BRPI0707759B1

BRPI0707759B1 - METHOD AND SYSTEM FOR CONTROLING FLUID FLOW IN A PROBE

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Publication number: BRPI0707759B1
Authority: BR
Publication date: 2018-08-21

Description

(54) Título: MÉTODO E SISTEMA PARA CONTROLAR O FLUXO DE FLUIDO EM UM FURO DE SONDAGEM (51) lnt.CI.: E21B 23/04; E21B 34/16; E21B 34/10 (30) Prioridade Unionista: 13/02/2006 US 11/352,668 (73) Titular(es): BAKER HUGHES INCORPORATED (72) Inventor(es): GUY P. VACHON (85) Data do Início da Fase Nacional: 13/08/2008(54) Title: METHOD AND SYSTEM TO CONTROL FLUID FLOW IN A DRILLING HOLE (51) lnt.CI .: E21B 23/04; E21B 34/16; E21B 34/10 (30) Unionist Priority: 13/02/2006 US 11 / 352,668 (73) Holder (s): BAKER HUGHES INCORPORATED (72) Inventor (s): GUY P. VACHON (85) Phase Start Date National: 08/13/2008

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODO E SISTEMA PARA CONTROLAR O FLUXO DE FLUIDO EM UM FURO DE SONDAGEM.Descriptive Report of the Invention Patent for METHOD AND SYSTEM TO CONTROL FLUID FLOW IN A DRILLING HOLE.

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO DE PATENTE RELACIONADO [001] Nenhuma ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Campo da Invenção [002] A presente invenção refere-se, de forma geral, ao controle de poços de produção de óleo e gás. Mais particularmente, ela se refere ao controle de elementos móveis nos dispositivos de controle de fluxo de produção de poço.CROSS REFERENCE TO RELATED PATENT APPLICATION [001] None BACKGROUND TO THE INVENTION Field of the Invention [002] The present invention relates, in general, to the control of oil and gas production wells. More particularly, it refers to the control of moving elements in well production flow control devices.

Descrição da Técnica Relacionada [003] O controle de poços de produção de óleo e gás constitui um interesse contínuo da indústria petrolífera devido, em parte, ao enorme custo monetário envolvido, além dos riscos associados com preocupações ambientais e de segurança. O controle do poço de produção se tornou particularmente importante e mais complexo em vista do reconhecimento amplo da indústria que os poços tendo múltiplas ramificações (isto é, poços multilaterais) serão cada vez mais importantes e comuns. Tais poços multilaterais incluem zonas de produção discretas que produzem fluido na tubulação de produção comum ou discreta. Em qualquer caso, existe uma necessidade de controlar a produção da zona, isolar zonas específicas e de outra forma monitorar cada zona em um poço particular. Dispositivos de controle de fluxo tais como válvulas de luva corrediça, válvulas de segurança no furo vertical e estrangulações no furo vertical são geralmente usados para controlar o fluxo entre a tubulação de produção e o anel do invólucro. Tais dispositivos são usados para isolamento de zona, produção seletiva, interrupção do fluxo, produção de mistura e teste transitório.Description of Related Technique [003] The control of oil and gas production wells is an ongoing interest of the oil industry due, in part, to the enormous monetary cost involved, in addition to the risks associated with environmental and safety concerns. Control of the production well has become particularly important and more complex in view of the industry's widespread recognition that wells having multiple branches (ie, multilateral wells) will become increasingly important and common. Such multilateral wells include discrete production zones that produce fluid in the common or discrete production pipeline. In any case, there is a need to control production in the zone, isolate specific zones and otherwise monitor each zone in a particular well. Flow control devices such as sliding sleeve valves, vertical hole safety valves and vertical hole chokes are generally used to control the flow between the production piping and the housing ring. Such devices are used for zone isolation, selective production, flow interruption, mixing production and transient testing.

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2/10 [004] É desejável operar o dispositivo de controle de fluxo no furo vertical com um dispositivo de controle de fluxo variável. O controle variável permite que a válvula funcione em um modo de estrangulação que é desejável quando tentando misturar múltiplas zonas de produção que operam em pressões de reservatório diferentes. Essa estrangulação impede o fluxo cruzado, através do furo de sondagem, entre zonas de produção no furo vertical.2/10 [004] It is desirable to operate the flow control device in the vertical hole with a variable flow control device. Variable control allows the valve to operate in a throttling mode that is desirable when trying to mix multiple production zones that operate at different reservoir pressures. This strangulation prevents cross flow, through the borehole, between production zones in the vertical hole.

