BRPI0808788A2

BRPI0808788A2 - Conector elétrico, método de provisão de uma conexão elétrica para um componente submersível disposto no interior de um poço, e sistema.

Info

Publication number: BRPI0808788A2
Application number: BRPI0808788-1A
Authority: BR
Inventors: Joseph Allan Nicholson
Original assignee: Prad Res & Dev Ltd
Priority date: 2007-03-15
Filing date: 2008-03-14
Publication date: 2014-09-16
Also published as: US7520768B2; WO2008113026A1; GB2459631A; GB2459631B; NO20093072L; NO340447B1; US20080227341A1; GB0916220D0

Description

I CONECTOR ELÉTRICO, MÉTODO DE PROVISÃO DE UMA CONEXÃO ELÉTRICA PARA UM COMPONENTE SUBMERSÍVEL DISPOSTO NO INTERIOR DE UM POÇO, E SISTEMA

ANTECEDENTES

A presente invenção refere-se na generalidade a

conectores para uso em uma aplicação em águas profundas, tal como em um poço submarino de petróleo ou gás.

Um poço submarino de petróleo ou gás inclui diversos componentes de equipamento que devem ser capazes 10 de suportar condições ambientais hostis, incluindo grandes variações de temperatura, grandes diferenciais de pressão, choques térmicos, e ambientes altamente corrosivos e abrasivos. Na Fig. 1 encontra-se ilustrado um poço submarino convencional 10 no qual uma cabeça de poço 12 se 15 encontra localizada sobre o leito marinho 14. O poço 10 pode incluir uma coluna de tubagem 16 que se estende no interior de um revestimento 18 que forra um furo de poço

19. A coluna de tubagem 16 inclui uma via de passagem para propósitos de comunicação de fluido do poço para a cabeça 20 de poço 12. Para auxiliar a produzir o fluido, a coluna de tubagem 16 pode incluir uma bomba elétrica submersível 20. A bomba 20 é tipicamente alimentada com energia a partir da cabeça de poço 12 através de um ou mais cabos elétricos de alimentação de energia 22. Por exemplo, para uma bomba 25 trifásica, três cabos elétricos 22 poderão estender-se da cabeça de poço 12 para a bomba 20.

Devido à própria natureza de sua operação, a bomba elétrica submersível 20 fica envolvida por fluido do poço. Um conjunto de conexão 24 é utilizado para conexão dos cabos de alimentação de energia 22 à cabeça motriz da bomba 20. As conexões vedadas formadas pelo conjunto 24 devem 5 idealmente manter sua integridade mesmo nas condições de valores relativamente elevados de temperatura, alta pressão e umidade que se encontram presentes no poço submarino 10. As conexões vedadas devem igualmente manter sua integridade durante longos períodos de tempo permitindo evitar a tarefa 10 dispendiosa de remover e substituir os cabos 22, a bomba 20 e/ou o conjunto de conexão 24 durante o tempo de vida útil de produção do poço 10.

Um tal conjunto de conexão deve igualmente ser útil em aplicações em águas profundas (isto é, profundidades 15 geralmente superiores a 1000 metros) diversas de um poço submarino em que um meio de condução de alimentação elétrica deve suportar um ambiente de alta temperatura de alta pressão. Assim, por exemplo, um tal conjunto de conexão pode ser utilizado para provisão de uma conexão 20 elétrica para qualquer um de uma variedade de componentes elétricos submersíveis, tais como um transformador, uma bomba multifásica, um separador submarino, etc.

Desta forma, existe uma constante necessidade de conjuntos de conexão elétrica que mantenham sua integridade nas condições ambientais hostis de uma aplicação de águas profundas. SUMÁRIO

Em uma configuração da invenção, um conector elétrico inclui um corpo de cerâmica possuindo uma superfície interna metalizada que define uma via de 5 passagem que se estende através do corpo de cerâmica. 0 conector inclui adicionalmente um contato condutor disposto na via de passagem. O contato possui uma extremidade de conexão de cabo que se estende desde uma primeira extremidade aberta da via de passagem e uma extremidade de 10 contato que se estende desde uma segunda extremidade aberta da via de passagem. 0 conector também inclui uma luva disposta em torno de uma superfície externa do corpo de cerâmica para exercer uma força de preensão aplicada ao corpo de cerâmica.

