um canal fluídico, e, meio de armazenamento legível por computador não transitório - Google Patents

Abstract

É fornecido um método para determinar de maneira não intrusiva a variação da seção transversal de um canal fluídico. O método inclui obter, a partir de um ou mais sensores, um perfil de pressão medido com base em pelo menos um pulso de pressão induzido em um canal fluídico. Um modelo direto de variação de seção transversal do canal fluídico é gerado. Usando o modelo direto, um perfil de pressão simulado é gerado. Usando o perfil de pressão medido e o perfil de pressão simulado, um erro é determinado. Quando o erro estiver fora de um limite predeterminado, o modelo direto será atualizado com base no erro.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO RELACIONADO

[001] Este pedido reivindica prioridade para o Pedido de Patente Provisório US 62/656.873, depositado no Escritório de Patentes e Marcas dos EUA em 12 de abril de 2018, o qual está incorporado neste documento por referência na íntegra para todos os fins.

CAMPO

[002] A presente divulgação refere-se geralmente à determinação de variações de seção transversal de um canal fluídico. Em particular, em pelo menos um aspecto, a presente divulgação refere-se, em parte, a modelos inversos para determinar de maneira não intrusiva as variações de forma em seção transversal de um canal fluídico.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[003] Os furos de poços são perfurados na terra para uma variedade de finalidades, incluindo exploração em formações que possuem hidrocarbonetos para extrair os hidrocarbonetos para uso como combustível, lubrificantes, na produção de produtos químicos e outros fins. Esses hidrocarbonetos são frequentemente transmitidos às unidades de processamento por meio de oleodutos. Os canais fluídicos, como oleodutos e furos de poço, precisam ser inspecionados para determinar problemas como vazamentos, bloqueios por depósitos ou erosão ou dano estrutural.

[004] A maioria dos métodos para monitorar a integridade de canais fluídicos é intrusiva, tal como uso de pigs, drones aéreos, aviões de voo baixo e assim por diante. Esses métodos podem implicar investimentos consideráveis em dinheiro e tempo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[005] As implementações da presente tecnologia serão agora descritas, somente a título de exemplo, com referência às figuras anexas, em que: A FIG. 1A é um diagrama esquemático de um ambiente exemplificativo para um sistema para determinar a variação da seção transversal de um canal fluídico de acordo com a presente divulgação; A FIG. 1B é um diagrama esquemático de seção transversal de um canal fluídico em que o canal fluídico não possui variações de seção transversal tomadas ao longo da linha 1B-1B da FIG. 1A; A FIG. 1C é um diagrama de seção transversal esquemático de um canal fluídico com variações de seção transversal tomadas ao longo da linha 1C-1C da FIG. 1A; A FIG. 2 é um diagrama esquemático de um sistema de aquisição de dados que pode ser empregado como mostrado na FIG. 1A; A FIG. 3 é um fluxograma de um método para gerar um modelo de variação de seção transversal; A FIG. 4 é um diagrama exemplificativo de um perfil de pressão medido; A FIG. 5 é um diagrama exemplificativo de uma simulação de linha de base de um perfil de pressão; A FIG. 6 é um fluxograma de um método para produzir um modelo direto de depósitos; A FIG. 7 é um diagrama exemplificativo da razão de área em função da variação da seção transversal; e A FIG. 8 é um diagrama exemplificativo de um modelo de variações de seção transversal de um canal fluídico.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[006] Será apreciado que, para simplicidade e clareza de ilustração, quando apropriado, numerais de referência foram repetidos dentre as diferentes figuras para indicar elementos correspondentes ou análogos. Além disso, numerosos detalhes específicos são apresentados de modo a proporcionar um entendimento minucioso dos exemplos descritos neste documento. Entretanto, será compreendido pelos versados na técnica que os exemplos descritos neste documento podem ser praticados sem estes detalhes específicos. Em outros casos, os métodos, procedimentos e componentes não foram descritos em detalhes de modo a não obscurecer a característica relevante relacionada sendo descrita. Além disso, a descrição não será considerada como limitante do escopo das modalidades descritas neste documento. Os desenhos não estão necessariamente em escala e as proporções de certas partes podem ser exageradas para melhor ilustrar detalhes e características da presente divulgação.

[007] Neste documento são divulgados sistemas e métodos para determinar de maneira não intrusiva a variação da seção transversal de um canal fluídico. Em um ou mais exemplos, um perfil de pressão medido é obtido usando a tecnologia de pulso de pressão que é então usada para melhorar iterativamente uma estimativa da variação da seção transversal de um canal de fluido. Quando o erro entre o perfil de pressão medido e a variação de seção transversal modelada está dentro de um limite predefinido coberto, uma variação de seção transversal final é produzida como uma função da faixa para mostrar o local da variação da seção transversal do canal fluídico.

[008] Para obter um perfil de pressão medido, os pulsos de pressão são induzidos no canal fluídico. Os pulsos de pressão podem ser induzidos, por exemplo, por um dispositivo que inclui uma válvula que pode ser aberta e fechada. Ao fechar a válvula, um pulso de pressão pode ser gerado. Um ou mais sensores medem um perfil de pressão com base nos pulsos de pressão refletidos nas variações da seção transversal do canal fluídico. O perfil de pressão medido pode ser encaminhado para um sistema de aquisição de dados ou uma unidade de processamento.

