BRPI0910578B1

BRPI0910578B1 - Sistema para uso em um poço, método para formar um tubo de perfuração ligado por fio, e, conexão de cabo para uso em combinação com um tubo de perfuração

Info

Publication number: BRPI0910578B1
Application number: BRPI0910578-6A
Authority: BR
Inventors: Eric Chaize; Joseph A. Nicholson; Laurent Caekebeke; Jonathan W. Brown
Original assignee: Intelliserv International Holding, Ltd.
Priority date: 2008-04-08
Filing date: 2009-03-25
Publication date: 2019-04-09
Also published as: EP2283202A2; US20110108267A1; EP2283202B1; BRPI0910578A2; WO2009133474A3; WO2009133474A2; US8662188B2

Abstract

sistema para uso em um poço, método para formar um tubo de perfuração ligado por fio, e, conexão de cabo para uso em combinação com um tubo de perfuração uma técnica facilita a transmissão de sinais ao longo de um tubo de perfuração. um sistema de cabos é combinado com o tubo de perfuração e fixado ao longo do tubo de perfuração para transmitir sinais. o sistema de cabos pode compreender um cabo condutivo, um sistema de retenção de cabo, uma terminação de cabo e um conector de cabo acoplado ao cabo condutivo na terminação de cabo.

Description

“SISTEMA PARA USO EM UM POÇO, MÉTODO PARA FORMAR UM TUBO DE PERFURAÇÃO LIGADO POR FIO, E, CONEXÃO DE CABO PARA USO EM COMBINAÇÃO COM UM TUBO DE PERFURAÇÃO” FUNDAMENTOS [001] Os furos de poço são perfurados para localizar e produzir hidrocarbonetos. Uma ferramenta de perfuração de furo abaixo com uma broca em uma sua extremidade é avançada para dentro do solo via uma coluna de perfuração, para formar um furo de poço. A coluna de perfuração e a ferramenta de furo abaixo são tipicamente feitas de uma série de tubos de perfuração rosqueavelmente conectados entre si para formar um longo tubo

X com a broca em sua extremidade inferior. À medida que a ferramenta de perfuração é avançada, uma lama de perfuração é bombeada de um buraco de lama de superfície, através da coluna de perfuração e da ferramenta de perfuração e para fora da broca de perfuração, para esfriar a ferramenta de perfuração e retirar aparas para longe. O fluido deixa a broca de perfuração e flui de volta até a superfície para recirculação através da ferramenta. A lama de perfuração é também usada para formar uma torta de lama para revestir o furo de poço.

[002] Durante a operação de perfuração, é desejável prover-se comunicação entre a superfície e a ferramenta de furo abaixo. Os dispositivos de telemetria de furo de poço são tipicamente usados para permitir, por exemplo, que força, sinais de comando e/ou comunicação passem entre uma unidade de superfície e a ferramenta de furo abaixo. Estes sinais são usados para controlar e/ou energizar a operação da ferramenta de furo abaixo e remeter informações de furo abaixo para a superfície.

[003] Vários sistemas de telemetria de furo de poço podem ser usados para estabelecer as desejadas capacidades de comunicação. Exemplos de tais sistemas podem incluir um sistema de telemetria de furo de poço de tubo de perfuração ligado por fio, como descrito na Patente U.S. No.

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6.641.434, um sistema de telemetria de furo de poço eletromagnético, como descrito na Patente U.S. No. 5.624.051, um sistema de telemetria de furo de poço acústico, como descrito no Pedido de Patente PCT No. WO2004085796, cujo inteiro conteúdo é por este meio incorporado por referência. Outros dispositivos de transmissão ou comunicação de dados, tais como transreceptores acoplados a sensores, podem também ser usados para transmitir força e/ou dados.

