BRPI0908790B1

BRPI0908790B1 - Método de sincronizar unidades de um sistema de avaliação de avaliação de formação/operação de perfuração

Info

Publication number: BRPI0908790B1
Application number: BRPI0908790-7A
Authority: BR
Inventors: Edward Nichols; Yuji Hosoda; Thor Johnsen; Vamsi Vytla; Hong Zhang; Luis DePavia
Original assignee: Prad Research And Development Limited
Priority date: 2008-02-22
Filing date: 2009-01-28
Publication date: 2020-03-03
Also published as: WO2009105311A1; BRPI0908790A2; US20090217074A1; US8181057B2

Abstract

método de sincronizar unidades de um sistema de avaliação de avaliação de formação/operação de perfuração para sincronizar unidades de um sistema de avaliação de avaliação de formação/operação de perfuração, um retardo de tempo associado com um enlace de comunicação entre uma unidade mestra (100) e uma unidade escrava (102) do sistema de avaliação de avaliação de formação/operação de perfuração é determinado. a unidade mestra (100) tem um relógio de tempo mestre (110) que fornece tempo universal. o retardo de tempo associado com o enlace de comunicações é usado para permitir sincronização de tempo fornecido por um relógio de tempo escravo (112) na unidade escrava (102) com o tempo universal.

Description

MÉTODO DE SINCRONIZAR UNIDADES DE UM SISTEMA DE AVALIAÇÃO

DE AVALIAÇÃO DE FORMAÇÃO/OPERAÇÃO DE PERFURAÇÃO

CAMPO TÉCNICO

A invenção se refere geralmente à sincronização de tempo em unidades em locais diferentes.

FUNDAMENTOS

Vários tipos diferentes de sistemas de exploração de hidrocarboneto podem ser usados para determinar se uma estrutura subterrânea inclui um reservatório que contém hidrocarbonetos. Um tipo de sistema de exploração de hidrocarboneto é um sistema de exploração de poço cruzado que inclui uma primeira ferramenta tendo uma fonte de levantamento fornecida em um primeiro poço e uma segunda ferramenta tendo um receptor de levantamento (ou grupo de receptores de levantamento) fornecida em um segundo poço. Com esta disposição de poço cruzado, a fonte de levantamento no primeiro poço é ativada para transmitir sinais que são propagados através de uma estrutura subterrânea entre o primeiro e o segundo poços para recebimento pelo receptor de levantamento (ou grupo de receptores de levantamento) no segundo poço.

Outro tipo de sistema de exploração de hidrocarboneto é um sistema de exploração de superfície no qual fontes e receptores de levantamento são colocados em uma ou acima de uma superfície sobre a estrutura

Petição 870180166330, de 21/12/2018, pág. 9/38 subterrânea de interesse. Os sinais das fontes de levantamento são propagados para a estrutura subterrânea, com os elementos subterrâneos (incluindo quaisquer reservatórios que possam estar presentes) refletindo os sinais de volta à superfície para detecção pelos receptores de levantamento.

Exemplos de fontes e receptores de levantamento incluem fontes e receptores sísmicos ou fontes e receptores eletromagnéticas (EM).

Uma questão associada com os sistemas de exploração de hidrocarboneto é a sincronização de diferentes componentes de ferramenta que podem estar afastados entre si por distâncias relativamente grandes. Em muitos casos, pode ser desejável sincronizar eventos que ocorrem em componentes múltiplos de ferramenta colocados em locais diferentes. Alguns sistemas convencionais dependem de um relógio de referência de funcionamento livre na superfície e uma conexão de cabo do relógio de referência para um componente remoto de ferramenta, onde um sinal de relógio de referência é transmitido através do cabo para o componente remoto de ferramenta. Este enfoque faz a suposição que o retardo de propagação através do cabo entre o relógio de referência e o componente remoto de ferramenta permanece constante, não obstante a temperatura, pressão ou as mudanças mecânicas. Qualquer mudança no retardo do cabo (desvio) pode introduzir um erro desconhecido na medida. De

Petição 870180166330, de 21/12/2018, pág. 10/38 fato, através de distâncias longas, o retardo através do cabo pode ser bastante grande (por exemplo, décimos de microssegundos). Um tal enfoque convencional não permite sincronização precisa de eventos que ocorrem em ferramentas múltiplas. Além disso, a repetibilidade entre levantamentos em tempo decorrido feitos com uma técnica convencional depende de usar o mesmo cabo, ou o cabo com retardo equivalente, cada vez que um levantamento for feito, o que é impraticável em operações de campo.

SUMÁRIO

Geralmente, de acordo com uma modalidade, um método de sincronizar unidades de um sistema (por exemplo, sistema de levantamento subterrâneo, sistema de produção dentro do poço, sistema de exploração dentro do poço, etc.) inclui determinar um retardo de tempo associado com um enlace de comunicações entre uma unidade mestra e uma unidade escrava do sistema. A unidade mestra tem um relógio de tempo mestre que forneça o tempo universal. A medida e a compensação para o retardo de tempo associado com o enlace de comunicações são usadas para permitir a sincronização do tempo fornecido por um relógio de tempo escravo na unidade escrava com o tempo universal.

