BRPI0516444B1

BRPI0516444B1 - Method, and apparatus for a surface instrumentation configuration for operations with drilling equipment

Info

Publication number: BRPI0516444B1
Application number: BRPI0516444-3A
Authority: BR
Inventors: V. Shah Vimal; G. Kyle Donald
Original assignee: Halliburton Energy Services, Inc.
Priority date: 2004-10-05
Filing date: 2005-08-12
Publication date: 2017-11-07
Also published as: NO20171717A1; NO343233B1; EP1797461B1; AU2005294745A1; US20110162834A1; US20090101327A1; CA2580685C; EP1797461A1; EP2680042A2; EP2680042B1; US8132622B2; NO342228B1; US7886817B2; BR122017013089B1; EP2680042A3; BRPI0516444A; EP2685290A3; CA2580685A1; EP2685290A2; NO20171718A1

Abstract

aparelho, e, método. uma forma de concretização inclui um aparelho compreendendo uma cunha de superfície para suportar tubulação de perfuração e tendo um instrumento de comunicações.

Description

“MÉTODO, E, APARELHO PARA UMA CONFIGURAÇÃO DE INSTRUMENTAÇÃO DE SUPERFÍCIE PARA OPERAÇÕES COM EQUIPAMENTO DE PERFURAÇÃO” Campo Técnico Este pedido refere-se geralmente a comunicações. Em particular, o pedido se refere a comunicações acústicas para operações relacionadas com equipamento de perfuração.

Fundamentos Durante operações de perfuração para extração de hidrocarbonetos, uma variedade de técnicas de comunicação e transmissão foi tentada para prover dados em tempo real a partir da vizinhança da broca para a superfície durante várias fases de operações de equipamento de perfuração. O uso de medições durante perfuração (MWD) com transmissão de dado em tempo real provê substanciais benefícios durante uma operação de perfuração. Por exemplo, a monitoração de condições de furo abaixo permite uma resposta imediata a problemas potenciais de controle de poço e melhora programas de lama. A medição de parâmetros, tais como peso sobre a broca, torque, condição de desgaste e suporte em tempo real provê operações de perfuração mais eficientes. De fato, taxas de penetração mais rápidas, melhor planejamento de manobra, reduzidas falhas de equipamento, menos retardos para levantamentos topográficos direcionais, e eliminação de uma necessidade de interromper perfuração para detecção de pressão anormal, podem ser atingidos usando técnicas de MWD.

Uma proposta corrente para prover dado em tempo real a partir da vizinhança da broca de perfuração para a superfície inclui comunicações acústicas. Tipicamente, um sinal acústico é gerado próximo à broca e ê transmitido através do tubo de perfuração, coluna de lama ou a terra. Foi verificado, todavia, que a intensidade muito baixa do sinal que pode ser gerado no fundo do poço, juntamente com o ruído acusdco gerado pelo sistema de perfuração, torna difícil a detecção de sinal. Interferência reflexiva e refrativa que resultam de alteração de diâmetros e confecção de rosca nas juntas de ferramenta compõe o problema de atenuação de sinal para transmissão por tubo de perfuração. Tal interferência reflexiva e refrativa causa interferência entre brocas, dentre as brocas de dado sendo transmitido.

Comunicações acústicas são também complicadas quando cunhas de superfície são usadas sobre o piso de equipamento de perfuração. Por exemplo, cunhas de superfície podem ser usadas para prover suporte durante períodos quando o cavalete de perfuração está sendo adicionado ou removido para o tubo de perfuração. Em particular, durante operações de perfuração, tubo de perfuração adicional pode ser periodicamente instalado para aumentar a profundidade de tal tubo de perfuração no fundo do poço ou remover como parte de uma operação de manobra. As cunhas de superfície geralmente envolvem uma abertura no piso de equipamento, através da qual a extremidade superior da junta mais superior do tubo de perfuração se salienta. As cunhas de superfície mantêm o tubo de perfuração saliente em posição (poucos pés acima da superfície do piso de equipamento) para permitir que pessoal e/ou equipamento de manipulação automático fixem ou removam o tubo de perfuração. Todavia, as cunhas de superfície podem atuar como um ponto reflexivo para as comunicações acústicas entre furo abaixo e instrumentação de superfície, por meio disto distorcendo e/ou atenuando tais comunicações.