[005] No caso de um dispositivo de controle de fluxo hidraulicamente energizado tal como uma válvula de luva corrediça, a válvula experimenta várias mudanças com o tempo. Por exemplo, o fluido hidráulico envelhece e exibe lubricidade reduzida com a exposição à alta temperatura. Escama e outros depósitos ocorrerão no interior da válvula. Além disso, as vedações degradarão e desgastarão com o tempo. Para uma válvula agir eficaz como uma estrangulação, ela precisa de um nível de capacidade de controle razoavelmente fino. Uma dificuldade no posicionamento preciso do elemento móvel no dispositivo de controle de fluxo é causada pela capacidade de armazenamento de fluido das linhas hidráulicas. Uma outra dificuldade surge do fato que a pressão necessária para iniciar o movimento do elemento móvel é diferente da pressão necessária para sustentar o movimento, que é causado pela diferença entre coeficientes de atrito estáticos e dinâmicos, com o coeficiente estático sendo maior do que o eficiente dinâmico. Quando pressão é continuamente aplicada através da linha hidráulica, a natureza elástica das linhas permite alguma expansão que, na realidade, faz com que a linha aja como um acumulador de fluido. Quanto mais longa a linha, maior esse efeito. Em operação, as combinações desses efeitos podem causar aumento substancial no posicionamento do elemento móvel. Por exemplo, se a pressão da linha hidráulica é elevada para superar o atrito estático, a luva começa a se mover. Uma quantidade de fluido conhecida é[005] In the case of a hydraulically energized flow control device such as a sliding sleeve valve, the valve experiences several changes over time. For example, the hydraulic fluid ages and exhibits reduced lubricity with exposure to high temperature. Scale and other deposits will occur inside the valve. In addition, the seals will degrade and wear out over time. For a valve to act effectively as a choke, it needs a reasonably fine level of control capability. A difficulty in the precise positioning of the moving element in the flow control device is caused by the fluid storage capacity of the hydraulic lines. Another difficulty arises from the fact that the pressure required to initiate the movement of the moving element is different from the pressure required to sustain the movement, which is caused by the difference between static and dynamic friction coefficients, with the static coefficient being greater than the efficient one. dynamic. When pressure is continuously applied through the hydraulic line, the elastic nature of the lines allows for some expansion which actually causes the line to act as a fluid accumulator. The longer the line, the greater the effect. In operation, combinations of these effects can cause a substantial increase in the positioning of the moving element. For example, if the pressure in the hydraulic line is high to overcome static friction, the sleeve starts to move. A known amount of fluid is

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3/10 geralmente bombeada para dentro do sistema para mover o elemento por uma distância conhecida. Entretanto, por causa do efeito de armazenamento do fluido da linha hidráulica e da força menor requerida para continuar o movimento, o elemento continua a se mover além da posição desejada. Isso pode resultar em restrições de fluxo indesejáveis.3/10 usually pumped into the system to move the element a known distance. However, because of the fluid storage effect of the hydraulic line and the lesser force required to continue the movement, the element continues to move beyond the desired position. This can result in undesirable flow restrictions.

[006] A presente invenção supera as desvantagens precedentes da técnica anterior provendo um sistema e método para superar o atrito estático enquanto substancialmente reduzindo o efeito do aumento. Ainda outras vantagens sobre a técnica anterior serão evidentes para alguém versado na técnica.[006] The present invention overcomes the prior disadvantages of the prior art by providing a system and method for overcoming static friction while substantially reducing the effect of the increase. Still other advantages over the prior art will be evident to someone skilled in the art.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [007] Em um aspecto, a presente invenção provê um sistema para controlar um dispositivo de controle de fluxo no furo vertical que inclui um dispositivo de controle de fluxo em uma localização no furo vertical em um poço onde o dispositivo de controle de fluxo tem um elemento móvel para controlar o fluxo de formação no furo vertical. O elemento móvel tem uma vedação hidráulica associada com ele. A vedação é construída tal que uma pressão máxima de um pulso de pressão aplicado é suficiente para superar uma força de atrito estática associada com a vedação, e onde uma pressão mínima de um pulso de pressão aplicado é insuficiente para superar uma força de atrito dinâmica associada com a vedação.SUMMARY OF THE INVENTION [007] In one aspect, the present invention provides a system for controlling a flow control device in the vertical hole that includes a flow control device in a location in the vertical hole in a well where the flow control device flow has a movable element to control the flow of formation in the vertical hole. The movable element has a hydraulic seal associated with it. The seal is constructed such that a maximum pressure of an applied pressure pulse is sufficient to overcome a static frictional force associated with the seal, and where a minimum pressure of an applied pressure pulse is insufficient to overcome an associated dynamic frictional force. with the seal.