[004] Com sistemas de telemetria de tubo de perfuração ligado por fio (“WDP”), os tubos de perfuração que formam a coluna de perfuração são providos com eletrônicos capazes de passar um sinal entre uma unidade de superfície e a ferramenta de furo abaixo. Como mostrado, por exemplo, na Patente U.S. No. 6.641.434, tais sistemas de telemetria de tubo de perfuração ligados por fio podem ser providos com fios e acoplamentos indutivos que formam uma cadeia de comunicação que se estende através da coluna de perfuração. O tubo de perfuração ligado por fio é então operativamente conectado à ferramenta de furo abaixo e uma unidade de superfície para comunicação com ele. O sistema de tubo de perfuração ligado por fio é adaptado para passar dados recebidos de componentes da ferramenta de furo abaixo para a superfície e comandos gerados pela unidade de superfície para a ferramenta de furo abaixo. Outros documentos relativos a tubos de perfuração ligados por fio e/ou acopladores indutivos de uma coluna de perfuração são como segue: Patente U.S. No. 4.126.848, Patente U.S. No. 3.957.118 e Patente U.S. No. 3.807.502, a publicação “Four Different Systems Used for MWD”, W. J. McDonald, The Oil and Gas Journal, páginas 115 - 124, 3 de abril de 1978, Patente U.S. No. 4.605.268, Pedido de Patente Publicado pela Federação Russa 2140527, depositado em 18 de dezembro de 1997. Pedido de Patente Publicado da Federação Russa 2.040.691, depositado em 14 de fevereiro de 1992, Publicação WO 90/14497A2, Patente U.S. No. 5.052.941, Patente U.S. No. 4.806.928, Patente U.S. No. 4.901.069, Patente U.S. No.

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5.531.592, Patente U.S. No. 5.278.550 e Patente U.S. No. 5.971.072.

[005] Entretanto, os sistemas existentes com frequência sofrem de conexões não confiáveis entre os acopladores de sinais e os condutores correndo entre os acopladores de sinais. Portanto, há uma necessidade na técnica de novos métodos e mecanismos para prender os cabos dentro ou adjacentes ao tubo de perfuração.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [006] Certas formas de realização da invenção serão a seguir descritas com referência aos desenhos acompanhantes, em que numerais de referência iguais indicam elementos iguais, e:

A Figura 1 é uma ilustração esquemática de um tubo de perfuração combinado com um sistema de cabos, de acordo com uma forma de realização da presente invenção;

A Figura 2 é uma vista em seção transversal ampliada, parcial de um mecanismo de retenção, de acordo com uma forma de realização da presente invenção;

A Figura 3 é uma vista em seção transversal ampliada, parcial, de uma seção de terminação de cabo de acordo com uma forma de realização da presente invenção;

A Figura 4 é uma vista em seção transversal de uma forma de realização de uma extremidade de cabo, de acordo com uma forma de realização da presente invenção;

A Figura 5 é outra vista em seção transversal de uma forma de realização de uma extremidade de cabo de acordo com uma forma de realização da presente invenção;

A Figura 6 é outra vista em seção transversal de uma forma de realização de uma extremidade de cabo de acordo com uma forma de realização da presente invenção;

A Figura 7 é outra vista em seção transversal de uma forma de

Petição 870190001142, de 04/01/2019, pág. 8/28 / 18 realização de uma extremidade de cabo de acordo com uma forma de realização da presente invenção;

A Figura 8 é uma vista em seção transversal parcial de uma forma de realização de uma extremidade de cabo rosqueada, de acordo com uma forma de realização da presente invenção;

A Figura 9 é uma vista em seção transversal parcial de uma seção de terminação de cabo, de acordo com uma forma de realização da presente invenção;

A Figura 10 é outra vista em seção transversal parcial de uma seção de terminação de cabo de acordo com uma forma de realização da presente invenção;

A Figura 11 é outra vista em seção transversal parcial de uma seção de terminação de cabo de acordo com uma forma de realização da presente invenção;

A Figura 12 é outra vista em seção transversal parcial de uma seção de terminação de cabo de acordo com uma forma de realização da presente invenção;

A Figura 13 é uma vista ortogonal de uma forma de realização de um conector/acoplador de cabo de acordo com uma forma de realização da presente invenção;

A Figura 14 é uma vista extrema de uma parte de um tubo de perfuração tendo uma cavidade para receber o conector de cabo ilustrado na Figura 13, de acordo com uma forma de realização da presente invenção;

A Figura 15 é uma vista em seção transversal tomada genericamente ao longo da linha 15 - 15 da Figura 13, de acordo com uma forma de realização da presente invenção;

A Figura 16 é uma vista lateral parcial do conector de cabo adjacente a uma ferramenta, de acordo com uma forma de realização da presente invenção;

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A Figura 17 é uma vista em seção transversal de um pino de contato do acoplador ilustrado na Figura 13, porém inserido dentro de uma correspondente cavidade do tubo de perfuração de acordo com uma forma de realização da presente invenção;

A Figura 18 é uma vista do sistema de cabo tendo um cabo entre dois conectores de extremidade, de acordo com uma forma de realização da presente invenção;

A Figura 19 é uma vista em seção transversal de uma seção de terminação unindo um conector e um cabo, de acordo com uma forma de realização da presente invenção;