Breve Descrição dos Desenhos Formas de concretização da invenção podem ser melhor entendidas por meio de referência à seguinte descrição e desenhos acompanhantes que ilustram tais formas de concretização. O esquema de numeração para as figuras incluídas aqui é de tal maneira que o número dianteiro para um dado número de referência em uma figura é associado com o número da figura. Por exemplo, um sistema 100 pode estar localizado na figura 1. Todavia, números de referência são os mesmos para aqueles elementos que são os mesmos através das diferentes figuras. Nos desenhos: A figura 1 ilustra um sistema para operações de perfuração, de acordo com alguma forma de concretização da invenção. A figura 2 ilustra cunhas de superfície tendo um receptor de superfície e um transmissor de superfície, de acordo com algumas formas de concretização da invenção. A figura 3 ilustra cunhas de superfície tendo um receptor de superfície e um transmissor de superfície, de acordo com algumas formas de concretização da invenção. A figura 4 ilustra uma cunha de superfície tendo um receptor de superfície, de acordo com algumas formas de concretização da invenção. A figura 5 ilustra uma cunha de superfície lendo um receptor de superfície, de acordo com algumas formas de concretização da invenção. A figura 6 ilustra material de vedação tendo uni receptor de superfície e um transmissor de superfície, de acordo com algumas formas de concretização da invenção. A figura 7 ilustra um fluxograma para adicionar/remover um cavalete de tubo para/de uma tubulação, de acordo com algumas formas de concretização da invenção.

Descrição Detalhada Métodos, aparelhos e sistemas para uma configuração de instrumentação de superfície para operações relacionadas com equipamento de perfuração são descritos. Na descrição que segue, inúmeros detalhes específicos são expostos. Todavia, é entendido que formas de concretização da invenção podem ser praticadas sem estes detalhes específicos. Em outros casos, circuitos, estruturas e técnicas, bem conhecidos, não foram mostradas em detalhes a fim de não obscureeer a compreensão desta descrição.

Embora descritas com referência a comunicações durante operações relacionadas com equipamento de perfuração, formas de concretização podem ser usadas em quaisquer outros tipos de ambientes para comunicações acústicas. Adicionalmente, algumas formas de concretização da invenção podem ser aplicáveis tanto durante operações de Registro durante a Perfuração (LWD) quanto Medição durante a Perfuração (MWD) enquanto o tubo de perfuração está estacionário. Algumas formas de concretização podem ser executadas durante uma operação de registro durante manobra, teste de emissões zero, teste de haste de perfuração, etc. Adicionalmente, algumas formas de concretização são aplicáveis não apenas durante a perfuração, mas por toda a vida útil de um poço de perfuração incluindo, mas não limitado a, durante registro, teste de haste de perfuração, completação e produção.

Como mais detalhadamente descrito abaixo, algumas formas de concretização podem incluir uma ou mais cunhas de superfície instrumentalizadas. Em particular, cunha(s) de superfície, que tipicamente provê(m) suporte para o tubo de perfuração durante várias fases das operações relacionadas com equipamento, pode(m) incluir um receptor e/ou transmissor de comunicações. Em algumas formas de concretização, a(s) cunha(s) de superfície pode(m) incluir um receptor acústico (tal como um acelerômetro) posicionado aproximadamente em ou próximo à sua extremidade de fundo. Em algumas formas de concretização, a(s) cunha(s) de superfície pode(m) incluir um transmissor acústico para transmitir comunicações de dado para a instrumentação no furo abaixo. Por conseguinte, como descrito, formas de concretização permitem operações de telemetria a alta velocidade ao longo do tubo de perfuração enquanto o tubo de perfuração está nas cunhas de superfície. Em particular, formas de concretização podem permitir comunicações acústicas essencialmente independentes de interferência por meio de cunha(s) de superfície. Além disto, formas de concretização permitem que uma equipe de equipamento instale e desinstale instrumentação como parte de procedimentos de equipamento normais para trocar um cavalete de tubo. Adicionalmente, algumas formas de concretização podem incorporar instrumentação em outro equipamento de superfície. Por exemplo, tal instrumentação pode ser incorporada em material de vedação. A figura 1 ilustra um sistema para operações de perfuração, de acordo com algumas formas de concretização da invenção. Um sistema 100 inclui um equipamento de perfuração 102 localizado em uma superfície 104 de um poço. O equipamento de perfuração 102 provê suporte para uma coluna de perfuração 108. A coluna de perfuração 108 penetra através de uma mesa rotativa 110 para perfurar um furo de poço 112 através de formações subsuperficiais 114. A coluna de perfuração 108 inclui uma haste quadrada 116 (na porção superior), um tubo de perfuração 118 e um conjunto de furo abaixo 120 (localizado na porção inferior do tubo de perfuração 118). O conjunto de furo abaixo 120 pode incluir um colar de perfuração 122, uma ferramenta de furo abaixo 124 e uma broca de perfuração 126. A ferramenta de furo abaixo 124 pode ser qualquer uma de um número de diferentes tipos de ferramentas incluindo ferramentas de Medição Durante a Perfuração (MWD), ferramentas de Registro Durante a Perfuração (LWD), etc.