[008] Em um outro aspecto, um método para controlar um dispositivo de controle de fluxo inclui transmitir um pulso de pressão de uma fonte hidráulica localizada na superfície para o dispositivo de controle de fluxo em uma localização no furo vertical. Uma característica do pulso de pressão é controlada para mover de modo incrementai um elemento móvel no dispositivo de controle de fluxo para uma posição desejada. Característica controlada exemplar do pulso de pressão[008] In another aspect, a method for controlling a flow control device includes transmitting a pressure pulse from a hydraulic source located on the surface to the flow control device at a location in the vertical bore. A pressure pulse feature is controlled to incrementally move a moving element in the flow control device to a desired position. Exemplary controlled pressure pulse characteristic

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4/10 compreende magnitude de pulso e a duração do pulso.4/10 comprises pulse magnitude and pulse duration.

[009] Embora a descrição precedente seja direcionada para as modalidades preferidas da invenção, várias modificações serão evidentes para aqueles versados na técnica. É planejado que todas as variações dentro do escopo das reivindicações anexas sejam abrangidas pela descrição. Será evidente, entretanto, para alguém versado na técnica que muitas modificações e mudanças na modalidade apresentada para o acima são possíveis sem se afastar do escopo e do espírito da invenção. É planejado que as reivindicações seguintes sejam interpretadas para abranger tais modificações e mudanças.[009] Although the foregoing description is directed to the preferred embodiments of the invention, several modifications will be evident to those skilled in the art. All variations within the scope of the appended claims are planned to be covered by the description. It will be evident, however, for someone skilled in the art that many modifications and changes in the modality presented for the above are possible without departing from the scope and spirit of the invention. The following claims are intended to be interpreted to cover such modifications and changes.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0010] Para o entendimento detalhado da presente invenção, referência deve ser feita à descrição detalhada seguinte da modalidade preferida, tomada em conjunto com os desenhos acompanhantes, nos quais elementos semelhantes foram fornecidos com numerais semelhantes, nos quais:BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [0010] For the detailed understanding of the present invention, reference should be made to the following detailed description of the preferred modality, taken in conjunction with the accompanying drawings, in which similar elements were provided with similar numerals, in which:

[0011] A figura 1 é um esquemático de um sistema de controle de fluxo de poço de produção de acordo com uma modalidade da presente invenção, [0012] A figura 2 é um gráfico mostrando o movimento continuado de um elemento móvel em um dispositivo de controle de fluxo devido aos efeitos do atrito estático e dinâmico e [0013] A figura 3 é um esquemático da pressão hidráulica pulsada em relação à pressão requerida para superar o atrito estático e dinâmico e o movimento relacionado de um elemento móvel em um dispositivo de controle de fluxo.[0011] Figure 1 is a schematic of a production well flow control system according to one embodiment of the present invention, [0012] Figure 2 is a graph showing the continued movement of a mobile element in a device flow control due to the effects of static and dynamic friction and [0013] Figure 3 is a schematic of the pulsed hydraulic pressure in relation to the pressure required to overcome the static and dynamic friction and the related movement of a moving element in a control device flow.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [0014] Como é conhecido, um dado poço pode ser dividido em uma pluralidade de zonas separadas que são necessárias para isolar áreas específicas de um poço para finalidades incluindo, mas não limitadas a,DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0014] As is known, a given well can be divided into a plurality of separate zones that are necessary to isolate specific areas of a well for purposes including, but not limited to,

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5/10 produção de fluidos selecionados, prevenção de explosões e prevenção de entrada de água.5/10 production of selected fluids, explosion prevention and water ingress prevention.

[0015] Com referência à figura 1, o poço 1 inclui duas zonas exemplares, a saber, a zona A e a zona B, onde as zonas são separadas por uma barreira impermeável. Cada uma das zonas A e B foi completada em uma maneira conhecida. A figura 1 mostra a conclusão da zona A usando obturadores 15 e a válvula de luva corrediça 20 suportada na cadeia de tubulação 10 no furo de sondagem 5. Os obturadores 15 isolam o anel entre o furo de sondagem e um dispositivo de controle de fluxo, tal como válvula de luva corrediça 20, dessa maneira restringindo o fluxo do fluido de formação a somente através da válvula de luva corrediça 20 aberta. Alternativamente, o dispositivo de controle de fluxo pode ser qualquer dispositivo de controle de fluxo tendo pelo menos um elemento móvel para controlar o fluxo, incluindo, mas não limitado a, uma estrangulação no furo vertical e uma válvula de segurança no furo vertical. Como é conhecido na técnica, uma válvula de luva corrediça comum utiliza um alojamento externo com fendas, também chamadas aberturas, e um carretei interno com fendas. As fendas podem ser alinhadas e desalinhadas com o movimento axial do carretei interno em relação ao alojamento externo. Tais dispositivos estão comercialmente disponíveis. A cadeia de tubulação 10 é conectada na superfície na cabeça do poço 35.[0015] With reference to figure 1, well 1 includes two exemplary zones, namely, zone A and zone B, where the zones are separated by an impermeable barrier. Each of zones A and B was completed in a known manner. Figure 1 shows the completion of zone A using shutters 15 and the slide sleeve valve 20 supported on pipe chain 10 in the borehole 5. The shutters 15 isolate the ring between the borehole and a flow control device, such as a sliding sleeve valve 20, thereby restricting the flow of the forming fluid to only through the open sliding sleeve valve 20. Alternatively, the flow control device can be any flow control device having at least one movable element to control the flow, including, but not limited to, a choke in the vertical hole and a safety valve in the vertical hole. As is known in the art, a common sliding sleeve valve uses an outer housing with slits, also called openings, and an inner reel with slits. The slots can be aligned and misaligned with the axial movement of the inner reel in relation to the outer housing. Such devices are commercially available. The pipe chain 10 is connected to the surface at the wellhead 35.