Em uma outra configuração da invenção, um método de

provisão de uma conexão elétrica para um componente submersível disposto no interior de um poço inclui a provisão de um corpo de cerâmica possuindo uma via de passagem estendendo-se através do mesmo, a metalização de 20 uma parede da via de passagem, e a disposição de um contato condutor no interior da via de passagem. 0 contato tem uma extremidade de contato estendendo-se desde uma primeira extremidade da via de passagem e uma extremidade de conexão de cabo estendendo-se desde uma segunda extremidade da via 25 de passagem. O método inclui adicionalmente o acoplamento da extremidade de conexão de cabo ao corpo de cerâmica, a disposição de uma luva em torno de uma superfície externa do corpo de cerâmica, e o acoplamento da extremidade de conexão de cabo a um condutor elétrico adaptado para comunicar energia elétrica para o componente submersível.

Em uma outra configuração da invenção, um sistema compreende um componente submersível elétrico, um cabo possuindo um condutor elétrico para provisão de energia elétrica para o componente, e um conjunto de conexão adaptado para acoplar o condutor elétrico ao componente. 0 conjunto de conexão compreende um primeiro conector possuindo um corpo de cerâmica que se estende entre uma primeira câmara e uma segunda câmara de um alojamento de conector. O corpo de cerâmica possui uma superfície interna metalizada que define uma via de passagem que se estende através do corpo de cerâmica. Um contato condutor estendese através da via de passagem, e uma luva é disposta em torno de uma superfície externa do corpo de cerâmica. A luva é configurada para vedar a primeira câmara relativamente à segunda câmara. 0 conjunto de conexão inclui igualmente um conector complementar possuindo um contato condutor complementar configurado para acoplamento ao condutor elétrico. Quando o contato condutor complementar contata o contato condutor, é fornecida energia elétrica para o componente elétrico submersível.

Outras características ou características alternativas irão tornar-se aparentes da descrição que se encontra a seguir, dos desenhos, e das reivindicações. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Fig. 1 é um diagrama de um poço submarino no qual se encontra instalado e operacional um sistema de bombeamento.

A Fig. 2 é uma vista de corte transversal

ilustrativa de um conjunto de conexão de acordo com uma configuração da invenção.

A Fig. 3 ilustra uma configuração exemplar de um conjunto conector do tipo de pino que pode ser utilizado com o conjunto de conexão da Fig. 2.

A Fig. 4 ilustra uma configuração exemplar de um conjunto conector do tipo de bujão que pode ser utilizado com o conjunto de conexão da Fig. 2.

A Fig. 5 é uma vista desintegrada de uma parte do conjunto conector do tipo de bujão ilustrado na Fig. 4.

A Fig. 6 ilustra uma configuração exemplar de um conjunto de pino que pode ser incluido no conjunto de conexão da Fig. 3.

A Fig. 7 é uma vista de corte transversal do 2 0 conjunto de pino da fig. 6 tomada na generalidade ao longo da linha A-A.

A Fig. 8 é uma vista de corte transversal aproximada do conjunto de pino ilustrado nas Figs. 6 e I1 tomada na generalidade na região B-B.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Na descrição que se encontra a seguir são apresentados numerosos detalhes destinados a proporcionarem uma compreensão da presente invenção. Entretanto, deverá ser entendido por aqueles que são versados na técnica que a presente invenção pode ser praticada sem tais detalhes e que são possíveis numerosas variações ou modificações das 5 configurações descritas.

Fazendo referência à Fig. 2, encontra-se ilustrada na mesma uma configuração de um conjunto de conexão 24 de acordo com a presente invenção. 0 conjunto de conexão 24 pode ser utilizado para provisão de uma conexão vedada 10 entre extensões condutoras de motor e uma cabeça motriz de um componente submersível 20, tal como uma bomba submersível elétrica, no interior de um poço (por exemplo, um poço submarino 10) . O conjunto de conexão 24 inclui conectores complementares 100 e 102. Na configuração 15 ilustrada, o conector 100 (por exemplo, um conector tipo pino) fica localizado no lado interno ou no lado da parte motriz do conjunto 24 e pode ser acoplado a um alojamento 104 do componente 20 através de uma flange 106 e um dispositivo de fixação acolhido em aberturas 108 e HO. Uma 20 extremidade do conector tipo pino 100 (não ilustrado na Fig. 2) é acoplada a um cabo de alimentação de energia que, por exemplo, fornece energia elétrica ao motor do componente submersível 20. 0 conector complementar 102 (por exemplo, um conector tipo bujão) fica localizado no lado 25 que fica em comunicação com o mar do conjunto 24 e possui uma extremidade (não ilustrada na Fig. 2) acoplada ao cabo de energia (por exemplo, o cabo 22) que, por exemplo, fornece energia elétrica ao conjunto 24 a partir da superfície do poço 10, tal como a partir da cabeça de poço 12 localizada sobre o leito marinho 14.