Durante operações de perfuração, a coluna de perfuração 108 (incluindo a haste quadrada 116, o tubo de perfuração 118 e o conjunto de furo abaixo 120) pode ser girada pela mesa rotativa 110. Em adição ou alternativa a tal rotação, o conjunto de furo abaixo 120 pode ser girado por meio de um motor (não mostrado) que está no fundo do poço. O colar de perfuração 122 também pode enrijecer o conjunto de furo abaixo 120 para permitir que o conjunto de furo abaixo 120 transfira o peso para a broca de perfuração 126. Por conseguinte, este peso provido pelo colar de perfuração 122 também assiste a broca de perfuração 126 na penetração da superfície 104 e das formações subsuperficiais 114.

Durante operações de perfuração, uma bomba de lama 132 pode bombear fluido de perfuração (conhecido como “lama de perfuração”) a partir de uma cova de lama 134 através de uma mangueira 136 para o interior do tubo de perfuração 118 abaixo da broca de perfuração 126. O fluido de perfuração pode fluir para fora da broca de perfuração 126 e retomar para a superfície através de uma área anular 140 entre o tubo de perfuração 118 e os lados do furo de poço 112. O fluido de perfuração pode então ser retomado para a cova de lama 134, onde tal fluido é filtrado. Por conseguinte, o fluido de perfuração pode resfdar a broca de perfuração 126 bem como prover lubrificação da broca de perfuração 126 durante a operação de perfuração. Adicionalmente, o fluido de perfuração remove as amostras de calha das formações subsuperficiais 114 criados pela broca de perfuração 126. A coluna de perfuração 108 pode incluir um até um número de diferentes sensores 151, os quais monitoram diferentes parâmetros de furo abaixo. Tais parâmetros podem incluir a temperatura e pressão de furo abaixo, as várias características das formações subsuperficiais (tais como resistividade, densidade, porosidade, etc.), as características do furo de poço (por exemplo, tamanho, forma, etc.), etc. A coluna de perfuração 108 pode também incluir um transmissor acústico 123 que transmite sinais de telemetria na forma de vibrações acústicas na parede de tubulação da coluna de perfuração 108. Um receptor acústico 115 é acoplado com a haste quadrada 116 para receber sinais de telemetria transmitidos. Um ou mais repetidores 119 podem ser providos ao longo da coluna de perfuração 108 para receber e transmitir os sinais de telemetria. Os repetidores 119 podem incluir tanto um receptor de telemetria acústico quando um transmissor de telemetria acústico configurado similarmente ao receptor acústico 115 e ao transmissor acústico 123.