A Figura 20 é uma ilustração esquemática de uma seção de terminação de cabo de acordo com uma forma de realização da presente invenção;

A Figura 21 é uma ilustração esquemática de outra seção de terminação de cabo de acordo com uma forma de realização da presente invenção;

A Figura 22 é uma ilustração esquemática de outra seção de terminação de cabo de acordo com uma forma de realização da presente invenção;

A Figura 23 é uma ilustração esquemática de outra seção de terminação de cabo de acordo com uma forma de realização da presente invenção;

A Figura 24 é uma ilustração esquemática de outra seção de terminação de cabo de acordo com uma forma de realização da presente invenção;

A Figura 25 é uma ilustração esquemática de outra seção de terminação de cabo de acordo com uma forma de realização da presente invenção;

A Figura 26 é uma ilustração esquemática de um sistema de

Petição 870190001142, de 04/01/2019, pág. 10/28 / 18 vedação para formar uma vedação entre o cabo e o alojamento circundante, de acordo com uma forma de realização da presente invenção;

A Figura 27 é uma ilustração esquemática de outro sistema de vedação de acordo com uma forma de realização da presente invenção;

A Figura 28 é uma ilustração esquemática de outro sistema de vedação de acordo com uma forma de realização da presente invenção;

A Figura 29 é uma ilustração esquemática do sistema de vedação sendo testado, de acordo com uma forma de realização da presente invenção;

A Figura 30 é uma ilustração esquemática de um exemplo de um sistema de retenção de cabo de acordo com uma forma de realização da presente invenção;

A Figura 31 é uma ilustração esquemática de um exemplo de um sistema de retenção de cabo de acordo com uma forma de realização da presente invenção;

A Figura 32 é uma ilustração esquemática de outro exemplo de um sistema de retenção de cabo, de acordo com uma forma de realização da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA [007] Na seguinte descrição, numerosos detalhes são expostos para prover um entendimento da presente invenção. Entretanto, será entendido por aqueles de habilidade comum na técnica que a presente invenção pode ser praticada sem estes detalhes e que numerosas variações ou modificações das formas de realização descritas podem ser possíveis.

[008] A presente invenção refere-se a um sistema e método para transmitir sinais ao longo de um tubo de perfuração entre locais desejados, tais como um local de superfície e um local de furo abaixo. De acordo com uma forma de realização do sistema e do método, um sistema de cabo de comunicação de sinal é combinado com um tubo de perfuração para transmitir

Petição 870190001142, de 04/01/2019, pág. 11/28 / 18 sinais ao longo do tubo de perfuração. Como descrito em maiores detalhes abaixo, são providas abordagens únicas para reter o sistema de cabos dentro do tubo de perfuração e para inserir/conectar um cabo com um acoplador/conector de cabo. As abordagens únicas incluem, por exemplo, segurar e reter o sistema de cabo, terminando o cabo, diferenciando a retenção e vedação dos elementos condutivos, aterrando o cabo ou realizando outros aspectos únicos de prover um sistema de comunicação de sinal durável, combinado com o tubo de perfuração. O cabo pode compreender um cabo coaxial ou qualquer outro tipo de cabo capaz de transmitir um sinal.

[009] Com referência genericamente à Figura 1, um exemplo esquemático de um sistema de tubo de perfuração ligado por fio 50 é ilustrado. Nesta forma de realização, um sistema de cabo 52 para transmitir sinais é combinado com um tubo de perfuração 54. O sistema de cabo 52 pode compreender um cabo condutivo 56, p. ex., um cabo coaxial, roteado ao longo do tubo de perfuração 54. Adicionalmente, o sistema de cabo 52 pode compreender uma variedade de outros aspectos, incluindo um sistema de retenção de cabo 58 usado para reter o sistema de cabo 52 em uma posição desejada ao longo do tubo de perfuração 54. O sistema de retenção de cabo 58 também pode ser usado para manter uma tensão desejada no cabo 56. O sistema de cabo 52 pode ainda compreender uma seção de conexão ou terminação 60 e um conector 62, que é conectado ao cabo 56 via seção de terminação 60.

