BRPI0722346A2

BRPI0722346A2 - Sistema de sensoriamento óptico furo abaixo, método de purgar um sistema de sensoriamento óptico furo abaixo

Info

Publication number: BRPI0722346A2
Application number: BRPI0722346-3A
Authority: BR
Inventors: Neal G Skinner
Original assignee: Welldynamics Inc
Priority date: 2007-12-28
Filing date: 2007-12-28
Publication date: 2014-03-18
Also published as: EP2225801A1; WO2009085044A1; EP2225801A4; CA2709698A1; CA2709698C

Description

“SISTEMA DE SENSORIAMENTO ÓPTICO FURO ABAIXO, MÉTODO DE PURGAR UM SISTEMA DE SENSORIAMENTO ÓPTICO FURO ABAIXO”

Campo técnico

A presente invenção é relativa, genericamente, a equipamento utilizado em operações realizadas em conjunto com poços subterrâneos e, em uma modalidade descrita aqui, mais particularmente fornece purga de condutos de fibra óptica em poços subterrâneos.

Fundamento

E muito importante para fibras ópticas serem bem protegidas quando são utilizadas em ambientes severos, hostis. Por exemplo, em ambientes de alta temperatura tal como em poços de injeção de vapor ou em outros ambientes de poço de alta temperatura, existe uma variedade de efeitos possivelmente danosos que requerem proteção.

Um efeito de ambientes de alta temperatura em fibras ópticas é escurecimento acelerado por hidrogênio. Em alguns casos uma fibra óptica pode se tomar inutilizada devido a escurecimento por hidrogênio dentro de alguns dias de sua instalação.

Portanto, será apreciado que melhoramentos são necessários na técnica de proteger fibras ópticas em ambientes hostis.

Sumário

Ao realizar os princípios da presente invenção, um sistema de sensoriamento óptico furo abaixo e método associado são fornecidos, os quais solucionam no mínimo um problema na técnica. Um exemplo está descrito abaixo, no qual uma fibra óptica é instalada dentro de condutos coaxiais para purga conveniente de hidrogênio ao redor da fibra óptica. Outro exemplo está descrito abaixo no qual um meio de purga é circulado fiiro abaixo é retomado a partir de furo abaixo através dos condutos coaxiais.

Em um aspecto, um sistema de sensoriamento óptico furo abaixo é fornecido. O sistema inclui no mínimo uma linha óptica e no mínimo dois condutos tubulares. Um conduto é posicionado dentro do outro conduto ou. A linha óptica é posicionada dentro de no mínimo um dos condutos. Um meio de purga é escoado em uma direção através de um conduto, e é escoado em uma direção oposta entre os condutos.

Em outro aspecto, um método de purgar um sistema de sensoriamento óptico furo abaixo é fornecido. O método inclui as etapas de instalar no mínimo dois condutos e uma linha óptica em um poço como parte do sistema de sensoriamento, um conduto sendo posicionado dentro do outro conduto e a linha óptica sendo posicionada dentro de no mínimo um dos condutos; e escoar um meio de purga através dos condutos no poço, de modo que o meio de purga escoa em uma direção através de um conduto e em uma direção oposta entre os condutos.

Estes e outros aspectos, vantagens, benefícios e objetivos se tomarão evidentes a alguém de talento ordinário na técnica quando de consideração cuidadosa da descrição detalhada de modalidades representativas da invenção aqui abaixo e dos desenhos que acompanham, nos quais elementos similares são indicados nas diversas figuras utilizando os mesmos números de referência.

Breve descrição dos desenhos

A figura 1 é uma vista esquemática em seção transversal parcial de um sistema e método que configuram princípios da presente invenção;

A figura 2 é uma vista esquemática em seção transversal parcial em escala ampliada do sistema de sensoriamento óptico;

A figura 3 é uma vista esquemática em seção transversal parcial de um método de purgar o sistema de sensoriamento óptico; e

A figura 4 é uma vista esquemática em seção transversal parcial de em um método alternativo de purga para o sistema de sensoriamento óptico.

Descrição detalhada

Deve ser entendido que as diversas modalidades da presente invenção descritas aqui podem ser utilizadas em diversas orientações, tais 5 como inclinada, invertida, horizontal, vertical, etc., e em diversas configurações, sem se afastarem dos princípios da presente invenção. As modalidades estão descritas meramente como exemplos de aplicações úteis dos princípios da invenção, a qual não está limitada a quaisquer detalhes específicos destas modalidades.

Na descrição a seguir das modalidades representativas da

invenção, termos direcionais tais como “acima”, “abaixo”, “superior”, “inferior”, etc., são utilizados para conveniência na referência aos desenhos que acompanham. Em geral, “acima”, “superior”, “para cima” e termos similares, se referem a uma direção no sentido da superfície da terra ao longo 15 de um furo de poço e, “abaixo”, “inferior”, “para abaixo”, e termos similares, se referem a uma direção para longe da superfície da terra ao longo do furo de poço.