Algumas formas de concretização de diferentes posições de instrumentação de superfície para comunicações de furo abaixo durante as várias operações de perfuração/registro são agora descritas em conjunção com as figuras 2-6. Em particular, as figuras 2-6 ilustram diferentes configurações de cunhas de superfície e material de vedação tendo receptores de superfície e/ou transmissores de superfície, de acordo com algumas formas de concretização da invenção. A figura 2 ilustra cunhas de superfície tendo um receptor de superfície e um transmissor de superfície, de acordo com algumas formas de concretização da invenção. A figura 2 ilustra uma tubulação 202 posicionada em um furo de poço 217. A tubulação 202 pode ser uma coluna de perfuração (tal como a coluna de perfuração 108 mostrada na figura 1), um tubo com fio, uma tubulação de produção, etc. O furo de poço 217 inclui lados 215, os quais podem incluir revestimento. Uma coroa circular 214 é formada entre a tubulação 202 e os lados 215. Cunhas de superfície são posicionadas no interior da coroa circular 214 no piso de equipamento 210. As cunhas de superfície 204A-204B podem incluir elementos de preensão, adjacentes à tubulação 202, para fixar as cunhas de superfície 204A-204B na tubulação 202. As cunhas de superfície 204A-204B podem ser manuais ou hidráulicos. As cunhas de superfície 204A-204B podem prover suporte para a tubulação 202. Por exemplo, as cunhas de superfície 204A-204B podem ser inseridas ao longo da tubulação 202 quando um cavalete de tubo está sendo adicionado ou removido da mesma. Como mostrado, a tubulação 202 pode incluir uma junta 219, a qual pode ser o local onde um cavalete de tubo é adicionado ou removido.

Como mostrado, as cunhas de superfície 204A-204B podem incluir instrumentação. A instrumentação pode incluir um receptor de superfície 212 e transmissores de superfície 206A-206B. O receptor de superfície 212 pode ser posicionado em ou próximo ao topo das cunhas de superfície 204A-204B por simplicidade de implementação. Todavia, se o receptor de superfície 212 for posicionado próximo ao topo ou acima das cunhas de superfície 204A-204B, o receptor de superfície 212 pode receber sinais acústicos que foram sujeitos a significante dissipação no piso de equipamento. Em algumas formas de concretização o receptor de superfície 212 pode ser posicionado em ou próximo à extremidade de fundo das cunhas de superfície 204A-204B, desta maneira posicionando o receptor de superfície 212 abaixo do piso de equipamento. Nesta configuração, o receptor de superfície 212 pode receber os sinais acústicos a partir do furo abaixo antes de tais sinais serem sujeitos a dissipação. Esta posição do receptor de superfície 212 pode elevar a relação de sinal para ruído do sinal acústico recebido, desta maneira aumentando potencialmente a largura de banda de dados. O receptor de superfície 212 pode ser posicionado aproximadamente em ou próximo à extremidade de fundo da cunha de superfície 204A, em relação à sua posição no furo de poço 217. O transmissor de superfície 206A e o transmissor de superfície 206B são respectivamente posicionados aproximadamente em ou próximo à extremidade de topo da cunha de superfície 204A e à extremidade de topo da cunha de superfície 204B, em relação a suas posições no furo de poço 217. O receptor de superfície 212 pode ser um número de diferentes tipos de receptores acústicos incluindo um acelerômetro, um medidor de tensões, etc. Em algumas formas de concretização, o receptor de superfície 212 e/ou os transmissores de superfície 206A-206B podem ser fixados (aparafusados, soldados, etc.) nas cunhas de superfície 204A-204B. em algumas formas de concretização, o receptor de superfície 212 e/ou os transmissores de superfície 206A-206B podem ser fabricados como um único objeto. A cunha de superfície 206A pode incluir uma linha de sinal 208. A linha de sinal 208 pode prover um sinal de energia para o transmissor de superfície 206A e/ou o receptor de superfície 212. Em algumas formas de concretização, a linha de sinal 208 pode prover um sinal de comunicações (tal como comunicações de dado) para e do transmissor de superfície 206A e/ou o receptor de superfície 212. Em algumas formas de concretização, as cunhas de superfície 204A-204B podem ser sem a linha de sinal 208 (como mostrado pela cunha de superfície 206B). Por conseguinte, uma fonte de energia (tal como uma batería) pode ser uma parte dos transmissores de superfície 206A-206B e/ou do receptor de superfície 212. Adicionalmente, comunicações com os transmissores de superfície 206A-206B e/ou o receptor de superfície 212 podem ser feitas através de comunicações sem fio ou outro acoplamento com fio (não mostrado). Por exemplo, o receptor de superfície 212 pode incluir um meio de armazenagem para armazenar comunicações de dado recebidas a partir do furo abaixo. Tais dados podem ser recebidos a partir do mesmo subsequentemente à remoção das cunhas de superfície 204A-204B de seu suporte da tubulação 202.