[0016] Em uma modalidade, a válvula de luva corrediça 20 é controlada da superfície por duas linhas de controle hidráulico, linha de abertura 25 e linha de fechamento 30, que operam um pistão hidráulico (não mostrado) balanceado, de ação dupla na luva corrediça 20. O pistão hidráulico desloca um elemento móvel, tal como o carretei interno 22, também chamado uma luva, para alinhar ou desalinhar as fendas de fluxo, ou aberturas, permitindo que o fluido de formação flua através da válvula da luva corrediça 20. Múltiplas configurações do elemento[0016] In one embodiment, the sliding sleeve valve 20 is controlled from the surface by two hydraulic control lines, opening line 25 and closing line 30, which operate a balanced, double-acting hydraulic piston (not shown) on the sleeve slide 20. The hydraulic piston displaces a movable element, such as the inner reel 22, also called a sleeve, to align or misalign the flow slits, or openings, allowing the forming fluid to flow through the slide sleeve valve 20. Multiple element configurations

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6/10 móvel são conhecidas na técnica e não são discutidas em detalhes aqui. Um tal dispositivo está comercialmente disponível como luva corrediça hidráulica HCM de Baker Oil Tools, Houston, Texas. Em operação, a linha 25 é pressurizada para abrir a válvula de luva corrediça 20 e a linha 30 é pressurizada para fechar a válvula de luva corrediça 20. Durante a pressurização de qualquer linha 25 ou 30, a linha oposta pode ser ventilada de forma controlada pelo tubo de distribuição de válvula 65 para o tanque do reservatório de superfície 45. As linhas 25 e 30 são conectadas na bomba 40 e no reservatório de retorno 45 através do tubo de distribuição de válvula 65 que é controlado pelo processador 60. A bomba 40 pega o fluido hidráulico do reservatório 45 e o fornece sob pressão para a linha 43. O sensor de pressão 50 monitora a pressão na linha de descarga 43 da bomba 40 e provê um sinal para o processador 60 relacionado com a pressão detectada. A taxa de ciclo ou a velocidade da bomba 40 é monitorada pelo sensor de ciclo da bomba 55 que envia um sinal elétrico para o processador 60 relacionado com o número de ciclos da bomba. Os sinais dos sensores 55 e 50 podem ser qualquer tipo adequado de sinal, incluindo, mas não limitado a, ótico, elétrico, pneumático e acústico. Por esse projeto, uma bomba de deslocamento positivo descarrega um volume de fluido determinável para cada ciclo de bomba. Pela determinação do número de ciclos da bomba, o volume do fluido bombeado pode ser determinado e acompanhado. O tubo de distribuição da válvula 65 age para direcionar o fluxo de saída da bomba para a linha hidráulica apropriada 25 ou 30 para mover o carretei 22 na válvula 20 em uma direção de abertura ou fechamento, respectivamente, como direcionado pelo processador 60. O processador 60 contém circuitos de interface adequados e processadores, agindo sob instruções programadas, para prover potência para e receber sinais de saída do sensor de pressão 50 e sensor do ciclo de bomba 55, para fazer interface com e para controlar6/10 mobile are known in the art and are not discussed in detail here. Such a device is commercially available as an HCM hydraulic slide sleeve from Baker Oil Tools, Houston, Texas. In operation, line 25 is pressurized to open slide valve 20 and line 30 is pressurized to close slide valve 20. During pressurization of any line 25 or 30, the opposite line can be vented in a controlled manner through valve distribution tube 65 to surface reservoir tank 45. Lines 25 and 30 are connected to pump 40 and return reservoir 45 through valve distribution tube 65 which is controlled by processor 60. Pump 40 takes the hydraulic fluid from reservoir 45 and supplies it under pressure to line 43. Pressure sensor 50 monitors the pressure in the discharge line 43 of pump 40 and provides a signal to processor 60 related to the detected pressure. The cycle rate or speed of the pump 40 is monitored by the pump cycle sensor 55 which sends an electrical signal to the processor 60 related to the number of cycles of the pump. The signals from sensors 55 and 50 can be any suitable type of signal, including, but not limited to, optical, electrical, pneumatic and acoustic. By this design, a positive displacement pump discharges a determinable fluid volume for each pump cycle. By determining the number of pump cycles, the volume of the fluid pumped can be determined and monitored. The valve delivery tube 65 acts to direct the pump outflow to the appropriate hydraulic line 25 or 30 to move the reel 22 on valve 20 in an opening or closing direction, respectively, as directed by processor 60. The processor 60 contains suitable interface circuits and processors, acting under programmed instructions, to provide power to and receive output signals from pressure sensor 50 and pump cycle sensor 55, to interface with and to control