Outras ou características alternativas se tornarão aparentes da seguinte descrição, dos desenhos e das reivindicações.

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BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Fig. 1 é um diagrama de blocos de uma disposição que inclui uma unidade mestra e uma unidade escrava, onde cada uma das unidades mestra e escrava está associada a um contador de relógio de tempo real e os contadores de relógio de tempo real são sincronizados com respeito um ao outro de acordo com uma modalidade.

Fig. 2 é um diagrama de temporização ilustrando temporizações relativas de um pacote enviado entre a unidade mestra e a unidade escrava.

Fig. 3 ilustra pacotes de sincronização no enlace descendente e no enlace ascendente contendo vários tempos que são usados para executar sincronização de acordo com uma modalidade.

Fig. 4 é um diagrama de blocos de uma disposição de exemplo para executar um levantamento de poço cruzado no qual um mecanismo de sincronização de acordo com uma modalidade é incorporado.

Fig. 5 ilustra trocas de pacotes de sincronização entre um cartucho dentro do poço e sondes múltiplos de acordo com uma modalidade; e

Fig. 6 é um diagrama de fluxo de um processo de sincronização de acordo com algumas modalidades.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Na seguinte descrição, detalhes numerosos são determinados para fornecer uma compreensão da presente

Petição 870180166330, de 21/12/2018, pág. 12/38 invenção. Entretanto, será compreendido por aqueles versados na técnica que a presente invenção pode ser praticada sem estes detalhes e que numerosas variações ou modificações das modalidades descritas são possíveis.

A Fig. 1 ilustra uma disposição de exemplo que inclui uma unidade mestra 100 e uma unidade escrava 102 que são ambas parte de um “sistema de avaliação de avaliação de formação / operação de perfuração” que se refere a qualquer um de: um sistema de levantamento subterrâneo (por exemplo, sistema de levantamento de superfície sísmico, sistema de levantamento de superfície eletromagnético ou EM, sistema de levantamento sísmico ou EM de poço cruzado, da superfície ao poço ou do poço para a superfície, etc.), um sistema dentro do poço (por exemplo, uma ferramenta de perfilagem na qual a unidade mestra está localizada na superfície da terra e a unidade escrava está localizada em um furo de poço), um sistema de produção dentro do poço (por exemplo, um sistema para produzir hidrocarbonetos), sistema de perfuração dentro do poço (por exemplo, um sistema de perfilagem durante a perfuração ou LWD) ou qualquer outro tipo de sistema relacionado a executar tarefas em um poço e/ou com respeito a um reservatório subterrâneo. Em um exemplo mais específico, em um sistema de levantamento sísmico, a unidade mestra pode ser um controlador e a unidade escrava pode ser um receptor sísmico (ou grupo de receptores sísmicos). Como outro

Petição 870180166330, de 21/12/2018, pág. 13/38 exemplo, em um sistema de levantamento EM de fonte controlada, a unidade mestra pode ser um controlador, enquanto a unidade escrava pode ser um transmissor rebocado em águas profundas.

A unidade mestra 100 e a unidade escrava 102 podem ser separadas por distâncias relativamente grandes. Por exemplo, a unidade mestra 100 pode ser parte de um sistema de superfície em um poço, enquanto a unidade escrava 102 pode estar localizada dentro do poço profundo (por exemplo, mais de 10.000 pés de profundidade). Alternativamente, tanto a unidade mestra como a unidade escrava podem estar localizadas na ou acima da superfície da terra, com a unidade mestra separada por grandes distâncias da unidade escrava.

Um enlace de comunicações 104 é fornecido entre a unidade mestra 100 e a unidade escrava 102. O enlace de comunicações 104 pode ser implementado com um cabo elétrico em algumas implementações. O cabo elétrico pode ser parte de um cabo, pode se estender através de uma tubulação ou pode ser parte de um tubo ou uma tubulação com fio (na qual fios são embutidos na parede do tubo ou da tubulação). Em outras implementações, o enlace de comunicações 104 pode ser um enlace sem fio, tal como um enlace acústico, um enlace de pulso de pressão, um enlace de comunicações eletromagnético (EM) e assim por diante.

A unidade mestra 100 é associada a uma máquina de

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GPS (sistema de posicionamento global) 106 que está em comunicação com satélites GPS. Um satélite GPS tem um relógio atômico e o satélite GPS transmite continuamente mensagens que contêm o tempo atual e um relógio de umpulso-por-segundo (1PPS) (em algumas implementações). Do tempo do GPS, a máquina GPS 106 pode calcular o UTC (tempo universal coordenado) que é enviado pela máquina GPS 106

como um	código de	tempo UTC. A máquina	GPS	106	também
fornece	um	sinal de	relógio disciplinado	(GPS	CLK)	a um
divisor	de	relógio	108 que divide o sinal	GPS	CLK	em um

sinal relógio mestre (MASTER CLK) . O sinal MASTER CLK é a entrada de relógio para um contador de relógio de tempo real mestre 110.