[009] O sistema de aquisição de dados também gera um modelo direto de variação transversal do canal fluídico. O modelo direto pode ser gerado usando uma estimativa inicial da forma da seção transversal nos pontos e dados de grade desejados em relação aos pulsos de pressão. Com base no modelo direto, um perfil de pressão simulado é gerado. Um erro é calculado usando o perfil de pressão medido e o perfil de pressão simulado. Se o erro não estiver dentro de um limite predeterminado ou, em outras palavras, quando o erro estiver muito alto ou fora do limite predeterminado, as entradas para o modelo direto serão atualizadas. O modelo direto atualizado é ajustado com base no erro. Com o modelo direto atualizado, outro perfil de pressão simulado é gerado e o erro é calculado. Se o erro estiver novamente fora do limite predeterminado, a atualização do modelo direto e as etapas subsequentes serão repetidas até que o erro esteja dentro do limite predeterminado. Se o erro estiver dentro do limite predeterminado, o modelo direto será produzido e um modelo de variação da seção transversal do canal fluídico será gerado. Como as entradas para o modelo direto são atualizadas com base no erro, esse método pode reduzir o tempo para processar cargas e permitir a conclusão do processamento, por exemplo, por um fator maior que 100. A resolução desse esquema de inversão também pode ser muito maior. Por exemplo, em vez de a resolução ser em termos de quilômetros, a resolução que utiliza o método pode fornecer resolução em termos de metros.

[0010] O método pode ser empregado em um sistema exemplificativo 100 mostrado, por exemplo, nas FIGS. 1A a 1C. A FIG. 1A é um diagrama esquemático que ilustra um canal fluídico 102. O canal fluídico 102 ilustrado na FIG. 1A é um oleoduto. Em outros exemplos, o canal fluídico 102 pode ser, por exemplo, um oleoduto, um furo de poço, uma coluna de perfuração ou qualquer canal através do qual o fluido flua. A porção do canal fluídico 102 pode ter qualquer orientação ou se estender apenas em uma direção ou em várias direções, por exemplo, vertical ou em um ângulo, ao longo de qualquer eixo, e pode ser, mas não é necessário que seja, horizontal como esquematicamente representado na FIG. 1A. O canal fluídico 102 tem paredes 103 que formam um espaço anular 104 no qual o fluido pode estar contido ou pode fluir. O fluido pode ser um fluido ou mais que um fluido. O fluido pode incluir, por exemplo, água ou óleo. O fluido também pode preencher substancialmente todo o canal fluídico 102. Em outros exemplos, o fluido pode preencher parcialmente o canal fluídico 102. As paredes 103 do canal fluídico 102 podem formar uma forma de seção transversal, tal como substancialmente circular, ovoide, retangular ou qualquer outra forma adequada. As paredes 103 do canal fluídico 102 podem ser feitas de qualquer combinação de plásticos ou metais, adequada para suportar o fluxo de fluido sem corrosão e com deformação mínima.

[0011] Ao longo do canal fluídico 102, variações de seção transversal 106 do canal fluídico 102 podem se formar. As variações de seção transversal 106 podem ser uma alteração de forma e/ou área de seção transversal, por exemplo, do canal fluídico 102 qualquer quantidade e em qualquer formato e forma para impedir o fluxo do fluido. Por exemplo, em algumas áreas, as variações de seção transversal 106 podem bloquear completamente o espaço anular 104 do canal fluídico 102. Além disso, as variações de seção transversal 106 podem ser de tal maneira que causem danos estruturais, como rachaduras nas paredes 103 do canal fluídico 102.

[0012] Em algumas áreas, como indicado, por exemplo, pelas linhas 1B-1B e FIG. 1B, o canal fluídico 102 não tem nenhuma variação de seção transversal 106. A FIG. 1B é um diagrama esquemático de seção transversal que ilustra o canal fluídico 102 como substancialmente circular. Como discutido anteriormente, a forma de seção transversal do canal fluídico 102 pode ter qualquer forma adequada, conforme desejado. Em ainda outras áreas, como indicado, por exemplo, pelas linhas 1C-1C e FIG. 1C, o canal fluídico 102 pode ter variações de seção transversal 106. A FIG. 1C é um diagrama esquemático de seção transversal que ilustra que o canal fluídico 102 com a variação de seção transversal 106 tem uma forma substancialmente ovoide. A alteração na forma do canal fluídico 102 pela variação da seção transversal 106 pode ser de qualquer outra forma, como retangular, diamante, triangular, irregular ou qualquer outra forma possível. Como ilustrado na FIG. 1A, o canal fluídico 102 tem uma porção com variações de seção transversal 106. Em outros exemplos, o canal fluídico 102 pode ser mais de uma porção com variações de seção transversal 106. Em ainda outros exemplos, o canal fluídico 102 pode não ter porções com variações de seção transversal 106.

[0013] A variação de seção transversal 106 pode incluir alteração na forma da seção transversal. A alteração na forma da seção transversal pode ser determinada, por exemplo, pela alteração em um parâmetro de forma. O parâmetro de forma pode ser, por exemplo, uma dimensão sobre um eixo vertical e um eixo horizontal, ou um eixo principal e um eixo secundário. Se o perímetro, ou circunferência, do canal fluídico 102 permanecer constante durante a alteração na forma da seção transversal, a área da seção transversal do canal fluídico 102 também mudará.

[0014] À medida que o fluido flui através do canal fluídico 102 a partir de uma porção sem variações de seção transversal 106 através de uma porção com variações de seção transversal 106, o fluido pode experimentar fluxo turbulento. Em pelo menos um exemplo, o fluido pode ser impedido de fluir através da porção do canal fluídico 102 com variações de seção transversal 106.

