BRPI0708919A2

BRPI0708919A2 - mÉtodo e sistema para interpretar dados de tubulaÇço

Info

Publication number: BRPI0708919A2
Application number: BRPI0708919-8A
Authority: BR
Inventors: Frederic M Newman
Original assignee: Key Energy Services Inc
Priority date: 2006-03-27
Filing date: 2007-03-26
Publication date: 2011-06-14
Also published as: US20080035334A1; MX2007003537A; US7571054B2; AR060169A1; CA2582795C; CA2582795A1; WO2007112333A2; WO2007112333A3; ECSP088777A

Abstract

MÉTODO E SISTEMA PARA INTERPRETAR DADOS DE TUBULAÇAO Um instrumento, tal como um sensor de espessura de parede, desgaste de haste ou picagem, pode monitorar a tubulação quando uma equipe de serviço no campo extrai a tubulação a partir de um poço de petróleo ou insere a tubulação no poço. Um sistema baseado em computador pode processar os dados a partir do instrumento para avaliar a validade dos dados. A validação dos dados pode compreender determinar se quaisquer características, estruturas ou padrões presentes nos dados se correlacionam aos defeitos de tubulação atuais ou onde causados por uma condição não- relacionada à qualidade da tubulação, tal como ruído de sinal. O sistema baseado em computador também pode analisar os dados para deduzir a informação sobre o desempenho do poço ou determinar o estado ou status de operação do poço. Por exemplo, o analisador de dados pode determinar se os fluidos do poço têm uma condição química que deve ser tratada ou se uma oscilação harmônica prejudicial tem ocorrido no sistema de bombeamento mecânico do poço.

Description

MÉTODO E SISTEMA PARA INTERPRETAR DADOS DE TUBULAÇÃO

Esse pedido reivindica o benefício do PedidoProvisório dos Estados Unidos 60/786.252, depositado em 27de março de 2006; 60/786.272, depositado em 27 de março de2006,- e 60/786.273, depositado em 27 de março de 2006.

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção se refere ao processamento dedados descrevendo um tubo associado a um poço de petróleoe, mais especificamente, à dedução de informação, tal comouma condição do poço ou a validade dos dados, com base noprocessamento dos dados.

ANTECEDENTES

Após perfurar um furo através de uma formação desub-superfície e determinar se a formação pode produzir umaquantidade economicamente suficiente de óleo ou gás, umaequipe completa o poço. Durante perfuração, completação emanutenção de produção, o pessoal insere e/ou extrairotineiramente dispositivos como tubulação, tubos, canos,hastes, cilindros ocos, revestimento, conduto, colares econduto para dentro do poço. Por exemplo, uma equipe deserviço pode utilizar uma sonda de serviço ou recuperaçãopara extrair uma coluna de tubulação e hastes de sucção apartir de um poço que está produzindo petróleo. A equipepode inspecionar a tubulação extraída e avaliar se uma ou(mais seções daquela tubulação devem ser substituídas devidoa desgaste físico, adelgaçamento da parede da tubulação,ataque químico, picagem, ou outro defeito. A equipesubstitui tipicamente seções que apresentam um nívelinaceitável de desgaste e observam outras seções que estãocomeçando a mostrar desgaste, e podem precisar - desubstituição em uma chamada subseqüente de serviço.

Como uma alternativa para inspeção manual detubulação, a equipe de serviço pode usar um instrumentopara avaliar a tubulação à medida que a tubulação éextraída a partir do poço e/ou inserida no poço. 0instrumento permanece tipicamente estacionário na cabeça dopoço, e a sonda de recuperação move a tubulação através dazona de medição do instrumento.

O instrumento mede tipicamente picagem eespessura de parede e pode identificar rachaduras na parededa tubulação. Radiação, resistência de campo (elétrica,eletromagnética ou magnética) sinais sônicos/ ultra-sônicose/ou diferencial de pressão podem interrogar a tubulaçãopara avaliar esses parâmetros de desgaste. O instrumentoproduz tipicamente um sinal analógico bruto e transmite umaversão digital ou amostrada daquele sinal analógico.

O instrumento estimula tipicamente uma seção datubulação utilizando um campo, radiação ou pressão edetecta a interação da tubulação com ou resposta aoestímulo. Um elemento, como um transdutor, converte aresposta em um sinal elétrico analógico. Por exemplo, oinstrumento pode criar um campo magnético no qual atubulação é disposta, e o transdutor pode detectaralterações ou perturbações no campo resultando a partir dapresença da tubulação e quaisquer anomalias daquelatubulação.

O sinal elétrico analógico emitido pelotransdutor pode ter um número arbitrário ou essencialmenteilimitado de estados ou de possibilidades de medição. Maispropriamente do que ter dois níveis discretos ou binários,os transdutores típicos produzem sinais que podem assumirqualquer um de vários níveis ou valores. Quando a tubulaçãopassa através do campo de medição do instrumento, o sinalanalógico do transdutor varia em resposta às variações eanomalias na parede da tubulação em movimento.

O transdutor e seus meios eletrônicos associadospodem ter uma resposta refreada ou retardada que tende areduzir a propriedade de resposta do sinal para asvariações das paredes da tubulação e/ou ruído. Em outraspalavras, o instrumento pode adquirir e processar sinaisanalógicos de uma maneira que estabiliza ou torna constanteaqueles sinais analógicos. Em instrumentos convencionaistípicos, o processamento analógico permanece fixo. Qualqueramortecimento ou filtração daqueles sinais é geralmenteconstante e inflexível.

O instrumento também inclui tipicamente umsistema, tal como um conversor de analógico/digital("ADC"), que converte o sinal de transdutor analógico em umou mais sinais digitais adequados para recepção e exibiçãopor um computador. Em instrumentos convencionais Essessinais digitais tipicamente proporcionam um "instantâneo"do sinal do transdutor. 0 ADC tipicamente emite um número,ou conjunto de números, que representa ou descreve o sinalde transdutor analógico em certo momento. Como o sinal de25 transdutor analógico descreve a seção de tubulação que estána zona de medição do instrumento, o sinal digital éefetivamente uma amostra ou um instantâneo de um parâmetrode interesse daquela seção de tubulação.

A conversão de analógico/digital tipicamenteocorre em uma base de tempo fixo, por exemplo, um, oito oudezesseis vezes por segundo. Isto é, instrumentosconvencionais normalmente adquirem amostras de medição emuma taxa predeterminada ou em um intervalo de tempo fixo.Entretanto, a velocidade da tubulação passando através dazona de medição pode flutuar ou mudar erraticamente. 0operador pode mudar a velocidade de extração de uma formaque não pode ser repetida ou de uma maneira conhecidaantecipadamente, a priori, ou anterior ao evento de mudançade velocidade.

O instrumento pode produzir uma série de amostrasou instantâneos digitais com cada amostra separada por umaextensão de tubulação não-determinada prontamenteutilizando tecnologia convencional. A separação entre asamostras pode ser de um milímetro, um centímetro, ou de ummetro da extensão da tubulação, por exemplo. A distânciaentre as amostras pode variar, flutuar, ou mudarerraticamente à medida que o operador muda a velocidade datubulação. Além disso, os dados de amostra podem manchar setornar embaçados quando a tubulação está se movendorapidamente. Conseqüentemente, fixar o intervalo de tempoentre cada instantâneo e permitir que a velocidade datubulação varie entre os instantâneos, como ocorre namaioria dos instrumentos convencionais, pode produzir dadosdifíceis de serem interpretados ou falhar em caracterizaradequadamente a tubulação.

Outra desvantagem dos instrumentos convencionaisé que eles geralmente proporcionam um nível insuficiente oulimitado de processamento das amostras digitais. Quando atubulação está se movendo lentamente através da zona demedição do instrumento ou está estacionária, um operadorpode interpretar incorretamente a variação nas amostrasdigitais como um defeito da parede; contudo, a variaçãopode resultar efetivamente de um efeito externo ou ruído dosinal. Em baixas velocidades da tubulação, picos de sinaldevido a ruído ou a um evento aleatório podem serconfundidos com uma condição de tubulação defeituosa.

Entretanto, quando a tubulação está se movendorapidamente através da zona de medição, o movimento datubulação pode borrar ou suavizar os picos de sinal que narealidade se devem a defeitos de tubulação, desse modoocultando aqueles defeitos da observação do operador. Istoé, com os instrumentos convencionais, movimento datubulação em alta velocidade pode mascarar ou obscurecer osdefeitos nas paredes da tubulação. Esse fenômeno pode sersemelhante ao borrão de imagem que pode ocorrer quando umapessoa tira uma fotografia de um carro em rápidodeslocamento. As tecnologias convencionais freqüentementefalham em diferenciar entre características de sinal queindicam a presença de defeitos válidos na tubulação eoutras características de sinal causadas por fenômenos nãorelacionados aos defeitos na tubulação. Um observador podese empenhar para determinar com convicção se os defeitosreais da tubulação estão associados com anomalias do sinal,por exemplo.

Além das limitações associadas com a validaçãodos dados de tubulação, tecnologias de instrumentaçãoconvencional tipicamente proporcionam pouca ou nenhumacapacidade para interpretação de dados. Um poço pode teruma condição química que causa corrosão da tubulação ou queafeta negativamente a produção. As hastes de sucção podemexibir oscilações harmônicas que causam desgaste prematuroda tubulação, também inibindo a produção. Identificar essasou outras condições do poço geralmente é difícil utilizandotécnicas convencionais para apresentação e análise manualdos dados de tubulação.

Para tratar dessas deficiências representativasna técnica, uma capacidade aperfeiçoada para processardados é necessária, por exemplo, em uma aplicação depetróleo em que os dados são coletados a partir datubulação que foi disposta em um poço de petróleo. Tambémexiste a necessidade de um método para determinar se asestruturas ou características nos dados são válidas e/ouindicar a presença de um defeito na tubulação. Existe aindaa necessidade de uma capacidade de interpretar os dados datubulação de modo a deduzir a partir desses dados o estadooperacional do poço. Existe ainda outra necessidade de ummétodo baseado em computador de identificar e diagnosticaros problemas do poço com base no escaneamento da tubulaçãoque foi removida do poço. Uma capacidade tratando de uma oumais dessas necessidades promoveria uma operação maiseficaz e mais lucrativa do poço.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção suporta a dedução deinformação a partir de um poço de petróleo com base naavaliação de um item, tal como uma peça de tubulação ou umahaste, em conexão com a colocação do item em um poço depetróleo ou a remoção do item a partir do poço. Avaliaçãodo item pode compreender detectar, escanear, monitorar,inspecionar, avaliar ou detectar um parâmetro,característica, ou propriedade do item.Em um aspecto da presente invenção, uminstrumento, meio de escaneamento ou sensor pode monitorartubulação, tubos, canos, hastes, cilindros ocos,revestimento, conduto, colares, ou conduto próximo a umacabeça de poço do poço de petróleo. O instrumento podecompreender uma espessura de parede, desgaste de haste,localização de colar, rachadura, geração de imagem, ousensor de picagem, por exemplo. À medida que uma equipe deserviço de campo extrai a tubulação a partir do poço depetróleo ou insere a tubulação no poço, o instrumento podeavaliar a tubulação em relação a defeitos, integridade,desgaste, aptidão para serviço contínuo ou condiçõesanômalas. O instrumento pode fornecer informações detubulação em um formato digital, por exemplo, como dadosdigitais, um ou mais números, amostras, ou instantâneos. Ummétodo implementado por computador pode processar os dadosda tubulação para avaliar se um ou mais componentes dosdados é válido, digno de crédito, ou errôneo ou avaliar oindicador de confiança para os dados. Por exemplo, validaros dados pode compreender determinar se quaisquercaracterísticas, estruturas, ou padrões presentes nos dadosse correlacionam com os defeitos reais da tubulação ou seforam causados por uma condição não-relacionada à qualidadeda tubulação, tal como ruído de sinal ou velocidade doaparelhamento. 0 método implementado por computador tambémpode analisar os dados para deduzir informação sobre odesempenho do poço ou para determinar o estado de operaçãodo poço, status, ou condição. Por exemplo, a análise dosdados pode determinar se os fluidos do poço têm umacondição química que deveria ser tratada ou se umaoscilação harmônica prejudicial tem ocorrido no sistema debombeamento mecânico do poço. Além disso, o produto daanálise dos dados pode compreender uma interpretação dosdados, uma identificação de uma inconsistência dos dados,uma dedução, uma inferência, um diagnóstico do poço, ou umprocedimento recomendado para tratar de um problemaidentificado, citando apenas umas poucas possibilidades.

Em outro aspecto, a presente invenção provê ummétodo para interpretar os dados de tubulação. O métodoinclui as etapas de escanear uma pluralidade de segmentosde tubulação com um scanner de tubulação para produzirdados de escaneamento de segmento de tubulação, em que oscanner inclui ao menos um sensor. Os dados de escaneamentopara o segmento são correlacionados com os dadosposicionais a partir de um codificador, e os dados dedesgaste de haste são analisados para identificar ospadrões de desgaste da haste. Em uma modalidade o scannerde tubulação inclui um sensor de desgaste de haste. Emoutra modalidade, o scanner de tubulação inclui um sensorde picagem. O método também inclui o uso de software dereconhecimento de padrão, o qual pode empregarprocessamento de transformada de Fourier para identificarcaracterísticas que se repetem em intervalos regulares deprofundidade. Outras modalidades podem processar os dadosutilizando algoritmo genético, matemática fractal,inteligência artificial, filtração adaptativa, filtração deKalman, análise de mínimos quadrados, análise de mínimosquadrados parciais, filtração estocástica, reconhecimentode padrão estatístico, algoritmo linear, ou programaçãolinear. O software de reconhecimento de padrão pode indicarregiões tendo picagem significativa sem desgaste da haste,ou pode indicar regiões tendo desgaste de hastesignificativo sem picagem significativa.

A discussão de processamento de dados detubulação apresentados nesse sumário é somente para finsilustrativos. Vários aspectos da presente invenção podemser entendidos mais claramente e reconhecidos a partir deum exame da seguinte descrição detalhada das modalidadesreveladas e por referência aos desenhos e quaisquerreivindicações que possam seguir. Além disso, outrosaspectos, sistemas, métodos, características vantagens, eobjetos da presente invenção tornar-se-ão evidentes parauma pessoa versada na técnica após exame dos seguintesdesenhos e descrição detalhada. Pretende-se que todos essesaspetos, sistemas, métodos, características, vantagens eobjetos a serem incluídos nessa descrição, estejamcompreendidos no escopo da presente invenção, e sejamprotegidos por quaisquer reivindicações em anexo.

Breve descrição dos desenhos

A figura 1 é uma ilustração de um sistemaexemplar para serviço em um poço de petróleo que escaneia atubulação à medida que a tubulação é extraída a partir deou inserida no poço de acordo com uma modalidade dapresente invenção;

A figura 2 é um diagrama de blocos funcional deum sistema exemplar para escanear a tubulação que estásendo inserida em ou extraída a partir de um poço depetróleo de acordo com uma modalidade exemplar da presenteinvenção;

As Figuras 3A e 3B, coletivamente Figura 3,constituem um fluxograma de um processo exemplar para obterinformação sobre tubulação que está sendo inserida ouextraída de um poço de petróleo e para analisar essainformação de acordo com uma modalidade da presenteinvenção.

A Figura 4 é uma ilustração de um sistemaexemplar para obtenção de hidrocarbonetos a partir de umpoço de petróleo de acordo com uma modalidade da presenteinvenção.

As Figuras 5A, 5B e 5C, coletivamente Figura 5,são ilustrações de condições de poço exemplares associadasao desgaste de haste de acordo com uma modalidade dapresente invenção.

A Figura 6 é uma ilustração de um padrão dedesgaste de haste exemplar de acordo com uma modalidade dapresente invenção.

A Figura 7 é um diagrama funcional de blocos deum sistema de computador exemplar para analisar e exibirdados de tubulação de acordo com uma modalidade da presenteinvenção.

As Figuras 8A, 8B e 8C, coletivamente Figura 8,constituem um fluxograma de um método exemplar paraprocessar dados de tubulação para validar e interpretar osdados de acordo com uma modalidade da presente invenção.

As Figuras 9A e 9B, coletivamente Figura 9,constituem um fluxograma de um processo exemplar paraobtenção de informação sobre tubulação que está sendoinserida ou extraída de um poço de petróleo de acordo comuma modalidade da presente invenção.

A Figura 10 é um fluxograma de um processoexemplar para filtração de dados que caracteriza atubulação de acordo com uma modalidade da presenteinvenção.

As Figuras 11A e 11B, coletivamente Figura 5,constituem um esquema gráfico, e uma tabela acompanhante,das amostras exemplares dos dados brutos, e dos dadosfiltrados; de acordo com uma modalidade da presenteinvenção.

A Figura 12 é um fluxograma de um processoexemplar para filtração de dados de tubulação utilizando umfiltro adaptativo de acordo com uma modalidade da presenteinvenção.

As Figuras 13A e 13B, coletivamente Figura 13,constituem um esquema gráfico e uma tabela acompanhante dedados de tubulação filtrados com um filtro adaptativoexemplar de acordo com uma modalidade da presente invenção.

A Figura 14 é um fluxograma de um processoexemplar para avaliar uma taxa de amostragem de dadosobtidos a partir de um sensor de tubulação de acordo comuma modalidade da presente invenção.

A Figura 15 é um fluxograma de um processoexemplar para avaliar uma taxa de obtenção de amostras dedados a partir de um sensor de tubulação de acordo com umamodalidade da presente invenção.

A Figura 16 é um diagrama de fluxograma de ummétodo exemplar para sobreposição de uma representação deprofundidade em um gráfico de dados de análise com base naposição de um ou mais colares de acordo com uma modalidadeexemplar da presente invenção;

A Figura 17 é um gráfico exemplar mostrando asobreposição de profundidade em um gráfico de dados deanálise com base na posição dos colares detectados pelosensor localizador de colar de acordo com uma modalidadeexemplar da presente invenção;

A Figura 18 é um diagrama de fluxograma de outrométodo exemplar para sobreposição de uma representação deprofundidade em um gráfico de dados de análise mediantedeterminação da localização de colar com base em calibraçãode acordo com uma modalidade exemplar da presente invenção;

As Figuras 19 e 19A são gráficos exemplaresmostrando a sobreposição de profundidade em um gráfico dedados de análise criado mediante determinação dalocalização de colar com base em calibração anterior deacordo com uma modalidade exemplar da presente invenção;

A Figura 20 é um diagrama de fluxograma de ummétodo exemplar para associar dados de análise com aprofundidade da tubulação a partir da qual os dados deanálise foram obtidos e exibir os dados de análise com umcomponente de profundidade de acordo com uma modalidadeexemplar da presente invenção;

A Figura 21 é um diagrama de fluxograma de outrométodo exemplar para associar dados de análise com aprofundidade da tubulação na qual os dados de análise foramobtidos e exibir os dados de análise com um componente deprofundidade de acordo com uma modalidade exemplar dapresente invenção;

As Figuras 22, 22A, e 22B são gráficos exemplarese tabelas de dados mostrando as etapas para sobreposiçãodos dados de profundidade associados no gráfico de dados deanálise de acordo com uma modalidade exemplar da presenteinvenção;

A Figura 23 é um diagrama de fluxograma de ummétodo exemplar para calibrar os dados de tubulaçãorecebidos a partir de dados sensores para uma profundidadeespecifica de acordo com uma modalidade exemplar dapresente invenção; e

A Figura 24 é um diagrama de fluxograma de ummétodo exemplar para calibrar a amplitude dos dados detubulação recebidos a partir dos sensores de acordo com umamodalidade exemplar da presente invenção.

Muitos aspectos da invenção podem ser mais bem-entendidos com referência aos desenhos acima. Oscomponentes dos desenhos não são traçados necessariamenteem escala, em vez disso enfatiza-se claramente a ilustraçãodos princípios das modalidades exemplares da presenteinvenção. Além disso, nos desenhos, os numerais dereferência designam elementos semelhantes oucorrespondentes, mas não necessariamente idênticos, portodas as várias vistas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES EXEMPLARES

Para descrever mais adequadamente a presenteinvenção, a Descrição Detalhada foi fracionada em trêsseções. Na Seção I, a presente invenção suporta informaçãode processamento ou dados que descrevem ou caracterizam umparâmetro de tubulação, tal como picagem, espessura daparede, rachaduras da parede, ou alguma outra indicação dequalidade ou integridade da tubulação. 0 processamento dosdados de tubulação pode compreender validar e/ouinterpretar os dados. Um procedimento de validação podeavaliar se os dados são indicativos de um defeito efetivoda tubulação. Um método interpretativo pode identificare/ou diagnosticar as condições do poço, tal como umproblema químico, ou uma oscilação harmônica prejudicial deuma haste de sucção de movimento alternado.

Na Seção II, a presente invenção suporta ainformação de processamento ou dados que descrevem oucaracterizam um parâmetro de tubulação, tal como picagem,espessura da parede, rachaduras da parede, ou alguma outraindicação de qualidade ou integridade da tubulação.