O conector tipo pino 100 inclui um conjunto de pino 112 disposto no interior de um alojamento 114. Similarmente, o conector tipo bujão 102 inclui um conjunto de bujão 116 disposto no interior de um alojamento 118. Os alojamentos 114 e 118 incluem partes de interface complementares 120 e 122, respectivamente, que são configuradas para se encaixarem mutuamente de forma a formarem uma vedação em torno de uma interface de conexão 124 entre o conjunto de pino 112 e o conjunto de bujão 116. Conforme será descrito detalhadamente mais abaixo, as partes de interface 120 e 122 são configuradas para manterem a integridade elétrica da conexão no ambiente de alta temperatura, alta pressão e alta voltagem em que o conjunto de conexão 24 poderá ser empregado. Por exemplo, em um ambiente de poço submarino, o conjunto de conexão 24 poderá ser exposto a temperaturas de até 200° C e diferenciais de pressão de até 10.000 psi (703,069 kgf/cm2) , simultaneamente suportando uma voltagem de operação de até 10.000 Vac e uma corrente de operação de até 250 A.

As partes de interface 120 e 122 podem ser preferencialmente observadas com referência às Figs. 3, 4, e 5. Fazendo em primeiro lugar referência à Fig. 3, a parte de interface 120 do alojamento de conector 114 inclui uma parede 130 que define uma câmara 132 para o interior da qual se estende uma parte de contato 134 do conjunto de pino 112. Fazendo referência às Figs. 4 e 5, a parte de interface 122 do alojamento de conector 118 inclui 5 similarmente uma parede 136 que define uma câmara 138 para o interior da qual se estende uma parte de bujão 140 do conjunto de bujão 116. A câmara 138 é igualmente configurada para acolher um anel isolador ou capa de revestimento isoladora 142 que auxilia a manter a 10 integridade elétrica da interface de conexão 124. Em uma configuração, a capa de revestimento isoladora 142 inclui uma via de passagem 144 configurada para acolhimento da parte de contato 134 e da parte de bujão 140 do conjunto de pino 112 e do conjunto de bujão 116. Conforme se encontra 15 ilustrado na vista desintegrada provida na Fig. 5, a capa de revestimento isoladora 142 pode ser retida no interior da câmara 138 por um elemento de retenção ou estria saliente 146 que se encaixa em uma ranhura radial 148 formada na parede 136 do alojamento de conector 118. Em 20 outras configurações, a capa de revestimento isoladora 142 pode ser retida no interior da câmara 138 por outros meios, tal como por meio de um adesivo.

A capa de revestimento de vedação 142 pode ser feita de um material elastomérico ou flexível para assegurar que a capa de revestimento 142 se una apertadamente e forme substancialmente uma vedação com um mínimo de espaços vazios em torno da parte de contato 134 e da parte de bujão 140. Em algumas configurações, a capa de revestimento isoladora 142 pode ser formada mediante utilização de um processo de moldagem em três estágios. Em tais configurações, uma camada mais interna 150 e uma 5 camada mais externa 152 da capa de revestimento isoladora 142 são feitas de um material elastomérico semi-condutor, tal como um material elastomérico preenchido com carbono. Uma camada intermédia 154 é feita de um material isolante, tal como borracha de silicone ou borracha monômero de 10 etileno propileno dieno ("Ethylene Propylene Diene Monomer"

- EPDM) ou similares. Mediante a inclusão de múltiplas camadas, a capa de revestimento isoladora 142 pode manter a integridade elétrica da interface de conexão 124 atuando como uma blindagem ou gaiola de Faraday. Em outras 15 configurações, a capa de revestimento 142 pode incluir um número de camadas diferentes ou até mesmo apenas uma única camada, alguma(s) das camadas pode(m) ser feita (s) de um material condutor, e as camadas podem ser feitas de um material sólido ou de um material provido com aberturas, 20 tal como uma trama.