Estão ilustrados de maneira representativa na figura 1 um sistema de sensoriamento óptico e método associado, que configuram 20 princípios da presente invenção. O sistema 10 neste exemplo é utilizado para sensoriar propriedades de fluido ou outros parâmetros em um furo de poço 12. Contudo, os princípios da invenção também podem ser utilizados para outras finalidades.

Como delineado na figura 1, uma coluna de tubulação de produção 14 foi instalada no furo de poço 12. Ligado à coluna de tubulação

14 durante a instalação existe um conjunto de conduto 16 e um sensor 18. O conjunto de conduto 16 e sensor 18 pode ser ligado de forma separada à coluna de tubulação 14 (por exemplo, utilizando grampos, etc.), ou o conjunto de conduto e/ou o sensor 18 poderiam ser formados de maneira integrada com a coluna de tubulação 14.

Como outra alternativa, o conjunto de conduto 16 e/ou sensor 18 poderia ser instalado no furo de poço 12 se ou não a coluna de tubulação

14 for também instalada no furo de poço. Portanto, seria também claramente entendido que os princípios da invenção não estão limitados de maneira alguma aos detalhes do sistema 10 ilustrado nos desenhos ou aqui descritos.

Fazendo referência agora adicionalmente à figura 2, uma vista em escala ampliada em seção transversal de uma porção do sistema 10 está ilustrada de maneira representativa. Nesta vista pode ser visto que o conjunto de conduto 16 inclui um conduto interior 20 e um conduto exterior 22.

Diversas guias de onda ou linhas ópticas 24, 26, 28 são contidas dentro dos condutos 20, 22. Embora três linhas 24, 26, 28 estejam delineadas na figura 2, qualquer número de linhas ópticas (inclusive uma) pode ser utilizado. As linhas 24, 26, 28 podem ser do tipo conhecido como fibras ópticas ou qualquer outro tipo de guia de onda óptica.

Em adição, qualquer número de condutos pode ser utilizado. Embora o conduto 20 esteja descrito aqui, por conveniência, como um conduto “interior”, outro conduto poderia estar contido dentro do conduto 20, e embora o conduto 22 esteja descrito aqui, por conveniência, como um 20 conduto “exterior”, outro conduto poderia ser externo ao conduto 22. Os condutos 20, 22 podem ser feitos de qualquer material adequado, tal como aço inoxidável, polímeros, compósitos, etc.

As linhas ópticas 24, 26 são preferivelmente utilizadas para sensoriamento de temperatura distribuída (DTS) uma técnica bem conhecida 25 daquele versados na técnica, na qual luz dispersa para trás é analisada para determinar a distribuição de temperatura ao longo de linhas ou fibras ópticas. Desta maneira, as próprias linhas 24, 26 constituem sensores de temperatura no sistema de sensoriamento óptico 10.

A linha óptica 28 é preferivelmente conectada de maneira operacional ao sensor 18 (por exemplo, através de uma emenda de fusão 30). O sensor 18 poderia ser um sensor projetado para detectar uma propriedade em uma única localização, tal como um sensor de pressão. O sensor 18 poderia ser um sensor óptico (tal como o sensor de pressão descrito na Patente 5 US número 7.159.468) ou ele poderia ser outro tipo de sensor.

A emenda 30 é preferivelmente contida dentro de uma câmara 32. A câmara 32 é preferivelmente conectada entre o sensor 18 e uma extremidade inferior do conjunto de conduto 16, por exemplo, utilizando acessórios de isolamento de pressão 34 em qualquer extremidade de uma 10 carcaça tubular 36. Contudo, outros arranjos e configurações podem ser utilizados mantendo os princípios da invenção.

No exemplo da figura 2, um retomo 38 convencional de 180 ° na câmara 32 é conectado operacionalmente às linhas 24, 26, de modo que as linhas e o retomo formam uma guia de onda óptica contínua desde uma 15 localização remota (tal como a superfície da terra) até uma localização furo abaixo, e de volta para a localização remota. Este arranjo permite que medições de temperatura distribuída mais precisas em duas extremidades (em oposição a extremidade única) sejam obtidas utilizando as linhas 24, 26.

Um retomo aceitável para utilização no sistema 10 é fabricado por AFL Tetecommunications LLC de Duncan, South Carolina, USA. Emendas de efusão (tal como a emenda de fusão 30) podem ser utilizadas para conectar as linhas 24, 26 ao retomo 38.