Por conseguinte, como descrito, algumas formas de concretização incluem um receptor de superfície acústico posicionado abaixo das cunhas de superfície 206 para receber comunicações acústicas a partir do furo abaixo. Tal posicionamento permite comunicação acústica ao longo da tubulação que é essencialmente independente de interferências (como reflexões) causadas pelas cunhas de superfície 206. A figura 3 ilustra cunhas de superfície tendo um receptor de superfície e um transmissor de superfície, de acordo com algumas formas de concretização da invenção. Em particular, a figura 3 ilustra uma configuração das cunhas de superfície em que tanto o receptor de superfície quanto o transmissor de superfície são posicionados aproximadamente em ou próximos à extremidade de fundo das cunhas de superfície.

Como mostrado, as cunhas de superfície 204A-204B podem incluir instrumentação. Similar à configuração mostrada na figura 2, a instrumentação pode incluir o receptor de superfície 212 e os transmissores de superfície 206A-206B. O transmissor de superfície 206A e o transmissor de superfície 206B são respectivamente posicionados aproximadamente em ou próximos à extremidade de fundo da cunha de superfície 204A e da extremidade de fundo da cunha de superfície 204B, em relação às suas posições no furo de poço 217. O receptor de superfície 212 é posicionado aproximadamente próximo ou abaixo da extremidade de fundo do transmissor de superfície 206A, em relação à sua posição no furo de poço 217.

Por conseguinte, como mostrado, o receptor de superfície 212 está a uma dada distância dos elementos de preensão da cunha de superfície 204A usado para ser fixado na cunha de superfície 204A na tubulação 202. Em algumas formas de concretização, tal distância pode ser dependente do comprimento de onda do sinal acústico sendo transmitido do furo abaixo para ser recebido pelo receptor de superfície 212. Em particular, esta distância pode ser ajustada para evitar pontos nulos causados por meio de reflexões pela cunha de superfície 204A. Em uma forma de concretização, o receptor de superfície 212 pode estar aproximadamente a λ/16 e 3λ/8 a partir dos elementos de preensão da cunha de superfície 204A. Em uma forma de concretização, o sinal acústico ao longo da tubulação 202 pode operar em uma banda de frequência de aproximadamente 600-1800 Hertz. Por conseguinte, em algumas formas de concretização, a distância a partir dos elementos de preensão da cunha de superfície 204A e do receptor de superfície 212 é aproximadamente 0,52 - 0,91 m (1,7-3 pés). A figura 4 ilustra uma cunha de superfície tendo um receptor de superfície, de acordo com algumas formas de concretização da invenção. Em particular, a figura 4 ilustra uma configuração em que uma cunha de superfície apenas inclui um receptor de superfície posicionado aproximadamente em ou próximo à extremidade de fundo da cunha de superfície. Como mostrado, a cunha de superfície 204A pode incluir o receptor de superfície 212. Como mostrado, o receptor de superfície 212 é posicionado aproximadamente em ou próximo à extremidade de fundo da cunha de superfície 204A, em relação à sua posição no furo de poço 217. A figura 5 ilustra uma cunha de superfície tendo um receptor de superfície, de acordo com algumas formas de concretização da invenção. Em particular, a figura 4 ilustra uma configuração em que um receptor de superfície pode ser posicionado em um local que não é aproximadamente em ou próximo à extremidade de fundo da cunha de superfície. Como mostrado, a cunha de superfície 204A pode incluir o receptor de superfície 212. Como mostrado, o receptor de superfície 212 é posicionado no interior da cunha de superfície 204A (e não em uma dada extremidade da cunha de superfície 204A). A figura 6 ilustra material de vedação tendo um receptor de superfície e um transmissor de superfície, de acordo com algumas formas de concretização da invenção. Em particular, a figura 6 ilustra um material de vedação 602A-602B que pode ser usado para obturar o furo de poço em tomo da tubulação 202. O material de vedação 602A-602B pode ser posicionado ao redor da tubulação 202 para manter a pressão no furo abaixo.

Como mostrado, o material de vedação 602A-602B pode incluir instrumentação. A instrumentação pode incluir um receptor de superfície 606 e um transmissor de superfície 604. O receptor de superfície 606 pode se posicionado aproximadamente em ou próximo à extremidade de fundo do material de vedação 602A, em relação à sua posição no furo de poço 217. O transmissor de superfície 604 pode ser posicionado aproximadamente em ou próximo à extremidade de fundo do material de vedação 602B, em relação à sua posição no furo de poço 217. O receptor de superfície 606 pode ser um número de diferentes tipos de receptores acústicos incluindo um acelerômetro, um medidor de deformação, etc. Em algumas formas de concretização, o receptor de superfície 606 e/ou o transmissor de superfície 604 podem ser embutidos ou fixados (por exemplo, usando um adesivo, etc.) no material de vedação 602A-602B.