Um sinal de relógio de referência (REF CLK) pode também ser enviado pelo divisor 108. Notem que REF CLK pode ser o mesmo que MASTER CLK em algumas implementações.

O sinal REF CLK é comunicado através do enlace de comunicações 104 à unidade escrava 102, de modo que a unidade escrava 102 pode ser retirada de um relógio de referência que é derivado do sinal GPS CLK. Isto assegura que a unidade escrava 102 tem um contador de relógio de tempo real 112 (denominado “contador de relógio de tempo real escravo”) que funciona na mesma frequência que o contador de relógio de tempo real mestre 110 na unidade mestra 100. Em um sistema onde há múltiplas unidades escravas 102, o sinal REF CLK é fornecido a cada um das

Petição 870180166330, de 21/12/2018, pág. 15/38 outras unidades escravas, de modo que os contadores de relógio de tempo real escravos nas outras unidades escravas podem também ser retirados da mesma frequência que o contador de relógio de tempo real mestre 110.

Em uma disposição com fio, o sinal REF CLK pode ser fornecido através de um fio elétrico no enlace de comunicações 104. Em uma disposição sem fio, o sinal REF CLK pode ser fornecido em uma frequência portadora.

Como representado na Fig. 1, a unidade escrava 102 inclui um circuito phase locked loop (PLL) 114, o qual gera um sinal de relógio de ferramenta (TOOL CLK) que tem uma relação fixa com a fase do sinal REF CLK. O sinal TOOL CLK é a entrada de relógio para o contador de relógio de tempo real escravo 112 da unidade escrava 102. O fornecimento contínuo (ou continuado) do sinal REF CLK e o uso do circuito PLL 114 na unidade escrava 102 permitem ao sistema reter a coincidência de frequência absoluta entre as unidades mestra e escrava. Notem que o uso do circuito PLL 114 permite ao sinal REF CLK ter uma frequência mais baixa para aquelas implementações em que o enlace de comunicações tem largura de banda limitada.

Como ainda representado na Fig. 1, a unidade mestra 100 inclui lógica de sincronização mestra 116 e a unidade escrava 102 inclui lógica de sincronização escrava 118. Notem que a lógica de sincronização 116, 118 pode ser implementada com hardware ou software. Se implementada com

Petição 870180166330, de 21/12/2018, pág. 16/38 software, a lógica de sincronização respectiva 116 ou 118 é executável em um processador.

A lógica de sincronização mestra 116 é configurada para enviar pacotes de sincronização através do enlace de comunicações 104 para a lógica de sincronização escrava 118. A lógica de sincronização escrava 118 é configurada para responder aos pacotes de sincronização enviados pela lógica de sincronização mestra 116 enviando pacotes de sincronização de resposta de volta pelo enlace de comunicações 104 para a lógica de sincronização mestra 116. A troca de pacotes de sincronização permite que a lógica de sincronização mestra 116 determine um retardo de duas vias através do enlace de comunicações 104, onde o retardo de duas vias inclui o retardo do enlace descendente da unidade mestra 100 para a unidade escrava 102, mais o retardo da unidade escrava 102 para a unidade mestra 100. Este retardo de duas vias, como determinado pela lógica de sincronização mestra 116, pode ser usado para estimar um retardo de uma via através do enlace de comunicações 104. O retardo de uma via é usado, então, para determinar um desvio de tempo associado com o retardo de uma via através do enlace de comunicações 104, onde o desvio de tempo é usado para permitir sincronização do contador de relógio de tempo real 112 na unidade escrava 102 com um tempo universal (UTC) fornecido pela unidade mestra 100.

“Tempo universal” é baseado no tempo que está de

Petição 870180166330, de 21/12/2018, pág. 17/38 acordo com um padrão de alta precisão, tal como o tempo atômico dos satélites do GPS, por exemplo.

A unidade mestra 100 também tem um armazenamento de captura RTC 120 para capturar a saída do contador de relógio de tempo real mestre 110. A saída do armazenamento de captura RTC 120 é fornecida à lógica UTC 122 na unidade mestra 100. A lógica UTC 122 também recebe o código de tempo UTC da máquina GPS 106. A lógica UTC 122 é capaz de associar o código de tempo UTC com um valor do contador de relógio de tempo real mestre 110. Baseado nesta associação do código de tempo UTC com o valor do contador de relógio de tempo real mestre 110, a lógica UTC 122 é capaz de enviar um UTC baseado no contador de relógio de tempo real mestre 110. Eficazmente, a lógica UTC 122 determina um desvio entre o contador de relógio de tempo real mestre 110 e o código de tempo UTC fornecido pela máquina GPS 106. Este desvio é ajustado continuamente para compensar desvio do contador de relógio de tempo real mestre 110 em relação ao tempo UTC. Uma vez que o desvio é conhecido, a lógica UTC 122 pode prontamente determinar o UTC da contagem atual do contador de relógio de tempo real mestre 110. A combinação do contador de relógio de tempo real mestre 110 e da lógica UTC 122 fornece uma modalidade de um relógio de tempo mestre que é capaz de fornecer o tempo universal.