[0010] Uma forma de realização do sistema de retenção de cabo 58 é ilustrada na Figura 2. Nesta forma de realização, o sistema de retenção de cabo 58 é fixado em um furo 64 de um alojamento circundante 66. O furo 64 pode compreender uma seção rosqueada 68, que pode estender-se ao longo de uma parte substancial do furo 64. O sistema de retenção 58 compreende uma arruela 70, tal como uma arruela de dupla cunha, que pode reter e prender o cabo 56 em compressão e/ou tensão. Na forma de realização ilustrada, a

Petição 870190001142, de 04/01/2019, pág. 12/28 / 18 arruela 70 tem cunhas encaixadas pelos correspondentes membros de assentamento 72, que podem ser energizados pela arruela 70, para prender o cabo 56. Por exemplo, um membro energizante 74, tal como a porca de ajuste 74 ilustrada pode ser usada para energizar a arruela e membros de assentamento 72 para prender o cabo 56. A porca de ajuste 74 pode ter uma região rosqueada 76, que encaixa na seção rosqueada 68 do alojamento circundante 64, para possibilitar o movimento axial da porca de ajuste 74, quando girada.

[0011] Como exemplo, o sistema de retenção de cabo 58 pode ser ajustado quando o cabo 56 for puxado para uma carga especificada e a porca de ajuste 74 é apertada ou de outro modo posicionada em um torque especificado. O aperto da porca de ajuste 74 energiza a arruela 70 para agarrar, por exemplo, em duas posições, via membros de assentamento 72, assim prendendo e retendo o cabo 56. Nesta forma de realização, a arruela 70 tem bordas que são opostas e agarram em direções opostas, o que permite retenção do cabo 56 quando o cabo 56 está em compressão ou tensão.

[0012] Com referência à Figura 3, um exemplo de uma parte da seção de terminação 60 é ilustrada. A seção de terminação de cabo possibilita que o cabo 56 possa ser cortado em um comprimento desejado e conectado com um conector de extremidade adequado 62. Quando o cabo 56 é um cabo coaxial, por exemplo, uma camada externa 78, tal como uma camada de blindagem metálica externa, é removida para expor um condutor radialmente afastado 80. O condutor 80 pode ser um elemento condutivo formado como uma folha, tal como uma folha de material de malha condutiva, que circunda um condutor interno 82. Uma camada de material isolante 84 pode ser posicionada para separar o elemento condutivo interno 82 do condutor radialmente afastado 80. A camada externa 78 pode ser removida de uma maneira que exponha o conector 80, sem danificar componentes internos do cabo 56.

Petição 870190001142, de 04/01/2019, pág. 13/28 / 18 [0013] Como exemplo, o cabo 56 pode ser formado como um cabo soldado com camadas internas encapsuladas. Em uma forma de realização alternativa, as camadas internas são inseridas dentro de um tubo sem costura e o tubo pode ser estirado a um tamanho especificado para encapsular as camadas internas do cabo 56. Uma luva extra também pode ser usada no final do tubo metálico externo, p. ex., camada de blindagem 78, para facilitar a formação de uma conexão apropriada entre o elemento condutivo externo 80 e o conector 62.

[0014] Em um exemplo, o condutor interno 82 é preparado para conexão com o conector 62 formando a extremidade oposta do condutor interno como um conector de pino franzido 88. Como ilustrado ainda nas Figuras 4 e 5, o condutor externo 80 pode ser preparado e/ou formado expondo-se uma seção extrema 90 do elemento condutivo 80 e dobrando-se a seção extrema 90 radialmente para fora e sobre uma extremidade de uma camada de cabo, tal como uma camada externa 78. A retenção de uma dobra 92 da seção extrema 90 pode ser facilitada formando-se um sulco 94, p. ex., um sulco anular externo, na extremidade da camada de cabo 78, como melhor ilustrado na Figura 4. A dobra 92 pode ser presa no sulco 94 por um retentor condutivo 96, p. ex., uma faixa de contato de mola, que pode ser referida como um elemento de contato terra. Deve ser observado que o sulco 94 pode ser formado na camada de blindagem metálica externa (ou outra camada) por um processo adequado, p. ex., usinagem, para terminar o trajeto de retorno provido pelo condutor externo 80.

[0015] Em uma forma de realização alternativa, o aspecto da extremidade da camada de cabo externa 78 pode ser formado com um componente separado 98, como ilustrado na Figura 6. O componente separado 98 pode ser formado como uma luva fixada a uma extremidade da camada 78 e construído com o sulco 94 ou outros aspectos de agarramento apropriado. O componente separado 98 pode ser aderido a ou de outro modo fixado à

Petição 870190001142, de 04/01/2019, pág. 14/28 / 18 extremidade da camada 78. Como ilustrado na Figura 7, o componente 98 também pode ser formado como uma luva com pinos rebarbados 100, orientados para inserção entre a camada 78, que pode ser feita de um material durável, tal como um metal, e camada de isolamento 84. O componente separado 98 e/ou a extremidade da camada externa 78 podem ser formados com outros aspectos, tais como roscas 102, como ilustrado na Figura 8. As roscas 102 ou aspectos similares, podem ser usados para fixar o componente de terminação de cabo 98 ou para fixar um puxador de cabo 104 para facilitar o puxamento do cabo 56.