Processar os dados de tubulação pode otimizar a utilidade,proveito ou a fidelidade dos dados, por exemplo, ajudando adeterminar se um trecho da tubulação permanece adequadopara serviço continuado. Desse modo, uma equipe de serviçodo campo de petróleo pode fazer avaliações eficientes,exatas ou apropriadas de qual a durabilidade, se houver,restante em cada junta da tubulação em uma coluna detubulação.

Na Seção III, a presente invenção suporta métodospara recuperar e exibir os dados de análise de tubulaçãocom dados de profundidade correspondentes associados aosdados de análise de tubulação a partir das seções detubulação recuperadas ou inseridas em um poço de petróleopara melhorar a capacidade de uma equipe de serviço docampo de petróleo em determinar os problemas com o poço outubulação e determinar se os dados providos no escaneamentode análise não fazem sentido. Prover dados de análiseconfiáveis, consistentes e exibir os mesmos de uma formaconsistente e fácil de entender ajudará à equipe de serviçodo campo de petróleo a fazer avaliações mais eficientes,exatas e adequadas do poço e da tubulação, colares e hastesde sucção usadas na operação do poço.

Os métodos e os sistemas da presente invençãoserão descritos agora mais completamente em seguida comreferência às Figuras 1-24, as quais mostram modalidadesrepresentativas da presente invenção. A Figura 1 ilustrauma sonda de recuperação deslocando tubulação através de umscanner de tubulação em um ambiente de operaçãorepresentativo para uma modalidade da presente invenção. AsFiguras, 2 e 7, fornecem diagramas de blocos de um sistemade instrumentação que monitora, detecta, ou caracteriza atubulação e que valida e interpreta os dados de tubulação.As Figuras, 3 e 8, proporcionam diagramas de fluxo demétodos para adquirir, processar, validar, e interpretar osdados de tubulação. As Figuras 4, 5, 6 proporcionamilustrações de um sistema de bombeamento de poço depetróleo e suas condições operacionais.

A invenção pode ser incorporada em muitas formasdiferentes e não deve ser considerada como limitada àsmodalidades aqui apresentadas; mais propriamente, essasmodalidades são providas de modo que essa revelação seráminuciosa e completa, e passará completamente o escopo dainvenção para aqueles de conhecimento comum na técnica.Além disso, todos os "exemplos" ou "modalidades exemplares"aqui fornecidos pretendem ser não-limitadores, e entreoutras coisas, suportados por representações da presenteinvenção.

Além disso, embora uma modalidade exemplar dainvenção seja descrita com relação à detecção oumonitoração de um tubo, tubulação ou cano se deslocandoatravés de uma zona de medição adjacente a uma cabeça depoço, aqueles versados na técnica reconhecerão que ainvenção pode ser empregada ou utilizada em conexão com umavariedade de aplicações no ambiente de operação de campo depetróleo ou em outro ambiente de operação.

De acordo agora com a Figura 1, essa figurailustra um sistema 100 para serviço em um poço de petróleo175 que escaneia a tubulação 125 quando a tubulação 125 éextraída ou inserida em um poço 175 de acordo com umamodalidade exemplar da presente invenção.

O poço de petróleo 175 compreende um furoperfurado no solo para atingir uma formação contendopetróleo. O furo do poço 17 5 é revestido por um tubo oucano (não explicado mostrado na Figura 1), conhecido comoum "revestimento", que é cimentado nas formações de fundode furo e que protege o poço contra fluidos de formaçãoindesejados e resíduos.

Dentro do revestimento existe um tubo 125 quetransporta óleo, gás, hidrocarbonetos, produtos depetróleo, e/ou outros fluidos de formação, tal como água,para a superfície. Em operação, uma coluna de haste desucção (não mostrado explicitamente na Figura 1), dispostadentro do tubo 125, força o óleo furo acima. Acionada peloscursos a partir de uma máquina furo acima, tal como umbalancim de bomba embutida "oscilante", a haste de sucçãose desloca para cima e para baixo para comunicar movimentoalternado a uma bomba de fundo de furo (não mostradaexplicitamente na Figura 1) . Com cada curso, a bomba defundo de furo desloca o óleo para cima no tubo 125 emdireção à cabeça de poço. A Figura 4, discutida abaixo,ilustra um sistema de bombeamento exemplar para um poço depetróleo 175.

Como mostrado na figura 1, uma equipe de serviçoutiliza uma sonda de serviço ou recuperação 14 0 paraserviço no poço 175. Durante o procedimento ilustrado, aequipe puxa a tubulação 125 a partir do poço 175, porexemplo, para reparar ou substituir a bomba furo abaixo. Atubulação 125 compreende uma coluna de seções de trinta pés(aproximadamente 9,12 metros por seção), cada uma das quaispode ser mencionada como uma "junta", que varia tipicamenteem extensão de aproximadamente 8,8 a 10,3 metros. As juntassão unidas através de uniões, juntas de tubulação ouconexões rosqueadas.

A equipe utiliza a sonda de recuperação 14 0 paraextrair a tubulação 125 em incrementos ou etapas,tipicamente duas juntas por incremento. A sonda 14 0compreende uma torre ou pau de carga 145 e um cabo 105 quea equipe temporariamente fixa na seção de tubulação 125. Umcarretei acionado a motor 110, tambor, guincho, ou bloco etalha puxa o cabo 105 desse modo içando ou elevando a seçãode tubulação 12 5 fixada ao mesmo. A equipe levanta a seçãode tubulação 125 a uma distância vertical que éaproximadamente igual à altura da torre 14 5,aproximadamente sessenta pés ou duas juntas.

Mais especificamente, a equipe fixa o cabo 105 àseção de tubulação 12 5, que é verticalmente estacionariadurante o procedimento de fixação. A equipe então levanta atubulação 125 tipicamente em um movimento contínuo, de modoque duas juntas são extraídas a partir do poço 175 enquantoa porção da seção de tubulação 12 5 abaixo daquelas duasjuntas permanece no poço 175. Quando essas duas juntasestão fora do poço 175, o operador do carretei 110 pára ocabo 105, desse modo parando o movimento ascendente datubulação 125. A equipe então separa ou desparafusa as duasjuntas expostas a partir do restante da seção de tubulação125 que se estende para dentro do poço 175. Um aparelho defixação agarra a coluna de tubulação 125 enquanto a equipedesenrosca as duas juntas expostas, desse modo impedindoque a queda da coluna 125 dentro do poço 175 quando essasjuntas se separam da coluna principal 125.

A equipe repete o processo de levantar e separarseções de duas juntas de tubulação a partir do poço 175 eorganiza as seções extraídas em uma pilha de juntasverticalmente dispostas, conhecidas como um "estoque dereserva" de tubulação 125. Após extrair a seção detubulação completa 125 a partir do poço 175 e serviço nabomba, a equipe inverte o processo de extração de tubo demodo escalonado colocando as seções de tubulação 125 devolta no poço 175. Em outras palavras, a equipe utiliza asonda 14 0 para reconstituir as seções de tubulação 125mediante rosqueamento ou "composição" de cada junta eincrementalmente abaixando as seções de tubulação 125 paradentro do poço 175.

O sistema 100 compreende um sistema deinstrumentação para monitorar, escanear, avaliar oudeterminar a tubulação 125 à medida que a tubulação 125 semove para dentro ou para fora do poço 175. O sistema deinstrumentação compreende um scanner de tubulação 150 queobtém informações ou dados sobre a porção da tubulação 125que está na zona de medição ou percepção do scanner 155.

Através de um link de dados 12 0, um codificador 115 provêao scanner de tubulação 150 informações sobre velocidadee/ou posicionais sobre a tubulação 125. Isto é, ocodificador 115 é mecanicamente ligado ao tambor 110 paradeterminar movimento e/ou posição da tubulação 125 à medidaque a tubulação 125 se move através da zona de medição 155.

Como alternativa ao codificador ilustrado 115alguma outra forma de sensor de velocidade ou posicionaipode determinar a velocidade de bloco da torre ou avelocidade rotacional do motor de sonda em giros por minuto("RPM"), por exemplo.

Outro link de dados 135 conecta o scanner detubulação 150 a um dispositivo de computação, que pode serum laptop 13 0, um dispositivo portátil, um dispositivo decomunicação pessoal ("PDA"), um sistema celular, um radioportátil, um sistema de envio de mensagem pessoal, umaparelho sem fio, ou um computador pessoal estacionário("PC"), por exemplo. O laptop 130 exibe os dados que oscanner de tubulação 150 obteve a partir da tubulação 125.

O laptop 13 0 pode apresentar dados de tubulaçãograficamente, por exemplo. A equipe de serviço monitora ouobserva os dados exibidos no laptop 13 0 para avaliar acondição da tubulação 125. A equipe de serviço pode graduara tubulação 125 de acordo com sua aptidão para serviçocontínuo, por exemplo.

O link de comunicação 135 pode compreender umlink direto ou uma porção de uma rede de comunicação maisampla que transporta informações entre outros dispositivosou sistemas similares para o sistema 100. Além disso, olink de comunicação 135 pode compreender um percursoatravés da Internet, intranet, uma rede privada, uma redede telefonia, uma rede de protocolo de Internet ("IP"), umarede comutada de pacote, uma rede comutada de circuito, umarede de área local ("LAN") , uma rede remota ("WAN") , umarede de área metropolitana ("MAN"), a rede de telefonecomutada pública ("PSTN"), uma rede sem fio, ou um sistemacelular, por exemplo. O link de comunicaçao 135 podecompreender ainda um percurso de sinal que é óptico, defibra ótica, cabeado, sem fio, de linha terrestre, guiadopor onda, ou baseado em satélite, citando algumaspossibilidades. Os sinais transmitidos através do link 135podem transportar ou portar dados ou informaçõesdigitalmente ou via transmissão analógica. Tais sinaispodem compreender energia elétrica modulada, óptica, demicroondas, radiofreqüência, ultra-sônica, oueletromagnética, entre outras formas de energia.

O laptop 130 compreende tipicamente hardware esoftware. Esse hardware pode compreender vários componentesde computador, como armazenagem de disco, unidades dedisco, microfones, memória de acesso aleatória ("RAM"),memória somente de leitura ("ROM"), um ou maismicroprocessadores, suprimentos de força, um controlador devídeo, um barramento de sistema, um monitor derepresentação visual, uma interface de comunicação, edispositivos de entrada. Além disso, o laptop 13 0 podecompreender um controlador digital, um microprocessador, oualguma outra implementação de lógica digital, por exemplo.

O laptop 130 executa software que podecompreender um sistema operacional e um ou mais módulos desoftware para gerenciar dados. 0 sistema operacional podeser o produto de software que Microsoft Corporation deRedmond, Washington vende sob a marca registrada WINDOWS,por exemplo, O módulo de gerenciamento de dados podearmazenar; separar; e organizar os dados e também podefornecer uma capacidade para representação gráfica,plotagem, mapeamento ou tendência dos dados. 0 módulo degerenciamento de dados pode ser ou compreender o produto desoftware que a Microsoft Corporation vende sob a marcaregistrada EXCEL, por exemplo.

Em uma modalidade exemplar da presente invenção,um computador de multi-tarefas funciona como o laptop 130.Múltiplos programas podem executar em um quadro de tempo desobreposição ou em um modo que parece simultâneo para umobservador humano. A operação de multi-tarefas podecompreender partição de tempo ou partilha de tempo, porexemplo.

O módulo de gerenciamento de dados podecompreender um ou mais programas de computador ou pedaçosde código executável por computador. Para citar algunsexemplos, o módulo de gerenciamento de dados podecompreender um ou mais de uma utilidade, um módulo ouobjeto de código, um programa de software, um programainterativo, um "plug-in", um "applet", um script, um"scriptlet", um sistema operacional, um navegador, ummanipulador de objeto, um programa independente, umalinguagem, um programa que não é um programa independente,um programa que roda em um computador 13 0, um programa queexecuta manutenção ou tarefas de propósito geral, umprograma que é lançado para habilitar uma máquina ouusuário humano a interagir com dados, um programa que criaou é utilizado para criar outro programa, e um programa queauxilia um usuário na execução de uma tarefa como interaçãode banco de dados, processamento de texto, contabilidade ougerenciamento de arquivos.

Como discutido em detalhe adicional abaixo econforme mostrado na Figura 7, o laptop 13 0 pode processare analisar os dados de tubulação por intermédio de umprograma de software, instruções executáveis por máquina,ou um módulo analítico. 0 módulo analítico realiza avalidação ou qualifica os dados de tubulação, por exemplo,determinando quais características ou estruturas nos dadosestão associadas com defeitos reais ou condições dequalidade e identificando outras características eestruturas que parecem não-relacionadas com a qualidade datubulação. Além disso, o módulo analítico interpreta osdados de tubulação para ajudar a identificar e diagnosticaros parâmetros e condições de operação do poço 175.

O módulo analítico e o módulo de gerenciamento dedados podem estabelecer interface com ou se conectar um aooutro. Os dois módulos podem residir em um único computadorou em computadores separados. Em uma modalidade exemplar, omódulo de gerenciamento de dados compreende o móduloanalítico. Em uma modalidade exemplar, o módulo analíticocompreende o módulo de gerenciamento de dados. Em umamodalidade exemplar, o módulo analítico proporciona uma oumais das funcionalidades do módulo de gerenciamento dedados, conforme discutido acima.

Voltando agora para a figura 2, essa figurailustra um diagrama de blocos funcional de um sistema 200para escanear tubulação 125 que está sendo inserida em ouextraída a partir de um poço de petróleo 175 de acordo comuma modalidade exemplar da presente invenção. Desse modo, osistema 200 provê uma modalidade exemplar do sistema deinstrumentação mostrado na figura 1 e discutido acima, eserá discutido como tal.

Aqueles versados nas técnicas de tecnologia deinformação, computação, processamento de sinais, sensor oueletrônica reconhecerão que os componentes e funções quesão ilustrados como blocos individuais na figura 2, ereferenciados como tal em outra parte aqui, não sãonecessariamente módulos bem definidos. Além disso, oconteúdo de cada bloco não é necessariamente posicionado emum local físico. Em uma modalidade da presente invenção,certos blocos representam módulos virtuais, e oscomponentes, dados e funções podem ser fisicamentedispersos. Além disso, em algumas modalidades exemplares,um único dispositivo físico pode executar duas ou maisfunções que a figura 2 ilustra em dois ou mais blocosdistintos. Por exemplo, a função do computador pessoal 13 0pode ser integrada no scanner de tubulação 150 parafornecer um elemento de software e hardware unitário queadquire e processa os dados e exibe os dados processados emforma gráfica para visualização por um operador, técnico ouengenheiro.

O scanner de tubulação 150 compreende um sensorde desgaste de haste 205 e um sensor de picagem 255 paradeterminar parâmetros relevantes para uso contínuo datubulação 125. O sensor de desgaste de haste 205 avaliadefeitos de tubulação relativamente grandes ou problemascomo adelgaçamento da parede. Adelgaçamento da parede podeser devido a desgaste físico ou abrasão entre a tubulação125 e a haste de sucção que é movida de forma recíprocacontra a mesma, por exemplo. O sensor de picagem 2 55 podedetectar ou identificar pequenas falhas, tal como picagemproveniente de corrosão ou alguma outra forma de ataquequímico dentro do poço 175. Essas pequenas falhas podem servisíveis a olho nu ou podem ter característicasmicroscópicas. A picagem pode ocorrer na superfície internada tubulação 125, o assim chamado "diâmetro interno", ou noexterior da tubulação 125.

A inclusão do sensor de desgaste de haste 205 edo sensor de picagem 225 no scanner de tubulação 150pretende ser ilustrativa em vez de limitadora. O scanner detubulação 150 pode compreender outro sensor ou aparelho demedição que pode ser apropriado para uma aplicaçãoespecífica, incluindo sensores ultra-sônicos. Por exemplo,o sistema de instrução 200 pode compreender um localizadorde colar, um dispositivo que detecta rachaduras ou fendasde tubulação, um medidor de temperatura, etc. Em umamodalidade exemplar da presente invenção, o scanner 150compreende ou é acoplado a um contador de inventário, comoo contador de inventário discutido na publicação do pedidode patente dos Estados Unidos 2004/0196032.

0 scanner de tubulação 150 também compreende umcontrolador 250 que processa sinais a partir do sensor dedesgaste de haste 205 e sensor de picagem 255. Ocontrolador exemplar 250 tem dois módulos de filtro 225,275 que cada, como discutido em detalhes adicionais abaixo,processa de forma adaptável ou flexível sinais de sensor.

Em uma modalidade exemplar, o controlador 250 processasinais de acordo com uma medição de velocidade a partir docodificador 115.

O controlador 250 pode compreender um computador,um microprocessador 290, um dispositivo de computação, oualguma outra implementação de lógica digital conectada ouprogramável. Em uma modalidade exemplar, o controlador 250compreende um ou mais circuitos integrados de aplicaçãoespecífica ("ASICS") ou chips DSP que executam as funçõesdos filtros 225, 275, como discutido abaixo. Os módulos defiltro 225, 275 podem compreender código executávelarmazenado em ROM, ROM programável ("PROM"), RAM, umformato óptico, uma unidade rígida, meios magnéticos, fita,papel ou algum outro meio legível por máquina.

O sensor de desgaste de haste 205 compreende umtransdutor 210 que, como discutido acima, transmite umsinal elétrico contendo informações sobre a seção detubulação 125 que está na zona de medição 155. A eletrônicade sensor 220 amplifica ou condiciona esse sinal de saída ealimenta o sinal condicionado para o ADC 215. O ADC 215converte o sinal em um formato digital, tipicamentefornecendo amostras ou fotos instantâneas da espessura daporção da tubulação 125 que está situada na zona de medição155.

O módulo de filtro de desgaste de haste 225recebe as amostras ou fotos instantâneas a partir do ADC215 e processa digitalmente esses sinais para facilitarinterpretação de sinal baseada em ser humano ou máquina. Olink de comunicação 135 porta os sinais digitalmenteprocessados 230 a partir do módulo de filtro de desgaste dehaste 225 para o laptop 130 para registrar e/ou examinarpor um ou mais membros da equipe de serviço. A equipe deserviço pode observar os dados processados para avaliar atubulação 125 para serviço contínuo.

Similar ao sensor de desgaste de haste 205, osensor de picagem 255 compreende um transdutor de picagem260, eletrônica de sensor 270 que amplifica a saída dotransdutor, e um ADC 265 para digitalizar e/ou amostrar osinal amplificado a partir da eletrônica de sensor 270.Como o módulo de filtro de desgaste de haste 225, o módulode filtro de picagem 275 processa digitalmente amostras demedição a partir do ADC 265 transmite um sinal 280 queapresenta fidelidade de sinal aperfeiçoada para exibição nolaptop 13 0.

Cada um dos transdutores 210, 260 gera umestímulo e transmite um sinal de acordo com a resposta datubulação 125 àquele estímulo. Por exemplo, um dostransdutores 210, 260 pode gerar um campo magnético edetectar o efeito ou distorção da tubulação 125 daquelecampo. Em uma modalidade exemplar, o transdutor de picagem260 compreende bobinas de campo que geram o campo magnéticoe sensores de efeito hall ou bobinas de "captação"magnética que detectam a resistência do campo.

Em uma modalidade exemplar, um dos transdutores210, 260 pode transmitir radiação de ionização, como raiosgama, incidentes sobre a tubulação 125. A tubulação 125bloqueia ou deflete uma fração da radiação e permitetransmissão de outra porção da radiação. Nesse exemplo, umou ambos os transdutores 210, 260 compreende um detectorque transmite um sinal elétrico com uma intensidade ouamplitude que muda de acordo com o número dos raios gama,detectados. O detector pode contar os raios gama,individuais, mediante transmissão de um sinal discretoquando um raio gama interage com o detector, por exemplo.Energia ultra-sônica ou sônica também pode ser usada parasondagem da tubulação 125.

Os processos de modalidades exemplares dapresente invenção serão discutidos agora com referência àsfiguras 3 e 8. Uma modalidade exemplar da presente invençãopode compreender um ou mais programas de computador oumétodos implementados por computador que implementamfunções ou etapas descritas aqui e ilustradas nosfluxogramas exemplares, gráficos e conjuntos de dados dasfiguras 3 e 8 e os diagramas das figuras 1, 2, e 4-7.Entretanto, deve ser evidente que poderia haver muitosmodos diferentes de implementar a invenção em programaçãode computador, e a invenção não deve ser interpretada comolimitada a qualquer conjunto de instruções de programa decomputador. Além disso, um programador versado seria capazde gravar tal programa de computador para implementar ainvenção revelada sem dificuldade com base nas arquiteturasde sistema exemplares, tabelas de dados, gráficos de dadose fluxogramas e descrição associada no texto de aplicação,Por exemplo.

Portanto, a revelação de um conjunto específicode instruções de código de programa não é consideradanecessária para uma compreensão adequada de como fazer eutilizar a invenção. A funcionalidade inventiva de qualquerprocesso reivindicado, método ou programa de computadorserá explicada em mais detalhes na descrição a seguir emcombinação com as figuras restantes ilustrando funçõesrepresentativas e fluxo de programa.Certas etapas nos processos descritos abaixodevem preceder naturalmente outras para a presente invençãopara funcionar como descrito. Entretanto, a presenteinvenção não é limitada à ordem das etapas descritas se talordem ou seqüência não alterar a funcionalidade da presenteinvenção em um modo indesejável. Isto é, é reconhecido quealgumas etapas podem ser executadas antes ou após outrasetapas ou em paralelo a outras etapas sem se afastar doescopo e espírito da presente invenção.