Para caracterizar o retardo de duas vias do enlace de comunicações 104, a lógica de sincronização mestra 116

Petição 870180166330, de 21/12/2018, pág. 18/38 envia um pacote de sincronização que deixa a unidade mestra 100 no tempo Tdd. O pacote de sincronização enviado pela lógica de sincronização mestra 116 é denominado como um pacote de sincronização do enlace descendente (DL) . Um diagrama de temporização representado na Fig. 2 ilustra os vários tempos envolvidos em comunicações de pacotes de sincronização.

Como representado na Fig. 2, o pacote de sincronização do DL é enviado no tempo Tdd pela unidade mestra 100 e chega na unidade escrava 102 no tempo Tda. Em resposta ao pacote de sincronização do DL, a lógica de sincronização escrava 118 envia um pacote de sincronização do enlace ascendente (UL), quando o pacote de sincronização do UL é enviado pela unidade escrava 102 no tempo Tud. O pacote de sincronização do UL é recebido pela unidade mestra 100 no tempo Tua.

Como ainda representado na Fig. 3, um pacote de sincronização do DL 200 e um pacote de sincronização do UL 202 são representados, onde o pacote de sincronização do DL inclui um campo 204 que contém o valor Tdd (tempo em que o pacote de sincronização do DL 200 deixou a unidade mestra 100).

O pacote de sincronização do UL 202 também inclui o campo 204 que contém o valor Tdd junto com um campo 206 que contém Tud e um campo 208 que contém Tda.

Baseado nestes quatro pontos de tempo, o retardo do

Petição 870180166330, de 21/12/2018, pág. 19/38 enlace de comunicações de uma via, CD, é computado como:

CD = [(Tua - Tdd) - (Tud - Tda)]/2.

(Eq. 1)

Notem que o retardo de cabo de uma via está baseado em uma média do retardo de ida e volta, que é (Tua - Tdd) (Tud - Tda).

Em seguida, um desvio de tempo entre o contador de relógio de tempo real mestre 110 e o contador de relógio de tempo real escravo 112, OFFSETm,s é computado como a seguir:

OFFSETm,s = Tua - Tua - CD.

(Eq. 2)

Notem que a computação de CD e de OFFSETm,s é executada pela lógica de sincronização mestra 116. Uma vez

que OFFSETm,	,s é computado, a	unidade mestra	100	é capaz	de
estimar	um	valor do contador de relógio	de	tempo real
escravo	112	com	referência à	contagem atual	do	contador	de
relógio	de	tempo	real mestre	110.
	Uma	vez	que CD seja	conhecido, um	comprimento	do

enlace de comunicações 104 pode ser determinado em algumas implementações. A determinação do comprimento do enlace de comunicações leva em consideração efeitos de temperatura na eletrônica e efeitos da temperatura e da pressão em cabos.

Quando a unidade mestra 100 deseja disparar um evento dentro do poço na unidade escrava 102, a unidade mestra 102 pode enviar um comando do DL através do enlace de comunicações 104 para a unidade escrava 102 para gerar o disparo em um ponto do tempo no futuro próximo calculado

Petição 870180166330, de 21/12/2018, pág. 20/38 com base no contador de relógio de tempo real escravo 112. O comando do DL contém um tempo de evento que é igual ao tempo alvo conforme mantido pelo contador de relógio de tempo real mestre 110, mais OFFSETm,s. Mediante recebimento deste comando do DL para executar o evento especificado, a unidade escrava 102 executará a ação no ponto do tempo no futuro próximo especificado (tempo do evento).

Desta maneira, o contador de relógio de tempo real escravo 112 fornece um valor de tempo que é sincronizado ao UTC ou, mais especificamente, na implementação da Fig. 1, a um tempo fornecido pela máquina GPS 106.

Embora o acima se refira à unidade mestra 100 compensando o OFFSETm,s em um comando do DL enviado à unidade escrava 102, observem que a compensação pode, ao invés disso, ser executada pela unidade escrava 102. Neste último enfoque, a unidade escrava 102 seria fornecida com o valor de OFFSETm,s e seria capaz de converter um tempo no comando do DL para o tempo local da unidade escrava 102 com base no OFFSETm,s.

A informação de retardo do enlace de comunicações pode ser usada para compensar quaisquer desvios no retardo do enlace de comunicações 104 devidos às condições em mudança, tais como temperatura, pressão ou mudanças mecânicas (por exemplo, comprimento do cabo que muda). O circuito PLL 114 na unidade escrava 102 permite que a unidade escrava 102 mantenha seu próprio tempo local,

Petição 870180166330, de 21/12/2018, pág. 21/38 quando este tempo local é sincronizado com respeito ao tempo mantido pela unidade mestra 100. De acordo com algumas modalidades, uma precisão absoluta da precisão de submicrossegundos a uma taxa da atualização de 50 milissegundos pode ser mantida. Usando o cálculo da média a longo prazo das medidas, por exemplo, 1.000 vezes, o sistema pode mesmo ser capaz de fornecer precisão em nanossegundos de subdécimos. Calcular a média se refere a fazer medidas múltiplas do retardo do cabo e tomar uma média destes retardos múltiplos. Tal cálculo de média é parte de um procedimento de stacking no qual medidas múltiplas são empilhadas (calculando a média) para melhorar a precisão.