Embora não mostrado, o material de vedação 602A-602B pode incluir linhas de sinal similares à linha de sinal 208 (descrita acima). Tais linhas de sinal podem prover energia, dado, etc. para o receptor de superfície 606 e/ou o transmissor de superfície 604. Em algumas formas de concretização, o material de vedação 602A-602B pode ser linhas de sinal. Por conseguinte, uma fonte de energia (tal como uma batería) pode ser uma parte do material de vedação 602A-602B. Adicionalmente, comunicações com o receptor de superfície 606 e/ou o transmissor de superfície 604 podem ser através de comunicações sem fio. O receptor de superfície 606 pode incluir um meio de armazenagem para armazenar comunicações de dado recebidas a partir do furo abaixo. Tais dados podem ser recebidos dali subsequentemente à remoção do material de vedação 602A-602B a partir da coroa circular 214.

Formas de concretização da configuração das cunhas de superfície e material de vedação não são limitadas àquelas mostradas nas figuras 2-6. Por exemplo, uma cunha de superfície pode incluir um receptor de superfície e um transmissor de superfície em sua extremidade de topo, em relação ao furo de poço. Para ilustrar mais detalhadamente, o material de vedação pode incluir tanto um receptor de superfície quanto um transmissor de superfície. Adicionalmente, em uma forma de concretização, o receptor de superfície e/ou o transmissor de superfície podem ser posicionados em um local que não está aproximadamente em ou próximo à extremidade de fundo do material de vedação. Adicionalmente, embora descrito de modo que o receptor de superfície está a uma dada distância dos elementos de preensão da cunha de superfície por causa do transmissor de superfície, algumas formas de concretização permitem que uma tal distância seja independente do transmissor de superfície. Por conseguinte, a cunha de superfície pode incluir uma extensão além dos elementos de preensão para permitir uma tal distância. A figura 7 ilustra um fluxograma para adicionar/remover um cavalete de tubo em/de uma tubulação, de acordo com algumas formas de concretização da invenção. Em particular, a figura 7 inclui um fluxograma 700 que ilustra o uso de uma cunha de superfície instrumentalizada para a adição/remoção de cavalete de tubo em/de uma tubulação, de acordo com algumas formas de concretização da invenção.

No bloco 702, uma junta, onde a tubulação deve ser trocada, é posicionada próxima ao piso do equipamento. Com referência à forma de concretização da figura 2, considere que a junta 219 da tubulação 202 está onde a tubulação 202 deve ser trocada. Por conseguinte, o sistema de elevação do sistema 100 (mostrado na figura 1) ajusta o bloco de deslocamento para colocar a tubulação 202 em uma posição de modo que a junta 219 fique exatamente acima do piso de equipamento 210. O controle continua no bloco 704.

No bloco 704, uma ou mais cunhas de superfície instrumentalizadas são posicionados para suportar a tubulação. Com referência à forma de concretização da figura 2, cunhas de superfície 204A-204B são posicionadas na coroa circular 214 ao longo dos lados da tubulação 202. Adicionalmente, as cunhas de superfície 204A-204B podem ser acopladas com a tubulação 202. O controle continua no bloco 706.

No bloco 706, um sinal é acoplado com a instrumentação que é uma parte dos ou fixada nas cunhas de superfície. Com referência à forma de concretização da figura 2, um sinal pode ser acoplado com o receptor de superfície 212 e/ou o transmissor de superfície 206A através da linha de sinal 208. Tais sinais podem incluir energia, dado, etc. Por exemplo, uma linha de energia e/ou de dado pode se acoplada com um sistema de aquisição e processamento de dado (não mostrado) para suprir tais sinais ao receptor de superfície 212 e/ou ao transmissor de superfície 206A. O controle continua no bloco 708.