Seção I: Interpretando os Dados da TubulaçãoVoltando-se agora para a Figura 3, essa figura deduas partes ilustra um fluxograma de um processo 300 paraobter informação sobre a tubulação 125 que está sendoinserida ou extraída de um poço de petróleo 175 e paraanalisar essa informação de acordo com uma modalidadeexemplar da presente invenção. Embora o processo 3 00, oqual é intitulado Obter Dados de Tubulação, descreve acondução de uma avaliação de tubulação utilizando o sensorde desgaste de haste 205 e o sensor de picagem 225, ométodo subjacente pode ser aplicado a uma ampla variedadede sensores e dispositivos de monitoração.

Na etapa 305, a equipe de serviço do campo depetróleo chega ao local do poço com o sensor de tubulação150 e a sonda de recuperaçãol4 0. A equipe coloca o scannerde tubulação 15 0 na cabeça do poço, tipicamente porintermédio de uma montagem que pode ser destacada, eposiciona a torre 145 sobre o poço 175. Conforme ilustradona Figura 1, uma porção da tubulação 125 é disposta na zonade medição 155 do scanner de tubulação 150, enquanto queoutra porção, suspensa abaixo, se estende para dentro dopoço 175.

Na etapa 310, a equipe de serviço aplica aoscanner de tubulação 150 ou "liga" o mesmo e apronta atorre 14 5 para começar a levantar a coluna de tubulação 125para fora do poço 175 em etapas ou incrementos de duasjuntas.

Na etapa 315, o meio eletrônico de sensor depicagem 170 e meio eletrônico de sensor de desgaste dehaste 220 recebem energia elétrica a partir de uma fonte deenergia (não mostrada na Figura 2) e, por sua vez, forneceenergia elétrica ao transdutor de picagem 260 e transdutorde desgaste de haste 210. Os transdutores 210, 260 podemgerar campos magnéticos com linhas de fluxo através daparede da tubulação 125, se estendendo geralmente paralelosao eixo longitudinal da tubulação 125.

Na etapa 32 0, o transdutor de picagem 260 emiteum sinal elétrico com base na presença da tubulação na zonade medição do sensor 155. Mais especificamente, sensores deEfeito Hall, detectores de potência de campo magnético, oubobinas de captação medem a potência do campo magnético emvários locais próximos à tubulação 125. O sinal elétricoque pode compreender múltiplos sinais distintos a partir demúltiplos detectores, transporta informação sobre a parededa tubulação. Mais especificamente, a intensidade do sinaldo transdutor se correlaciona a quantidade de picagem daseção da tubulação 125 que está na zona de medição 155. Osinal de saída é tipicamente analógico, significando queele pode ter ou assumir um número arbitrário ouvirtualmente ilimitado de estados ou valores deintensidade.O transdutor 210 do sensor de desgaste de haste205 também produz um sinal elétrico analógico. 0 transdutorde desgaste de haste 210 pode gerar seu sinal utilizando umcampo magnético para sondar a tubulação, raios gama,indutância, ou algum outro princípio de medição.

Na etapa 325, o meio eletrônico de sensor depicagem 270 e o meio eletrônico de sensor de desgaste dehaste 220 recebem individualmente um sinal analógico apartir dos transdutores respectivos 210, 260. Os meioseletrônicos 220, 270 condicionam os sinais paraprocessamento subseqüente, tipicamente por intermédio daaplicação de amplificação ou ganho para elevar aintensidade do sinal e/ou para criar sinais analógicos maisrobustos.

Na etapa 330, o ADC de desgaste de haste 215 e oADC de picagem 265 recebem sinais analógicos condicionadosrespectivos a partir dos meios eletrônicos de sensor 220,270 e geram sinais digitais correspondentes. 0 processo dedigitalização cria sinais digitais ou discretos que sãoindividualmente representados tipicamente por um ou maisnúmeros. Os ADC 215, 265 operam geralmente em uma base detempo, por exemplo, cada um deles produzindo um sinaldigital por segundo, dezesseis por segundo, ou algum outronúmero por segundo ou minuto, tal como 10, 32, 64, 100,1.000, 10.000, etc. Os ADCs 215, 265 podem ser vistos comoamostrando os sinais analógicos a partir dos transdutores210, 260 em uma taxa de amostragem. Cada sinal de saída ouamostra pode compreender bits transmitidos em uma únicalinha ou em múltiplas linhas, por exemplo, serialmente ouem um formato paralelo.Cada saída digital a partir dos ADCs 215, 265pode compreender uma amostra ou instantâneo de um sinal detransdutor ou da extensão de picagem ou desgaste da hasteda tubulação 125. Desse modo, os ADCs 215, 265 proporcionamamostras de medição em intervalos de tempo predeterminados,em uma base repetitiva ou de tempo fixo, por exemplo.

Em uma modalidade exemplar da presente invenção,os ADCs 215, 265 proporcionam funcionalidade além de umaconversão básica de sinais analógicos para o domíniodigital. Por exemplo, os ADCs 215, 265 podemindividualmente manejar múltiplas amostras digitais eprocessar ou calcular a média dessas amostras para produziruma raj ada ou pacote de dados. Tal pacote de dados podecompreender um instantâneo ou uma amostra de picagem detubo, espessura de parede, ou de desgaste de haste, porexemplo.

Desse modo, em uma modalidade exemplar, cada umdos ADC 215, 265 produz uma palavra digital em cadaintervalo de amostragem, em que cada palavra compreende umamedição da intensidade do sinal da entrada analógica doADC. Como discutido abaixo, os módulos de filtro 225, 275filtram ou calculam a média daquelas palavras. E, namodalidade exemplar alternativa, cada ADC 215, 265 nãoapenas implementa a conversão analógica/digital, mas tambémrealiza ao menos algum processamento das palavras digitaisresultantes. Esse processamento pode compreender acumular,agregar, combinar, ou calcular a média de múltiplaspalavras digitais e alimentar o resultado aos módulos defiltro apropriados 225, 275. Os módulos de filtro 225, 275,por sua vez, processam os resultados produzidos a partirdos ADCs 215, 265, por exemplo, por intermédio de filtraçãoadaptativa.

Na etapa 335, o módulo de filtro de desgaste dehaste 225 e o módulo de filtro de picagem 275 docontrolador 250 recebem os sinais digitais a partir dosADCs 215, 265 e colocam esses sinais na memória, porexemplo, uma memória de curto prazo, uma memória de longoprazo, um ou mais registradores RAM, ou um armazenador.Conforme discutido acima, o módulo de filtro de desgaste dehaste 225 e o módulo de filtro de picagem 275 compreendemtipicamente instruções executáveis ou software.

Desse modo, embora a tubulação 125 permaneçaverticalmente estacionária na zona de medição 155 do sensorde desgaste de haste 205 e do sensor de picagem 255, osADCs 215, 265 proporcionam uma série ou fluxo de amostrasdigitais, tipicamente alinhadas em um quadro de temporecorrente.

Na etapa 34 0, a equipe de serviço levanta acoluna de tubulação 125 para expor duas juntas ou peças detrinta pés da tubulação 125 a partir do poço 175. A equipede serviço pára o movimento vertical da tubulação 125quando as duas juntas estiverem suficientemente fora dopoço 175 para facilitar a separação dessas juntas a partirda coluna de tubulação completa 125.

A equipe de serviço tipicamente levanta a colunade tubulação 125 em um movimento continuo, mantendo acoluna de tubulação 125 se deslocando no sentido para cimaaté que as duas juntas tenham alcançado uma alturaaceitável acima da cabeça de poço. Em outras palavras, emum incremento da extração de tubo, a coluna de tubulação125 começa em um descanso, progride ascendentemente commovimento contínuo, porém não necessariamente uniforme ousuave, e termina em um descanso. O movimento ascendentedurante o incremento pode conter variações de velocidade,flutuações ou perturbações. Em cada etapa, o operador docarretei 110 pode aplicar um nível diferente de aceleraçãoou pode obter uma velocidade máxima diferente. O operadorpode aumentar e diminuir a velocidade na forma de elevaçãobrusca/declínio brusco, por exemplo.

Na etapa 345, o ADC de desgaste de haste 215 e oADC de picagem 265 continuam a produzir amostras digitaispara o módulo de filtro de desgaste de haste 225 e o módulode filtro de picagem 285. Desse modo, o sensor de desgastede haste 205 e o sensor de picagem 255 podem produzirmedições digitalmente formatadas em intervalos de temporegulares. Em uma modalidade, a duração de cada intervalopode permanecer fixa enquanto a velocidade de extração mudae enquanto o progresso da tubulação pára entre cadaincremento de extração. Em uma modalidade exemplar, os ADCs215, 265 continuam a produzir amostras esteja a tubulação125 em movimento ou esteja parada.

Na etapa 350, os módulos de filtro 225, 275filtram ou calculam a média das amostras que eles recebem apartir dos ADCs 215, 265. Os módulos de filtro 225, 275podem implementar a filtração por intermédio de DSP oualguma outra forma de processamento dos sinais a partir dossensores 205, 255. Os módulos de filtro 225, 275 podemaplicar quantidades flexíveis de filtração com base em umaaplicação de uma regra ou de acordo com algum outrocritério. Por exemplo, os sinais digitais a partir dosensor de desgaste de haste 205 e do sensor de picagem 255podem receber um nível de cálculo de média, em que o nívelvaria de acordo com a velocidade da tubulação.

Modalidades exemplares de métodos e sistemas parafiltrar sinais a partir do sensor de desgaste de haste 205e sensor de picagem 255 são discutidas na Seção II.

Conforme discutido na Seção II, os módulos defiltro 225, 275 podem ser empregados para digitalmenteprocessar os dados de sensor para melhorar a fidelidade,qualidade e utilidade dos dados. Submeter os dados detubulação ao processamento de sinal digital ("DSP") podefacilitar a interpretação robusta de dados, por exemplo,para ajudar uma pessoa ou uma máquina a avaliar a validadeou a qualidade dos dados, a condição da tubulação, ou oestado do poço 175. Processar os dados de tubulação podecompreender aplicar um nível flexível de filtração,suavização, ou cálculo de média dos dados, em que o nívelmuda com base em um critério ou de acordo com uma regra. 0nível pode variar em resposta a uma mudança na velocidadeda tubulação, ruído nos dados brutos, ou algum outroparâmetro. Por exemplo, os módulos de filtro 225, 275 podemsuprimir ou atenuar as variações de sinal associadas aoruído ou que podem ser atribuídas ao ruído, eventosaleatórios, ou condições que tipicamente têm pouca ounenhuma correlação direta com defeitos válidos datubulação. Entretanto, os módulos de filtro 225, 275 podemprocessar os sinais de uma maneira que preserva asestruturas do sinal, picos, ou mudanças de amplitude quesão indicativas de defeitos reais da tubulação.

Na etapa 355, o scanner de tubulação 155 envia asamostras de tubulação digitalmente processadas para olaptop 13 0. O laptop 13 0 exibe os dados, tipicamente naforma de um ou mais gráficos, esquemas, ou tendências, paraa observação pela equipe de serviço.

Na etapa 360, um membro da equipe observa einterpreta os dados exibidos no laptop 130. O operador, ouum engenheiro ou técnico, tipicamente gradua ou classificacada junta de tubulação extraída de acordo com dano depicagem, espessura de parede, e/ou outro fator. O operadorpode classificar algumas juntas de tubulação como nãoapropriadas para serviço continuado, enquanto classificandooutras seções de tubulação 125 como marginais, e aindaoutras como tendo condição imaculada. O operador pode usarum sistema de códigos de cor, por exemplo. Em umamodalidade exemplar, a classificação é automática,autônoma, ou implementada por computador.

Na etapa de consulta 3 65, a equipe de serviçodetermina se o incremento de extração atual completa aextração da tubulação a partir do poço 175. Maisespecificamente, o operador pode determinar se a bombapresa ao fundo da coluna de tubulação 125 está próximo dacabeça de poço. Se todas as juntas de tubulação tiveremsido removidas, o processo 300 executa a etapa 370 após aetapa 365. Se a tubulação 125 permanecer no fundo do furo,o processo 300 retorna para a etapa 340 e repete a etapa340 e as etapas seguintes. Nesse caso, a equipe de serviçocontinua a extrair a tubulação 125, e o scanner detubulação 150 continua a avaliar a tubulação extraída 125.

Após realizar serviço na bomba e/ou no poço, aequipe "compõe" incrementalmente e insere a coluna detubulação 125 no poço 175 para concluir a tarefa deserviço. Em uma modalidade exemplar da presente invenção, oscanner de tubulação 150 escaneia a tubulação 125 enquantoinserindo a tubulação 125 no poço 175, conduzindoefetivamente muitas das etapas do processo 3 00 em reverso.Em uma modalidade exemplar da presente invenção, dados depicagem e de desgaste de haste são coletados enquanto atubulação 125 se desloca para cima do furo, e a tubulação125 é monitorada em termos de rachaduras quando a tubulação125 se desloca furo abaixo.

Se a etapa de consulta 365 resultar em umadeterminação de que a coluna de tubulação completa 125 foiremovida do poço 17 5, então a etapa 370, a qual éintitulada Analisar Dados, segue a etapa 3 65. Isto é, oprocesso 300 executa a etapa 370 quando o scanner detubulação 150 tiver obtido os dados de desgaste de haste eos dados de picagem, a partir da coluna de tubulaçãocompleta 125.

Na etapa 3 70, o laptop 130 apresenta um registrode profundidade dos dados de desgaste de haste e dos dadosde picagem em uma interface gráfica de usuário ("GUI") oupor intermédio de alguma outra capacidade de exposição. 0laptop 13 0 pode gerar o registro de profundidade dedesgaste da haste e picagem por intermédio de correlaçãodas amostras de dados baseadas em tempo com a profundidadede acordo com a informação posicionai a partir docodificador 115.

Modalidades exemplares de métodos e sistemas paraatribuir uma profundidade a cada amostra de dados, e paragerar um registro de profundidade das amostras de dados sãodiscutidas na Seção III.

Como será discutido em detalhe adicional abaixo,na etapa 370, o laptop 130 também processa e analisa osdados de tubulação para determinar inconsistências nosdados, para validar os dados, para inferir aspectosoperacionais do poço 175, e/ou para identificar ediagnosticar as condições do poço. A Figura 8 ilustra umfluxograma de um método exemplar, processo 370, paraconduzir a análise da etapa 370. Isto é, o processo 370discutido abaixo provê uma modalidade exemplar da etapa 3 70no processo 300.

Na preparação para discutir as etapas do processo370, será útil analisar os parâmetros e as condiçõesoperacionais de um poço de petróleo típico 175 e descreveruma arquitetura exemplar do laptop 130. As Figuras 4, 5 e 6apresentam condições exemplares de poço de petróleo quepodem se relacionar aos dados a partir do scanner detubulação 150. Entretanto, a Figura 7 apresenta um sistemade laptop exemplar 130 para analisar os dados de desgastede haste e picagem. Aqueles versados na técnicaconsiderarão que os elementos dessas figuras não sãotraçados em escala e que vários aspectos e/ou dimensõesforam exagerados para ajudar a descrever como fazer e usaruma modalidade exemplar da presente invenção.

Voltando-se agora para a Figura 4, a figurailustra um sistema 400 para obtenção de hidrocarbonetos apartir de um poço de petróleo 175, de acordo com umamodalidade exemplar da presente invenção. Um balancim debomba embutida 405 transmite a haste de sucção 415 ummovimento vertical recíproco. Quando o balancim de bombaembutida 405 "vê" ou oscila para cima e para baixo, eleaciona a haste de sucção 415 para subir e descer. Dessemodo, o curso 44 0 do balancim de bomba embutida 4 05 defineo deslocamento vertical correspondente da haste de sucção415 no topo do poço 175.

Um engenheiro de produção pode ajustar o curso,tipicamente aproximadamente 6 pés, de acordo com aprofundidade do poço 175, a viscosidade doshidrocarbonetos, resultados empíricos, ou outro parâmetro.Um engenheiro também pode ajustar a velocidade de curso ouo tempo de ciclo de um curso completo em uma tentativa paraaumentar o desempenho do poço.

O curso 44 0 varia tipicamente ao longo daprofundidade do poço 175, com a extensão do cursogradualmente aumentando em direção ao fundo do poço 175como resultado da elasticidade da haste de sucção 415. Istoé, a elasticidade da haste de sucção 415 tende a ampliar aextensão do curso ao longo da profundidade do poço 175. 0fenômeno é análogo ao de uma pessoa segurando uma fita deborracha em sua mão com uma esfera suspensa abaixo; em quepequeno movimento rápido da mão produz movimentossignificativos na esfera. Por exemplo, um curso de seis pés44 0 no balancim de bomba embutida 4 05 pode produzir umcurso de dez pés 440 na bomba no fundo do poço 430.

O poço 175 tem um revestimento anular 410, seestendendo descendentemente até uma formação contendo óleo435, que impede o colapso do furo de poço e protege o poço175 contra contaminação indesejada. Suspensas dentro desserevestimento 410 estão a tubulação 125 e a haste de sucção415. Embora a haste de sucção 415 se desloquealternadamente para cima e para baixo acionada pelobalancim de bomba embutida 405, a tubulação 125 permaneceessencialmente estacionária. Desse modo, a haste de sucção415 se desloca dentro da tubulação 125 e transferemovimento vertical cíclico para a bomba 430. Movimentovertical induzido dos componentes da bomba produz umdiferencial de pressão que faz com que os hidrocarbonetosfluam furo acima, para coleta na cabeça de poço.

Cada junta 425 da haste de sucção 415 tem umcomprimento especificado e uma tolerância de comprimentoespecificada. Por exemplo, um padrão da indústria depetróleo poderia especificar cada junta 425 tendo umcomprimento de vinte e cinco pés e uma tolerância decomprimento de mais ou menos uma polegada. O ponto deconexão entre cada junta de tubulação 425 na coluna detubulação 125 pode incluir um conector, um acoplador, umaunião, uma superfície roscada, ou outro prendedor, que podeser referido como um colar 420. O colar 420 tem tipicamenteum diâmetro maior do que o diâmetro das seções principaisdas juntas de aço de sucção 425, isto é, os colares 420 sãode certo modo bulbosos.

O movimento recíproco da haste de sucção 415dentro da tubulação 125 tende a produzir desgaste da hasteonde os colares 420 contatam a tubulação 125. Comreferência agora à Figura 5, essa figura ilustra bem ascondições associadas com o desgaste da haste de acordo comuma modalidade exemplar da presente invenção.

A Figura 5A ilustra um poço de petróleo 175 comuma curva fechada 525 que causa contato entre a tubulação125 e os colares de movimento alternado 420. A curvafechada 525 pode compreender um desvio direcional do furode poço, um local de início ou uma curva no revestimento410 associada à curvatura do poço 175.

Orientação intencional de uma broca de perfuraçãodurante a perfuração do poço, por exemplo, em conexão comperfuração horizontal ou direcional, pode ter causado acurva fechada 525. Alternativamente, a curva fechada 525pode ter sido o resultado de um curso sinuoso inadvertidoda broca de perfuração. Em qualquer um dos casos, operfurador ou um membro da equipe de registro de furoaberto tipicamente terá produzido um mapa direcional dopoço 175 que descreve a orientação do poço 175 ao longo daprofundidade do poço.

Na situação ilustrada 500, os colares demovimento alternado 42 0 roçam contra a superfície datubulação que está situada ao longo da circunferênciaexterna do raio de curvatura da curva fechada. A ação deroçar tipicamente causa uma região 550 de elevado desgasteda haste que é propendida para o lado da tubulação 550 naqual ocorre o contato.

A Figura 5B ilustra outro cenário, exemplar 510no qual a haste de sucção 415 contata a tubulação 125 aolongo da porção interna do raio de curvatura da curvafechada 525. Nessa situação 510, o desgaste da haste e oafinamento da parede podem ocorrer dentro da tubulação 125na superfície interna que está situada em direção aointerior da curva de curva fechada 525.

A Figura 5C ilustra ainda outra situação de poçode petróleo exemplar 52 0 que pode produzir um desgaste dehaste por intermédio de contato entre a tubulação 125 e oscolares 420 da haste de sucção 415 que se desloca nesselugar em cursos repetitivos. Nessa situação exemplar 520,uma vibração ou uma oscilação ressonante ocorre ou éestabelecida na haste de sucção 415. Isto é, a coluna dehaste de sucção 415 se curva ou se deforma repetidamente emresposta aos cursos de força 415 do balancim de bombaembutida 405. Uma curva fechada 525 ou um acúmulo deparafina dentro da tubulação 125 pode causar taldeformação, por exemplo. Mesmo sem uma curva fechada 525 ouum problema de parafina, um conjunto específico deparâmetros dinâmicos e mecânicos, os quais podem envolverdistribuição de peso e elasticidade do componente, podecausar a ressonância da haste de sucção 415. Em outraspalavras, o sistema 4 00 pode ter tendência a movimentoharmônico se os componentes do sistema oferecem uma"freqüência natural" ou um estado harmônico que o balancimde bomba embutida 4 05 excita.