Em um aspecto benéfico do sistema 10, a câmara 32 está em comunicação com o interior do conduto intemo 20, e em comunicação com o 25 espaço 40 entre os condutos 20, 22. Desta maneira, uma passagem de escoamento contínuo é formada a partir da localização remota (tal como a superfície da terra, o fundo do mar, etc.) até a localização furo abaixo na câmara 32, e de volta até a localização remota.

Esta configuração permite que um meio de purga 42 (ver figuras 3, 4) seja escoado em uma direção furo abaixo e escoe em uma direção oposta furo acima para purgar hidrogênio ao redor das linhas 24 26, 28. Por exemplo, o meio de purga 42 poderia compreender gás (tal como nitrogênio ou outro gás inerte, ar, etc.), um líquido, gel, etc. O meio de purga 42 poderia ter a capacidade de varrer hidrogênio.

Fazendo referência adicionalmente agora à figura 3, um método de purgar o hidrogênio ao redor das linhas 24, 26, 28 no conjunto de conduto 16 está ilustrado de maneira representativa. Este método utiliza um dispositivo de purga 44 conectado a uma extremidade superior do conjunto de IO conduto 16 na localização remota.

O meio de purga 42 é escoado através de um conduto 46 para o interior de uma câmara 48 do dispositivo 44. A câmara 48 está em comunicação com o espaço 40 entre os condutos 20, 22. Assim, o meio de purga 42 escoa furo abaixo através do espaço 40 entre os condutos 20, 22 para 15 o interior da câmara 32 na extremidade inferior do conjunto de conduto 16, e então de volta furo acima até a localização remota através do interior do conduto interior 20. Desta maneira, hidrogênio é purgado ao redor das linhas 24, 26, 28 no conjunto de conduto 16.

Fazendo referência adicionalmente agora à figura 4, outro método de purgar o hidrogênio ao redor das linhas 24, 26, 28 no conjunto de conduto 16 está ilustrado de maneira representativa. Este método utiliza um dispositivo de purga configurado de maneira algo diferente 50, conectado a uma extremidade superior do conjunto de conduto 16 na localização remota.

O meio de purga 42 é escoado através do conduto 46 para o 25 interior de uma câmara interior 52 do dispositivo 50. A câmara 52 está em comunicação com o interior do conduto 20. Assim, o meio de purga 42 escoa furo abaixo através do interior do conduto interior 20 para o interior da câmara 32 na extremidade inferior do conjunto de conduto 16 e, então, de volta furo acima até a localização remota através do espaço 40 entre os condutos 20, 22. Desta maneira, hidrogênio é purgado ao redor das linhas 24, 26, 28 no conjunto de conduto 16.

Agora pode ser apreciado de maneira completa que a descrição acima de exemplos representativos do sistema 10 e métodos associados 5 fornecem avanços importantes na técnica de proteger linhas ópticas quanto a dano em ambientes severos, hostis. Em particular, o sistema 10 e métodos descritos acima possibilitam purga conveniente, eficiente e econômica de condutos 20, 22 para proteger as linhas 24, 26, 28 de escurecimento por hidrogênio. Outras utilizações podem ser feitas do sistema 10 e métodos 10 mantendo os princípios da reinvenção.

Está descrito acima um sistema de sensoriamento óptico furo abaixo 10 que inclui no mínimo uma linha óptica 24, 26, 28 e no mínimo dois condutos tubulares 20, 22. Um conduto 20 é posicionado dentro do outro conduto 22. A linha óptica 24, 26, 28 é posicionado dentro de no mínimo um

dos condutos 20, 22. Um meio de purga 42 é escoado em uma direção através de um conduto 20 e, escoado em uma direção oposta entre os condutos 20, 22.

A linha óptica 28 pode ser conectada operacionalmente ao sensor furo abaixo 18. As linhas ópticas 24, 26 podem compreender um sensor furo abaixo. As linhas ópticas 24, 26, 28 podem ser posicionadas dentro do conduto interior 20.

O meio de purga 42 pode compreender um gás. O meio de purga 42 pode compreender um meio de varredura de hidrogênio. O meio de purga 42 pode ser escoado furo abaixo em uma primeira direção e retomar furo acima em uma segunda direção. O meio de purga 42 pode ser escoado furo abaixo na segunda direção e retomar furo acima na primeira direção.

O sistema 10 também pode incluir uma câmara furo abaixo 32 em comunicação direta com um interior do conduto interior 20 e um espaço anelar 40 entre os condutos 20, 22. O sistema 10 pode incluir um retomo de 180 ° nas linhas ópticas 24, 26 dentro da câmara furo abaixo 32. Também está descrito acima um método de purgar um sistema de sensoriamento óptico furo abaixo 10. O método inclui as etapas de: instalar no mínimo dois condutos 20, 22 e no mínimo uma linha óptica 24, 26, 28 em um poço como parte do sistema de sensoriamento 10, um conduto 20 sendo 5 posicionado dentro do outro conduto 22, e as linhas ópticas 24, 26, 28 sendo posicionadas dentro de no mínimo um dos condutos; e escoar um meio de purga 42 através dos condutos no poço, de modo que o meio de purga escoa em uma direção através de um conduto 20 em uma direção oposta entre os condutos 20, 22.