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7/10 a atuação do tubo de distribuição 65 e da taxa de ciclo da bomba 40, e para analisar os sinais do sensor de ciclo da bomba 55 e do sensor de pressão 50, 170,171 e para emitir comandos para a bomba 40 e o tubo de distribuição 65 para controlar a posição do carretei 22 na válvula da luva corrediça 20 entre uma posição aberta e uma posição fechada. O processador provê funções adicionais como descrito abaixo.7/10 the actuation of the distribution pipe 65 and the cycle rate of the pump 40, and to analyze the signals of the pump cycle sensor 55 and the pressure sensor 50, 170,171 and to issue commands to the pump 40 and the pipe timing 65 to control the position of the reel 22 on the slide sleeve valve 20 between an open position and a closed position. The processor provides additional functions as described below.

[0017] Em operação, a válvula de luva corrediça 20 é geralmente operada de modo que as aberturas da válvula ficam colocadas em uma condição totalmente aberta ou totalmente fechada. Como previamente mencionado, entretanto, é desejável ser capaz de acionar proporcionalmente um tal dispositivo para prover condições de fluxo intermediário que podem ser usadas para estrangular o fluxo do fluido do reservatório. Idealmente, a bomba poderia ser operada para suprir um volume conhecido de fluido que movería o carretei 22 por uma distância determinável. Entretanto, os efeitos do atrito estático e dinâmico associados com os elementos móveis no dispositivo de controle de fluxo, tal como o carretei 22, quando combinado com a capacidade de armazenamento de fluido das linhas hidráulicas 25 e 30 podem causar aumento significativo no posicionamento do carretei 22. Esses efeitos podem ser observados na figura 2, que mostra o movimento 103 do carretei 22 quando o fluido é bombeado para mover o carretei 22. A pressão da bomba se forma ao longo da curva 100. Em uma modalidade, quaisquer pulsações causadas pela bomba 40 são amortecidas pela transmissão através da linha de suprimento. A pressão é formada para a pressão 101 para superar o atrito estático das vedações (não mostradas) na válvula de luva corrediça 20. Em um sistema hidráulico ideal, depois que o carretei 22 começa a se mover, a pressão da linha de suprimento reduz para a linha 102 e fluido adicional pode ser suprido na pressão menor para mover o carretei 22 para uma posição desejada 108. Entretanto, toda a linha de suprimento hidráulico[0017] In operation, the sliding sleeve valve 20 is generally operated so that the valve openings are placed in a fully open or fully closed condition. As previously mentioned, however, it is desirable to be able to proportionally drive such a device to provide intermediate flow conditions that can be used to throttle the flow of fluid from the reservoir. Ideally, the pump could be operated to supply a known volume of fluid that would move reel 22 by a determinable distance. However, the effects of static and dynamic friction associated with moving elements in the flow control device, such as reel 22, when combined with the fluid storage capacity of hydraulic lines 25 and 30 can cause a significant increase in reel positioning 22. These effects can be seen in figure 2, which shows the movement 103 of the reel 22 when the fluid is pumped to move the reel 22. The pressure of the pump forms along curve 100. In one embodiment, any pulsations caused by pump 40 are dampened by transmission through the supply line. Pressure is formed for pressure 101 to overcome the static friction of the seals (not shown) on the sliding sleeve valve 20. In an ideal hydraulic system, after the reel 22 starts to move, the supply line pressure reduces to line 102 and additional fluid can be supplied at the lowest pressure to move reel 22 to a desired position 108. However, the entire hydraulic supply line

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25, 30 é pressurizada para a pressão mais alta 101, e a expansão da linha de suprimento 25, 30 resulta em um volume significativo de fluido na pressão 101. Ao invés da pressão do fluido ficar no nível 102, ela gradualmente é reduzida ao longo da linha 107, forçando o carretei 22 para a posição 109 e excedendo a posição desejada 108.25, 30 is pressurized to the highest pressure 101, and expanding the supply line 25, 30 results in a significant volume of fluid at pressure 101. Instead of the fluid pressure staying at level 102, it gradually decreases over line 107, forcing reel 22 to position 109 and exceeding desired position 108.