O contador de relógio de tempo real mestre 110 é um relógio disciplinado preciso que é sincronizado com o tempo universal (por exemplo, tempo do GPS), o que permite a unidade mestra 100 operar de modo síncrono com outras estações remotas (outras unidades mestras) que podem também usar o GPS. Como resultado, nenhum cabo teria que ser usado entre as estações que usam o GPS. Além disso, usando técnicas de acordo com algumas incorporações, a sincronização pode ser mantida entre uma unidade escrava (ou múltiplas unidades escravas) e a unidade mestra 100.

A Fig. 4 mostra uma disposição de exemplo para executar levantamento de poço cruzado de uma estrutura subterrânea. Uma ferramenta transmissora é fornecida em um

Petição 870180166330, de 21/12/2018, pág. 22/38 primeiro poço (designado geralmente como 500) e uma ferramenta receptora é fornecida em um segundo poço (denominado geralmente como 502). A ferramenta transmissora inclui uma estação de superfície transmissora 504, um cartucho transmissor dentro do poço 506 e um sonde transmissor 508. O sonde transmissor 508 é usado para transmitir sinais (536) através da estrutura subterrânea (representada geralmente como 501) entre o primeiro e o segundo furos de poço 500, 502. Uma linha cinza 510 representa uma superfície da terra.

Telemetria 512 é fornecida através de um enlace de comunicações entre a estação de superfície transmissora 504 e o cartucho transmissor dentro do poço 506. Observem também que um sinal do relógio de referência (REF CLK) é fornecido da estação de superfície transmissora 504 ao o cartucho transmissor dentro do poço 506. No exemplo da Fig. 5, a estação de superfície transmissora 504 seria parte da unidade mestra 100 representada na Fig. 1, enquanto o cartucho transmissor dentro do poço 506 seria parte da unidade escrava 102 representada na Fig. 1.

Um contador de relógio de tempo real de superfície 514 está associado com a estação de superfície transmissora 504. O contador de relógio de tempo real de superfície 514 recebe um sinal GPS CLK de uma máquina GPS 516.

Um contador de relógio de tempo real 518 está associado ao cartucho transmissor dentro do poço 506 e a

Petição 870180166330, de 21/12/2018, pág. 23/38 entrada de relógio para o contador de relógio de tempo real dentro do poço 518 recebe um sinal de relógio fornecido por um circuito PLL 520 que recebe o sinal REF CLK da estação de superfície transmissora 504.

O contador de relógio de tempo real de superfície 514 e a máquina GPS 516 correspondem ao contador de relógio de tempo real mestre 110 e a máquina GPS 106, respectivamente, da Fig. 1. O contador de relógio de tempo real dentro do poço 518 e o circuito PLL 520 correspondem ao contador de relógio de tempo real escravo 112 e ao circuito PLL 114, respectivamente, da Fig. 1.

A ferramenta receptora inclui elementos similares, incluindo uma estação de superfície receptora 522, e um contador de relógio de tempo real de superfície 524 associado com a estação de superfície receptora 522. O contador de relógio de tempo real de superfície 524 recebe o sinal GPS CLK de uma máquina GPS 516. A telemetria 528 é fornecida através de um enlace de comunicações entre a estação de superfície receptora 522 e um cartucho receptor

dentro	do	poço 528.	Além disso,	a estação	de	superfície
receptora	522 envia	um sinal REF	CLK ao cartucho receptor
dentro	do	poço 528.
	Um	circuito	PLL 530 e um	contador	de	relógio de
tempo	real dentro	do poço 532	estão associados com o

cartucho receptor dentro do poço 528. O contador de relógio de tempo real de superfície 524 e a máquina GPS 516

Petição 870180166330, de 21/12/2018, pág. 24/38 correspondem ao contador de relógio de tempo real mestre 110 e a máquina GPS 106, respectivamente, da Fig. 1. O circuito PLL 530 e o contador de relógio de tempo real dentro do poço 532 correspondem ao circuito PLL 114 e ao 5 contador de relógio de tempo real escravo 112, respectivamente, da Fig. 1.

A ferramenta receptora ainda inclui um sonde receptor (ou múltiplos sondes receptores) 534, que recebe sinais de levantamento (536), tais como sinais EM ou sinais 10 sísmicos, do sonde transmissor 508. Um circuito PLL 536 e o contador de relógio de tempo real de sonde 538 estão associados com o sonde receptor 534. O cartucho receptor 528 envia um sinal REF CLK ao sonde receptor 534. O circuito PLL 536 gera um relógio de saída para o contador 15 de relógio de tempo real de sonde 538, onde o relógio de saída do circuito PLL 536 tem uma relação fixa com a fase do sinal REF CLK. O sinal REF CLK é gerado do sinal REF CLK recebido pelo cartucho receptor dentro do poço 528 da estação de superfície receptora 522.