As regiões de elevado desgaste da haste 550 podemocorrer em locais de múltiplas profundidades na tubulação125. Uma região 565 tendo menos desgaste de haste ou nenhumdesgaste de haste tipicamente separa as regiões 550 deelevado desgaste. Em outras palavras, harmônica indesejadada haste de sucção pode resultar em um padrão distinto dedesgaste que compreende uma região de baixo desgaste dahaste 560 entre duas regiões de elevado desgaste de haste550. Além disso, a coluna de tubulação 415 pode exibir umasérie alternada de regiões de elevado desgaste 550 eregiões de baixo desgaste 560. Cada uma dessas regiões deelevado desgaste compreende tipicamente múltiplas ranhurasde desgaste, conforme mostrado na Figura 6 e discutidoabaixo.

Voltando-se agora para a Figura 6, essa figurailustra um padrão de desgaste de haste de acordo com umamodalidade exemplar da presente invenção. Maisespecificamente, a Figura 6 ilustra uma região 550 dedesgaste de haste, representativa das regiões de elevadodesgaste de haste 550, mostradas na Figura 5, e discutidasacima.

O contato entre os colares de haste de sucção 420e a parede interna da tubulação 125 cria um padrão decaracterísticas de desgaste 625. O movimento recíproco doscolares 42 0 causa afinamento da parede da tubulação 125 porintermédio de abrasão. Cada característica de desgaste dehaste 625 tem uma extensão que é similar ou que secorrelaciona com a extensão do curso 44 0. Conformediscutido acima, a extensão de curso 440, e assim aextensão de cada característica de desgaste 625, pode-variar de acordo com a profundidade do poço 175 e dalocalização vertical da seção de tubulação desgastada nopoço 175.

A distância 650 entre as características dedesgaste de haste 625 se aproxima da extensão 650 dasjuntas de haste de sucção 425, a qual pode ser padronizadaem 25 pés. Cada característica 625 no padrão dascaracterísticas de desgaste de haste 625 pode ser separadapor uma distância conhecida 650, por exemplo, 25 pés.

Voltando-se agora para a Figura 7, essa figurailustra um diagrama funcional de blocos de um sistema decomputador para analisar e exibir os dados de tubulação deacordo com uma modalidade exemplar da presente invenção. Olaptop 130 compreende um vídeo 725 para apresentar osregistros dos dados de tubulação e para exibir alertas,resultados interpretativos, descobertas de validade,informação de segurança de dados, etc.

Um microprocessador 72 0 ou algum outro circuitodigital executa software, instruções, ou código. 0 móduloanalítico 750 compreende um ou mais programas de softwareque implementa ou incorpora um método para análise dedados. O método analítico 750 recebe dados de desgaste dehaste digitalmente filtrados 23 0 e dados de picagemdigitalmente filtrados 280 que o scanner de tubulação 150fornece através do link de comunicação 135.

Um armazenador, sistema de memória, unidade dedisco rígido, ou algum outro meio de armazenamento dolaptop 13 0 tipicamente contém os dados de desgaste de hastee os dados de picagem para facilitar acesso aos dados pelomódulo analítico 750. Por exemplo, um dispositivo dememória associado com o módulo analítico 750 pode armazenaras amostras em uma tabela de células de memória, umarranjo, ou um grupo de registradores de memória.

Como será discutido em detalhe adicional abaixo,o módulo analítico provê informação de diagnóstico sobre opoço 175, interpreta dados de escaneamento, e/ou avalia osdados em relação à validade. Mais especificamente, umamodalidade exemplar do módulo de análise 750 compreendeinstruções para executar as etapas apropriadas do processo 370.

De acordo agora com a Figura 8, essa figurailustra um fluxograma de um processo 370 para processardados de tubulação para validar e interpretar os dados deacordo com uma modalidade exemplar da presente invenção.Conforme discutido acima, o processo 370, o qual éintitulado Analisar Dados, provê uma modalidade exemplar daetapa 370 do processo 300, a qual a Figura 3 ilustra naforma de fluxograma.

O processo 800 é descrito na situação exemplar deum laptop 130 realizando algumas das etapas do método.Contudo, em uma modalidade alternativa, o softwareexecutando no controlador de scanner de tubulação 250, umcomputador remoto, ou um centro de processamento de dadosbaseado na Rede implementa uma ou mais das etapas deprocessamento de dados do processo 800.

Na etapa 805 do processo 370, o módulo analítico750 recebe dados posicionais que o codificador 115 obtém apartir do movimento rotacional do carretei 110. Os dados docodificador fluem a partir do codificador 115 para oscanner de tubulação 150 por intermédio do link de dados120 e a partir do scanner de tubulação 150 para o móduloanalítico 750 do laptop por intermédio do link de dados135. Assim, o modo analítico 750 tem informação posicionaipara cada amostra de dados que ele recebe a partir doscanner de tubulação 150.

O módulo analítico 750 equipara ou correlacionacada amostra de dados de desgaste de haste e cada amostrade dados de picagem com uma posição de profundidade em umajunta de tubulação 425. Em outras palavras, os dados docodificador permitem que o módulo analítico 750 atribua umaposição de uma junta de tubulação 425 a cada amostra dedados a partir do scanner de tubulação 150.

Na etapa 810, o módulo analítico 750 monta osdados de desgaste da haste e os dados de picagem de cadajunta de tubulação 425 dentro de um registro que cobre aprofundidade do poço 175. Isto é, o módulo analítico 750cria um registro de profundidade, contínuo do desgaste dahaste e picagem na coluna de tubulação 125. Conformedescrito acima, a Seção III descreve um método paraproduzir um registro de profundidade de dados de tubulaçãopara o poço 175 por intermédio da montagem de dados apartir de juntas de tubulação individuais 425.

Na etapa 815, o módulo analítico 750 processa oregistro de profundidade de dados de desgaste de haste edados de picagem para identificar quaisquer parâmetros oucaracterísticas que possam ser apresentados nos dados. Emoutras palavras, o módulo analítico 750 analisa osregistros de profundidade para determinar se eles contêmqualquer estrutura gráfica substantiva que possa revelarinformação sobre o poço 175 ou a validade dos dados. Taispadrões podem compreender um ou mais sinais distintos, umasérie de picos espaçados em intervalos de profundidaderegulares, ou uma "impressão digital" do sinal que apareceuem outro local do poço, para citar apenas umas poucaspossibilidades.

Em uma modalidade exemplar da presente invenção,processamento dos dados compreende conduzir uma análise deFourier. Isto é, software de reconhecimento de padrãobaseado em transformadas de Fourier pode ser empregado parareconhecimento de padrão. Para citar uns poucos maisexemplos, o software de reconhecimento de padrão podeprocessar os dados por intermédio de um algoritmo genético,matemática fractal, inteligência artificial, filtraçãoadaptativa, filtração de Kalman, análise de mínimosquadrados, mínimos quadrados parciais, filtraçãoestocástica, reconhecimento de padrão estatístico, umalgoritmo linear, programação linear ou um sistemaespecializado, por exemplo. Além disso, o software pode sebasear em código comercialmente disponível ou alguma outratécnica de identificação ou reconhecimento de padrão ouinstrumento conhecido daqueles versados na técnica.

Identificar padrões pode incluir determinar seuma ou mais característica de desgaste de haste oucaracterística de picagem aparece em intervalos deprofundidade regulares ou repetidos. 0 módulo analítico 750pode comparar as características do registro semelhante àhaste com as características do registro de picagem paradeterminar quanta correlação existe entre os registros epara identificar características relacionadas.

Embora o processamento e análise de dados daetapa 815 possam ser implementados por intermédio decomputador, uma modalidade da etapa 815 inclui aintervenção humana. Além disso, uma pessoa pode ver osregistros e observar quaisquer padrões observados oucaracterísticas distintas.

Na etapa de consulta 82 0, o módulo analítico 750analisa a análise de padrão conduzida na etapa 815 edetermina se o registro de desgaste de haste contémquaisquer características 625 que sejam isoladas emprofundidade de outras características de desgaste de haste625. Mais especificamente, o módulo analítico 750 determinase existe qualquer característica de desgaste de haste 625sem uma característica de desgaste de haste correspondente625 que esteja deslocada em profundidade de acordo com aextensão 650 de uma junta de haste de sucção 425. Conformediscutido acima com referência às Figuras 4, 5 e 6,características de desgaste de haste 625 ocorrem tipicamente em um grupo, com cada característica 625 nogrupo separada por uma profundidade 650 equivalente àextensão 650 das juntas de haste de sucção 425.

Se o módulo analítico 750 não identificarquaisquer características isoladas de desgaste de haste625, então o processo 370 deriva para a etapa 835, e aetapa 835 executa após a etapa 820. Inversamente, se omódulo analítico 750 identificar uma ou maiscaracterísticas isoladas de desgaste de haste 625, então aetapa 825 executa após a etapa 820.

Em uma modalidade exemplar da presente invenção,o módulo analítico 750 considera os dados a partir de doisou mais escaneamentos de tubulação em conexão com acondução das etapas 805-820. Conforme discutido acima, odesgaste de haste ocorre tipicamente como uma série deranhuras ou características de desgaste de haste 625 quesão espaçadas entre si de acordo com a extensão de taisjuntas de haste de sucção 425. Em cada serviço de poço, aequipe tipicamente altera a coluna de tubulação 125 ou acoluna de haste de sucção 415 para descentrar os padrões dedesgaste que ocorrem entre as chamadas de serviço. Emoutras palavras, a equipe muda a coluna 125 ou a coluna 415de modo que desgaste futuro é descentrado em relação aodesgaste passado.

A equipe pode inserir uma junta de tubulaçãoreduzida na coluna de tubulação 125 ou uma junta de hastede sucção reduzida 425 na coluna de haste de sucção 415.

Dessa maneira, a equipe evita criar novas ranhuras dedesgaste 625 em cima de ranhuras de desgaste antigas 625 eprolonga a vida útil da tubulação 125. Em outras palavras,o deslocamento das características de desgaste 625 que seformam entre chamadas de serviço ajuda a evitar um acúmulode desgaste e afinamento da parede.

Conseqüentemente, um registro de tubulaçãocoletado em qualquer chamada de serviço específico podecompreender múltiplos padrões de desgaste, sobrepostos unsaos outros. Isto é, o registro caracteriza ascaracterísticas de desgaste 625 que ocorreram desde que aúltima chamada de serviço assim como as características queocorreram antes daquela última chamada de serviço.

Em uma modalidade exemplar da presente invenção,o módulo analítico 750 retém, ou pode de outra formaacessar, cada registro de desgaste que ele cria para o poço175. Em cada chamada de serviço, o modo analítico 750 podeprocessar os dados recentemente adquiridos com base nosdados armazenados a partir de chamadas de serviçoanteriores.

Em uma modalidade exemplar, o modo analítico 750anota o registro, apresentado no vídeo 725, paradiferenciar entre novas características de desgaste 625 eas características de desgaste que ocorreram antes dachamada de serviço mais recente. Em uma modalidadeexemplar, o módulo analítico 750 subtrai um ou mais dosregistros armazenados a partir do registro atual. Dessamaneira, o módulo analítico 750 gera um registro a partirdo qual aquelas características anteriores foramcanceladas. Em outras palavras, um registro de desgaste dehaste e de picagem pode ser processado para removercaracterísticas ou artefatos que ocorreram fora de umintervalo de tempo entre a chamada de serviço atual e achamada de serviço mais recente.

Com referência agora ao fluxograma da Figura 8A,na etapa 825, o módulo analítico 750 sinaliza quaisquercaracterísticas de desgaste de haste 625 que parecemisolados a partir de outras características 625 de umamaneira que indica um potencial problema de validade com osdados subjacentes. Isto é, o módulo analítico 750 assinalaquaisquer características de desgaste de haste 625 quepodem se basear de forma não-confiável em uma ausência dedados de suporte que confere credibilidade àquelascaracterísticas 625.

Na etapa 830, o módulo analítico 750 envia osregistros de profundidade de desgaste de haste e picagempara o vídeo 725 junto com quaisquer indicadores deconfiabilidade e validade assinalados na etapa 825. Naetapa 835, o vídeo 725 apresenta o registro de profundidadede picagem e o registro de profundidade de desgaste dehaste em um formato gráfico. Em uma modalidade exemplar, osdois registros são apresentados em um eixo de profundidadecomum, por exemplo, em uma única vista ou sobreposta uma àoutra.

O registro exibido assinala ou destaca quaisquercaracterísticas que foram sinalizadas como potencialmenteinválidas ou de confiabilidade questionável. Em umamodalidade exemplar, um esquema de confiança é sobrepostoou acompanha o registro de desgaste de haste. O esquema deconfiança pode compreender uma indicação da confiabilidadede cada característica 625 presente no registro. Aindicação de confiança pode se basear em códigos de cor,áreas destacadas, ícones, símbolos, etc. Além disso, ovídeo 725 pode apresentar um ou mais indicadores deconfiança, escores de confiança, números, ou valores quecaracterizam as características do registro em uma escalanumérica.

Na etapa 840, o módulo analítico 750 faz umacomparação entre quaisquer padrões de característicaidentificados no registro de desgaste de haste e quaisquerpadrões de características identificadas no registro depicagem. Isto é, o módulo analítico 750 analisa os dadospara determinar o grau de correlação, se houver, entre ospadrões de desgaste de haste e os padrões de picagem.

Na etapa de consulta 845, o módulo analítico 750determina se quaisquer regiões de profundidade da coluna detubulação 125 têm picagem significativa sem desgaste dehaste significativo. A determinação da etapa 845 se baseiana correlação da etapa 84 0.

Se os dados mostram que uma ou mais seções detubulação 125 tem, ao longo de sua profundidade,características de picagem sem características de desgastede haste correspondente, então a etapa 850 vem após a etapa845. Em um poço 175 que está operando adequadamente, apicagem acompanha tipicamente o desgaste de haste. Além decausar afinamento de parede por intermédio de abrasão, ocontato entre os colares de movimento alternado 420 e odiâmetro interno da tubulação tende a remover a películaquímica de proteção que tipicamente reveste a superfície datubulação. Sem esse revestimento de proteção, a tubulação125 é exposta ao ataque corrosivo no ambiente hostil defundo de furo do poço 175.

Conseqüentemente, uma aparência de picagem semdesgaste de haste acompanhante indica que a tubulação 125está sob ataque químico que é inexplicado pelo contatoentre os colares 420 e a tubulação 125. Tal picagemfreqüentemente é uma indicação de que o poço 175 estáquimicamente desequilibrado ou de outro modo sebeneficiaria de um tratamento químico.

Na etapa 850, o módulo analítico 750 sinaliza asregiões de profundidade do registro que foram identificadasnas etapas 840 e 845 para mostrar que essas regiões podemindicar que o poço 175 deve ser tratado quimicamente. 0vídeo 725 apresenta uma mensagem ou notificação dapotencial necessidade de um tratamento químico, e amensagem acompanha o registro exibido.

Na etapa 855, o laptop 130 exibe uma notificaçãoou um alerta para programar uma chamada de serviço com umespecialista de tratamento químico. Em uma modalidadeexemplar da presente invenção, o módulo analítico 750contata de forma autônoma o especialista e pode até mesmoiniciar e programar a chamada de serviço ou recomendar umregime de tratamento específico. A etapa de consulta 860,discutida abaixo, vem após a etapa 855.

Se a consulta da etapa 845 resultar em umadeterminação negativa, isto é, uma determinação de que oregistro não contém quaisquer características de picagemque não são acompanhadas por um desgaste de haste, então oprocesso 370 salta as etapas 850 e 855. Nesse caso, a etapade consulta 860 vem após a etapa de consulta 845.

Na etapa 860, o módulo analítico 750 determina seo registro contém evidência de desgaste de haste semevidência correspondente de picagem. Conforme discutidoacima, as características de desgaste de haste válidas 625são acompanhadas tipicamente por características de picagemque ocorrem quando os colares de movimento alternado 420removem os produtos químicos de proteção que de outro modoprotegem a tubulação 125 contra ataque químico.

Conseqüentemente, se o registro contém desgastede haste que não é acompanhado por picagem significativa,então os dados de desgaste de haste podem não serconfiáveis ou de qualidade suspeita. Nesse caso, a etapa865 vem após a etapa 860. Na etapa 865, o módulo analítico750 sinaliza como suspeita qualquer região de profundidadeque exiba desgaste de haste sem um nível esperado depicagem. O vídeo 725 provê um indicador visual de que taiscaracterísticas de desgaste de haste podem não ser válidas.

O laptop 130 pode marcar os dados suspeitos comopotencialmente não confiáveis e pode apresentar um rótuloem um gráfico dos dados para destacar quaisquer dadossuspeitos. Conforme discutido acima, uma capacidade derepresentação gráfica do laptop 13 0 pode se sobrepor a umindicador de confiança a partir do registro gráfico deprofundidade. A sobreposição pode indicar a confiançarelativa ou absoluta de várias partes do registro com basenas análises do processo 3 70, incluindo o resultado daetapa de consulta 860.

Em uma modalidade exemplar da presente invenção,a análise das etapas, 860 e 865, prossegue durante aextração da tubulação 125 a partir do poço 175. Isto é,algumas das etapas do processo 370 podem ocorrer enquanto atubulação 125 está se movendo ou está entre os incrementosde remoção da tubulação. Nesse caso, o módulo analítico 750pode prover realimentação para o operador do carretei 110,por exemplo, emitindo um alerta para diminuir a velocidade.

Em uma modalidade exemplar, o módulo analítico 750automaticamente diminui a velocidade rotacional do carretei110, por exemplo, por intermédio de um laço derealimentação, a partir de um surgimento de dados não-confiáveis. Em uma modalidade exemplar, o módulo analítico750 pode instruir a equipe de serviço para abaixar uma oumais seções da tubulação 125 de volta para dentro do poço175, por exemplo, para outra vez escanear uma junta 425 queé representada por dados aparentemente não-confiáveis.

Alternativamente, a equipe pode optar por marcarfisicamente uma seção da tubulação 125 que o móduloanalítico 750 já identificou como estando associado aosdados de qualidade suspeita.

A etapa de consulta 870, mostrada na Figura 8C,vem após ou uma execução da etapa 865 ou uma determinaçãonegativa na etapa 860. Na etapa 870, o módulo analítico 750determina se quaisquer características 725 do registro dedesgaste de haste são mais curtas do que o curso 440. Istoé, o módulo analítico 750 inspeciona as características dedesgaste de haste 625 para determinar se qualquer umadaquelas características 625 tem uma extensão insuficientepara ser explicada pelo curso de fundo de furo 440.

Conforme discutido, o curso de fundo de furo 440 pode sermais longo do que o curso de furo acima 440.Se qualquer característica 625 do registro dedesgaste de haste for mais curta do que o curso 440, entãona etapa 875, o módulo analítico 630 sinaliza aquelacaracterística 625 como não sendo confiável oupotencialmente errônea. Nesse caso, o processo 370 executaa etapa 880 após a etapa 875. Por outro lado, se todas ascaracterísticas de desgaste de haste 625 forem consistentescom a extensão de curso 440, então o processo 370 ignora aetapa 875 e executa a etapa de consulta 880 após a etapa deconsulta 870.

Na etapa de consulta 870, o módulo analítico 750determina se qualquer região do registro indica não somentepicagem válida como também desgaste de haste, válido. Istoé, o módulo analítico 750 analisa o registro paraidentificar uma ou mais regiões de profundidade que contém:características de picagem que não foram sinalizadas comotendo validade suspeita; e características de desgaste dehaste que não foram indicadas como tendo validade suspeita.Se o módulo analítico 750 não identifica quaisquer de taisregiões de profundidade, então o processo 370 termina apósa etapa 880. Inversamente, se o módulo analítico 750encontrar uma seção de tubulação 125 com picagemaparentemente válida e desgaste de haste aparentementeválido, então a etapa de consulta 882 vem após a etapa 880.

Na etapa de consulta 882, o módulo analítico 750determina se o poço 175 tem uma curva fechada 525 que secorrelaciona a qualquer região de profundidade assinaladana etapa 880. Conforme discutido acima, em muitos casos, ummapa de profundidade da direção do furo do poço é gerado emconexão com a perfuração do poço 175 ou registro do poço175 antes da completação do poço. Desse modo, em cadalocalização de profundidade, o desvio direcional do poço175 a partir da vertical pode ser conhecido, por exemplo,por intermédio de um registro em papel ou um arquivo dedados.

Um gerente que tem responsabilidades de produçãopara o poço 175 pode obter a informação direcional do poço,por exemplo, a partir de um arquivo, e pode enviar essainformação para o laptop 13 0 ou para um usuário do mesmo.Desse modo, o módulo analítico 750 pode receber os dadosdirecionais por intermédio de uma transmissão de dadoseletrônicos ou por intermédio de escaneamento de umregistro em papel, por exemplo.

Se o módulo analítico 750 determinar que umacurva fechada 525 parece estar associada comcaracterísticas válidas de picagem e característicasválidas de desgaste de haste, então o processo 370 executaa etapa 886 após a etapa 882. Caso contrário, o processo370 salta a etapa 886 e executa a etapa 890 após a etapa882.