[0016] Com referência genericamente à Figura 9, a seção de terminação 60 é ilustrada com os elementos condutivos 80, 82 da terminação de cabo encaixada com os correspondentes elementos, que podem ser parte do conector 62. Por exemplo, o elemento condutivo 80 pode ser um elemento condutivo externo e o elemento condutivo 82 pode ser um elemento condutivo interno. Nesta forma de realização, o elemento condutivo externo 80 é isolado por uma vedação primária 106 disposta entre uma parte de haste 108 do conector 62 e um alojamento de luva circundante 110. Neste exemplo particular, o lado oposto do elemento condutivo externo 80 é isolado e selado via mecanismo de retenção 58 e a arruela 70. Por conseguinte, nesta forma de realização, a vedação primária 106 pode contar com o mecanismo de retenção 58, para formar uma vedação e para isolar os elementos condutivos 80, 82. O elemento condutivo interno 82 e sua conexão com o conector 62 também podem ser isolados empregando-se uma vedação secundária 112, que pode ser na forma de uma proteção de vedação ou outro dispositivo de vedação. Como ilustrado, o elemento condutivo interno 82 pode condutivamente encaixar em um correspondente elemento condutivo 113 formado como parte de ou de outro modo conectado com o conector 62. O elemento condutivo externo 80 condutivamente encaixa no alojamento de luva 110 para prover um trajeto de retorno de terra.

Petição 870190001142, de 04/01/2019, pág. 15/28 / 18 [0017] Em uma forma de realização alternativa, o mecanismo de retenção 58 é independente do sistema de vedação primário 106, como ilustrado na Figura 10. Como ilustrado, as arruelas 70 desta forma de realização consistem de um par de duplas arruelas em cunha, em que uma das arruelas 70 é usada para formar o mecanismo de retenção 58 e a outra das arruelas 70 é usada para formar um lado do sistema de vedação primário 106. Entretanto, outros mecanismos de vedação, tais como um anel de vedação 114, ilustrado na Figura 11, pode ser usado para formar uma vedação independente com respeito ao mecanismo de retenção 58. Como exemplo, a arruela 70 pode compreender uma vedação metálica e o anel de vedação 114 pode compreender uma vedação elastomérica. A preparação de vedações apropriadas assegura manutenção de trajetos de fluxo condutivo desejados. Como ilustrado na Figura 12, por exemplo, a formação de um trajeto terra seguro pode ser criado com respeito ao condutor externo 80, como representado pelas setas 116. Em algumas aplicações, o aterramento pode ser melhorado minimizando-se o trajeto elétrico utilizando-se materiais altamente condutivos, tais como materiais supercondutores, e direcionando-se o trajeto de retorno da corrente ao longo de partes que podem ser precisamente controladas e usinadas.

[0018] Os vários componentes usados para criar o sistema de retenção

58, a seção de terminação 60 e o conector 62 podem variar, dependendo da aplicação, meio-ambiente e desempenho desejado. Por exemplo, o grampeamento de cabo e buchas de vedação pode ser projetado com um ângulo de compressão raso, p. ex., 3o, para prover uma vedação de travamento cônica, de modo que se a porca de bucha 74 tornar-se desalojada sob os efeitos da vibração, as vedações permanecem intactas. Entretanto, ângulos cônicos maiores também pode ser usado com alguns tipos de vedações, incluindo vedações de arruela.

[0019] A camada ou camisa de blindagem externa 78 pode ser

Petição 870190001142, de 04/01/2019, pág. 16/28 / 18 formada de uma variedade de materiais, incluindo ligas de níquel, tais como inconel 825. Outro material adequado inclui o aço inoxidável 316L. As arruelas de compressão 70 podem ser formadas de um material mais macio, comparado com os materiais usados para formar os membros de acomodação de compressão 72. Exemplos incluem Hastelloy C276 e aço inoxidável 316L, dependendo das condições do poço e produtos químicos usados. Componentes tais como bases de vedação de cabo, luvas de compressão e porcas de bucha podem ser feitas de um material de alta resistência, tal como inconel 718 ou K500 monel. Para evitar atrito mútuo e coleta de filetes, as porcas de bucha 74 podem ser revestidas com um revestimento de baixa fricção de níquel impregnado de ptfe em um processo de eletro-deposição.