[0018] Para reduzir o problema de aumento, ver figura 3, a presente invenção em uma modalidade provê pulsos de pressão 203 que movem o carretei 22 em etapas incrementais para a posição desejada. Pelo uso dos pulsos 203, os efeitos de expansão da linha de suprimento são significativamente reduzidos. Cada pulso 203 é gerado tal que a pressão de pico do pulso 207 excede a pressão 201 necessária para superar a força de atrito estática que resiste ao movimento do carretei 22, e a pressão mínima do pulso 208 é menor do que a pressão 202 requerida para superar a força requerida para superar a força de atrito dinâmica que resiste ao movimento. Em uma modalidade, pulsos de pressão 203 são sobrepostos em uma pressão de base 205. O movimento 206 do carretei 22 é essencialmente um movimento de degrau de escada para alcançar a posição desejada 210. Embora o carretei 22 tenha sido discutido, deve ser entendido que o carretei 22 é somente um elemento móvel ilustrativo. Outros elementos móveis e seus atritos estáticos e dinâmicos associados podem também ser utilizados na maneira acima descrita.[0018] To reduce the problem of magnification, see figure 3, the present invention in one embodiment provides pressure pulses 203 that move reel 22 in incremental steps to the desired position. By using 203 pulses, the effects of expanding the supply line are significantly reduced. Each pulse 203 is generated such that the peak pressure of pulse 207 exceeds the pressure 201 necessary to overcome the static frictional force that resists the movement of reel 22, and the minimum pressure of pulse 208 is less than the pressure 202 required for overcome the force required to overcome the dynamic frictional force that resists movement. In one embodiment, pressure pulses 203 are superimposed on a base pressure 205. Movement 206 of reel 22 is essentially a stair-step movement to reach the desired position 210. Although reel 22 has been discussed, it should be understood that reel 22 is only an illustrative movable element. Other moving elements and their associated static and dynamic friction can also be used in the manner described above.

[0019] Como mostrado na figura 1, em uma modalidade, uma fonte de pressão 70, que pode ser um cilindro hidráulico, é hidraulicamente acoplada na linha 43. O pistão 71 é acionado por um sistema hidráulico 72 através da linha 73 que move o pistão 71 em uma maneira predeterminada para imprimir pulsos 203 na linha 43. Tais pulsos são transmitidos para baixo das linhas de suprimento 25, 30 e causam movimento incrementai do carretei 22. O sistema hidráulico 72 pode ser controlado pelo processador 60 para alterar a pressão de pulso máxima[0019] As shown in figure 1, in one embodiment, a pressure source 70, which can be a hydraulic cylinder, is hydraulically coupled to line 43. Piston 71 is driven by a hydraulic system 72 through line 73 that moves the piston 71 in a predetermined way to print pulses 203 on line 43. Such pulses are transmitted below supply lines 25, 30 and cause incremental movement of reel 22. Hydraulic system 72 can be controlled by processor 60 to change the pressure of maximum pulse

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9/10 e mínima e a largura do pulso W, também chamado duração do pulso, para prover controle adicional do movimento incrementai do carretei 22. Alternativamente, a bomba 40 pode ser uma bomba de deslocamento positivo tendo capacidades suficientes para gerar pulsos 203.9/10 and minimum and pulse width W, also called pulse duration, to provide additional control of incremental movement of reel 22. Alternatively, pump 40 may be a positive displacement pump having sufficient capacities to generate pulses 203.

[0020] Em uma modalidade, os efeitos das linhas de suprimento complacentes 25, 30 são considerados comparando sinais do sensor de pressão 50, na superfície, com os sinais dos sensores de pressão 170 e 171, localizados na localização no furo vertical nas linhas de suprimento 25 e 30, respectivamente. Os sinais dos sensores 170 e 171 são transmitidos ao longo das linhas de sinal (não mostradas) para o processador 60. As comparações de tais sinais podem ser usadas para determinar uma função de transferência F que se refere ao pulso de pressão transmitido para o pulso recebido. A função de transferência F pode ser programada no processador 60 para controlar uma ou mais características do pulso de pressão gerado, tal como, por exemplo, magnitude do pulso e duração do pulso, tal que o pulso de pressão recebido é de uma magnitude e duração selecionadas para posicionar precisamente o carretei 22 na posição desejada. Como usado aqui, magnitude de pulso é a diferença entre a pressão de pulso máxima 207 e a pressão de pulso mínima 208. Como usado aqui, a duração de pulso é o tempo no qual o pulso de pressão é capaz de realmente mover o carretei 22.[0020] In one embodiment, the effects of compliant supply lines 25, 30 are considered by comparing pressure sensor signals 50, on the surface, with pressure sensor signals 170 and 171, located at the location in the vertical hole in the supply 25 and 30, respectively. The signals from sensors 170 and 171 are transmitted along signal lines (not shown) to processor 60. Comparisons of such signals can be used to determine a transfer function F that refers to the pressure pulse transmitted to the pulse Received. The transfer function F can be programmed in processor 60 to control one or more characteristics of the pressure pulse generated, such as, for example, pulse magnitude and pulse duration, such that the pressure pulse received is of a magnitude and duration selected to precisely position reel 22 in the desired position. As used here, pulse magnitude is the difference between the maximum pulse pressure 207 and the minimum pulse pressure 208. As used here, the pulse duration is the time in which the pressure pulse is able to actually move the reel 22 .