Na etapa 886, o módulo analítico 750 assinala apresença da curva fechada 525 no vídeo do laptop 725. Umaseta, símbolo, ou ícone colocado sobre uma região deprofundidade específica do registro pode indicar alocalização de uma mudança significativa na direçãovertical do poço. Em uma modalidade exemplar, o móduloanalítico 750 destaca quaisquer características de picagemou características de desgaste de haste que pareçam estarvinculadas à curva fechada 525.

Na etapa 890, o módulo analítico 750 determina seo registro contém ao menos duas regiões cada uma das quaisexibindo um nível significativo de desgaste válido de hastee um nível significativo de picagem, em que uma área depouco desgaste da haste e de pouca picagem separa as duasregiões. Isto é, o módulo analítico 750 analisa os dados depicagem e de desgaste de haste para determinar se oscolares de haste de sucção 42 0 parecem estar esfregandocontra a tubulação 125 em duas áreas que são separadas emprofundidade uma da outra.

Se a análise de dados indicar que a haste desucção 415 está desgastando a tubulação 125 em locais demúltiplas profundidades, então a etapa 895 vem após a etapa890. Conforme discutido acima com referência à Figura 5C,um padrão de desgaste de haste que ocorre em intervalos demúltiplas profundidades é evidência de que a haste desucção 415 esteja vibrando ou oscilando de uma maneiraindesejada.

Na etapa 895, o módulo analítico 750 expede umanotificação ou uma mensagem de que a análise do registroindica que uma oscilação harmônica descontrolada seestabeleceu no sistema de bombeamento de poço 400. Em umamodalidade exemplar, a notificação é apresentada no vídeodo laptop 725. A notificação também pode ser transmitidapara um local remoto por intermédio da Internet, porintermédio de uma intranet, de uma rede privada, de umarede de telefonia, de uma rede IP, de uma rede de comutaçãode pacotes, de ma rede de circuito comutado, uma LAN, umaWAN, uma MAN, a PSTN, uma rede sem fio, ou um sistemacelular, por exemplo.

Além de identificar a presença da oscilaçãoharmônica, o módulo analítico 750 pode recomendar ouprescrever uma ação corretiva, tal como uma remediação. Omódulo analítico 750 pode recomendar que um engenheiro deproteção deva mudar a extensão de curso 440 ou a velocidadedo curso, por exemplo, o número de cursos por minuto. Umprocedimento recomendado para amortecer ou suprimir aharmônica também poderia compreender mudar algum aspecto dabomba de fundo de furo 43 0, por exemplo, substituindo umcomponente de ajuste apertado com um componente que ofereçaespaço livre mecânico adicional.

Após execução da etapa 895 ou uma determinaçãonegativa na etapa 890, o processo 800 termina.

O processo 800 pode ser visto como um método paravalidar informação sobre um tubo 125 que estava em um poço175, um método para analisar e interpretar a informação,e/ou um método para diagnosticar o poço 175 com base noprocessamento da informação. Além disso, uma modalidadeexemplar da presente invenção pode analisar a informaçãocoletada por intermédio de escaneamento de um tubo 125 queestava disposto em um poço de petróleo 175, por exemplo,atribuindo uma confiança a um aspecto da informação ouusando a informação para aprender sobre a operação do poço 175.

Seção IIs Filtração de Sinal

Processos das modalidades exemplares da presenteinvenção serão discutidos agora com referência às Figuras9-15. Uma modalidade exemplar da presente invenção podecompreender um ou mais programas de computador ou métodosimplementados por computador que implementam funções ouetapas aqui descritas e ilustradas nos fluxogramasexemplares, gráficos, e conjuntos de dados das Figuras 9-15e os diagramas das Figuras 1 e 2. Contudo, deve serevidente que poderia haver muitas formas diferentes deimplementar a invenção em programação de computador, e ainvenção não deve ser considerada como limitada a qualquerum conjunto de instruções de programa de computador. Alémdisso, um programador especializado seria capaz de gravartal programa de computador para implementar a invençãorevelada sem dificuldade com base nas arquiteturas desistema exemplares, tabelas de dados, gráficos de dados, efluxogramas e a descrição associada no texto da aplicação,por exemplo.

Portanto, revelação de um conjunto específico deinstruções de código de programa não é consideradanecessária para um entendimento adequado de como realizar eutilizar a invenção. A funcionalidade inventiva de qualquerprocesso reivindicado, método, ou programa de computadorserá explicada em mais detalhe na descrição a seguir emconjunto com as figuras restantes ilustrando funçõesrepresentativas e fluxo de programa.

Certas etapas nos processos descritos abaixodevem naturalmente preceder outras etapas para a presenteinvenção funcionar conforme descrito. Contudo, a presenteinvenção não é limitada à ordem das etapas descritas se talordem ou seqüência não altera a funcionalidade da presenteinvenção de uma maneira indesejável. Isto é, é reconhecidoque algumas etapas podem ser realizadas antes ou apósoutras etapas ou em paralelo com outras etapas sem seafastar do escopo e espírito da presente invenção.

Voltando-se agora para a Figura 9, essa figura deduas partes ilustra um fluxograma de um processo 900 paraobter informação sobre a tubulação 125 que está sendoinserida ou extraída de um poço de petróleo 175 de acordocom uma modalidade exemplar da presente invenção. Embora oprocesso 900, o qual é intitulado Obter Dados de Picagem,descreve a condução de uma avaliação de tubulaçãoutilizando o sensor de picagem 225, o método subjacentepode ser aplicado a vários sensores e dispositivos demonitoração, incluindo o sensor de desgaste de haste 205mostrado na Figura 2 e discutido acima.

Na etapa 905, a equipe de serviço de campo depetróleo chega ao local do poço com o scanner de tubulação150 e a sonda de recuperação 140. A equipe coloca o scannerde tubulação 150 na cabeça de poço, tipicamente porintermédio de uma montagem que pode ser destacada, eposiciona a torre 145 sobre o poço 175. Conforme ilustradona Figura 1, uma parte da tubulação 12 5 é disposta na zonade medição 155 do scanner de tubulação 150, enquanto outraparte, suspensa abaixo, se estende para dentro do poço 175.

Na etapa 910, a equipe de serviço aplica energiaao scanner de tubulação 15 0 ou "liga" o mesmo e apronta atorre 145 para começar a levantar a coluna de tubulação 125para fora do poço 175 em etapas ou incrementos de duasjuntas.

Na etapa 915, os meios eletrônicos de sensor depicagem 270 recebem energia elétrica a partir de uma fontede energia (não mostrada explicitamente na Figura 2) e, porsua vez, fornece energia elétrica ao transdutor de picagem260. O transdutor de picagem 260 gera um campo magnéticocom linhas de fluxo através da parede da tubulação 125, seestendendo geralmente paralelo ao eixo longitudinal datubulação 125.

Na etapa 920, o transdutor de picagem 260 produzum sinal elétrico com base na presença da tubulação na zonade medição do sensor 155. Mais especificamente, sensores deefeito Hall detectores de potência de campo magnético, oubobinas de captação medem a potência do campo magnético emvários locais próximo à tubulação 125. 0 sinal elétrico, oqual pode compreender múltiplos sinais distintos a partirde múltiplos detectores, transporta informação sobre aparede da tubulação. Mais especificamente, a intensidade dosinal do transdutor correlaciona a quantidade de picagem daseção da tubulação 125 que está na zona de medição 155. 0sinal de saída é tipicamente analógico, significando queele pode ter ou assumir um número arbitrário ouvirtualmente ilimitado de estados ou valores deintensidade.

Na etapa 925, os meios eletrônicos do sensor depicagem 270 recebem o sinal analógico a partir dotransdutor de picagem 260. Os meios eletrônicos 270condicionam o sinal para processamento subseqüente,tipicamente por intermédio de aplicação amplificação ouganho para elevar a intensidade do sinal e/ou para criar umsinal analógico mais robusto.

Na etapa 930, o ADC 265 recebe o sinal analógicocondicionado a partir dos meios eletrônicos de sensor 270 egera um sinal digital correspondente. O processo dedigitalização cria um sinal digital ou discreto que érepresentado tipicamente por um ou mais números. O ADC 265geralmente opera em uma base de tempo, por exemplo,produzindo um sinal digital por segundo, dezesseis porsegundo, ou algum outro número por segundo ou minuto, talcomo 10, 32, 64, 100, 1.000, 10.000, etc. O ADC 265 podeser visto como amostrando o sinal analógico a partir dotransdutor 260 em uma taxa de amostragem. Cada sinal ouamostra de saída pode compreender os bits transmitidos emuma única linha ou em múltiplas linhas, por exemplo,serialmente ou em um formato em paralelo.

Cada saída digital a partir do ADC 265 podecompreender uma amostra ou instantâneo do sinal dotransdutor ou da extensão de picagem da tubulação 125.Desse modo, o ADC 265 prove amostras de medição emintervalos de tempo predeterminados, em uma base repetitivaou de tempo fixo, por exemplo.

Em uma modalidade da presente invenção, o ADC 265provê funcionalidade além de uma conversão básica de sinaisanalógicos para domínio digital. Por exemplo, o ADC 265pode processar múltiplas amostras digitais e processar oucalcular a média dessas amostras para produzir uma rajadaou pacote de dados. Tal pacote de dados pode incluir uminstantâneo ou uma amostra de picagem de tubulação, porexemplo.

Desse modo, em uma modalidade, o ADC 265 produzuma palavra digital em cada intervalo de amostragem, em quecada palavra compreende uma medição da intensidade de sinalda entrada analógica do ADC. Conforme discutido abaixo, omódulo de filtro 275 filtra ou calcula a média daquelaspalavras. E, em uma modalidade alternativa, o ADC 265 nãoapenas implementa a conversão de analógico/digital, mastambém realiza ao menos algum processamento das palavrasdigitais resultantes. Esse processamento pode incluiracumular, agregar, combinar, ou calcular a média demúltiplas palavras digitais e alimentar o resultado aomódulo de filtro 275. O módulo de filtro 275, por sua vez,pode processar os resultados produzidos a partir dos ADCs265, por exemplo, por intermédio de filtração adaptativa.

Na etapa 935, o módulo de filtro de picagem 275do controlador 250 recebe os sinais digitais a partir doADC 265 e coloca esses sinais na memória, por exemplo, umamemória de curto prazo, uma memória de longo prazo, um oumais registradores RAM, ou um armazenador. Conformediscutido acima, o módulo de filtro de picagem 275compreende tipicamente instruções executáveis ou software.

Desse modo, embora a tubulação 125 permaneçaverticalmente estacionaria na zona de medição 155 do sensorde picagem 255, o ADC 265 proporciona uma série ou fluxo deamostras digitais, tipicamente alinhadas em um quadro detempo recorrente.

Na etapa 940, a equipe de serviço levanta acoluna de tubulação 125 para expor duas juntas ou peças detrinta pés da tubulação 125 a partir do poço 175. A equipede serviço pára o movimento vertical da tubulação 125quando as duas juntas estiverem suficientemente fora dopoço 175 para facilitar a separação dessas juntas a partirda coluna de tubulação completa 125.

A equipe de serviço tipicamente levanta a colunade tubulação 125 em um movimento contínuo, mantendo acoluna de tubulação 125 se deslocando para cima até que asduas juntas tenham atingido uma altura aceitável acima dacabeça de poço. Em outras palavras, em um incremento deextração de tubo, a coluna de tubulação 125 inicia em umdescanso, progride ascendentemente com movimento contínuo,mas não necessariamente uniforme ou suave, e termina em umdescanso. O movimento ascendente durante o incremento podeconter variações de velocidade, flutuações ou perturbações.Em cada etapa, o operador do carretei 110 pode aplicar umnível diferente de aceleração ou pode obter uma velocidadede pico diferente. O operador pode aumentar e diminuir avelocidade de uma forma de ascensão súbita/queda súbita,por exemplo.

Na etapa 945, o ADC do sensor de picagem 265continua a produzir amostras digitais para o módulo defiltro de picagem 275. Desse modo, o sensor de picagem 255pode produzir medições digitalmente formatadas emintervalos de tempo regulares. Em uma modalidade exemplar,a duração de cada intervalo pode permanecer fixa enquanto avelocidade de extração muda e enquanto o progresso datubulação cessa entre cada incremento de extração. Em umamodalidade exemplar, o ADC continua a produzir amostrasesteja a tubulação 125 em movimento ou parada.

Na etapa 950, o módulo de filtro de picagem 275filtra ou calcula a média das amostras que ele recebe apartir do ADC de picagem 265. O módulo de filtro de picagem275 pode implementar a filtração por intermédio do DSP oualguma outra forma de processamento dos sinais a partir dosensor de picagem 255. Como será discutido em detalheadicional abaixo, o módulo de filtro de picagem 275 podeaplicar uma quantidade flexível de filtração com base emuma aplicação de uma regra ou de acordo com algum outrocritério. Por exemplo, os sinais digitais a partir dosensor de picagem 2 55 podem receber um nível de média, emque o nível varia de acordo com a velocidade da tubulação.

As Figuras, 10 e 11, apresentam, respectivamente,um fluxograma e um conjunto de dados acompanhante de umamodalidade exemplar da etapa 950, como processo 950, o qualé intitulado Filtrar Dados. Na modalidade exemplar dasFiguras 10 e 11, o processo 950 conduz o processamento dosdados de uma maneira iterativa. Mais especificamente, econforme discutido em detalhe adicional abaixo, o processo950 tipicamente executa em paralelo com e/ou em coordenaçãocom certas outras etapas do processo 900. Desse modo, oprocesso 900 evita permanecer "emperrado" no laço iterativoda Figura 4.

Na etapa 955, o scanner de tubulação 150 envia asamostras de tubulação digitalmente processadas para olaptop 13 0. O laptop 13 0 exibe os dados, tipicamente naforma de um ou mais gráficos, esquemas ou tendências paraobservação pela equipe de serviço.

Na etapa 960, um membro da equipe observa einterpreta os dados exibidos no laptop 130. O operador, ouum engenheiro ou técnico, tipicamente gradua ou classificacada junta de tubulação extraída de acordo com dano depicagem, espessura de parede, e/ou outro fator. 0 operadorpode classificar algumas juntas de tubulação comoinadequadas para serviço continuado, enquanto classificandooutras seções de tubulação 125 como marginais, e aindaoutras como tendo condição imaculada. O operador pode usarum sistema de códigos de cor, por exemplo. Em umamodalidade exemplar, a classificação é automática,autônoma, ou implementada por computador.Na etapa de consulta 965, a equipe de serviçodetermina se o incremento de extração atual completa aextração da tubulação a partir do poço 175. Maisespecificamente, o operador pode determinar se a bombapresa ao fundo da coluna de tubulação 125 está próxima dacabeça de poço. Se todas as juntas de tubulação tiveremsido removidas, o processo 900 termina. Se a tubulação 125permanecer no fundo do furo, o processo 900 retorna para aetapa 940 e repete a etapa 940 e as etapas seguintes. Nessecaso, a equipe de serviço continua a extrair a tubulação125, e o scanner de tubulação 150 continua a avaliar atubulação extraída 125.

Após realizar serviço na bomba e/ou no poço, aequipe incrementalmente "compõe" e insere a coluna detubulação 125 no poço 175 para completar a tarefa deserviço. Em uma modalidade exemplar da presente invenção, oscanner de tubulação 150 escaneia a tubulação 125 enquantoinserindo a tubulação 125 no poço 175, conduzindoefetivamente muitas das etapas do processo 900 em reverso.

Em uma modalidade exemplar da presente invenção, dados depicagem e de desgaste de haste são coletados enquanto atubulação 125 se desloca furo acima, e a tubulação 125 émonitorada em termo de rachaduras à medida que a tubulação125 se desloca para o fundo do furo.

De acordo agora com as Figuras 10 e 11, a Figura10 ilustra um fluxograma de um processo 950 para filtrar osdados que caracteriza a tubulação 125 de acordo com umamodalidade exemplar da presente invenção. A Figura 11ilustra um esquema gráfico 1.100 e uma tabela acompanhante1.150 de amostras de dados brutos 1.155 e amostras de dadosfiltrados 1.160, 1.165 de acordo com uma modalidadeexemplar da presente invenção. Conforme discutido acima, asFiguras 10 e 11 ilustram uma modalidade exemplar da etapa950 do processo 900.

Na etapa 1005, o módulo de filtro de picagem 275começa a processar as amostras digitais 1.155 que elerecebeu na etapa 945 do processo 900. A Tabela 1150 daFigura 5B provê amostras digitais simuladas 1155 como umexemplo. O módulo de filtro de picagem 275 coloca asamostras 1155 em um armazenador, um arranjo de memória, oualgum outro recurso de armazenamento. Por exemplo, odispositivo de memória pode não ter uma amostra 1155 porcélula de tabela ou por registrador de memória.

Na etapa 1010, o codificador 115 mede avelocidade da tubulação 125 e produz a medição develocidade para o módulo de filtro de picagem 275 porintermédio do link de comunicação 120. Desse modo, o módulode filtro de picagem 275 tem acesso à informação sobre avelocidade da tubulação 125 do princípio ao fim de cadaincremento de extração. Conforme discutido acima, avelocidade de extração da tubulação pode flutuar, podemudar de uma maneira descontrolada, ou pode ser errática.

Na etapa 1015, o módulo de filtro de picagem 275compara a velocidade de tubulação medida com um limite develocidade. O limite de velocidade pode ser uma entrada deajuste por um operador, técnico, ou engenheiro porintermédio do laptop 13 0. Alternativamente, o limite develocidade pode ser gerado por software, por exemplo,derivado a partir de uma avaliação do desempenho e/oupropriedade de resposta do sensor de picagem. Além disso, olimite de velocidade pode ser determinado empiricamente oucom base em um procedimento de calibração, um processo depadronização, uma regra, ou algum protocolo ouprocedimento.

fluxo do processo 95 0 deriva na etapa deconsulta 1020 de acordo com o fato de se a velocidademedida é maior do que o limite de velocidade. Se avelocidade medida for maior do que o limite de velocidade,então a etapa 1025 vem após a etapa 1020. Se a velocidade medida não for maior do que o limite de velocidade, então aetapa 1030 vem após a etapa 1020. Após executar uma etapa1030 e 1025, o processo 950 retorna à etapa 1005 e continuaprocessando digitalmente as amostras de sensor 555. A etapa430 aplica um nível maior de filtração ou mediação do queaplicado pela etapa 425.

Desse modo, em velocidades inferiores, o módulode filtro de picagem 275 aplica mais filtração do que eleaplica em velocidades superiores. Em outras palavras omódulo de filtro de picagem 275 aplica mais suavização oucálculo de média em resposta a uma diminuição da velocidadeda tubulação ou em resposta à velocidade da tubulaçãocaindo abaixo de um patamar ou limite.

Conforme discutido acima, o processo 900 executatipicamente a etapa 950 sem esperar que o fluxo de processo950 saia do laço iterativo mostrado na Figura 10. Porexemplo, o processo 950 pode executar no segundo plano, como processo 900 tendo saída a partir do processo 950 em umabase conforme necessário. Além disso, o processo 900 podeparar e iniciar o processo 950, como etapa 950, porexemplo, fazendo com que o processo 950 realize um númeropredeterminado de ciclos iterativos ou parando a suaexecução após alcançar certo resultado computacional.

Em uma modalidade exemplar alternativa dapresente invenção, a etapa 1020 é adaptada, em relação àversão ilustrada na Figura 10, para comparar a velocidadeatual com uma faixa de velocidades. Se a velocidade atualestiver acima da faixa, então a etapa 1025 vem após a etapa1020 como um primeiro modo de filtração. Se a velocidadeatual estiver abaixo da faixa, então, a etapa 1030 vem apósa etapa 1025 como um segundo modo de filtração. Se avelocidade atual estiver dentro da faixa, então o processo950 seleciona outra etapa (não mostrada na Figura 10) comoum terceiro modo de filtração.

Em uma modalidade, esse terceiro modo defiltração pode alternativamente prover um nível defiltração em algum lugar entre a filtração do primeiro modoe a filtração do segundo modo. O terceiro modo de filtraçãotambém pode compreender uma abordagem de filtração refinadaou um nível de filtração selecionado pelo usuário, porexemplo.

O terceiro modo de filtração podealternativamente compreender o último modo de filtraçãousado antes de a velocidade entrar na faixa. Em outraspalavras, a faixa de velocidade tem um limite de velocidadesuperior no topo da faixa e um limite de velocidadeinferior na parte inferior da faixa. Se a velocidade atualfor maior do que o limite de velocidade superior, o módulode filtro 275 aplica o primeiro modo de filtração. Se avelocidade atual então cair abaixo do limite de velocidadesuperior sem cair abaixo do limite de velocidade inferior,o módulo de filtro 275 continua a aplicar o primeiro modode filtração. Se a velocidade atual então cair abaixo dolimite inferior (a partir de dentro da faixa), o módulo defiltro 275 aplica o segundo modo de filtração. Se avelocidade então aumentar de volta para a faixa, o módulode filtro 275 continua a aplicar o segundo modo defiltração até que a velocidade aumente acima da faixa.Desse modo, nessa modalidade, o primeiro módulo 275 podeser visto como utilizando uma "faixa morta" como umcritério para selecionar um modo de filtração ou estado.