A Fig. 2 ilustra o conector tipo pino 100 e o conector tipo bujão 102 em uma condição encaixada. Para encaixar o conector tipo bujão 102 com o conector tipo pino 100, a parte de contato 134 do conjunto de pino 112 é 25 inserida no interior da via de passagem 144 da capa de revestimento 142. Simultaneamente, a parte de interface 122 do conector tipo bujão 102 é acolhida no interior da câmara 132 do conector tipo pino 100, e os conectores 100 e 102 são colocados em encaixe pleno. Em algumas configurações, o encaixe dos conectores 100 e 102 pode ser auxiliado mediante utilização de dispositivos de fixação 160 que se 5 estendem através de aberturas 166 realizadas através de uma flange 164 do alojamento 118 de conector de bujão e que são recebidos em aberturas 166 providas com rosca praticadas através de uma flange 168 do alojamento 114 de conector de pino. Na configuração ilustrada, a parede 136 da parte de 10 interface 122 do alojamento 118 de conector incluí ressaltos 170. Entalhes 172 correspondentes são formados na parede 130 da parte de interface 120 do alojamento 114 de conector de pino. Quando os conectores 100 e 102 se encontram totalmente encaixados, os ressaltos 170 ficam 15 colocados em topejamento contra os correspondentes entalhes 172. Uma tal disposição pode auxiliar a manutenção da vedação em torno da interface de conexão 124.

Fazendo agora referência às Figs. 6 e 7, encontrase ilustrada nas mesmas uma configuração do conjunto de 20 pino 112 para o conector de pino 100. O conjunto de pino 112 inclui um corpo isolante 200, um pino de contato 202, e um colar ou luva 204. Para suportar as altas temperaturas e elevados diferenciais de pressão que podem encontrar-se presentes no ambiente de operação (por exemplo, até 200° C 25 e 10.000 psi (703, 069 kgf/cm2) ) , o corpo isolante 200 é feito de um material de cerâmica, tal como de alumínio ou zircônio. Conforme se encontra ilustrado na Fig. 7 e na vista em aproximação da Fig. 8, o corpo isolante 200 possui uma superfície interna 206 que define uma via de passagem 208 que se estende através do corpo isolante 200. O contato 202 é acolhido no interior da via de passagem 208. O 5 contato 202 é feito de um material condutor, tal como de cobre, e possui uma extremidade de contato 214 que se estende desde uma extremidade aberta 212 do corpo isolante 200. O contato condutor 202 possui igualmente uma parte 216 de conexão de cabo que se estende da outra extremidade 10 aberta 210 do corpo isolante 200. A parte 216 de conexão de cabo inclui uma flange 218 e um soquete ou rebaixo de contato 220 para conexão do conjunto de pino 112 a um cabo isolado, tal como um condutor de motor para o motor do componente submersível 20.

Devido à substancial diferença dos coeficientes de

expansão térmica do cobre e da cerâmica, o contato 202 pode ser deixado flutuar ao longo da maioria da extensão da via de passagem 208. Como resultado, poderá existir um espaço vazio preenchido com ar entre o contato 202 e a superfície 20 interna 206 do corpo isolante 200, sendo dessa forma criada uma condição potencial para ocorrência de arcos voltaicos no interior da via de passagem 208. Desta forma, na configuração ilustrada, para eliminação ou minimização da ocorrência de arco voltaico que poderá de outra forma 25 resultar da presença do espaço vazio preenchido com ar, uma camada condutora 222 é disposta sobre a superfície interna 206 do corpo 200. Por exemplo, em algumas configurações, a superfície interna 206 poderá ser metalizada, tal como mediante aplicação de uma tinta de filme espesso (por exemplo, um líquido de vidro carregado com prata) que é então exposto a fogo para formar a camada condutora 222. A 5 disposição de uma camada condutora 222 cria uma gaiola de Faraday em torno do contato 202 e elimina dessa forma o espaço vazio preenchido com ar, do ponto de vista elétrico. Em algumas configurações, as superfícies de extremidades externas 224 e 226 do corpo isolante 200 são igualmente 10 metalizadas.