Um barramento de ferramenta 540 permite comunicação entre o cartucho receptor dentro do poço 528 e o sonde receptor 534. Observem que pode haver múltiplos sondes receptores (não mostrados) na ferramenta receptora. Observem que pode também haver uma mistura de receptores e 25 de transmissores.

A sincronização é executada também entre o cartucho

Petição 870180166330, de 21/12/2018, pág. 25/38 receptor dentro do poço 528 e os um ou mais sondes receptores. A Fig. 5 mostra uma disposição que inclui dois sondes receptores 534A e 534B acoplados ao cartucho receptor dentro do poço 528. Para executar a sincronização entre o cartucho receptor dentro do poço 528 e os sondes 534A, 534B, um retardo do enlace de comunicações correspondente entre o cartucho receptor dentro do poço 528 e cada um dos sondes 534A, 534B é medido. O cartucho receptor dentro do poço 528 transmite (602) um pacote de sincronização do DL através do barramento de ferramenta 540 (Fig. 4) para os sondes 534A, 534B. O pacote de sincronização do DL é enviado no tempo Tdd, que é representado no diagrama de temporização no lado direito da Fig. 5. O pacote de sincronização do DL é recebido pelo primeiro sonde 534A no tempo Tda1 e recebido pelo segundo sonde 534B no tempo Tda2.

Um pacote de sincronização de resposta do UL é enviado (em 604) do primeiro sonde 534A para o cartucho receptor 528. O pacote de sincronização de resposta do UL é enviado do primeiro sonde 534 A no tempo Tud1.

O segundo sonde 534B também envia (em 606) um pacote de sincronização de resposta do UL ao cartucho receptor 528. O pacote de sincronização de resposta do UL é enviado no tempo Tud2 e recebido pelo cartucho receptor 528 no tempo Tua2.

Os pacotes de sincronização do UL enviados pelos

Petição 870180166330, de 21/12/2018, pág. 26/38 sondes 534A e 534B são similares ao pacote de sincronização do UL representado na Fig. 3 e incluem campos que contêm os seguintes tempos: Tdd, Tudl ou Tud2 e Tdal ou Tda2.

Com base nos vários tempos contidos nos pacotes de sincronização do UL, o retardo do enlace de comunicações entre o cartucho receptor dentro do poço 528 e cada um dos sondes 534A, 534B pode ser computado de uma maneira similar a Eq. 1 acima. Além disso, um desvio de tempo entre o cartucho receptor dentro do poço 528 e cada um dos sondes 534A e 534B pode ser computado de uma maneira similar a Eq. 2. Como representado no diagrama de temporização da Fig. 5, o desvio entre o cartucho receptor dentro do poço 528 e o primeiro sonde 534A é OFFSETl e o desvio entre o cartucho receptor 528 e o segundo sonde 534B é OFFSET2.

Usando os desvios de tempo entre o cartucho receptor 528 e os sondes correspondentes 534A, 534B, o cartucho receptor dentro do poço 528 pode programar um evento para ocorrer em cada sonde respectivo em um tempo no futuro próximo no específico, levando em conta os desvios correspondentes. Desta maneira, o tempo mantido por cada contador de relógio de tempo real de sonde é sincronizado aos tempos no cartucho receptor 528. Por sua vez, o tempo no cartucho receptor 528 é sincronizado ao UTC da estação de superfície receptora 522.

Em algumas implementações, os desvios entre o cartucho receptor dentro do poço 528 e cada um dos sondes

Petição 870180166330, de 21/12/2018, pág. 27/38 receptores podem ser comunicados à estação de superfície (522) para processamento pela estação de superfície. Em implementações alternativas, os desvios entre o cartucho receptor dentro do poço 528 e os sondes receptores 534 podem ser mantidos no cartucho receptor dentro do poço 528, com o cartucho receptor dentro do poço 528 ajustando tempos de eventos em comandos enviados a cada sonde do receptor.

Usando os vários desvios de tempo descritos acima,

a tradução pode ser	executada	entre o	tempo do GPS (UTC)	e
um tempo no cartucho	receptor	dentro	do poço 528 ou em	um
sonde receptor 534.
Observem que	entre o	cartucho receptor dentro	do

poço 528 e cada sonde receptor 534, o cartucho receptor dentro do poço 528 pode ser considerado como parte da unidade mestra 100 da Fig. 1, enquanto cada sonde receptor 534 pode ser considerado como parte da unidade escrava 102 da Fig. 1. A diferença seria que o cartucho receptor dentro do poço 528, como a unidade mestra 100, receberia o sinal REF CLK em vez de um sinal GPS CLK.