Com referência agora ao fluxograma da Figura 10,na etapa 1025, o qual executa em resposta à velocidade datubulação estando acima do limite de velocidade, o módulode filtro de picagem 275 aplica um primeiro nível defiltração ou cálculo de média para os dados brutos 1155. Emuma modalidade exemplar, o processamento de sinal digitalda etapa 1025 compreende calcular a média de um número "N"das amostras 1155. O número "N" pode ser definido para umou dois, por exemplo.

Por exemplo, conforme mostrado na tabela 1150 daFigura IlB, o módulo de filtro de picagem 275 pode calculara média de duas das amostras 1155 utilizando a computaçãoou equação mostrada imediatamente abaixo. Nessa computação"FSi" denota a amostra filtrada atual 1160, "Si" denota aamostra bruta atual 1155, e "Si-i" denota a amostra bruta1155 adquirida imediatamente antes da amostra bruta atual1155 .

FSi = (Si + Si.!)/2Conforme mostrado no gráfico 1110 das amostras de30 dados filtradas de nível 1 1160, a filtração de nível 1suprime ou suaviza alguns dos picos presentes no gráfico dedados brutos 1105, enquanto mantendo a estrutura geral dográfico de dados brutos.

Se a tubulação 125 estiver se movendo rapidamente, pouca filtração ou nenhuma filtração pode serapropriada. O movimento da tubulação através da zona demedição 155 pode ele próprio suavizar os dados 1155. Emoutras palavras, em muitas circunstâncias, os picospresentes nos dados brutos 1155 obtidos a partir de uma tubulação se movendo rapidamente 125 podem ser atribuíveisàs condições válidas da tubulação, podem ser de interessepara o operador, e podem portar classificação da tubulação125 .

Na etapa 1030, a qual o processo 950 executa emresposta à velocidade da tubulação estando abaixo do limitede velocidade, o módulo de filtro de picagem 275 aplica umsegundo nível superior de filtração ou cálculo de médiapara os dados brutos 1155. Em uma modalidade exemplar, oprocessamento de sinal digital da etapa 103 0 compreendecalcular a média de um número "M" das amostras 1155, em que

M é maior do que N(M > Ν) . O número "M" pode ser ajustadopara três, por exemplo.

Por exemplo, conforme mostrado na tabela 1150 daFigura IlB, o módulo de filtro de picagem 275 pode calculara média de três das amostras 1155 utilizando a seguintecomputação:

<formula>formula see original document page 71</formula>

Os símbolos dessa equação seguem as mesmasconvenções da equação da etapa 1025, discutida acima.

Conforme mostrado no gráfico 1115 das amostras de dadosfiltradas de nível dois 1165, a filtração de nível doisadicionalmente suprime ou suaviza os picos presentes nográfico de dados brutos 1105.

Com a coluna de tubulação 125 se deslocando muitolentamente ou parada, a supressão de nível dois podesuprimir componentes de alta freqüência dos dados brutos1155. Tais picos poderiam ser atribuídos a ruído, um efeitoexterno, ou alguma influência que não está diretamenterelacionada à classificação da tubulação 125. Em umamodalidade da presente invenção, o processo 950 aplica umterceiro nível de supressão quando a coluna de tubulação125 é parada. Esse terceiro nível pode adicionalmentesuavizar os picos de sinal, por exemplo, mediante ajuste deM para cinco, dez ou vinte.

O processo 950 pode ser visto como um método paramudar a filtração em resposta a um evento de velocidade oua um evento de ruído. Embora o processo 950 proporcionedois níveis discretos de filtração, outras modalidadespodem implementar mais níveis de filtração, tal como três,dez, cem, etc. Em uma modalidade, o número de níveis égrande o suficiente para aproximadamente ser contínuo oupara prover um número essencialmente ilimitado de níveis.

Em uma modalidade exemplar, o processo 950 podeser visto como um método baseado em regra para processardigitalmente os sinais. Além disso, o processo 950 pode servisto como um método para filtrar a saída do sensor depicagem 255 utilizando dois modos de filtração, em que ummodo específico é selecionado com base em um eventorelacionado à integridade de sinal, fidelidade, ruído ouqualidade.Em uma modalidade exemplar da presente invenção,o movimento do tubo 125 provê uma primeira filtração oucálculo de média de sinal, e o módulo de filtro de picagem275 provê uma segunda filtração ou cálculo de média desinal. Desse modo, a filtração total é o agregado ou ovalor líquido da primeira filtração e da segunda filtração.

Um processo baseado em computador pode ajustar essa segundafiltração para compensar as mudanças na primeira filtraçãodevido às variações de velocidade. Em resposta aos ajustesde computador da segunda filtração, a filtração líquidapode permanecer relativamente constante ou uniforme apesardas flutuações na velocidade da tubulação.

Em uma modalidade exemplar, o scanner detubulação 150 filtra de forma flexível os sinais do sensorenquanto os sinais estão no domínio analógico. Por exemplo,os meios eletrônicos de sensor de picagem 270 podemcompreender um filtro adaptativo que aplica uma quantidadevariável de filtração analógica aos sinais analógicos apartir do transdutor de picagem 260. Isto é, os meioseletrônicos de sensor 270 podem processar o sinal depicagem analógico utilizando uma constante de tempo que éajustado de acordo com a entrada de codificador,velocidade, ruído, ou algum outro critério, regra ouparâmetro. Conseqüentemente, a filtração adaptativa podeocorrer exclusivamente no domínio digital, exclusivamenteno domínio analógico, ou em ambos, no domínio analógico eno domínio digital.

Voltando-se agora para as Figuras, 12 e 13, aFigura 12 ilustra um fluxograma de um processo 12 00 parafiltrar os dados de tubulação 1555 utilizando um filtroadaptativo de acordo com uma modalidade exemplar dapresente invenção. A Figura 7 ilustra um esquema gráfico1300 e tabela acompanhante 1350 de dados brutos detubulação 1155 e dados de tubulação adaptativamentefiltrados 1360, 1365 de acordo com uma modalidade exemplarda presente invenção.

Embora o processo 1200, que é intituladofiltração média ponderada, seja discutido com referênciaexemplar ao sensor de picagem 255, o método é aplicável aosensor de desgaste de haste 2 05 ou algum outro dispositivode detecção que monitora a tubulação.

Em uma modalidade exemplar da presente invenção,o processo 1200 pode ser implementado como etapa 950 doprocesso 900, discutido acima e ilustrado na Figura 3. Istoé, o processo 900 pode executar o processo 1200 como umaalternativa para a execução do processo 950 conformeilustrado nas Figuras 4 e 5 e discutido acima.

0 processo 1200 produz amostras de sinaisfiltrados 1165, 13 60, 13 65 cada um dos quais é um contextoponderado de quatro amostras de sinais brutos 1355.

Na etapa 1205, o módulo de filtro de picagem 275computa uma amostra processada atual 1165 como uma médiaponderada de uma amostra presente ou atual e três amostrasanteriores. Isto é, a saída se baseia na amostra maisrecentemente adquirida e nas três amostras imediatamenteprecedentes, em que três é um número exemplar maispropriamente do que um número restritivo de amostras.

Por exemplo, o módulo de filtro de picagem 275pode aplicar a seguinte computação aos dados brutos 1155como uma base para gerar cada saída de amostra filtrada(FSi) 1165 em uma série de saídas 1165:

<formula>formula see original document page 75</formula>

Nessa equação, "FSi" denota a amostra filtradaatual, "Si" denota a amostra bruta atual 1155, e "Si-1, Si_2e Si-3" denota as três amostras 1155 que chegam em série nomódulo de filtro de picagem 275 antes da amostra atual1155. A Figura 5A discutida acima provê um gráfico 1115 euma tabela de dados 1165 dos resultados dessa equação. Emoutras palavras, a computação da etapa 1030 do processo 950provê uma computação equivalente à computação da etapa 1205do processo 1200.

Na etapa 1210, o módulo de filtro de picagem 275utiliza a computação da etapa 1205 para produzir um númeropredeterminado ou selecionado de saídas, tal como 10 ou100, por exemplo. O processo 1200 pode implementar a etapa1210 mediante repetição da etapa 1205 um número fixo devezes ou por uma quantidade fixa de tempo. Em umamodalidade exemplar da presente invenção, o processo 1200repete a etapa 1205 até que ocorra um evento, até que osinal apresente uma característica predeterminada, tal comoum conteúdo de freqüência, ou até que o objetivo deprocessamento de sinal, tal como um critério deestabilização, seja satisfeito.

Na etapa 1215, o codificador 115 determina avelocidade de tubulação e envia essa velocidade para omódulo de filtro de picagem 275.

Na etapa de consulta 1220, o módulo de filtro depicagem 275 aplica uma regra para a velocidade detubulação, determinando especificamente se a velocidadeaumentou, diminuiu, ou permaneceu constante, por exemplo,por um período de tempo. 0 período de tempo podecompreender um tempo fixo, um tempo configurável, ou umaquantidade de tempo que varia de acordo com uma regra.

Determinar se a velocidade permanece constantepode compreender determinar se a velocidade permanecedentro de uma região ou faixa de velocidade de velocidadesaceitáveis. Isto é, a determinação da etapa de consulta1220 pode se basear em se a velocidade atual está entredois níveis ou patamares. A determinação da etapa 1220 podeadicionalmente compreender avaliar se a velocidade éuniforme, constante, consistente, regular, ou dentro de umafaixa de normalidade, por exemplo.

Se a velocidade for constante, conformedeterminado na etapa 1220, o processo 1200 repete as etapas1205, 1210, 1215, e 1220 desse modo usando, ou continuandoa usar, a equação da etapa 12 05 para processar digitalmenteas amostras de sensor que chegam.

Se o módulo de filtro de picagem 275 determinarque a velocidade diminuiu mais propriamente do quepermaneceu constante, então o processo 1200 executa a etapa1225 após a etapa 1220. Na etapa 1225, o módulo defiltração 225 aplica uma computação de filtração aos dadosbrutos 1155 que aumenta o peso das amostras mais antigas1155 ou que inclui uma contribuição de amostras maisantigas 1155. Por exemplo, o módulo de filtro de picagem275 pode usar a seguinte computação:

FSi = 0.4 »S± + 0.3 *Si.i + 0.2»SÍ-2 + 0.1*Si-3

Os resultados 13 65 dessa equação são tabulados natabela 1350 e apresentados graficamente por intermédio dotraço 1315 (arbitrariamente rotulado "Filtração de Nível4") do gráfico 1300. Os símbolos dessa equação acompanhamas mesmas convenções notacionais da equação da etapa 1205,discutida acima.

Na etapa 1230, o módulo de filtro de picagem 275gera múltiplas amostras de saída filtradas 13 65 utilizandoa computação da etapa 1225. 0 número de amostras geradaspode ser de dez, cinqüenta, cem, ou mil, por exemplo. 0processo 1200 pode repetir a etapa 1225 para obter a etapa1230. 0 número de repetições pode se basear no tempo,saída, ou em um número de ciclos. Em uma modalidadeexemplar da presente invenção, o processo 1200 repete aetapa 1225 até que ocorra um evento, até que o sinalfiltrado exiba uma característica predeterminada, tal comoum conteúdo de freqüência ou até satisfazer a um objetivode processamento de sinal, tal como um critério deestabilização.

Após a etapa 1230, o processo 1200 retorna àetapa 1215 para verificar a velocidade da tubulação e paraconsultar, na etapa 1220, se a velocidade de tubulação estáaumentando, diminuindo, ou permanecendo constante.

Se o módulo de filtro de picagem 275 determinar,na etapa 122 0, que a velocidade da tubulação estáaumentando mais propriamente do que diminuindo oupermanecendo constante, então a etapa 1235 vem após a etapa1220. Na etapa 1235, o módulo de filtro de picagem 275aumenta a contribuição das amostras mais recentes 1155 nacomputação de filtração. Por exemplo, o módulo de filtro depicagem 275 poderia aplicar a seguinte computação àsamostras de dados brutos 1155:

<formula>formula see original document page 77</formula>A linha 1360 da tabela 1350 provê uma saídarepresentativa dessa computação utilizando os dados brutosde sensor 1155. O traço 1310, arbitrariamente rotulado"Filtração de Nível 3" mostra os dados filtrados 1360 naforma gráfica. Essa computação acompanha a mesma notaçãosimbólica das equações das etapas 1205 e 1225, as quais sãodiscutidas acima.

Na etapa 124 0, o módulo de filtro de picagem 275aplica a computação da etapa 1335 às amostras de dados quechegam 1155, executando em cada novo elemento de dados1155, para gerar as amostras de saída filtradas 1360. 0módulo de filtro de picagem 275 pode gerar um número fixoou um número flexível de amostras filtradas 1360, tal comodez, cinqüenta, cem, dez mil, etc. 0 processo 1200 poderepetir ou executar iterativamente a etapa 1235 para obtera etapa 124 0. O número de iterações pode se basear no tempoou em um número de ciclos. Em uma modalidade exemplar dapresente invenção, o processo 1200 repete a etapa 1235 atéque ocorra um evento, ou até que o sinal filtrado exiba umacaracterística predeterminada, tal como um conteúdo defreqüência, ou até satisfazer a um objetivo deprocessamento de sinal, tal como um critério deestabilização.

Após a execução da etapa 1240, o processo 1200retorna à etapa 1215, obtém uma medição de velocidade nova,executa a etapa de consulta 122 0 para determinar se umevento de mudança de velocidade ocorreu, e prossegueconformemente.

De acordo agora com a Figura 14, a figura ilustraum fluxograma de um processo 1400 para avaliar uma taxa deamostragem de dados obtida a partir de um sensor detubulação de acordo com uma modalidade exemplar da presenteinvenção. O sensor de tubulação pode ser o scanner detubulação 150, o sensor de picagem 255, o sensor dedesgaste de haste 205, um localizador de colar, um contadorde inventário, um aparelho de geração de imagem, ou algumoutro dispositivo de monitoração ou avaliação ou sistema dedetecção, por exemplo.

O processo 14 00, o qual é intitulado AvaliarVelocidade, será descrito na situação exemplar docontrolador 250 realizando algumas das etapas do método.Contudo, em uma modalidade alternativa, o softwareexecutando no laptop 13 0 implementa várias etapas doprocesso 1400.

Além disso, o sistema de instrumentação 200, oqual compreende o laptop 130 e o controlador 250, poderealizar o processo 1400 como um adjunto, complemento ousuplemento para a filtração adaptativa do processo 950 oudo processo 1200. Alternativamente, o sistema deinstrumentação 200 pode realizar o processo 1400, ou umprocesso similar, como uma alternativa para realizar oprocesso 950 ou o processo 1400. 0 processo 1400 podeprosseguir com ou sem os módulos de filtro 225, 275realizando tarefas de processamento de sinal digital.

Na etapa 1405, um engenheiro ou alguma outrapessoa, testa o sistema 200 em vários tubos paraidentificar as características de desempenho do scanner detubulação em várias velocidades da tubulação. Peças deteste de tubulação podem ter separados defeitos, furos decorrosão, rachaduras, e condições de desgaste de haste quesão representativas das situações do mundo real. Isto é, oscanner de tubulação 150 pode ser caracterizado peloescaneamento de peças padrão de tubulação 125 que têmdefeitos bem definidos. Os testes podem compreender moveros tubos, cada um em um estágio de deterioração conhecido,em várias velocidades através da zona de medição 155 doscanner de tubulação 150.

0 engenheiro utiliza os resultados empíricosdesses testes para especificar, definir, ou estabelecer umlimite de amostragem para operação do scanner de tubulação150. Isto é, o engenheiro especifica um número mínimo deamostras por extensão unitária de tubulação 125 que oscanner de tubulação 15 0 deve adquirir para obter dadosseguros ou que podem ser interpretados. Um engenheirotambém pode usar os testes como uma base para especificarum limite de velocidade de tubulação, por exemplo.

Na etapa 1410, o controlador 250 determina a taxade amostragem real do ADC 265 e do ADC 215. Isto é, duranteuma chamada de serviço de rotina, conforme ilustrado naFigura 1, e discutida acima, o controlador 250 determina ataxa de amostragem de dados ou a taxa de captura de dadosdo scanner de tubulação 200. 0 controlador 250 pode obteressa informação mediante sondagem dos ADCs 215, 265, oumediante medição da passagem de tempo entre as amostras quechegam, por exemplo. As unidades da taxa de amostragempodem ser "amostras por segundo", por exemplo.

Na etapa 1415, o codificador 115 mede avelocidade e provê a medição de velocidade ao controlador250.

Na etapa 1420, o controlador 250 determina onúmero de amostras adquiridas que os ADCs 215, 265 estãofornecendo em uma base por extensão. Isto é, o controlador250 computa, com base no tempo entre cada amostra e avelocidade da tubulação 125, quantas amostras que o scannerde tubulação 150 está produzindo em uma determinadaextensão de tubulação 125.

Software executando no controlador 250 podecomputar o número de amostras por metro de tubulação como ataxa de amostra (em amostras por segundo) dividida pelavelocidade da tubulação (em metros por segundo). Dessemodo, o controlador 250 poderia empregar a seguinte equaçãopara avaliar se o scanner de tubulação 150 está gerando umnúmero suficiente ou adequado de amostras de dados porextensão unitária da tubulação:

de amostras por metro = (n° de amostras porsegundo)/(velocidade da tubulação em metros por segundo)

Na etapa de consulta 1425, o controlador 250determina se a taxa de amostragem atual, computada é maiordo que o limite de amostragem especificado na etapa 1405.

Se a taxa de amostragem atual for maior do que o limite,então na etapa 1425, o processo 14 00 retorna para a etapa1410. Em seguida, o processo 1400 continua a monitorar ataxa de amostragem para avaliar se um número adequado deamostras está sendo obtido a partir da tubulação 125.

Se os ADCs 215, 265 operam em uma taxa deamostragem fixa, então a etapa de consulta 1425 pode servista como avaliando se a velocidade da tubulação estádentro de uma faixa de aceitabilidade.

Se, na etapa 1425, o controlador 250 determinarque o scanner de tubulação está obtendo um númeroinsuficiente de amostras da tubulação 125, então a execuçãoda etapa 143 0 vem após a etapa 1425. Na etapa 143 0, ocontrolador 250 realiza ação corretiva para a condição desubamostragem. O controlador 250 pode alertar o operador docarretei 110 para diminuir a velocidade. Em uma modalidade,o controlador 250 diminui automaticamente a velocidaderotacional do carretei 110, por exemplo, por intermédio deum laço de realimentação.

Em uma modalidade, o controlador 250 podeinstruir a equipe de serviço para abaixar uma ou maisseções da tubulação 125 de volta para dentro do poço 175,por exemplo, para escanear outra vez uma seção a partir daqual um número insuficiente de amostras foi coletado.Alternativamente, a equipe pode optar por marcarfisicamente uma seção da tubulação 125 que foi identificadacomo estando associada aos dados de qualidade suspeita. Emuma modalidade exemplar, o controlador 250 envianotificação para o laptop 13 0 de que certos dados sãoquestionáveis ou podem não ser confiáveis. 0 laptop 130pode marcar os dados suspeitos como potencialmente não-confiáveis e pode apresentar um rótulo em um gráfico dosdados para destacar quaisquer dados suspeitos. Além disso,uma capacidade de representação gráfica, tal como providapelo módulo de gerenciamento de dados discutido acima, dolaptop 13 0 pode sobrepor um indicador de confiança aosdados gráficos. A sobreposição pode indicar a confiançarelativa ou absoluta de várias porções do gráfico de acordocom a taxa de amostragem.

Em uma modalidade exemplar da presente invenção,o controlador 250 envia um sinal de realimentação para osADCs 215, 265 a partir de uma ocorrência de uma incursão detaxa de amostragem. Isto é, o controlador 250 notifica osADCs 215, 2 65 para aumentar suas taxas de amostragemrespectivas se uma seção da tubulação 125 estiversubamostrada. O controlador 250 pode também aumentar a taxade amostragem dos ADCs 215, 265 se o número de amostras porextensão unitária estiver pendendo em direção a um valorinaceitável.

Após a etapa 143 0, o processo 14 00 termina. 0processo 1400 pode ser visto como um método para realizaração corretiva se o scanner de tubulação 150 falhar emcoletar um número adequado ou suficiente de amostras demedição a partir de uma seção da tubulação 125.

De acordo agora com a Figura 15, essa figurailustra um fluxograma de um processo 1500 para variar umataxa de obtenção de amostras de dados a partir de um sensorde tubulação de acordo com uma modalidade exemplar dapresente invenção. O processo 1500, o qual é intituladoVariar Taxa de Amostra, inclui um método através do qual oscanner de tubulação 15 0 pode ajustar uma taxa de aquisiçãode amostra com base em uma regra ou em uma aplicação de umcritério.

Na etapa 1505, um engenheiro especifica uma taxade amostragem alvo em uma base por extensão. Conformediscutido acima, o engenheiro pode conduzir os testes paraavaliar o número de amostras que o scanner de tubulação 150coletaria a partir de cada extensão de unidade da tubulação125 para garantir representação adequada de dados.