[0015] Para obter o perfil medido e inspecionar o canal fluídico 102 de uma maneira não intrusiva, pelo menos um pulso de pressão, como um pulso de golpe de aríete, pode ser induzido. Para induzir os pulsos de pressão, um dispositivo 108 pode ser usado. O dispositivo 108 pode ser acionado para criar um pulso de pressão que viaja através do canal fluídico 102 na velocidade local do som no meio. Um exemplo de dispositivo 108 é usado no Serviço InnerVue™ da Halliburton Energy Services, Inc. Em pelo menos um exemplo, o dispositivo 108 não é um acessório ou anexo permanente. Como tal, o dispositivo 108 pode estar disposto no canal fluídico 102 ou acoplado ao canal fluídico 102 apenas quando necessário para criar pulsos de pressão. Em outros exemplos, o dispositivo 108 pode ser um acessório permanente no canal fluídico 102. O dispositivo 108 pode ser, por exemplo, uma válvula. O dispositivo 108 pode ser acionado para criar o pulso de pressão abrindo e fechando a válvula. Quando a válvula está fechada, é gerado um pulso de pressão que viaja a montante da válvula. O dispositivo 108 pode ser eletricamente programado, de modo que diferentes pressões possam ser induzidas com base nas sequências de abertura e fechamento. Quanto mais rápido a válvula for aberta e fechada, maior ou mais nítido será o pulso de pressão.

[0016] À medida que o pulso de pressão viaja ao longo do canal fluídico 102, quaisquer obstruções ou variações de seção transversal encontradas 106 geram um sinal refletido que é recebido de volta no dispositivo 108. O sistema 100 inclui um sensor 110 para receber os sinais de pulso de pressão refletidos. O sensor 110 pode estar a uma distância conhecida do dispositivo 108. O sensor 110 pode ser um transdutor de pressão. Em outros exemplos, o sensor 110 pode ser qualquer sensor adequado que mede a pressão ou a tensão do fluido, por exemplo, um medidor de coluna ou um transdutor de fibra óptica. Os sinais refletidos são então passados através de um sistema de transmissão 112 para um sistema de aquisição de dados 114 para ser interpretado para mapear e quantificar quaisquer depósitos 106 no canal fluídico 102. O sistema de aquisição de dados 114 pode estar na superfície, dentro de um veículo como um submarino ou em qualquer outro local adequado, de modo que os dados possam ser interpretados por um operador. O sistema de transmissão 112 pode ser cabo de aço, fibra óptica, sem fio, como através da nuvem ou Bluetooth, ou qualquer outro método adequado para transmitir dados.

[0017] A FIG. 2 é um diagrama de blocos de um sistema de aquisição de dados exemplificativo 114. O sistema de aquisição de dados 114 está configurado para executar o processamento de dados e se comunicar com os sensores 110, por exemplo, como ilustrado na FIG. 1A. Em operação, o sistema de aquisição de dados 114 se comunica com um ou mais dos componentes discutidos anteriormente e também pode estar configurado para comunicação com dispositivos/sistemas remotos.

[0018] Como mostrado, o sistema de aquisição de dados 114 inclui componentes de hardware e software, como interfaces de rede 210, pelo menos um processador 220, sensores 260 e uma memória 240 interconectada por um barramento do sistema 250. As interfaces de rede 210 podem incluir circuitos mecânicos, elétricos e de sinalização para comunicação de dados através de links de comunicação, que podem incluir links de comunicação com ou sem fio. As interfaces de rede 210 estão configuradas para transmitir e/ou receber dados usando uma variedade de protocolos de comunicação diferentes, como será entendido pelos versados na técnica.

[0019] O processador 220 representa um processador de sinal digital (por exemplo, um microprocessador, um microcontrolador ou um processador de lógica fixa, etc.) configurado para executar instruções ou lógica para executar tarefas em um ambiente de furo de poço. O processador 220 pode incluir um processador de uso geral, processador de uso especial (onde as instruções de software são incorporadas ao processador), uma máquina de estado, circuito integrado específico de aplicação (ASIC), um arranjo de portas programável (PGA) incluindo um PGA de campo, um componente individual, um grupo distribuído de processadores e semelhantes. O processador 220 normalmente opera em conjunto com o hardware compartilhado ou dedicado, incluindo, mas não se limitando a, hardware capaz de executar software e hardware. Por exemplo, o processador 220 pode incluir elementos ou lógica adaptada para executar programas de software e manipular estruturas de dados 245, que podem residir na memória 240.

[0020] Os sensores 260, que podem incluir sensores 110 como divulgados neste documento, tipicamente operam em conjunto com o processador 220 para executar medições e podem incluir processadores, detectores, transmissores, receptores e semelhantes. Desta maneira, os sensores 260 podem incluir hardware/software para gerar, transmitir, receber, detectar, registrar e/ou amostrar campos magnéticos, atividade sísmica e/ou ondas acústicas ou outros parâmetros.

[0021] A memória 240 compreende uma pluralidade de locais de armazenamento que são endereçáveis pelo processador 220 para armazenar programas de software e estruturas de dados 245 associadas às modalidades descritas neste documento. Um sistema operacional 242, do qual porções podem ser tipicamente residentes na memória 240 e executadas pelo processador 220, organiza funcionalmente o dispositivo, inter alia, invocando operações em suporte a processos e/ou serviços de software 244 em execução no sistema de aquisição de dados 114. Esses processos e/ou serviços de software 244 podem executar o processamento de dados e comunicação com o sistema de aquisição de dados 114, conforme descrito neste documento. Observe que, embora o processo/serviço 244 seja mostrado na memória centralizada 240, alguns exemplos asseguram que esses processos/serviços sejam operados em uma rede de computação distribuída.