No bloco 708, um peso da tubulação é liberado sobre as cunhas de superfície instrumentalizados. Com referência à forma de concretização das figuras 1 e 2, pessoal de equipamento pode fazer com que o equipamento de perfuração 102 libere o peso da tubulação 202 sobre as cunhas de superfície 204A-204B para colocar as cunhas de superfície 204A-204B em posição na coroa circular 214. Em particular, pessoal de equipamento pode liberar o peso da tubulação 202 a partir do sistema de elevação do equipamento de perfuração equipamento de perfuração 102 para sobre as cunhas de superfície 204A-204B. O controle continua no bloco 710.

No bloco 710, a junta onde a tubulação deve ser trocada é desconectada. Com referência à forma de concretização da figura 1, pessoal de equipamento pode desconectar a junta 219 da tubulação 202. O controle continua no bloco 712.

No bloco 712, um cavalete de tubo é adicionado/removido em/da tubulação. Com referência à forma de concretização da figura 2, pessoal de equipamento pode adicionar/remover um cavalete de tubo a partir da tubulação 202. Adicionalmente, o pessoal de equipamento pode reconectar a junta 219. O controle continua no bloco 714.

No bloco 714, o peso da tubulação é transferido de volta para os blocos de deslocamento do equipamento de perfuração. Com referência às formas de concretização das figuras 1 e 2, o peso da tubulação 202 é transferido de volta para o bloco de deslocamento que é parte do sistema de elevação do equipamento de perfuração 102. O controle continua no bloco 716.

No bloco 716, a(s) cunha(s) de superfície instrumentalizado(s) é(são) removida(s) da coroa circular. Com referência à forma de concretização da figura 2, pessoal de equipamento pode remover as cunhas de superfície 204A-204B a partir de sua posição na coroa circular 214. Adicionalmente, as comunicações acústicas entre a instrumentação nas cunhas de superfície 204A-204B e instrumentação de furo abaixo podem ocorrer em qualquer ponto, enquanto que as cunhas de superfície 204A-204B são adjacentes à tubulação 202. Por conseguinte, algumas formas de concretização podem prover comunicações acústicas usando as cunhas de superfície de instrumento em diferentes períodos de operações quando a tubulação é estacionária.

Na descrição, numerosos detalhes específicos, tais como implementações de lógica, “opcodes”, meios para especificar operandos, implementações de divisão/compartilhamento/duplicação de recursos, tipos e interrelações de componentes de sistema, e escolhas de divisão /integração de lógica, são expostos a fim de prover uma compreensão mais abrangente da presente invenção. Será apreciado, todavia, por uma pessoa especializada na técnica, que formas de concretização da invenção podem ser praticadas sem tais detalhes específicos. Aqueles de conhecimento comum na técnica, com as descrições inclusas, serão capazes de implementar funcionalidade apropriada sem experimentação indevida.

Referências na descrição a “uma forma de concretização”, “à forma de reação”, “uma forma de concretização de exemplo”, etc., indicam que a forma de concretização descrita pode incluir um aspecto, estrutura, ou característica, particular, mas cada forma de concretização pode não incluir necessariamente o aspecto, estrutura, ou característica, particular. Além disto, tais frases não estão necessariamente se referindo à mesma forma de concretização. De mais a mais, quando um aspecto, estrutura, ou característica, particular, é descrito em conexão com uma forma de concretização, é subentendido que ela está dentro do conhecimento de uma pessoa especializada na técnica para efetuar tal aspecto, estrutura, ou característica, em conexão com outras formas de concretização quer explicitamente descritas ou não.

Um número de figuras mostra diagramas em bloco de sistemas e aparelhos para uma configuração de instrumentação de superfície para operações relacionada com equipamento de perfuração, de acordo com algumas formas de concretização da invenção. Um número de figuras mostra fluxogramas que ilustram operações para uma conexão de instrumentação de superfície para operações relacionadas com equipamento de perfuração, de acordo com algumas formas de concretização da invenção. As operações dos fluxogramas são descritas com referências aos sistemas/aparelhos mostrados nos diagramas em bloco. Todavia, deve ser entendido que as operações dos fluxogramas poderíam ser executadas por meio de formas de concretização de sistemas e aparelhos diferentes daqueles discutidos acima com referência aos diagramas em bloco, e formas de concretização discutidas com referência aos sistemas/aparelhos poderíam executar operações diferentes daquelas discutidas com referência aos fluxogramas.