A análise pode prosseguir de acordo com osprincípios do teorema Nyquist. De acordo com esse teorema,a amostragem deve ser maior do que a taxa Nyquist paraevitar serrilhado. Em outras palavras, a tubulação 125 deveser amostrada em uma freqüência que é ao menos duas vezes afreqüência de qualquer variação na tubulação 125 que possaser relevante para avaliação ou graduação da tubulação 125.

Por exemplo, se o scanner de tubulação 150detectar de forma confiável variações na parede datubulação que são de um milímetro de comprimento e maiores,então a taxa de amostragem mínima aceitável poderia serespecificada como duas amostras por milímetro.

Além disso, o engenheiro pode especificar umabanda ou faixa de taxas de amostragem aceitáveis, em que astaxas acima e abaixo da faixa especificada sãoinaceitáveis. O critério de taxa de amostragem pode sebasear em resolução de sensor, por exemplo, para proverdados com resolução adequada para discernir característicasem relação a uma avaliação de qualidade.

Na etapa 1510, o controlador 250, ou um programade software executando no mesmo, computa a taxa deamostragem atual em uma base por extensão de acordo com operíodo de tempo entre cada amostra e a velocidade datubulação 125. A computação pode prosseguir conformediscutido acima com referência à etapa 1420 do processo1400, por exemplo.

Na etapa de consulta 1515, o controlador 250compara a taxa de amostragem baseada em extensão atual,determinada na etapa 1510, com as especificações definidasna etapa 1505. A etapa 1515 deriva o fluxo do processo 1500de acordo com o fato de se a taxa de amostragem atual estáacima, abaixo, ou dentro da faixa de valores aceitáveis.Se a taxa de amostragem estiver dentro da faixaaceitável, então o processo 1500 evita alterar a taxa deamostragem e, por intermédio de etapas de iteração 1510 e1515, continua a monitorar a taxa de amostragem paracertificar-se de que ela permaneça dentro da faixaaceitável.

Se a taxa de amostragem for muito baixa, então oprocesso 1500 executa a etapa 1520. Na etapa 1520, ocontrolador 250 transmite um sinal ou comando para qualquerum ou para ambos os ADCs 215, 265. Em resposta a esse sinalou comando, o ADC sinalizado 215, 265 aumenta a taxa deamostragem, tipicamente mediante redução do tempo entrecada aquisição de amostra.

Se o controlador 250 determinar que a taxa deamostragem é muito alta na etapa 1515, então a execução daetapa 1525 vem após a execução da etapa 1515. Na etapa1515, o controlador 250 sinaliza para os ADCs apropriados215, 265 para diminuir a taxa de amostragem em uma base detempo. Isto é, um ou ambos os ADCs 215, 265 prolongam otempo entre cada amostra. Uma motivação para evitar umataxa de amostragem excessivamente elevada é a de conservarmemória, recursos de processamento do computador, oulargura de banda de comunicação dos dados amostrados.

Após execução de qualquer uma das etapas 1520 e1525, o processo 1500 retorna à etapa 1510 e continua amonitorar a taxa de amostragem para garantir obediência àsespecificações ou aos parâmetros de operação.

Seção III: Métodos para Exibir Dados de Profundidade

De acordo agora com a Figura 316, um processoexemplar 1600 para sobrepor uma exposição de profundidadeem um gráfico de dados de análise com base na posição doscolares 157 é mostrado e descrito dentro do ambiente deoperação da sonda de recuperação 14 0 e do scanner detubulação 150 das Figuras 1 e 2. Com referência agora àsFiguras 1, 2 e 16, o método exemplar 1600 começa na etapaINICIAR e prossegue para a etapa 1605, onde a sonda derecuperação 14 0 começa a mover a tubulação 125 a partir dopoço 175. Na etapa 310, o computador 130 recebe os dados deanálise a partir do scanner de tubulação 150. Em uma modalidade exemplar, o computador 13 0 recebe os dados apartir dos sensores de picagem 255 e dos sensores dedesgaste de haste 205.

Na etapa 1615, uma consulta é feita paradeterminar se os localizadores de colar 292 detectaram umcolar 157. Em uma modalidade, os localizadores de colar 292detectam um colar 157 quando o colar 157 está adjacente ouquase adjacente aos localizadores de colar 292. Em outramodalidade, o colar 157 pode ser detectado por outrossensores dentro do scanner de tubulação 150. Por exemplo,os sensores 205 ou 252 podem ser usados para detectar oscolares assim como outra função porque esses sensores 205,252 tendem a registrar uma variação de sinal perceptívelquando um colar 157 passa dentro da faixa do sensor. Ocomputador 13 0 pode ser programado para reconhecer essavariação ou o operador da sonda 14 0 pode ser capaz devisualizar a variação e registrar a localização do colar157 através do computador 13 0 ou de outro dispositivoligado de forma comunicativa com o computador 130. Se oslocalizadores de colar 292 detectarem um colar 157, aderivação "SIM" é seguida para a etapa 320, onde ocomputador 13 0 marca os dados de análise para designar queum colar foi detectado naquele momento. 0 computador 13 0pode "marcar" os dados de análise mediante inserção de umafigura, texto, ou símbolo que pode ser posteriormentedetectado na exibição do gráfico dos dados de análise. Naalternativa, o computador 13 0 pode "marcar" os dados deanálise mediante registro dos dados de análise em um bancode dados, tal como em uma tabela de banco de dados que podeaceitar referência ao colar 157 sendo detectado e associaraquela tabela com o tempo em que os dados de análise foramrecuperados. Além disso, aqueles de conhecimento comum natécnica de recuperação de dados, análise e manipulaçãoconhecerão vários outros métodos para significar que umcolar 157 estava localizado em um tempo específico em queos dados de análise estavam sendo recebidos a partir doscanner de tubulação 150. 0 processo continua então para aetapa 1625.

Se os localizadores de colar 292 não detectaremum colar 157, a derivação "NÃO" é seguida para a etapa1625. Na etapa 1625, uma consulta é conduzida paradeterminar se o processo de remoção de tubulação a partirdo poço 175 está completo. Se o processo de remoção detubulação não estiver completo, a derivação "NÃO" é seguiapara a etapa 1610 para receber dados adicionais de análisee continuar a detecta os colares 157. Caso contrário, aderivação "SIM" é seguida para a etapa 163 0, onde aextensão da tubulação 125 sendo removida a partir do poço175 é determinada. A extensão da tubulação pode serintroduzida no computador 13 0 por intermédio de um operadorde serviço do campo de petróleo. Alternativamente, aextensão da tubulação pode ser recebida a partir da análisecompletada pelo codificador 115 ou outro sensor posicionai.Em uma modalidade, a tubulação 125 tem uma extensão detrinta pés. O computador 130 recebe os dados de análisearmazenados na etapa 1635. Na etapa 1640, o computador 130determina a posição dos dados de análise em que o primeirocolar 157 foi removido do poço 175 mediante observação damarca inserida.

Na etapa 1645, uma variável D contadora éajustada igual a zero. A variável D contadora representa aprofundidade em que a tubulação 125 estava dentro do poço175. O computador 130 designa o primeiro colar 157 marcadonos dados de análise como zero pé de profundidade na etapa1650. Em outra modalidade, a profundidade do primeiro colar157 marcada nos dados de análise pode ser introduzida epode ser diferente de zero pé. Em outra modalidade, osdados posicionais podem ser recuperados a partir docodificador 115 para determinar a profundidade do primeirocolar 157. Na etapa 1655, o computador 130 analisa os dadosde análise para encontrar a marca designando o próximocolar detectado e marcado dentro dos dados de análise. Ocomputador 13 0 adiciona a extensão da tubulação 125 que foiintroduzida pelo operador ou detectada pelo codificador 115ou outro dispositivo de profundidade à extensão D atual naetapa 360. Por exemplo, se o primeiro colar 157 estava emzero pé e a tubulação 125 está em 30 pés de comprimento,então a nova profundidade é de 3 0 pés.

O computador 13 0 exibe o gráfico de dados deanálise e sobrepõe a profundidade a partir de D para Dacrescido de um entre os dois marcadores de colar na etapa1665. Na etapa 1670, a variável D do contador é ajustadaigual a D acrescida de um. Na etapa 1675, é conduzida umaconsulta pelo computador 13 0 para determinar se existemcolares adicionais 157 que foram marcados nos dados deanálise. Se existirem, a derivação wSIM" é seguida de voltapara a etapa 1655, onde o computador 130 determina aposição do próximo marcador de colar nos dados de análise.Caso contrário, a derivação "NÃO" é seguida para a etapa1680, onde o computador 130 exibe o gráfico de dados deanálise com o gráfico de profundidade sobreposto. Oprocesso então continua para a etapa FIM.

A Figura 17 provê uma vista dos métodos deexibição das etapas 1620 e 1640-1680 da Figura 16. Comreferência à Figura 4, a exibição dos dados de profundidadesobrepostos em um gráfico de dados de análise com base naposição de colar 1700 é gerada com base em uma modalidadeonde os dados de análise estão sendo traçados graficamentevirtualmente simultaneamente à recuperação. Os dados deanálise são mostrados como pontos de dados de escaneamento1702 em um gráfico de linhas. Quando os colares 157 sãodetectados pelos localizadores de colar 292 e a informaçãoé passada a partir dos localizadores de colar 292 para ocomputador 13 0, o computador 13 0 insere uma marca 1704-1710. Quando a extensão da tubulação e a posição da marca1704 representando o primeiro colar 157 detectado tiveremsido determinadas, o computador 130 pode começar a gerar aescala de profundidade 1712. Na modalidade mostrada naFigura 17, a primeira marca de colar 1704 foi determinadacomo estando em uma profundidade de zero pé, contudo essaprofundidade pode ser ajustada conforme discutido acima. 0computador 130 determina a posição da próxima marca decolar 17 06 e marca a profundidade mediante prolongamento daescala de profundidade entre a primeira marca de colar 1704e a segunda marca de colar 17 06 pela quantidade de extensão5 de tubulação introduzida. Em uma modalidade, o computador130 também poderia inserir subconjuntos da distância decomprimento de tubulação para a escala de profundidade. Porexemplo, o computador 13 0 poderia estimar a posição de dezpés e vinte pés nessa escala para tornar mais fácil adeterminação da profundidade exata.

Quando o computador 13 0 tiver determinado aposição da segunda marca de colar 1706, a profundidade éajustada igual a 3 0 pés e o computador 13 0 determina aposição da terceira marca de colar 1708. Uma extensão detubulação de 3 0 pés é adicionada à distância D para igualaruma profundidade de 60 pés e a distância a partir de 30 a60 pés é prolongada entre as marcas de colar 1706 e 1708. 0processo pode ser repetido até que a última marca de colarseja atingida e a escala de profundidade abrange todo ousubstancialmente todo o gráfico de dados de análise 1700.Conforme discutido acima, o método de exibição mostrado naFigura 17 tem apenas o propósito de exemplo. Aquelesversados na técnica poderiam determinar vários outrosmétodos para marcar os dados quando o colar 157 tiver sidolocalizado e exibir os dados de profundidade com os dadosde análise sem estar fora do escopo dessa invenção.

A Figura 18 é um diagrama de fluxograma lógicoilustrando outro método 1800 para sobreposição de umaexibição de profundidade em um gráfico de dados de análisecom base na posição dos colares 157 dentro do ambiente deoperação da sonda de recuperação 14 0 e scanner de tubulação150 das Figuras 1 e 2. Com referência às Figuras 1, 2 e 18,o método 1800 começa na etapa INICIAR e prossegue para aetapa 1805, onde um colar 157 é puxado através dos sensoresde picagem 255 desse scanner de tubulação 150 paradeterminar uma saída calibrada ou padrão por intermédiodaqueles sensores 255 quando os sensores 255 detectam umcolar 157. Em uma modalidade, o colar 157 é puxado atravésdos sensores 255 na velocidade ou quase na mesma velocidadeque a tubulação 125 será analisada para melhorar aaquisição do nível de escaneamento a partir dos sensores255. Em outra modalidade exemplar, outros sensores, talcomo o sensor de desgaste de haste 2 05 ou sensor de picagem255 poderia ser usado na calibração e detecção dos colares157. Em ainda outra modalidade, o computador 130 pode serprogramado utilizando lógica vaga, lógica de programa derede neural ou outra lógica de controle e aprendizadoconhecida daqueles de conhecimento comum na técnica paradeterminar os parâmetros de saída de sensores específicosquando um colar 157 está passando dentro da faixa dedetecção daqueles sensores. O computador 130 poderia entãocalibrar a si próprio para reconhecer quando os colares 157estão sendo detectados pelos sensores específicos noscanner de tubulação 150 e introduzir essa informação nastabelas ou gráficos de saída.

Na etapa 1810, a sonda de recuperação 140 começaa remover a tubulação 125 a partir do poço 175. Na etapa1815, o computador 130 recebe os dados de análise a partirdo scanner de tubulação 150. Em uma modalidade exemplar, ocomputador 130 recebe os dados a partir dos sensores depicagem 225 e dos sensores de desgaste de haste 205. Naetapa 520, uma consulta é realizada para determinar se oprocesso de remoção de tubulação a partir do poço 175 estáconcluído. Se o processo de remoção de tubulação nãoestiver concluído, a derivação "NÃO" é seguida para a etapa1815 para receber dados adicionais de análise. Casocontrário, a derivação "SIM" é seguida para a etapa 1825,onde a extensão da tubulação 125 sendo removida a partir dopoço 175 é determinada. A extensão da tubulação pode serintroduzida no computador 13 0 por intermédio de um operadorde serviço do campo de petróleo. Alternativamente, aextensão da tubulação pode ser recebida a partir da análiseconcluída pelo codificador 115, ou outro sensor posicionai,e passada para o computador 13 0. Em uma modalidadeexemplar, a extensão da tubulação 125 é de 30 pés. 0computador 13 0 recebe os dados de análise armazenados naetapa 1830.

Na etapa 1835, o computador 13 0 avalia os dadosde análise para determinar a localização dos colares combase nos níveis obtidos no procedimento de calibração daetapa 1805. Por exemplo, pode ser determinado durante oprocedimento de calibração que o nível de escaneamento apartir dos sensores de picagem 255 está acima de quatroquando o colar 157 é detectado, mas, ao contrário, epermanece abaixo de quatro quando a tubulação 125 compicagem é detectada. Nesse exemplo, o computador 13 0pesquisaria os dados de análise para as seqüências de dadosacima de quatro e marcaria essas seqüências como contendocolares. Flutuações menores nos níveis de escaneamentotambém poderiam fazer com que os dados de análise ficassemacima e abaixo de um nível de escaneamento de quatrodurante a fase de análise. 0 computador 13 0 também poderiaser programado para avaliar essa situação e determinar sedois colares foram localizados, ou se um colar tendomúltiplos picos em relação a um nível de escaneamento dequatro foi detectado.

Na etapa 1840, uma variável D contadora éajustada igual a zero. A variável D contadora representa aprofundidade em que a tubulação 125 estava dentro do poço175. 0 computador 130 designa o primeiro colar 157localizado nos dados de análise como tendo um nível deescaneamento acima de um nível predeterminado como zero péde profundidade na etapa 1845. Em outra modalidadeexemplar, a profundidade do primeiro colar 157, localizadapelo computador 13 0, nos dados de análise, pode serintroduzida e pode ser diferente de zero pé. Em outramodalidade exemplar, os dados de posição podem serrecuperados a partir do codificador 115 ou outro sensorposicionai para determinar a profundidade do primeiro colar157. Na etapa 1850, o computador 130 analisa os dados deanálise para determinar a posição do próximo colar 157 nosdados de análise mediante a análise dos níveis deescaneamento a partir do sensor de picagem 255. Ocomputador 13 0 adiciona a extensão da tubulação 125 que foiintroduzida pelo operador ou detectada pelo codificador 115à extensão D atual na etapa 1855. Por exemplo, se oprimeiro colar 157 estava em zero pé e a tubulação 125 estáem trinta pés de comprimento, então a nova profundidade éde trinta pés.

O computador 13 0 exibe o gráfico de dados deanálise e sobrepõe a profundidade a partir de D para Dacrescida de um entre os dois colares localizados na etapa1860. Na etapa 1865, a variável D contadora é ajustadaigual a D acrescida de um. Na etapa 1870, uma consulta éconduzida pelo computador 130 para determinar se existemquaisquer adicionais de análise a partir dos sensores depicagem 255 que estejam associados a um calor 157. Casopositivo, a derivação "SIM" é seguida de volta para a etapa1850. Caso contrário, a derivação "NÃO" é seguida para aetapa 1875, onde o computador 130 exibe o gráfico de dadosde análise com o gráfico de profundidade sobreposto. Oprocesso então continua para a etapa FIM.

As Figuras 19 e 19A proporcionam vistasexemplares dos métodos de exibição das etapas 1835-1870 daFigura 5. Com referência agora às Figuras 18, 19 e 19A aexibição exemplar dos dados de profundidade sobrepostos aum gráfico de dados de análise com base na localização doscolares 1900 começa com a exibição dos dados de análise apartir dos sensores de picagem 255. Os dados de análise sãomostrados como pontos de dados de escaneamento 1902 em umgráfico de linhas. Para essa exibição exemplar 1900 supõe-se que a etapa de calibração de 1805 na Figura 5 revelouque os sensores de picagem 255 produziram um nível deescaneamento acima de quatro quando o colar 157 foiescaneado e menos do que quatro quando do escaneamento detodas as outras partes da tubulação 125. O computador 130analisa os dados de escaneamento 1902 para procurar ospontos de dados acima de um nível de escaneamento dequatro.

Quando o computador 13 0 atinge o primeiro pontode dados 1904 tendo o nível de escaneamento acima dequatro, o computador 13 0 pode registrar ou destacar esseponto de dados como sendo um colar 157. Nessa exibiçãoexemplar, o computador 13 0 associa o primeiro colar 157como tendo uma profundidade de zero, mas a profundidadeinicial do primeiro ponto de colar 1904 pode ser diferentede zero, conforme aqui discutido. O computador 13 0 podeanalisar o restante dos dados de análise para determinaroutros pontos de colar 1906, 1908, e 1910. Quando aextensão da tubulação e a posição do primeiro ponto decolar 1904 representando o primeiro colar 157 detectadotiverem sido determinadas, o computador 13 0 pode começar agerar a escala de profundidade.

A Figura 19A provê uma vista exemplar daexposição do gráfico de dados de análise 1920 com a escalade profundidade sobreposta aos dados de análise. Namodalidade mostrada na Figura 19A, o computador 130determina a posição do próximo ponto de colar 1906 e marcaa profundidade mediante prolongamento da escala deprofundidade entre o primeiro ponto de colar 1904 e osegundo ponto de colar 1906 pelo valor da extensão detubulação de entrada, trinta pés nesse exemplo. Em umamodalidade exemplar, o computador 13 0 também poderiainserir subconjuntos da distância de extensão da tubulaçãona escala de profundidade. Por exemplo, embora não sejamostrado, o computador 13 0 poderia estimar a posição de dezpés e vinte pés nessa escala para tornar mais fácil dedeterminar a profundidade exata para os pontos de dadosdiferentes dos pontos de colar.

Quando o computador 13 0 tiver determinado aposição do segundo ponto de dados de colar 1906, aprofundidade é ajustada igual a trinta e o computador 13 0determina a posição do terceiro ponto de dados de colar1906. Uma extensão de tubulação de trinta é adicionada àdistância para igualar uma profundidade de sessenta pés e adistância a partir de trinta a sessenta pés é prolongadaentre os pontos de dados de colar 1906 e 1908. 0 processopode ser repetido até que o último ponto de dados de colarseja alcançado e a escala de profundidade cobre todo ousubstancialmente todo o gráfico de dados de análise 1920.Conforme assinalado, o método de exibição, mostrado nasFiguras 19 e 19A tem a finalidade apenas de exemplo.Aqueles de conhecimento comum na técnica poderiamdeterminar outros métodos para calibrar os sensores edeterminar a posição dos colares com base nos dados deescaneamento e então, quando os colares 157 tiverem sidolocalizados, exibir os dados de profundidade com os dadosde análise sem estar fora do escopo dessa invenção. Porexemplo, em outra modalidade exemplar, os dados de análisee os dados de profundidade poderiam ser exibidos em umgráfico verticalmente orientado em vez do gráficohorizontalmente orientado mostrado nas Figuras 19 e 19A.

A Figura 2 0 é um diagrama de fluxograma lógicoilustrando um método 2000 para associar os dados de análisecom a profundidade da tubulação 125 a partir da qual osdados de análise foram obtidos e exibir os dados de análisecom um componente de profundidade dentro de um ambiente deoperação exemplar da sonda de recuperação 14 0 da Figura 1 escanner de tubulação 150 da Figura 2. Com referência àsFiguras 1, 2 e 20, o método 2 000 começa na etapa INICIAR eprossegue para a etapa 2 005, onde o codificador 115 lendono computador 130 é ajustado igual a zero. Na etapa 2010, asonda de recuperação 14 0 começa a levantar a tubulação 125a partir do poço 175. 0 computador 130 recebe dados deposição e de profundidade a partir do codificador 115 ou deoutro sensor posicionai na etapa 2015. Na etapa 2020, ocomputador 130 recebe amostras de dados de análise a partirdos sensores 205, 255, 292 no scanner de tubulação 150. Naetapa 2 025, o computador 130 associa os dados deprofundidade a partir do codificador 115 com as amostras dedados de análise. Em uma modalidade exemplar, cada vez queo computador 13 0 recebe uma amostra de dados de análise earmazena a mesma em uma tabela de dados, o computador 13 0também recebe uma leitura de profundidade a partir docodificador 115 e coloca esses dados em uma tabela de dadocorrespondente.