Para retenção do contato 202 no interior do corpo isolante 200, a parte 216 de conexão de cabo do contato 202 é acoplada ao corpo isolante 200. Em algumas configurações, ao invés de ser realizada a conexão da parte 216 do contato 15 202 diretamente com a camada metalizada 222 do corpo 200, poderá ser provida uma parte de interface entre o contato 202 e a camada metalizada 222. Por exemplo, na configuração ilustrada na Fig. 7, o contato 202 pode ser acoplado a uma parte de interface, tal como uma flange 228. Em algumas 20 configurações, a flange 228 pode ser feita de um material condutor possuindo um coeficiente de expansão térmica situado entre o coeficiente de expansão do material do contato 202 e o coeficiente de expansão do material do corpo isolante 200, para redução da probabilidade de que o 25 ponto de acoplamento entre o contato 202 e o corpo isolante 200 possa vir a rachar ou se separar de outra forma. Em uma configuração, a flange 228 pode ser feita de um material de ferro-niquel, tal como Kovar, o contato 202 pode ser feito de cobre, e o corpo isolante 200 pode ser feito de alumina. O contato 202 é acoplado à flange 228 de uma forma adequada aos tipos de material utilizados, tal como mediante 5 brasagem, solda, soldadura, etc. A flange 228 pode igualmente ser acoplada à camada metalizada 222 e/ou à superfície 224 de extremidade externa metalizada do corpo isolante 200 de uma forma apropriada, tal como por brasagem, solda, soldadura, etc. Alternativamente, a flange 10 228 poderá ser omitida e a parte 216 de conexão de cabo poderá ser diretamente acoplada à camada metalizada 222.

O conjunto de pino 112 também inclui uma tampa de extremidade condutora 230 que é acoplada à extremidade aberta 212 do corpo isolante 200. Conforme se encontra 15 ilustrado na Fig. 7, a extremidade de contato 214 do contato 202 estende-se através, e flutua no interior da tampa de extremidade 230, e a tampa de extremidade 230 ajuda a centralizar o contato 202 no conjunto de pino 112. Em algumas configurações, a tampa de extremidade 230 é 20 feita de um material condutor, tal como ferro-níquel, e é acoplada ao corpo isolante 200 tal como mediante brasagem da tampa de extremidade 230 à superfície interna metalizada 206 e/ou à superfície de extremidade externa 226 do corpo isolante 200. A superfície externa 232 da tampa de 25 extremidade 230 pode ser arredondada para redução do campo elétrico em torno da extremidade de contato 214 do conjunto de pino 112. O conjunto de pino 112 inclui adicionalmente a luva 204 que é disposta em torno de, e exerce aperto sobre uma superfície externa 234 do corpo isolante 200. A luva 204 inclui uma flange 236 que é acoplada ao alojamento 114 do 5 conector de pino 100 para reter o conjunto de pino 112 no interior do alojamento 114 (ver a Fig. 2) . Em algumas configurações, a luva 204 é feita de um material condutor, tal como de aço inoxidável, muito embora possam igualmente ser utilizados outros tipos de materiais condutores e não 10 condutores. Para assegurar a formação de uma vedação substancialmente estanque para gás entre a câmara 132 e uma câmara 302 de acolhimento de cabo do alojamento 114, a flange 236 da luva 204 é acoplada de forma fixa ao alojamento 114, tal como mediante soldadura ou solda. 15 Adicionalmente, para provisão de uma vedação substancialmente estanque para gás entre a superfície externa 234 do corpo isolante 200 e a luva 204, a superfície externa 234 do corpo isolante 200 pode ser usinada com precisão para provisão de uma superfície 20 cilíndrica substancialmente redonda com um alto acabamento superficial na faixa de aproximadamente 2 até 4 micropolegadas (0,48 μπι até 0,96 μιη) de Ra e/ou vitrificada e a luva 204 poderá ser colocada no lugar mediante encaixe de encolhimento. A aplicação de um acabamento vitrificado à 25 superfície externa 234 poderá igualmente vedar o corpo isolante 200 e dessa forma impedir uma contaminação do corpo isolante 200 propriamente dito. Fazendo novamente referência à Fig. 3, o conjunto de pino 112 encontra-se ilustrado no interior do alojamento 114 de conector de pino de uma forma em que o conjunto 112 se estende entre a câmara de interface 132 e a câmara 302 5 de acolhimento de cabo. Um cabo isolado 300 (por exemplo, um condutor de energia para o motor do componente submersível 20) é acolhido no interior da parte 302 de acolhimento de cabo e é conectado à parte 206 de conexão de cabo do contato 202. Por exemplo, a isolação do cabo 300 10 pode ser removida para expor uma extensão apropriada do condutor elétrico contido no cabo 300. 0 condutor exposto pode ser então equipado com um contato de aperto de tal forma que o elemento de aperto possa encaixar-se com o soquete de contato 220 do pino de contato 202. 0 contato de 15 aperto pode então ser apertado no condutor de cabo e acoplado à flange 218 do pino de contato 202 e retido ao conjunto de pino 112 mediante utilização de uma virola de auto-travamento 304.