[0022] Será evidente para os versados na técnica que outros tipos de processador e memória, incluindo vários meios legíveis por computador, podem ser utilizados para armazenar e executar instruções de programas pertencentes às técnicas de avaliação de canais fluídicos descritas neste documento. Além disso, embora a descrição ilustre vários processos, é expressamente contemplado que vários processos podem ser incorporados como módulos com partes do processo/serviço 244 codificadas nos mesmos. Dessa maneira, os módulos do programa podem ser codificados em um ou mais meios de armazenamento legíveis por computador tangíveis para execução, como com lógica fixa ou lógica programável (por exemplo, instruções de software/computador executadas por um processador e qualquer processador pode ser um processador programável, lógica digital programável, como arranjos de portas programáveis em campo ou um ASIC que compreende lógica digital fixa. Em geral, qualquer lógica de processo pode ser incorporada no processador 220 ou meio legível por computador codificado com instruções para execução pelo processador 220 que, quando executadas pelo processador, são operáveis para fazer com que o processador execute as funções descritas neste documento.

[0023] Com referência à FIG. 3, é apresentado um fluxograma de acordo com uma modalidade de exemplo. O método 300 é fornecido a título de exemplo, já que existem várias maneiras de realizar o método. O método 300 descrito a seguir pode ser realizado usando as configurações ilustradas na FIG. 1A-2 e 4-8, por exemplo, e vários elementos dessas figuras são referenciados na explicação do método de exemplo 300. Cada bloco mostrado na FIG. 3 representa um ou mais processos, métodos ou subrrotinas, realizados no método de exemplo 300. Além disso, a ordem ilustrada dos blocos é apenas ilustrativa e a ordem dos blocos pode mudar de acordo com a presente divulgação. Blocos adicionais podem ser adicionados ou menos blocos podem ser utilizados, sem se afastar desta divulgação. O método de exemplo 300 pode começar no bloco 302.

[0024] No bloco 302, um pulso de pressão é induzido em um canal fluídico como descrito anteriormente. Por exemplo, um ou mais pulsos de pressão podem ser induzidos. Por exemplo, uma sequência de pulsos de pressão com nitidez diferente pode ser induzida. Em outros exemplos, os pulsos de pressão podem ter a mesma nitidez. Em ainda outros exemplos, apenas um pulso de pressão é induzido. O pulso de pressão é induzido por um dispositivo que pode ser uma válvula. Ao abrir e fechar a válvula, um pulso de pressão é induzido. Quanto mais rápido a válvula for fechada, mais nítido será o pulso de pressão. O pulso de pressão viaja a montante do canal fluídico e reflete de qualquer obstrução, como depósitos no canal fluídico.

[0025] No bloco 304, as flutuações de pressão são então registradas por um ou mais sensores. Os dados são então transmitidos para um sistema de aquisição de dados para interpretar os dados.

[0026] No bloco 306, é obtido um perfil de pressão medido. O perfil de pressão medido, como mostrado na FIG. 4, é fornecido como um diagrama 300 de pressão versus tempo. A seção 402 do diagrama 400 ilustra o pico de pressão criado pela abertura e fechamento da válvula. Quanto mais rápido a válvula é fechada, mais acentuado será o pico de pressão. A seção 404 do diagrama 400 ilustra flutuações de pressão que correspondem a obstruções, como variações na seção transversal do canal fluídico.

[0027] Voltando à FIG. 3, no bloco 308, as variações de seção transversal do canal fluídico são modeladas. A modelagem pode ser realizada por um sistema de aquisição de dados que inclui um meio de armazenamento legível por computador não transitório. O meio de armazenamento legível por computador não transitório inclui pelo menos um processador e armazena instruções executáveis por pelo menos um processador. Para modelar as variações de seção transversal, uma simulação de linha de base, no bloco 310, pode ser usada. A simulação da linha de base é uma simulação do canal fluídico se não houver variações transversais. A simulação da linha de base pode ser calculada usando equações hidrodinâmicas, conhecendo informações sobre o canal fluídico, como o fluido, o diâmetro e a forma, o pulso de pressão que seria criado pelo dispositivo, entre outros dados conhecidos.

[0028] A partir da simulação da linha de base, um perfil de pressão simulado, como ilustrado na FIG. 5, pode ser criado. Como mostrado na FIG. 5, semelhante ao perfil de pressão medido na FIG. 4, um perfil de pressão simulado é fornecido como um diagrama 500 de pressão versus tempo. A seção 502 do diagrama 500 ilustra o pico de pressão criado pela abertura e fechamento da válvula. No entanto, diferente do perfil de pressão medido da FIG. 4, não há flutuações na pressão, pois o perfil de pressão simulado é baseado na simulação da linha de base, que assume que não há variações de seção transversal no canal fluídico. Se houver variações transversais conhecidas que causariam flutuações no canal fluídico, essas poderão ser mostradas no perfil de pressão simulado.

[0029] O modelo das variações de seção transversal é então criado comparando o perfil de pressão simulado com o perfil de pressão medido e ajustando o perfil de pressão simulado até que o perfil de pressão simulado e o perfil de pressão medido correspondam substancialmente. Para corresponder substancialmente, o erro entre o perfil de pressão simulado e o perfil de pressão medido deve estar dentro de um limite predeterminado. A modelagem das variações de seção transversal será descrita em mais detalhes na FIG. 6 a seguir.