O computador 13 0 representa graficamente os dadosde análise em um gráfico e exibe o mesmo em uma tela devisualização para o operador de serviço no campo depetróleo na etapa 2030. Na etapa 2030, o computador 130sobrepõe um eixo de profundidade no gráfico de dados deanálise com base na profundidade associada com cada amostrade análise de dados nas tabelas de dados. Na etapa 2 040,uma consulta é conduzida para determinar se toda atubulação 125 foi removida do poço 175. Se tubulaçãoadicional 125 precisa ser removida, a derivação "SIM" éseguida para a etapa 2045, onde o computador 130 continua aregistrar os dados recebidos a partir do codificador 115 edo scanner de tubulação 150. Caso contrário, a derivação"NÃO" é seguida para a etapa 2050, onde o computador 130recupera e exibe o gráfico de dados de análise com umcomponente de profundidade sobreposto. O processo entãocontinua para a etapa FIM.

A Figura 21 é um diagrama de fluxograma lógicoilustrando outro método exemplar 2100 para associar dadosde análise com a profundidade da tubulação 125 a partir daqual os dados de análise foram obtidos e exibir os dados deanálise com um componente de profundidade dentro doambiente de operação exemplar da sonda de recuperação 14 0da Figura 1 e scanner de tubulação 150 da Figura 2. Comreferência às Figuras 1, 2, 21, o método exemplar 2100começa na etapa INICIAR e prossegue para a etapa 2105, ondea variável S contadora é ajustada igual a um. A variável Scontadora representa um ponto de dados de sensor que podeser recebido a partir do scanner de tubulação 150 e exibidono gráfico de dados de análise. Na etapa 2110, a variável Drepresenta a profundidade da tubulação 125 recuperada apartir do poço 175. Em uma modalidade exemplar a variável Drepresenta a profundidade da tubulação 125 quando ela foiposicionada no poço de operação 175 e não a posiçãovariável de cada seção de tubulação 125 quando ela estásendo removida do poço 175.

Na etapa 2115, a variável D é ajustada igual azero. Em uma modalidade exemplar, a profundidade pode serajustada igual a zero em uma exibição de codificador nocomputador 130. Em outra modalidade exemplar, a exibição decodificador pode estar localizada na sonda de recuperação140 e o computador 13 0 pode receber e analisar os dados deprofundidade a partir daquela exibição de codificaçãoatravés do uso de meio de comunicação conhecido daqueles deconhecimento comum na técnica. A sonda de recuperação 14 0começa a remover a tubulação 125 a partir do poço 175 naetapa 2120. Na etapa 2125, o computador 130 recebe umprimeiro ponto S de dados de sensor a partir do scanner detubulação 150. Em uma modalidade exemplar o ponto de dadospode ser a partir do sensor de picagem 225, do sensor dedesgaste de haste 205, dos localizadores de colar 292 ououtros sensores adicionados ao scanner de tubulação 150. Naetapa 213 0 o computador 13 0 determina a profundidade D combase na posição do codificador 115, e exibida no momento emque o ponto de dados do sensor é recebido. Em umamodalidade exemplar, o retardo causado pelos dados a partirdo scanner de tubulação 150 alcançando e sendo processadospelo computador 13 0 pode ser mais ou menos um pé. Nessamodalidade exemplar o computador 13 0 pode considerar oretardo e modificar os dados atuais recebidos a partir docodificador 115 para superar esse retardo e igualar aprofundidade com a posição ao longo da tubulação 125 apartir da qual os dados foram recuperados.

Na etapa 2135, o computador 130 associa o ponto Sde dados de sensor com a profundidade D. Em uma modalidadeexemplar, a associação é feita mediante criação e inserçãodos dados associados nas tabelas de dados que podem serposteriormente usadas para gerar o gráfico de dados deanálise e o gráfico de profundidade de sobreposição. Naetapa 214 0, uma consulta é conduzida pelo computador 130para determinar se os pontos S de dados de sensoradicionais estão sendo recebidos a partir do scanner detubulação 150. Se afirmativo, a derivação "SIM" é seguidapara a etapa 2145, onde a variável S contadora é aumentadaem um. Na etapa 2150, o computador 130 recebe o próximoponto S de dados do sensor e o processo retorna para aetapa 2130 para determinar a profundidade para aquele pontode dados do sensor. Retornando à etapa 214 0, se nenhumponto de dados, adicional, do sensor estiver sendorecebidos, a derivação "NÃO" é seguida para a etapa 2155,onde o computador 13 0 exibe os dados recebidos do sensor emum tempo ou gráfico baseado em amostras. Na etapa 2160, ocomputador 13 0 sobrepõe os dados de profundidade associados a cada ponto de dados do sensor no gráfico de dados deanálise. O processo então continua para a etapa FIM.

As Figuras 22, 22A, e 22B proporcionam uma vistaexemplar das etapas 2135-2160 da Figura 21. Com referênciaagora às Figuras 22, 22A, e 22B, o display de análise dedados exemplar 900 da Figura 22 inclui um eixo-Yrepresentando o nível de escaneamento recebido a partir dossensores no scanner de tubulação 150, um eixo-Xrepresentando a contagem de amostras para as amostrasrecebidas a partir do scanner de tubulação 150, e os dadosde análise 2202 que poderiam ser a partir de qualquersensor no scanner de tubulação 150. A Figura 22B provê umatabela de banco de dados exemplar 222 0 que inclui umcontador de amostra de dados 2222, designado "contador S depontos de dados de sensor", o nível de escaneamento 2224 para cada ponto de dados, designado "valor de dados"; umcontador de valor de profundidade ou posição 2226,designado "contador de posição (D)"; e a profundidadeconforme recebida pelo computador 13 0 a partir do displayde codificador, em pés. A tabela de banco de dados exemplar2220 provê apenas uma de várias formas de associar os dadosde profundidade a partir do display de codificador com ospontos de dados de escaneamento conforme descrito na Figura21.

A Figura 22A prove um display de análise de dadosexemplar 2210 que inclui um eixo-y representando o nível deescaneamento recebido a partir dos sensores no scanner detubulação 150, o eixo-x representando a contagem deamostras para as amostras recebidas a partir do escaneadorde tubulação 150, e dados de análise 2202, mostrados comoum gráfico de linhas de pontos de dados, que poderiam serde qualquer sensor no scanner de tubulação 150 a partir dodisplay exemplar 200 da Figura 22. O display exemplar 2210inclui ainda um eixo de profundidade de sobreposição 2204.A posição do eixo de profundidade 2204 pode ser facilmentemodificada em outras modalidades exemplares.Adicionalmente, o display como um todo poderia serposicionado verticalmente em vez de horizontalmenteconforme mostrado nos displays exemplares 2200 e 2210. Oeixo de profundidade exemplar 2204 é obtido medianterecuperação dos dados de profundidade associados 2228 paracada ponto de dados 2224 na tabela de banco de dados 2220 eescalonando o eixo de profundidade 2204 para igualar aposição de cada ponto de dados. Aqueles versados na técnicareconhecerão que a inovação de exibir os dados deprofundidade associados a cada ponto de dados pode serobtida em muitas outras formas sem se afastar do escopodessa invenção. Além disso, aqueles versados na técnicareconhecerão que o detalhe provido no eixo de profundidade2204 é facilmente ajustado com base nas preferências dooperador de serviço do campo de petróleo e a quantidade dedetalhes necessários para auxiliar os operadores de serviçodo campo de petróleo em tomar decisões sobre o poço 175.

A Figura 23 é um diagrama de fluxograma lógicoilustrando um método exemplar 1000 para calibrar os dadosde tubulação recebidos a partir dos vários sensores parauma profundidade específica dentro do ambiente de operaçãoexemplar da sonda de recuperação 140 da Figura 1 e doscanner de tubulação 150 da Figura 2. Com referência àsFiguras 1, 2, 23, o método exemplar 23 00 começa na etapaINICIAR e prossegue para a etapa 23 05, onde o computador13 0 recebe a distância vertical a partir do localizador decolar 292 para os sensores de desgaste de haste 205, essadistância sendo representada pela variável X. Na etapa2310, o computador 130 recebe a distância vertical a partirdo localizador de colar 292 para o sensor de picagem 255 erepresenta essa distância com a variável Y. Em umamodalidade exemplar, os localizadores de colar 292 sãoconsiderados como o ponto básico para todas as posições deprofundidade, contudo, aqueles versados na técnica poderiamdesignar outros sensores ou outros pontos dentro ou fora doscanner de tubulação 150 para ser a referência de base paraa profundidade.

Na etapa 2315, é feita uma consulta no sentido dedeterminar se existem sensores adicionais. Os sensoresadicionais podem estar localizados dentro ou fora doscanner de tubulação 150 e podem avaliar uma faixa deinformação relacionada à tubulação 125 e poço 175,incluindo sensores de peso, conhecidos daqueles versados natécnica. Se houver sensores adicionais, a derivação "SIM" éseguida para a etapa 2320, onde uma distância vertical aprofundidade é registrada como variável D. Na etapa 2355, ocomputador 13 0 registra os dados de desgaste de haste comotendo uma profundidade igual a D menos X. Na etapa 2360, ocomputador 13 0 recebe os dados a partir do sensor depicagem 255. Na etapa 2365, a profundidade da tubulação 125no momento em que os dados de sensor de picagem foramobtidos é determinada. Essa profundidade é registrada comovariável D. Na etapa 23 70, o computador 13 0 registra osdados de sensor de picagem como tendo uma profundidadeigual a D menos Y. Aqueles de conhecimento comum na técnicareconhecerão que a variância de profundidade em relação àreferência de profundidade de base poderia ser positiva ounegativa com base na posição relativa da referência de basee por essa razão o computador 13 0 poderia tambémacrescentar a variância à profundidade D determinada se aposição relacionai do sensor para a referência de baseassim exigisse.

Na etapa 2375, o sistema conduz refinamentos deprofundidade similares para outros sensores com base nodeslocamento vertical a partir dos localizadores de colar292. Na etapa 2380, é feita uma consulta para determinar seos dados adicionais de sensor estão sendo recebidos. Sepositivo, a derivação "SIM" é seguida para a etapa 2330.Caso contrário, a derivação "NÃO" é seguida para a etapa FIM.

A Figura 24 é um diagrama de fluxograma lógicoilustrando um método exemplar 2400 para calibrar aamplitude dos dados de tubulação recebidos a partir devários sensores dentro do ambiente de operação exemplar dazona de recuperação 14 0 da Figura 1 e scanner de tubulaçãopartir de cada sensor até o localizador de colar 292 édeterminada e recebida por intermédio de, ou introduzida emum computador 13 0. Caso contrário, a derivação "NÃO" éseguida para a etapa 2325. Na etapa 2325, a sonda 14 0começa o processo de remoção da tubulação 125.

O computador 130 ou outro dispositivo de análiserecebe os dados a partir dos localizadores de colar 292 naetapa 2330. Na etapa 2335, a profundidade da tubulação 125no momento em que os dados do localizador de colar foramobtidos é determinada. Essa profundidade é registrada comovariável D. A profundidade não é a profundidade datubulação no momento em que ela passa pelos localizadoresde colar. Em vez disso, a profundidade é uma estimativa daprofundidade na qual aquela porção da tubulação 125 estálocalizada no poço 175 durante operação do poço. Aprofundidade pode ser determinada a partir do codificador115 ou outra profundidade de sensores posicionaisconhecidos daqueles versados na técnica. Na etapa 2340, ocomputador 13 0 registra os dados de localizador de colarcomo tendo uma profundidade igual a D. A profundidade podeser registrada em uma tabela de banco de dados ou em umgráfico exibindo dados em tempo real para análise porintermédio de um operador de serviço do campo de petróleo,ou ela pode ser registrada mediante outra forma conhecidadaqueles versados na técnica. Por exemplo, os dados podemser inseridos diretamente em uma planilha.

Na etapa 2345, o computador 130 recebe os dados apartir do sensor de desgaste de haste 2 05. Na etapa 2350, aprofundidade da tubulação 125 no momento em que os dados dedesgaste de haste foram obtidos é determinada. Essa150 da Figura 2. Com referência às Figuras 1, 2 e 24, ométodo exemplar 24 00 começa na etapa INICIAR e prosseguepara a etapa 2405, onde o scanner de tubulação 150 escaneiauma extensão da tubulação 125 para obter os dados deescaneamento. Esses dados de escaneamentô podem sertransmitidos para o computador 13 0 ou outro dispositivo deanálise, em uma modalidade exemplar. Na etapa 2410, ocomputador 13 0 avalia os dados de escaneamento no sentidode um trecho de tubulação 125 e seleciona uma porção dosdados de escaneamento tendo a menor quantidade de picagem eperda de parede. Em uma modalidade exemplar, o computador13 0 seleciona os dados representando uma extensão de cincopés da tubulação 125. A seleção dos dados de escaneamentotendo a quantidade mínima de picagem pode ser realizadamediante seleção dos dados tendo a menor amplitude de picomáxima, selecionando-se os dados tendo a menor amplitudemédia ou outros métodos de análise conhecidos daquelesversados na técnica.

O computador 13 0 designa a seção selecionada dedados como "escanear X" na etapa 2415. Na etapa 2420, umasuposição é introduzida ou programada no computador 13 0 comrelação à proporção da amplitude para dado de escaneamentoX par a amplitude de dados de escaneamento para a extensãototal da tubulação. Em uma modalidade exemplar, a proporçãoprogramada é de dados de escaneamento X tendoaproximadamente um oitavo da amplitude da escala para ográfico usado para visualização dos dados de escaneamento eanálise da tubulação 125. Na etapa 2425, a escala deamplitude para a porção que pode ser observada do gráficopara cada sensor exibido nó computador 13 0 ou outrodispositivo de exibição é ajustada igual a oito vezes aamplitude para dados de escaneamento X.

Na etapa 243 0, o computador 13 0 recebe os dadosde escaneamento a partir de um ou mais dos sensorescontendo análise de um colar 157. Em uma modalidadeexemplar, a porção de colar foi assinalada comosignificativa porque ela freqüentemente gera o sinal maisforte para muitos dos sensores. Contudo, aqueles deconhecimento comum a técnica reconhecerão que outros objetos podem gerar o sinal mais forte para um sensor eaqueles objetos podem ser usados como o ponto de mediçãodiscutido nas etapas a seguir. O computador 130 designa aamplitude dos dados de escaneamento para o colar 157 comodados de escaneamento Y. Na etapa 244 0, uma consulta éconduzida para determinar se a amplitude dos dados deescaneamento Y é substancialmente maior ou menos do que aamplitude dos dados de escaneamento X. A variância a partirde substancialmente menos ou mais até exatamente igual aoito vezes a quantidade pode ser programada no computador130 com base nas condições ambientais atuais, os sensoressendo avaliados, e o tipo de tubulação ou outro materialsendo analisado. Se a amplitude for substancialmente maior,a derivação "MAIOR" é seguida para a etapa 2445, onde osinal de ruído para o sensor é ajustado. Em uma modalidadeexemplar, o sinal de ruído é manualmente ajustado por umoperador, contudo, o sinal poderia ser ajustadoautomaticamente pelo computador 13 0 ou outro dispositivo decontrole. Na etapa 2450, um alerta é enviado para ooperador de serviço do campo de petróleo de que existe umnível de ruído inaceitável, contudo, nos dados para aomenos um sensor. Em uma modalidade exemplar, esse alertapode incluir um sinal audível, um sinal visual (tal comouma luz que pista), uma mensagem exibida no computador 130ou outro dispositivo de exibição, uma página eletrônica oucorreio eletrônico. O processo então continua para a etapa2460.

Retornando à etapa 244 0, se a amplitude forsubstancialmente menor, então a derivação "MENOR" é seguidapara a etapa 2455, onde o ajuste da amplitude para os dadosou exibição de gráfico é ajustada para aumentar o nível dosdados exibidos de sensor na área que pode ser visualizadada exibição no computador 130. Na etapa 2460, uma consultaé conduzida para determinar se existe outra extensão detubulação 125 que precisa ser analisada pelo scanner detubulação 150. Caso positivo, a derivação "SIM" é seguidapara a etapa 24 05 para começar o escaneamento da próximaextensão da tubulação. Caso contrário, a derivação "NÃO" éseguida para a etapa FIM. Aqueles de conhecimento comum natécnica reconhecerão que o método descrito na Figura 24permite a calibração contínua dos sensores de tubulação e aexibição dos dados a partir daqueles sensores durante aremoção da tubulação 125 a partir do poço 175.

A partir do acima, será reconhecido que umamodalidade da presente invenção supera as limitações datécnica anterior. Aqueles versados na técnica apreciarãoque a presente invenção não é limitada a nenhuma aplicaçãoespecificamente discutida e que as modalidades descritasaqui são ilustrativas e não restritivas. A partir dadescrição das modalidades exemplares, equivalentes doselementos mostrados na mesma serão sugeridas para aquelesversados na técnica e modos de construir outras modalidadesda presente invenção serão sugeridos para os que praticam atécnica. Portanto, o escopo da presente invenção deve serlimitado somente por quaisquer reivindicações que possamvir depois.

Claims

1. Sistema para interpretar dados de tubulaçãopara avaliação de um poço, caracterizado por compreender:um scanner de tubulação compreendendo umapluralidade de sensores;um dispositivo de computação, o dispositivo decomputação incluindo um módulo analítico para analisar osdados de tubulação;meio para exibir os dados.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pór compreender ainda um codificador acopladoeletronicamente ao dispositivo de computação.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o sensor é selecionado apartir de um sensor de desgaste de haste, um sensor depicagem, um localizador de colar, um detector de rachaduraou fenda, um medidor de temperatura, uma câmera ou umaparelho de teste hidrostático.

4. Método para interpretar dados de tubulação,caracterizado por compreender:escanear uma pluralidade de segmentos detubulação cóm um scanner de tubulação pára produzir dadosde escaneamento de segmento de tubulação, o scannercompreendendo um sensor de desgaste de haste;correlacionar os dados de escaneamento desegmento com os dados posicionais obtidos a partir de umcodificador;analisar os dados de escaneamento de segmento detubulação para identificar padrões de desgaste nossegmentos de tubulação;exibir os dados de segmento de tubulação.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato de que o scanner de tubulaçãocompreende ainda um sensor de picagem.

6. Método, de acordo cóm a reivindicação 4,caracterizado por compreender ainda empregar software dereconhecimento de padrão.

7. Método, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato de que ò software de reconhecimentode padrão emprega processamento de transformada de Fourier.

8. Método, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato de que o software de reconhecimentode padrão processa os dados com base no algoritmo genético,matemática fractal, inteligência artificial, filtraçãoadaptativa, filtração de Kalman, análise de mínimosquadrados, análise de mínimos quadrados parcial, filtraçãoestocástica, reconhecimento de padrão estatístico,algoritmo linear, ou programação linear.

9. Método, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato de que o software de reconhecimentode padrão sinaliza características de desgaste.

10. Método, de acordo com a reivindicação 5,caracterizado pelo fato de que o software de reconhecimentode padrão sinaliza regiões tendo picagem significativa semdesgaste de haste significativo.

11. Método, de acordo com a reivindicação 5,caracterizado pelo fato de que o software de reconhecimentode padrão sinaliza regiões tendo desgaste de hastesignificativo sem picagem significativa.

12. Método, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado por compreender ainda determinar se umaregião de desgaste de haste é atribuível à extensão decurso da haste de sucção.

13. Método, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado por compreender ainda selecionar a região dedesgaste de haste como sendo errônea.

14. Método, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado por compreender ainda exibir os dados comouma função da profundidade.

15. Método para interpretar dados de tubulação,caracterizado por compreender:escanear uma pluralidade de segmentos detubulação com um scanner de tubulação para produzir dadosde escaneamento de segmento de tubulação, o scannercompreendendo um sensor de picagem;correlacionar os dados de escaneamento desegmento com os dados posicionais obtidos a partir de umcodificador;analisar os dados de escaneamento de segmento detubulação para identificar padrões de picagem nos sègmentosde tubulação ,exibir os dados de segmento de tubulação.

16. Método, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado por compreender ainda empregar software dereconhecimento de padrão.

17. Método, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato de que o software de reconhecimentode padrão emprega processamento de transformada de Fourier.

18. Método, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato de que o software de reconhecimentode padrão processa os dados com base no algoritmo genético,matemática fractal, inteligência artificial, filtraçãoadaptativa, filtração de Kalman, análise de mínimosquadrados, análise de mínimos quadrados parcial, filtraçãoestocástica, reconhecimento de padrão estatístico,algoritmo linear, ou programação linear.

19. Método, de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato de que o software de reconhecimentode padrão sinaliza características de desgaste.

20. Método, de acordo com a reivindicação 5,caracterizado por compreender exibir os dados como umafunção da profundidade.