Os esforços elétricos são gerenciados no interior 20 da câmara 302 de acolhimento de cabo mediante utilização de uma capa 306 de revestimento isoladora de cabo que se encaixa com firmeza em torno da interface cabo/pino de contato. Em uma configuração, a capa 306 de revestimento isoladora de cabo é moldada de um material elastomérico e 25 pode incluir múltiplas camadas, tal como pelo menos três camadas. Em uma tal configuração, uma camada interna 308 e uma camada externa 310 da capa 306 de revestimento isoladora podem ser moldadas de um material semi-condutor, tal como um material elastomérico preenchido com carbono. Uma camada intermédia 312 pode ser feita de um material isolante, tal como borracha de silicone, borracha EPDM, ou 5 similares. Quando é encaixada em torno da interface cabo/bujão, a capa 306 de revestimento de cabo atua como uma gaiola de Faraday, e dessa forma minimiza os esforços elétricos no interior da câmara 302 de acolhimento de cabo. Em algumas configurações, o volume desocupado 314 entre a 10 capa 306 de revestimento de cabo e o alojamento 114 pode ser preenchido com um composto em forma de gel (por exemplo, gel de silicone ou graxa de silicone) ou um óleo dielétrico para eliminação de quaisquer espaços vazios e para proteção da interface cabo/bujão relativamente a 15 esforços mecânicos. O composto de gel ou óleo pode ser injetado no volume desocupado através de um tubo de preenchimento e uma seringa, através da abertura de respiro e parafuso 316.

O cabo 300 pode ser vedado no interior da câmara 302 de acolhimento de cabo do alojamento 114 por uma vedação 318 de cabo provida com carga de mola ou resiliente. O cabo 300 pode ser adicionalmente fixado no lugar por uma virola 320 de sujeição de cabo.

Em algumas configurações, um diafragma flexível 322 de compensação de pressão pode ser fixado no interior da câmara 302 de acolhimento de cabo para compensar os efeitos de expansão e contração do composto de gel devidos a pressão e fatores térmicos.

A Fig. 4 ilustra uma configuração do conector de bujão 102 que pode ser encaixada com o conector de pino 100. O conector de bujão 102 inclui um corpo isolante 400 5 feito, por exemplo, de um material termoplástíco para altas temperaturas, tal como um material isolante de poliéterétercetona ("polyetheretherketone" - PEEK), muito embora possa igualmente ser utilizado um material de cerâmica. Uma extremidade do corpo isolante 400 inclui a 10 parte de bujão 140 possuindo um receptáculo de bujão para acolhimento da extremidade de contato 214 do conector de pino de encaixe 100. A outra extremidade do corpo isolante 400 é configurada para acoplamento a um cabo isolado, tal como o cabo de alimentação de energia 22. 0 cabo 22 é 15 acoplado ao corpo isolante 400 e forma um contato elétrico com o receptáculo de bujão da parte de bujão 140 através de uma conexão 404 de contato de aperto e de uma virola de auto-travamento 406. O corpo isolante 400 é retido no interior do alojamento 118 de conector de qualquer forma 20 apropriada, tal como mediante utilização de um anel roscado de aço inoxidável inserido na moldagem de PEEK durante a fabricação.