[0021] Em uma outra modalidade, o sensor de posição 173 é disposto na válvula de luva corrediça 20 para determinar a posição do carretei 22 dentro da válvula de luva corrediça 20. Aqui, a função de transferência F’ pode ser determinada comparando o pulso gerado com o movimento real do carretei 22. O sensor de posição 173 pode ser qualquer técnica de leitura de posição adequada, tal como, por exemplo, o sistema de leitura de posição descrito no Pedido de Patente US Número de Série 10/289.714, depositado em 7 de novembro de 2002 e[0021] In another embodiment, position sensor 173 is arranged on slide valve 20 to determine the position of reel 22 inside slide valve 20. Here, the transfer function F 'can be determined by comparing the pulse generated with the actual movement of the reel 22. The position sensor 173 can be any suitable position reading technique, such as, for example, the position reading system described in US Patent Application Serial Number 10 / 289,714, deposited on November 7, 2002 and

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10/10 atribuído para o procurador do presente pedido de patente, e que é incorporado aqui por referência para todas as finalidades.10/10 assigned to the attorney of the present patent application, and which is incorporated here by reference for all purposes.

[0022] Embora os sistemas e métodos sejam descritos acima com referência aos poços de produção, o versado na técnica verificará que o sistema e os métodos como descritos aqui são igualmente aplicáveis ao controle de fluxo nos poços de injeção. Além disso, o versado na técnica verificará que o sistema e os métodos como descritos aqui são igualmente aplicáveis em localizações de cabeça de poço na terra e no fundo do mar.[0022] Although the systems and methods are described above with reference to the production wells, the person skilled in the art will verify that the system and methods as described here are equally applicable to the flow control in the injection wells. In addition, the person skilled in the art will find that the system and methods as described here are equally applicable at wellhead locations on land and on the seabed.

[0023] A descrição precedente é direcionada para modalidades particulares da presente invenção com a finalidade de ilustração e explicação. Será evidente, entretanto, para o versado na técnica que muitas modificações e mudanças na modalidade apresentada acima são possíveis. É planejado que as reivindicações seguintes sejam interpretadas para abranger todas tais modificações e mudanças.[0023] The foregoing description is directed to particular embodiments of the present invention for the purpose of illustration and explanation. It will be evident, however, to the person skilled in the art that many modifications and changes in the modality presented above are possible. The following claims are planned to be interpreted to cover all such modifications and changes.

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Claims

1. System for controlling the flow of fluid in a borehole (5), comprising:

a flow control device (20) positioned in the borehole (5), said flow control device (20) having a piston operationally coupled to a movable element (22) that controls the flow of fluid in the borehole (5), wherein the movable element (22) being incrementally moved between a start position and a stop position by a plurality of pressure pulses applied to the piston;

a fluid line hydraulically coupled to the flow control device (20);

a pump (40) configured to supply hydraulic fluid at a base pressure to the flow control device (20);

a first line connected on the surface to the pump (40), wherein the first line carries the hydraulic fluid from the pump (40) to the fluid line;

characterized by the fact that a surface hydraulic source (70) configured to transmit the pressure pulses applied to the flow control device (20), the hydraulic source (70) being configured to change the pressure and pressure pulse duration applied; and a second line connected on the surface to the surface hydraulic source (70), where the second line transmits the applied pressure pulses from the surface hydraulic source (70) to the fluid line.

2. System according to claim 1, characterized by the fact that a maximum pressure of the pressure pulses applied at the bottom of the well exceeds a static frictional force associated with the moving element (22), and in which a minimum pressure of the pulses of

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2/5 pressure applied to the bottom of the well cannot overcome a dynamic frictional force associated with the moving element (22).