[0030] Voltando à FIG. 3, no bloco 312, se o perfil de pressão simulado e o perfil de pressão medido forem substancialmente correspondentes, uma estimativa de variações da seção transversal do canal fluídico é gerada.

[0031] Com referência à FIG. 6, um fluxograma é apresentado de acordo com uma modalidade de exemplo para modelar uma variação de seção transversal de um canal fluídico, por exemplo, o bloco 308 da FIG. 3. O método 600 é fornecido a título de exemplo, já que existem várias maneiras de realizar o método. O método 600 descrito a seguir pode ser realizado usando as configurações ilustradas nas FIGS. 1 a 5, por exemplo, e vários elementos dessas figuras são referenciados na explicação do método de exemplo 600. Cada bloco mostrado na FIG. 6 representa um ou mais processos, métodos ou subrrotinas, realizados no método de exemplo 600. Além disso, a ordem ilustrada dos blocos é apenas ilustrativa e a ordem dos blocos pode mudar de acordo com a presente divulgação. Blocos adicionais podem ser adicionados ou menos blocos podem ser utilizados, sem se afastar desta divulgação. O método de exemplo 600 pode ser implementado usando um sistema de aquisição de dados, por exemplo, sistema de aquisição de dados 114, como mostrado nas FIGS. 1A e 2, que inclui um meio de armazenamento legível por computador não transitório. O meio de armazenamento legível por computador não transitório inclui pelo menos um processador e armazena instruções executáveis por pelo menos um processador para implementar o método do exemplo 600. O método de exemplo 600 pode começar no bloco 602.

[0032] No bloco 602, um modelo direto de um canal fluídico é gerado. Neste caso, o modelo direto pode ser gerado usando equações dinâmicas de fluido de golpe de aríete, por exemplo, equações de Joukowsky ou outros métodos adequados para calcular um modelo direto de um canal fluídico usando um pulso de pressão. Embora a forma de seção transversal discutida nesta divulgação seja ovalidade ou circularidade, qualquer forma adequada pode ser aplicada e os cálculos podem ser ajustados de acordo. Uma expressão aproximada para a alteração de pressão pode ser fornecida, por exemplo, pelas equações de Jowkowski como: em que ?'é uma alteração na pressão, ?é uma densidade do fluido, C é a velocidade do som do fluido e Av é uma alteração local na velocidade do fluido. Por exemplo, pode-se supor que a densidade e a velocidade do som permaneçam constantes ao longo de um canal fluídico. Então, qualquer reflexão (ou alteração na pressão) do pulso de pressão se deve a uma alteração na velocidade do fluido. Se a vazão de volume for considerada constante Q, então a velocidade em qualquer ponto ao longo do canal fluídico pode ser determinada por: em que A é uma área de seção transversal em uma porção ao longo do canal fluídico. A alteração na velocidade é então determinada por: em que ?A é uma alteração na área da seção transversal na porção ao longo do canal fluídico. Em pelo menos um exemplo, se a área da seção transversal permanecer a mesma ao longo de um canal fluídico, uma alteração na velocidade ainda poderá ocorrer se houver uma alteração na vazão Q do volume que pode ocorrer, por exemplo, se houver um vazamento no oleoduto. Como tal, a alteração na velocidade pode ser determinada por:

[0033] A área da seção transversal de um canal fluídico também pode variar devido a uma alteração na forma, como uma ovalidade no canal fluídico. No presente exemplo, supõe-se que a seção transversal do canal fluídico seja alterada de um círculo de diâmetro D para uma elipse. A excentricidade da elipse é determinada por: em que é o eixo principal e b é o eixo secundário da elipse. O perímetro do círculo deve ser o mesmo que o da elipse; assim sendo:

[0034] O lado esquerdo (LHS) da equação (6) é uma expressão aproximada para o perímetro de uma elipse. A resolução de a e b em termos da variação transversal rende:

[0035] Além disso, a razão da área da seção transversal da elipse com a do círculo original é dada pela equação (9) a seguir, para a qual um gráfico da razão é mostrado na FIG. 7.

[0036] Embora as equações anteriores sejam usadas para calcular o modelo direto a partir de alterações de pressão, as equações anteriores são exemplificativas. Outros métodos para calcular variações de seção transversal de alterações de pressão podem ser usados conforme aplicável.

[0037] O modelo direto é baseado na simulação da linha de base. O modelo direto incorpora uma estimativa inicial das variações de seção transversal, ou variações de seção transversal estimadas, nos pontos de grade desejados. Os pontos de grade podem ter 1 metro, 10 metros, 20 metros, 100 metros ou qualquer resolução desejada. A estimativa inicial sobre variações de seção transversal inclui, por exemplo, quaisquer variações de seção transversal conhecidas. As variações de seção transversal conhecidas podem ser conhecidas devido à experiência anterior ou variações de seção transversal conhecidas do canal fluídico. A estimativa inicial das variações de seção transversal também pode ser definida como 0, o que fornece que nenhuma variação de seção transversal seja conhecida.

[0038] O modelo direto também incorpora um perfil de fechamento da válvula. O perfil de fechamento da válvula inclui como o dispositivo criou um pulso de pressão, por exemplo, a rapidez com que a válvula foi fechada e/ou as sequências de abertura e fechamento da válvula. Como tal, o perfil de fechamento da válvula inclui as informações conhecidas dos pulsos de pressão e reflexões conhecidas que ocorreriam a partir de quaisquer variações de seção transversal conhecidas do canal fluídico.