O método pode incluir conectar operacionalmente a linha

óptica 28 a um sensor furo abaixo 18. O método pode incluir utilizar a linha óptica 24, 26 como um sensor furo abaixo.

O método pode incluir escoar o meio de purga 42 furo abaixo em uma direção e retomar o meio de purga a partir de furo abaixo na direção

oposta. O método pode incluir a escoar o meio de purga 42 furo abaixo na segunda direção e retomar o meio de purga a partir de furo abaixo na primeira direção.

Naturalmente, uma pessoa versada na técnica poderia, quando de uma consideração cuidadosa da descrição acima de modalidades 20 representativas da invenção, prontamente apreciar que diversas modificações, adições, substituições, cancelamentos e outras mudanças, podem ser feitas às modalidades específicas e que tais mudanças estão consideradas pelos princípios da presente invenção. Consequentemente, a descrição detalhada precedente deve ser claramente entendida como sendo fornecida à guisa de 25 ilustração e exemplo apenas, o espírito e escopo da presente invenção sendo apenas limitado pelas reivindicações anexas e seus equivalentes.

Claims

1. Sistema de sensoriamento óptico furo abaixo, caracterizado pelo fato dc compreender: no mínimo uma linha óptica; no mínimo primeiro e segundo condutos tubulares, o primeiro conduto sendo posicionado dentro do segundo conduto e a linha óptica sendo posicionada dentro de no mínimo um dos primeiro e segundo condutos; e um meio de purga escoado em uma primeira direção através do primeiro conduto, e escoado em uma segunda direção oposta à primeira direção entre os primeiro e segundo condutos.

2. Sistema da reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a linha óptica ser conectada operacionalmente a um sensor furo abaixo.

3. Sistema da reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a linha óptica compreender um sensor furo abaixo.

4. Sistema da reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a linha óptica ser posicionada dentro do primeiro conduto.

5. Sistema da reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o meio de purga compreender um gás.

6. Sistema da reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o meio de purga compreender um meio de varredura de hidrogênio.

7. Sistema da reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o meio de purga ser escoado foro abaixo na primeira direção e retomar na segunda direção.

8. Sistema da reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o meio de purga ser escoado furo abaixo na segunda direção e retomar na primeira direção.

9. Sistema da reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender uma câmara furo abaixo em comunicação direta com um interior do primeiro conduto e um espaço anelar entre o primeiro e o segundo condutos.

10. Sistema da reivindicação 9, caracterizado pelo fato de ainda compreender um retomo de 180 ° na linha óptica dentro da câmara furo abaixo.

11. Método de purgar um sistema de sensoriamento óptico furo abaixo, o método caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: instalar no mínimo primeiro e segundo condutos e no mínimo uma linha óptica em um poço como parte do sistema de sensoriamento, o primeiro conduto sendo posicionado dentro do segundo conduto, e a linha óptica sendo posicionada dentro de no mínimo um dos primeiro e segundo condutos; e escoar um meio de purga através dos primeiro e segundo condutos no poço, de modo que o meio de purga escoa em uma primeira direção através do primeiro conduto e em uma segunda direção oposta à primeira direção entre o primeiro e o segundo condutos.

12. Método da reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a etapa de instalar ainda compreender conectar operacionalmente a linha óptica a um sensor furo abaixo.

13. Método da reivindicação 11, caracterizado pelo fato de ainda compreender a etapa de utilizar a linha óptica como um sensor furo abaixo.

14. Método da reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a etapa de instalar ainda compreender posicionar a linha óptica dentro do primeiro conduto.

15. Método da reivindicação 11, caracterizado pelo fato de o meio de purga compreender um gás.

16. Método da reivindicação 11, caracterizado pelo fato de o meio de purga compreender um meio de varredura de hidrogênio.

17. Método da reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a etapa de escoar o meio de purga ainda compreender escoar o meio de purga furo abaixo na primeira direção e retomar o meio de purga a partir de furo abaixo na segunda direção.

18. Método da reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a etapa de escoar o meio de purga ainda compreender escoar o meio de purga furo abaixo na segunda direção e retomar o meio de purga a partir de furo abaixo na primeira direção.

19. Método da reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a etapa de instalar ainda compreender conectar uma câmara furo abaixo em comunicação direta com o interior do primeiro conduto e um espaço anelar entre os primeiro e segundo condutos.

20. Método da reivindicação 19, caracterizado pelo fato de a etapa de instalar ainda compreender fornecer um retomo de 180° na linha óptica dentro da câmara furo abaixo.