3. System according to claim 2, characterized by the fact that it also comprises a processor (60) that acts according to programmed instructions, the processor (60) controls the hydraulic source (70) to control the pressure and the duration of the pressure pulses applied to the moving element (22).

4. System according to claim 3, characterized by the fact that the processor (60) uses at least one measured parameter of interest from the applied pressure pulses transmitted by the hydraulic source (70) and at least one measured parameter of interest from the pulses pressure applied as received on the moving element (22) to control the hydraulic source (70).

5. System according to claim 3, characterized by the fact that the processor (60) uses a measured position of the moving element (22) and at least one measured parameter of interest to the applied pressure pulses transmitted by the hydraulic source (70) to control the hydraulic source (70).

6. System according to claim 1, characterized by the fact that the duration of the pressure pulse applied is the time during which the mobile element (22) moves.

System according to claim 1, characterized in that it further comprises a processor (60) that includes instructions for controlling the hydraulic source (70) using at least pressure data and pump cycle data (40).

8. System according to claim 1, characterized by the fact that the piston is configured to move the moving element (22).

9. Method for controlling the flow of fluid in a borehole (5), comprising:

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3/5 position a flow control device (20) in a well location in the borehole (5), the flow control device (20) having a piston operationally coupled to a movable element (22) that controls a fluid flow in the borehole (5);

characterized by incrementally moving the movable element (22) between a start position and a stop position by applying pressure pulses of controlled magnitude and duration to the piston;

pumping a hydraulic fluid at a base pressure to the flow control device (20) using a pump (40) and a first line connected on the surface to the pump (40); and generating the applied pressure pulses using a surface hydraulic source (70) and a second line connected on the surface to the surface hydraulic source (70); and transmit the applied pressure pulses through a line connected to the flow control device (20), where the first line carries the hydraulic fluid from the pump (40) to the fluid line and the second line transmits the pressure pulses applied from the surface hydraulic source (70) to the fluid line.

10. Method according to claim 9, characterized by the fact that a maximum pressure of the pressure pulses applied at the bottom of the well exceeds a static frictional force associated with the moving element (22), and in which a minimum pressure of the pulses of pressure applied to the bottom of the shaft cannot overcome a dynamic frictional force associated with the moving element.

11. Method according to claim 9, characterized by the fact that it further comprises:

control the hydraulic source (70) with a processor (60) to control at least one controlled feature of

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4/5 pressure transmitted.

12. Method according to claim 11, characterized by the fact that it further comprises:

measure at least one parameter of interest from the applied pressure pulses transmitted by the hydraulic source (70); measuring at least one parameter of interest from the pressure pulses applied as received on the moving element (22); and controlling the hydraulic source (70) based on the measured parameters of interest.

13. Method according to claim 11, characterized by the fact that it further comprises:

measuring a position of the moving element (22); measure at least one parameter of interest from the applied pressure pulse as transmitted by the hydraulic source (70); and controlling the hydraulic source (70) based on at least one of the measured parameters of interest.

14. Method according to claim 9, characterized by the fact that it further comprises: supplying fluid to the flow control device (20) through the line, coupling the hydraulic source (70) to the line to print the pressure pulses transmitted in the line and control the hydraulic source (70) using at least pressure and pump data (40) cycle data.

15. System to control the flow of fluid in a borehole (5), comprising:

a flow control device (20) positioned in the borehole (5), the flow control device (20) having a piston operatively coupled to the movable element (22) that controls a flow of fluid in the borehole (5 ) through a line;

a pump (40) configured to supply hydraulic fluid at a base pressure to the flow control device (20) on the line through a first surface line;

characterized by

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5/5 a surface hydraulic source (70) hydraulically coupled to the line via a second surface line and configured to apply a plurality of pressure pulses to the piston (71) across the line, the hydraulic source (70) being still configured to control a magnitude and pulse duration of the plurality of pressure pulses, in which the hydraulic source (70) is separated from the pump (40), and in which the mobile element (22) is configured to move incrementally in response to the applied plurality of pressure pulses, where the first surface line and the second surface line connect to the line on the surface.

16. System according to claim 15, characterized by the fact that it also comprises a processor (60) that acts according to programmed instructions, the processor (60) that controls the hydraulic source (70) to change the pulse duration of the transmitted pressure pulses, where the duration of the applied pressure pulse is the time during which the moving element (22) moves.

17. System according to claim 15, characterized by the fact that it also comprises: a pump supply fluid (40) to the flow control device (20) through the line and the pump cycle sensor (40) coupled to the pump (40) and a processor (60) that controls the hydraulic source (70) using at least one signal transmitted by the pump cycle sensor (40).

18. System according to claim 15, characterized by the fact that the hydraulic source (70) includes a cylinder and a hydraulically driven piston (71) configured to print the pressure pulses on the line.

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