A Fig. 6 mostra um procedimento de sincronização de acordo com uma modalidade. O procedimento de sincronização é executado em uma unidade mestra, tal como a unidade mestra 100 da Fig. 1, estação de superfície transmissora 504 ou estação de superfície receptora 522 da Fig. 5, ou cartucho receptor dentro do poço 528 em seu papel como mestre com respeito a um sonde receptor.

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O procedimento de sincronização pode ser executado por uma lógica de sincronização mestra, tal como lógica de sincronização mestra 116 da Fig. 1. A lógica de sincronização mestra envia (em 702) um pacote de sincronização do DL da unidade mestra à unidade escrava. Como notado acima, este pacote de sincronização do DL contém um valor Tdd para indicar o tempo no qual o pacote de sincronização do DL foi enviado pela unidade mestra.

Em algum um ponto no tempo mais tarde, um pacote de sincronização de resposta do UL é recebido (em 704) pela unidade mestra proveniente da unidade escrava. O pacote de sincronização de resposta do UL contém campos de tempo adicionais, incluindo Tud e Tda.

Os tempos nos vários campos de tempo do pacote de sincronização de resposta do UL são extraídos (em 706) e o retardo do enlace de comunicações e os valores de desvio são calculados (em 708) de acordo com as Eqs. 1 e 2. Com base no desvio, um evento pode ser programado em uma unidade escrava de acordo com o tempo local da unidade

escrava,	que	é tempo	sincronizado	na	unidade	mestra.
	Uma	vez que	um evento é	disparado	em	uma unidade
escrava,	a	unidade	escrava pode	continuar	a executar
tarefas	que	estão associadas com	o	evento	sem	intervenção

adicional da unidade mestra. Por exemplo, se o evento corresponder a uma tarefa de aquisição para adquirir dados, então, a aquisição pode continuar até todos os dados dentro

Petição 870180166330, de 21/12/2018, pág. 29/38 de um ciclo ou passagem terem sido coletados.

Em um exemplo específico de um sistema de levantamento sísmico, a unidade escrava pode ser parte de um receptor sísmico. Em um sistema de levantamento sísmico, um tiro de verificação é emitido frequentemente por uma fonte sísmica a um receptor sísmico para determinar se, e quando, o receptor sísmico recebe o tiro de verificação. Uma vez que o tempo no receptor sísmico é sincronizado com o tempo de uma unidade mestra de acordo com algumas modalidades, o tempo no qual o receptor sísmico recebe o tiro de verificação pode ser expresso em tempo universal.

As instruções de software descritas acima (incluindo a lógica de sincronização 116 ou 118 da Fig. 1) são carregadas para execução em um processador (tal como uma ou mais CPUs). O processador inclui microprocessadores, microcontroladores, módulos processadores ou subsistemas (incluindo um ou mais microprocessadores ou microcontroladores), ou outros dispositivos de controle ou computação. Um processador pode se referir a um único componente ou a componentes plurais.

Os dados e as instruções (do software) são armazenados em dispositivos de armazenamento respectivos, que são implementados como um ou mais meios de armazenagem legíveis por computador ou utilizáveis por computador. Os meios de armazenagem incluem formas diferentes de memória incluindo dispositivos de memória semicondutores, tais como

Petição 870180166330, de 21/12/2018, pág. 30/38 memórias de acesso aleatório dinâmicas ou estáticas (DRAMs ou SRAMs), memórias somente de leitura apagáveis e programáveis (EPROMs), memórias somente de leitura apagáveis eletricamente e programáveis (EEPROMs) e memórias 5 instantâneas; discos magnéticos, tais como discos rígidos, flexíveis e removíveis; outros meios magnéticos incluindo fita; e meios óticos, tais como discos compactos (CDs) ou discos de vídeo digitais (DVDs).

Embora a invenção tenha sido divulgada com respeito a um número limitado de modalidades, aqueles versados na técnica tendo o benefício desta divulgação apreciarão modificações e variações numerosas das mesmas. Pretende-se que as reivindicações em anexo cubram tais modificações e variações, pois caem dentro do espírito e do escopo 15 verdadeiros da invenção.

Claims

- REIVINDICAÇÕES -

1. MÉTODO DE SINCRONIZAR UNIDADES DE UM SISTEMA DE AVALIAÇÃO DE AVALIAÇÃO DE FORMAÇÃO/OPERAÇÃO DE PERFURAÇÃO, compreendendo:

determinar um retardo de tempo associado com um enlace de comunicações (104) entre uma unidade mestra (100) e uma unidade escrava (102) do sistema de avaliação de avaliação de formação/operação de perfuração, em que a unidade mestra (100) tem um relógio de tempo mestre (110) que fornece o tempo universal; e usar o retardo de tempo associado com o enlace de comunicações (104) para permitir sincronização de tempo fornecido por um relógio de tempo escravo (112) na unidade escrava (102) com o tempo universal;

em que a unidade mestra (100) e a unidade escrava (102) são parte de uma ferramenta transmissora em um sistema de levantamento de poço cruzado, o método caracterizado por ainda compreender:

fornecer uma ferramenta receptora no sistema de levantamento de poço cruzado, em que a ferramenta receptora

tem uma segunda unidade mestra e uma segunda unidade escrava; determinar um retardo de tempo associado com um segundo enlace de comunicações (104) entre a segunda unidade mestra e a segunda unidade es crava, em que a

segunda unidade mestra tem um segundo relógio de tempo

Petição 870190130359, de 09/12/2019, pág. 9/14 mestre que fornece tempo universal; e usar o retardo de tempo associado com a segundo enlace de comunicações (104) para permitir sincronização de tempo fornecida por um segundo relógio de tempo escravo na segunda unidade escrava com o tempo universal fornecido pelo segundo relógio de tempo mestre.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ainda compreender receber pelo relógio de tempo mestre (110) um código de tempo universal de uma fonte de tempo universal.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o recebimento do código de tempo universal da fonte de tempo universal compreender receber o código de tempo universal de uma máquina do sistema de posicionamento global (GPS).

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a determinação do retardo de tempo compreender:

enviar, pela unidade mestra (100), um primeiro pacote de sincronização através do enlace de comunicações (104) para a unidade escrava (102); e receber, pela unidade mestra (100), um pacote de sincronização de resposta da unidade escrava, em que o pacote de sincronização de resposta inclui campos de tempo contendo um primeiro tempo no qual o primeiro pacote de sincronização é enviado pela unidade mestra (100), um

Petição 870190130359, de 09/12/2019, pág. 10/14 segundo tempo no qual o primeiro pacote de sincronização é recebido pela unidade escrava e um terceiro tempo no qual o pacote de sincronização de resposta é enviado pela unidade escrava.

5. Método, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a determinação do retardo de tempo compreender ainda:

extrair o primeiro, segundo e terceiro tempos do pacote de sincronização de resposta; e computar o retardo de tempo baseado no primeiro, segundo e terceiro tempos, assim como baseado em um quarto tempo no qual o pacote de sincronização de resposta é recebido pela unidade mestra (100) .

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por ainda compreender:

computar um desvio de tempo baseado no retardo de tempo e no terceiro e quarto tempos.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ainda compreender:

derivar, pela unidade mestra (100), um sinal de relógio de referência de um sinal de relógio fornecido por uma fonte de sistema de posicionamento global (GPS); e enviar, pela unidade mestra (100), o sinal de relógio de referência para a unidade escrava (102).

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por ainda compreender:

Petição 870190130359, de 09/12/2019, pág. 11/14 gerar, por um circuito “phase locked loop” na unidade escrava, um sinal de relógio escravo baseado no sinal de relógio de referência.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o sinal de relógio de referência ser fornecido continuamente ao circuito “phase locked loop” na unidade escrava (102) para permitir a combinação de

frequência entre as unidades mestra e escrava.

10. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por ainda compreender:

cronometrar, usando o sinal de relógio escravo, um contador de relógio de tempo real escravo no relógio de tempo escravo (112); e cronometrar, usando um sinal de relógio derivado da

fonte de GPS, um contador de relógio de tempo real mestre no relógio de tempo mestre (110) .

11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ainda compreender:

cada uma das unidades mestras recebendo entrada de uma fonte do sistema de posicionamento global (GPS) correspondente.

12. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que a ferramenta receptora ainda compreende pelo menos um sonde receptor acoplado à segunda unidade escrava por um barramento de ferramenta, o método caracterizado por ainda compreender:

Petição 870190130359, de 09/12/2019, pág. 12/14 sincronizar o tempo de pelo menos um sonde receptor com o tempo do segundo relógio de tempo escravo na segunda unidade escrava.

13. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ainda compreender:

continuamente refinar o retardo de tempo para levar em conta desvio do retardo de tempo devido às condições em mudança.

14. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a determinação do retardo de tempo compreender:

calculando a média de medidas múltiplas do retardo de tempo para intensificar a exatidão.

15. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ainda compreender:

determinar um comprimento do enlace de comunicações (104) baseado no retardo de tempo e levar em conta efeitos de temperatura.

16. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que a unidade escrava é parte de um receptor sísmico, o método caracterizado por ainda compreender:

determinar um tempo universal no qual um evento tal como um tiro de verificação é recebido pelo receptor sísmico.

17. Método, de acordo com a reivindicação 1, em que o sistema de avaliação de avaliação de formação/operação de

Petição 870190130359, de 09/12/2019, pág. 13/14 perfuração ainda inclui pelo menos uma outra unidade escrava, o método caracterizado por ainda compreender:

sincronizar o tempo de pelo menos uma outra unidade escrava com o tempo universal da unidade mestra (100).

5 18. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que unidades de sincronização do sistema de avaliação de avaliação de formação/operação de perfuração compreendem unidades de sincronização de um ou mais dos seguintes: um sistema de levantamento sísmico, um 10 sistema de levantamento eletromagnético, um sistema de perfilagem dentro do poço, um sistema de produção dentro do poço e um sistema de perfuração dentro do poço.