[0039] No bloco 604, um perfil de pressão simulado é gerado a partir do modelo direto. O perfil de pressão simulado é um diagrama de pressão versus tempo e reflete o pico de pressão inicial do dispositivo, criando o pulso de pressão e as flutuações de pressão do pulso de pressão refletindo das variações de seção transversal estimadas dos canais fluídicos, como depósitos.

[0040] No bloco 606, um erro é determinado. O erro indica uma quantidade que o perfil de pressão simulado não corresponde ao perfil de pressão medido. Para calcular o erro, é utilizado o perfil de pressão medido de pelo menos um sensor. O erro é calculado com base na diferença entre o perfil de pressão medido e o perfil de pressão simulado. O erro pode ser calculado usando a equação: Erro = | perfil de pressão medido - perfil de pressão simulado |2.

[0041] No bloco 608, o erro é comparado com um limite predeterminado. Se o erro não estiver dentro do limite predeterminado, o modelo direto é atualizado no bloco 609. As entradas atualizadas (por exemplo, as variações de seção transversal em função da faixa) para o modelo direto podem ser calculadas usando a equação:

[0042] Como tal, o modelo direto atualizado é ajustado com base no erro. As etapas de gerar um modelo direto 602, gerar um perfil de pressão simulado 604, determinar um erro 606, determinar se o erro está dentro ou menor que um erro predeterminado 608 e atualizar o modelo direto 609 são repetidas até que o erro esteja dentro do limite predeterminado.

[0043] Baseando os ajustes para o modelo direto no erro, o tempo de processamento pode ser reduzido, por exemplo, de 2 a 4 horas para 2 a 5 minutos, em média.

[0044] Se o erro estiver dentro do limite predeterminado, então no bloco 610, o modelo direto será produzido.

[0045] No bloco 612, uma estimativa de variações da seção transversal do canal fluídico é então gerada e produzida. Quando um distúrbio de pressão for criado em um canal fluídico, o pulso da pressão viajará como uma onda com uma velocidade igual à velocidade local do som do fluido dentro do canal fluídico. À medida que o pulso de pressão viaja, qualquer alteração na característica (ou impedância) do canal fluídico resulta na reflexão de pelo menos uma porção do canal fluídico.

[0046] A FIG. 8 ilustra um diagrama exemplificativo 800 de um modelo ou uma estimativa de variações de seção transversal do canal fluídico. O diagrama exemplificativo 800 fornece uma quantidade de variações de seção transversal versus distância do dispositivo e/ou sensor. Como ilustrado na FIG. 8, o modelo de variações de seção transversal do canal fluídico fornece uma visualização da quantidade de variação de seção transversal em cada ponto do canal fluídico. Por exemplo, como ilustrado na FIG. 8, o canal fluídico tem variações de seção transversal na distância correspondente à faixa 702.

[0047] Após o modelo de variações de seção transversal ser gerado e produzido, ajustes no canal fluídico podem ser feitos. Por exemplo, o canal fluídico pode ser inspecionado em certos pontos com maior variação da seção transversal. Em outros exemplos, a porção do canal fluídico com variação de seção transversal pode ser reparada e/ou substituída por qualquer método adequado.

[0048] Inúmeros exemplos são fornecidos neste documento para melhorar a compreensão da presente divulgação. Um conjunto específico de declarações é fornecido como a seguir.

[0049] Declaração 1: Um método é divulgado para determinar de forma não intrusiva variação de seção transversal de um canal fluídico, o método compreendendo: obter, a partir de um ou mais sensores, um perfil de pressão medido com base em pelo menos um pulso de pressão induzido em um canal fluídico; gerar um modelo direto de variação de seção transversal do canal fluídico; gerar, usando o modelo direto, um perfil de pressão simulado; determinar, usando o perfil de pressão medido e o perfil de pressão simulado, um erro; e atualizar, quando o erro estiver fora de um limite predeterminado, o modelo direto com base no erro.

[0050] Declaração 2: Um método é divulgado de acordo com a Declaração 1, compreendendo ainda: acionar um dispositivo para criar um pulso de pressão no canal fluídico.

[0051] Declaração 3: Um método é divulgado de acordo com a Declaração 2, em que o dispositivo inclui uma válvula, a válvula está configurada para ser aberta e fechada para gerar o pulso de pressão.

[0052] Declaração 4: Um método é divulgado de acordo com qualquer uma das Declarações 1 a 3 anteriores, compreendendo ainda: produzir, quando o erro estiver dentro do limite predeterminado, o modo direto; gerar, usando o modelo direto, uma estimativa da variação de seção transversal do canal fluídico; e produzir a estimativa de variação de seção transversal do canal fluídico.

[0053] Declaração 5: Um método é divulgado de acordo com a Declaração 4, em que a estimativa da variação da seção transversal é fornecida em função da quantidade da variação da seção transversal estimada do canal fluídico versus a distância no canal fluídico a partir de um ou mais sensores.

[0054] Declaração 6: Um método é divulgado de acordo com qualquer uma das Declarações 1 a 5 anteriores, compreendendo ainda: repetir, até que o erro esteja dentro do limite predeterminado, gerar o modelo direto, gerar o perfil de pressão simulado, determinar o erro e atualizar o modelo direto.

[0055] Declaração 7: Um método é divulgado de acordo com qualquer uma das Declarações 1 a 6 anteriores, em que a variação de seção transversal inclui uma alteração de forma do canal fluídico e/ou uma alteração da área de seção transversal do canal fluídico.