Similarmente, ao alojamento 114 de conector de pino descrito acima, o alojamento 118 de conector de bujão inclui uma câmara 408 de acolhimento de cabo na qual é retida a interface entre o cabo 22 e o conjunto de bujão 116. A câmara 408 de acolhimento de cabo pode ser implementada da mesma forma que a câmara 302 de acolhimento de cabo descrita acima. Por exemplo, a câmara 408 de acolhimento de cabo pode conter uma capa 30 6 de revestimento de cabo para gerenciamento dos esforços 5 elétricos, um composto na forma de gel pode preencher as áreas desocupadas 410 na câmara de acolhimento de cabo, e o diafragma 322 de compensação de pressão pode ser fixado no interior do alojamento 118 e utilizado para compensar a expansão e contração do composto de gel. Adicionalmente, o 10 cabo 22 pode ser vedado no interior da câmara 408 de acolhimento de cabo mediante utilização da vedação resiliente 318 de cabo e pode ser retido mediante utilização da virola de aperto 320.

Muito embora a invenção tenha sido descrita 15 relativamente à provisão de energia para um componente submersível em um poço submarino, deverá ser entendido que o conjunto de conexão e as configurações de conector aqui descritos podem ser utilizados para provisão de uma conexão elétrica para qualquer um de uma variedade de componentes 20 elétricos, particularmente componentes elétricos que são expostos a condições hostis tais como um ambiente com condições de alta pressão e alta temperatura em um ambiente de águas profundas.

Muito embora a invenção tenha sido divulgada com relação a um número limitado de configurações, aqueles que são versados na técnica e têm acesso ao benefício proporcionado pela presente divulgação poderão apreciar a possibilidade de numerosas modificações e variações das mesmas. É pretendido que as reivindicações que se encontram em anexo abranjam tais modificações e variações na medida em que as mesmas possam ser compreendidas no contexto do verdadeiro espirito e escopo da presente invenção.

Claims

1. CONECTOR ELÉTRICO, caracterizado por compreender: um corpo de cerâmica possuindo uma superfície externa metalizada definindo uma via de passagem que se estende através do corpo de cerâmica; um contato condutor disposto no interior da via de passagem, um contato condutor possuindo uma extremidade de conexão para cabo e estendendo-se a partir de uma primeira extremidade aberta da via de passagem e uma extremidade de contato estendendo-se a partir de uma segunda extremidade aberta da via de passagem; e uma luva disposta em torno de uma superfície externa do corpo de cerâmica para exercer uma força de aperto sobre o corpo de cerâmica.

2. Conector elétrico, de acordo com a reivindicação1, caracterizado por compreender um alojamento de conector destinado a acolher o corpo de cerâmica, em que o alojamento possui uma primeira câmara e uma segunda câmara, em que o corpo de cerâmica de estende entre as primeira e segunda câmaras e em que a luva é acoplada ao alojamento de conector para vedar a primeira câmara relativamente à segunda câmara.

3. Conector elétrico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a luva ser ajustada por encolhimento em torno da superfície externa do corpo de cerâmica.

4. Conector elétrico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a superfície externa do corpo de cerâmica ser vitrificada.

5. Conector elétrico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a superfície externa do corpo de cerâmica ser usinada com precisão.

6. Conector elétrico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender uma tampa de extremidade condutora disposta na segunda extremidade aberta do corpo de cerâmica, em que a tampa de extremidade condutora possui uma abertura através da mesma, e a extremidade de contato do contato condutor se estende através da abertura.

7. Conector elétrico, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a tampa de extremidade condutora possui uma superfície externa arredondada para reduzir o campo elétrico em torno da parte de contato.

8. Conector elétrico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender uma parte de interface acoplada entre a extremidade de conexão de cabo do contato condutor e a superfície interna metalizada.

9. Conector elétrico, de acordo com a reivindicaçã 8, caracterizado por a parte de interface ser feita de um material de ferro-níquel.