Em vista da ampla variedade de permutações nas formas de concretização aqui descritas, esta descrição detalhada tem a pretensão de ser apenas ilustrativa, e não deve ser tomada como limitativa do escopo da invenção. O que é reivindicado como invenção, por conseguinte, são todas de tais modificações que podem cair dentro do escopo e espírito das reivindicações que seguem e equivalentes às mesmas. Por conseguinte, a descrição e desenhos devem ser considerados em um sentido mais preferivelmente ilustrativo do que em um sentido restritivo.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Método para uma configuração de instrumentação de superfície para operações com equipamento de perfuração, caracterizado pelo fato de que compreende: monitorar propagação de onda acústica ao longo de uma tubulação (202) com um receptor acústico (115) em ou acoplado a uma cunha de superfície (204A. 204B) para suportar a tubulação (202),

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda transmitir propagação de onda acústica ao longo da tubulação (202) usando um transmissor de superfície (206A, 206B) montado sobre a cunha de superfície (204A, 204B),

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreender ainda: posicionar a cunha de superfície (204A, 204B) para suportar a tubulação (202); e acoplar um sinal com um instrumento de comunicações posicionado em ou abaixo de uma extremidade de fundo da cunha de superfície (204A, 204B),

4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende ainda liberar o peso da tubulação (202) sobre a cunha de superfície (204A, 204B).

5. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende ainda desconectar uma junta (219) da tubulação (202) que está próxima à cunha de superfície (204A, 204B),

6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende ainda adicionar ou remover um cavalete de tubo à tubulação (202),

7. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que posicionar a cunha de superfície (204A, 204B) para suportar a tubulação (202) compreende posicionar a cunha de superfície (204A, 204B) em um furo de poço em que a tubulação (202) é localizada.

8. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que acoplar o sinal com o instrumento de comunicações compreende acoplar um sinal de energia com o instrumento de comunicações, acoplar um sinal de comunicações com o instrumento de comunicações, acoplar o sinal com o transmissor acústico (123) posicionado em ou abaixo da extremidade de fundo da cunha de superfície (204A, 204B), ou acoplar o sinal com o receptor acústico (115) posicionado em ou abaixo de uma extremidade de fundo do transmissor acústico (123).

9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende ainda operar o receptor acústico (115) para receber um sinal acústico que é propagado ao longo da tubulação (202).

10. Aparelho para realização do método definido nas reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que compreende: uma cunha de superfície (204A, 204B) para suportar tubulação (202) e tendo uma extremidade de topo que está no topo de uma extremidade de fundo em relação a uma superfície, em que a cunha de superfície (204A, 204B) inclui um instrumento de comunicações posicionado aproximadamente em ou abaixo da extremidade de fundo.

11. Aparelho de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a cunha de superfície (204A, 204B) inclui um ou mais de um componente selecionado de um grupo que consiste de um receptor de superfície (212), um transmissor de superfície (206A, 206B), um receptor acústico (115) e um transmissor acústico (123).

12. Aparelho de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o transmissor de superfície (206A, 206B) é posicionado em ou abaixo da extremidade de fundo, ou é posicionado em ou acima da extremidade de topo.

13. Aparelho de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o receptor acústico (115) está posicionado em ou abaixo da cunha de superfície (204A, 204B).

14. Aparelho de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a cunha de superfície (204A, 204B) inclui uma cunha de superfície manual, ou uma cunha de superfície hidráulico.

15. Aparelho de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a cunha de superfície (204A, 204B) inclui elementos de preensão, em que a distância entre os elementos de preensão da cunha de superfície (204A, 204B) e o receptor acústico (115) é dependente de um comprimento de onda de um sinal acústico que deve ser propagado ao longo da tubulação (202) e que deve ser recebido pelo receptor acústico (115).

16. Aparelho de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a distância é entre 1/16 do comprimento de onda e 3/8 do comprimento de onda, ou entre 0,52 - 0,91 m, e o sinal acústico deve ser propagado ao longo da tubulação (202) em uma banda de frequência entre 600 Hertz e 1800 Hertz.

17. Aparelho de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o receptor acústico (115) é um acelerômetro ou um medidor de deformação.

18. Aparelho de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a tubulação (202) é uma coluna de perfuração (108), um tubo com fio, ou uma tubulação de produção.

19. Aparelho de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o receptor acústico (115) é posicionado abaixo do transmissor acústico (123).