[0056] Declaração 8: É divulgado um sistema para determinar de maneira não intrusiva a variação da seção transversal de um canal fluídico, o sistema compreendendo: um dispositivo operável para induzir pelo menos um pulso de pressão em um canal fluídico; um ou mais sensores operáveis para medir um perfil de pressão com base em pelo menos um pulso de pressão; e um meio de armazenamento legível por computador não transitório, incluindo pelo menos um processador e instruções de armazenamento executáveis por pelo menos um processador para: obter, a partir de um ou mais sensores, o perfil de pressão medido; gerar um modelo direto de variação de seção transversal do canal fluídico; gerar, usando o modelo direto, um perfil de pressão simulado; determinar, usando o perfil de pressão medido e o perfil de pressão simulado, um erro; e atualizar, quando o erro estiver fora de um limite predeterminado, o modelo direto com base no erro.

[0057] Declaração 9: Um sistema é divulgado de acordo com a Declaração 8, em que o dispositivo inclui uma válvula, a válvula está configurada para ser aberta e fechada para gerar o pulso de pressão.

[0058] Declaração 10: Um sistema é divulgado de acordo com as Declarações 8 ou 9, em que as instruções incluem ainda: produzir, quando o erro estiver dentro do limite predeterminado, o modelo direto; gerar, usando o modelo direto, uma estimativa da variação de seção transversal do canal fluídico; e produzir a estimativa da variação de seção transversal do canal fluídico.

[0059] Declaração 11: Um sistema é divulgado de acordo com a Declaração 10, em que a estimativa da variação da seção transversal é fornecida em função da quantidade da variação da seção transversal estimada do canal fluídico versus a distância no canal fluídico a partir de um ou mais sensores.

[0060] Declaração 12: Um sistema é divulgado de acordo com qualquer uma das Declarações 8 a 11 anteriores, em que as instruções incluem ainda: repetir, até que o erro esteja dentro do limite predeterminado, gerar o modelo, gerar o perfil de pressão simulado, determinar o erro e atualizar o modelo direto.

[0061] Declaração 13: Um sistema é divulgado de acordo com qualquer uma das Declarações 8 a 12 anteriores, em que a variação de seção transversal inclui uma alteração da forma do canal fluídico.

[0062] Declaração 14: Um sistema é divulgado de acordo com qualquer uma das Declarações 8 a 13 anteriores, em que a variação de seção transversal inclui uma alteração da área de seção transversal do canal fluídico.

[0063] Declaração 15: Um meio de armazenamento legível por computador não transitório é divulgado, compreendendo pelo menos um processador e instruções de armazenamento executáveis por pelo menos um processador para: obter, de um ou mais sensores, um perfil de pressão medido com base em pelo menos um pulso de pressão induzido em um canal fluídico; gerar um modelo direto de variação de seção transversal do canal fluídico; gerar, usando o modelo direto, um perfil de pressão simulado; determinar, usando o perfil de pressão medido e o perfil de pressão simulado, um erro; e atualizar, quando o erro estiver fora de um limite predeterminado, o modelo direto com base no erro.

[0064] Declaração 16: Um meio de armazenamento legível por computador não transitório é divulgado de acordo com a Declaração 15, em que as instruções incluem ainda: acionar um dispositivo para criar o pulso de pressão no canal fluídico.

[0065] Declaração 17: Um meio de armazenamento legível por computador não transitório é divulgado de acordo com a Declaração 16, em que o dispositivo inclui uma válvula, a válvula é configurada para ser aberta e fechada para gerar o pulso de pressão.

[0066] Declaração 18: Um meio de armazenamento legível por computador não transitório é divulgado de acordo com as Declarações 15 ou 17, em que as instruções incluem ainda: produzir, quando o erro estiver dentro do limite predeterminado, o modelo direto; gerar, usando o modelo direto, uma estimativa da variação de seção transversal do canal fluídico; e produzir a estimativa da variação de seção transversal do canal fluídico.

[0067] Declaração 19: Um meio de armazenamento legível por computador não transitório é divulgado de acordo com a Declaração 18, em que a estimativa da variação da seção transversal é fornecida em função da quantidade da variação da seção transversal estimada do canal fluídico versus a distância no canal fluídico a partir de um ou mais sensores.

[0068] Declaração 20: Um meio de armazenamento legível por computador não transitório é divulgado de acordo com qualquer uma das Declarações 15 a 19 anteriores, em que as instruções incluem ainda: repetir, até que o erro esteja dentro do limite predeterminado, gerar o modelo direto, gerar o perfil de pressão simulado, determinar o erro e atualizar o modelo direto.

[0069] As divulgações mostradas e descritas anteriormente são apenas exemplos. Muito embora inúmeras características e vantagens da presente tecnologia tenham sido estabelecidas na descrição anterior, junto com detalhes da estrutura e função da presente divulgação, a divulgação é apenas ilustrativa e alterações podem ser feitas em detalhes, especialmente em matéria de formato, tamanho e disposição das partes dentro dos princípios da presente divulgação na medida em que indicado pelo significado geral amplo dos termos usados nas reivindicações anexas. Será portanto percebido que os exemplos acima descritos podem ser modificados dentro do escopo das reivindicações anexas.