10. MÉTODO DE PROVISÃO DE UMA CONEXÃO ELÉTRICA PARA UM COMPONENTE SUBMERSÍVEL DISPOSTO NO INTERIOR DE UM POÇO, o método sendo caracterizado por compreender: provisão de um corpo de cerâmica possuindo uma via de passagem estendendo-se através do mesmo; metalização de uma parede da via de passagem; disposição de um contato condutor na via de passagem, o contato condutor possuindo uma extremidade de contato estendendo-se a partir de uma primeira extremidade da via de passagem e uma extremidade de conexão de cabo estendendo-se a partir de uma segunda extremidade da via de passagem; acoplamento da extremidade de conexão de cabo ao corpo de cerâmica; disposição de uma luva em torno de uma superfície externa do corpo de cerâmica de tal forma que a luva estabelece substancialmente uma vedação em torno do corpo de cerâmica; e acoplamento da extremidade de conexão de cabo a um condutor elétrico adaptado para fornecer energia elétrica ao componente submersível.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por a disposição da luva em torno da superfície externa do corpo de cerâmica compreender usinagem de precisão da superfície externa do corpo de cerâmica, e ajuste por encolhimento da luva condutora em torno da superfície externa usinada com precisão.

12. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por compreender: provisão de um alojamento possuindo uma primeira câmara e uma segunda câmara; disposição do corpo de cerâmica no alojamento de tal forma que o corpo de cerâmica se estende entre a primeira câmara e a segunda câmara; e acoplamento da luva ao alojamento para vedar a primeira câmara relativamente à segunda câmara.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por compreender o encaixe da extremidade de contato com um conector complementar em uma interface de conexão, em que a extremidade de contato é disposta na segunda câmara e a extremidade de conexão de cabo é disposta na primeira câmara.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por compreender a provisão de uma gaiola de Faraday para gerenciamento de um campo elétrico na interface de conexão.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por a provisão da gaiola de Faraday compreender o acolhimento de uma capa de revestimento no interior da primeira câmara, a capa de revestimento possuindo uma via de passagem para acolhimento de uma parte do corpo de cerâmica que se estende para o interior da primeira câmara e uma parte complementar do conector complementar.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por a capa de revestimento compreender uma camada semi-condutora disposta mais internamente, uma camada semi-condutora disposta mais externamente, e uma camada isolante disposta entre as camadas semi-condutoras mais interna e mais externa.

17. SISTEMA, caracterizado por compreender: um componente elétrico submersível; um cabo possuindo um condutor elétrico para fornecimento de energia elétrica ao componente elétrico submersível; e um conjunto de conexão adaptado para acoplar o condutor elétrico ao componente elétrico submersível, em que o conjunto de conexão compreende: um primeiro conector possuindo um primeiro alojamento incluindo uma primeira câmara e uma segunda câmara, um corpo de cerâmica estendendo-se entre as primeira e segunda câmaras, o corpo de cerâmica possuindo uma superfície interna metalizada definindo uma via de passagem que se estende através do corpo de cerâmica, um contato condutor estendendo-se através da via de passagem, e uma luva disposta em torno de uma superfície externa do corpo de cerâmica e configurada para vedar a primeira câmara relativamente à segunda câmara; e um conector complementar possuindo um contato condutor complementar configurado para acoplamento ao condutor elétrico, em que o contato condutor complementar se encaixa com o contato condutor para provisão de energia elétrica para o componente elétrico submersível.

18. Sistema, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por o componente elétrico submersível ser localizado em um ambiente de águas profundas.

19. Sistema, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por o contato condutor compreender uma extremidade de conexão de cabo disposta na primeira câmara e uma extremidade de contato disposta na segunda câmara, e em que o sistema compreende adicionalmente uma capa de revestimento flexível acolhida no interior da segunda câmara quando o contato condutor complementar é encaixado com o contato condutor, a capa de revestimento flexível sendo configurada para formar uma gaiola de Faraday em torno de uma interface de conexão entre o contato condutor complementar e o contato condutor.

20. Sistema, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por a capa de revestimento flexível compreender uma camada disposta mais internamente feita de um material semi-condutor, uma camada disposta mais externamente feita de um material semi-condutor, e uma camada intermédia disposta entre as camadas mais interna e mais externa, em que a camada intermédia é feita de um material isolante.

21. Sistema, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por a luva incluir uma flange, e a flange ser soldada ao primeiro alojamento de conector para vedar a primeira câmara relativamente à segunda câmara.

22. Sistema, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por a luva ser ajustada por encolhimento em torno da superfície externa do corpo de cerâmica.

23. Sistema, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado por a superfície externa do corpo de cerâmica ser usinada com precisão.