Claims (15)

1. Método para determinar de maneira não intrusiva a variação de seção transversal (106) de paredes (103) de um canal fluídico (102), o método compreendendo: obter, a partir de um ou mais sensores (110), um perfil de pressão medido com base em pelo menos um pulso de pressão induzido em um canal fluídico (102); gerar um modelo direto de variação de seção transversal (106) do canal fluídico (102); caracterizadopelo fato de que o método compreende: gerar, usando o modelo direto, um perfil de pressão simulado; determinar, usando o perfil de pressão medido e o perfil de pressão simulado, um erro; e atualizar, quando o erro estiver fora de um limite predeterminado, o modelo direto com base no erro.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que compreende adicionalmente: acionar um dispositivo (108) para criar o pulso de pressão no canal fluídico (102); e opcionalmente em que o dispositivo (108) inclui uma válvula, a válvula está configurada para ser aberta e fechada para gerar o pulso de pressão.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que compreende adicionalmente: produzir, quando o erro estiver dentro do limite predeterminado, o modelo direto; gerar, usando o modelo direto, uma estimativa da variação de seção transversal (106) do canal fluídico (102); e produzir a estimativa de variação de seção transversal (106) do canal fluídico (102); e opcionalmente em que a estimativa da variação da seção transversal (106) é fornecida em função da quantidade da variação da seção transversal (106) estimada do canal fluídico (102) versus a distância no canal fluídico (102) a partir dos um ou mais sensores (110).

4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: repetir, até que o erro esteja dentro do limite predeterminado, gerar o modelo direto, gerar o perfil de pressão simulado, determinar o erro e atualizar o modelo direto.

5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a variação de seção transversal (106) inclui uma alteração de forma do canal fluídico (102) e/ou uma alteração da área de seção transversal do canal fluídico (102).

6. Sistema para determinação de forma não intrusiva a variação da seção transversal (106) de paredes (103) de um canal fluídico (102), o sistema compreendendo: um dispositivo (108) operável para induzir pelo menos um pulso de pressão em um canal fluídico (102); um ou mais sensores (110) operáveis para medir um perfil de pressão com base em pelo menos um pulso de pressão; e um meio de armazenamento legível por computador não transitório incluindo pelo menos um processador (220) e instruções de armazenamento executáveis por pelo menos um processador (220) para: obter, a partir dos um ou mais sensores (110), o perfil de pressão medido; gerar um modelo direto de variação de seção transversal (106) do canal fluídico (102); caracterizado pelo fato de que as instruções de armazenamento executáveis por pelo menos um processador (220) servem ainda para: gerar, usando o modelo direto, um perfil de pressão simulado; determinar, usando o perfil de pressão medido e o perfil de pressão simulado, um erro; e atualizar, quando o erro estiver fora de um limite predeterminado, o modelo direto com base no erro.

7. Sistema de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o dispositivo inclui uma válvula, a válvula está configurada para ser aberta e fechada para gerar o pulso de pressão.

8. Sistema de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que as instruções incluem ainda: produzir, quando o erro estiver dentro do limite predeterminado, o modelo direto; gerar, usando o modelo direto, uma estimativa da variação de seção transversal (106) do canal fluídico (102); e produzir a estimativa de variação de seção transversal (106) do canal fluídico (102); e opcionalmente em que a estimativa da variação da seção transversal (106) é fornecida em função da quantidade da variação da seção transversal (106) estimada do canal fluídico (102) versus a distância no canal fluídico (102) a partir dos um ou mais sensores (110).

9. Sistema de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que as instruções incluem adicionalmente: repetir, até que o erro esteja dentro do limite predeterminado, gerar o modelo direto, gerar o perfil de pressão simulado, determinar o erro e atualizar o modelo direto.

10. Sistema de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a variação de seção transversal (106) inclui uma alteração da forma do canal fluídico (102).

11. Sistema de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a variação de seção transversal (106) inclui uma alteração da área de seção transversal do canal fluídico (102).

12. Meio de armazenamento legível por computador não transitório, compreendendo pelo menos um processador (220) e instruções de armazenamento executáveis por pelo menos um processador (220) para: obter, a partir de um ou mais sensores (110), um perfil de pressão medido com base em pelo menos um pulso de pressão induzido em um canal fluídico (102); gerar um modelo direto de variação de seção transversal (106) de paredes (103) do canal fluídico (102); caracterizado pelo fato de que as instruções de armazenamento executáveis por pelo menos um processador (220) servem ainda para: gerar, usando o modelo direto, um perfil de pressão simulado; determinar, usando o perfil de pressão medido e o perfil de pressão simulado, um erro; e atualizar, quando o erro estiver fora de um limite predeterminado, o modelo direto com base no erro.

13. Meio de armazenamento legível por computador não transitório de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que as instruções incluem ainda: acionar um dispositivo (108) para criar o pulso de pressão no canal fluídico (102); e opcionalmente em que o dispositivo (108) inclui uma válvula, a válvula está configurada para ser aberta e fechada para gerar o pulso de pressão.

14. Meio de armazenamento legível por computador não transitório de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que as instruções incluem ainda: produzir, quando o erro estiver dentro do limite predeterminado, o modelo direto; gerar, usando o modelo direto, uma estimativa da variação de seção transversal (106) do canal fluídico (102); e produzir a estimativa de variação de seção transversal (106) do canal fluídico (102); e opcionalmente em que a estimativa da variação da seção transversal (106) é fornecida em função da quantidade da variação da seção transversal (106) estimada do canal fluídico (102) versus a distância no canal fluídico (102) a partir de um ou mais sensores (110).

15. Meio de armazenamento legível por computador não transitório de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que as instruções incluem ainda: repetir, até que o erro esteja dentro do limite predeterminado, gerar o modelo direto, gerar o perfil de pressão simulado, determinar o erro e atualizar o modelo direto.