[0020] O componente de contato terra 98 pode ser formado de um metal ou liga metálica, por exemplo, latão galvanizado com ouro ou tubo de liga de cobre, sobre o qual a seção extrema 90 do elemento condutivo 80 é dobrada. Em algumas aplicações, o elemento condutivo 80 é formado de um trançado de malha de terra, que pode ser enrolado sobre o componente 98 e preso por retentor condutivo 96. O retentor 96 pode ser na forma de um elemento de faixa de contato com respiradouro de cobre berílio galvanizada com ouro. O elemento condutivo interno 82 pode ser selado por bota elastomérica 12, que pode ser formada de HBR ou material de perfluoroelastômero, por exemplo, que pode ser encaixado por estiramento sobre o material isolante de cabo.

[0021] O conector extremo 62 pode ser construído como uma alimentação através do elemento formado de material isolante resistente a altas pressões e temperaturas. Por exemplo, o conector pode ser formado de materiais moldáveis por injeção, incluindo polieteretercetona (PEEK) moldada em torno de um contato que pode ser formado de um material condutivo, tal como berílio cobre galvanizado com ouro ou inconel X750. Estes são apenas alguns exemplos de materiais e construções que podem ser

Petição 870190001142, de 04/01/2019, pág. 17/28 / 18 usados para formar componentes de sistema de cabo 52 e uma pessoa tendo habilidade comum na técnica apreciará que outros materiais podem ser utilizados.

[0022] Com referência genericamente à Figura 13, outra forma de realização do sistema de cabos 52 é ilustrada. Nesta forma de realização, o conector 62 é conectado com o cabo condutivo 56, p. ex., cabo coaxial, via a seção de terminação 60. O conector 62 compreende uma cabeça de cabo 118 conformada para receber em um correspondente rebaixo ou cavidade 120 formada no tubo de perfuração 54, como ilustrado na Figura 14. Embora o rebaixo 120 possa ter uma variedade de formatos configurados para reter uma cabeça de cabo 118, uma forma de realização é projetada para receber a cabeça de cabo 118, formada com uma seção em sambladura 122, tendo um formato de rabo de andorinha como melhor ilustrado na vista em seção transversal da Figura 15.

[0023] Como ainda ilustrado na Figura 13, a cabeça de cabo 118 pode compreender um pino de contato 124 que pode ser um pinto de contato terra condutivamente conectado com o elemento condutivo externo 80. No exemplo ilustrado, o pino de contato 124 pode ser radialmente deslocado de um eixo geométrico de cabo 56 e orientado para recebimento em uma correspondente abertura 126. Adicionalmente, a cabeça de cabo 118 pode compreender uma pluralidade de aspectos de encaixe 128, como mais ilustrado na Figura 16, para possibilitar que o sistema de cabo seja puxado ou estirado. Como exemplo, os elementos de encaixe 128 podem compreender rebaixos inclinados, orientados para encaixar em projeções correspondentes 130 de uma ferramenta de tracionar 132.

[0024] Na Figura 17, um exemplo do pino de contato 124, inserido na correspondente abertura 126, é ilustrado. Nesta forma de realização, o pino de contato 124 inclui uma faixa de contato condutiva 134, que facilita a formação de um contato terra selado no material de tubo de perfuração. Em

Petição 870190001142, de 04/01/2019, pág. 18/28 / 18 um exemplo, a abertura 126 é revestida com uma luva cega 136, que é acionada para dentro de uma abertura 138, formada no material do tubo de perfuração 54. A junta formada entre o pino de contato 124 é a abertura 126 pode ser selada com um selante baseado em um selante baseado em fluorocarboneto e um anel de vedação elastomérico 140, por exemplo, ou pode ser de outro modo selada.

[0025] Em algumas formas de realização, o sistema de cabo 52 pode ser formado com uma pluralidade de dobras de cobra 142 no cabo 56, para permitir a variabilidade do tubo, como ilustrado na Figura 18. Por exemplo, o sistema de cabo 52 pode ser instalado através do centro de um correspondente tubo de perfuração sediando-se uma cabeça de cabo 118 em seu correspondente rebaixo 120. A outra cabeça de cabo 118 pode então ser encaixada por uma ferramenta adequada, tal como uma ferramenta de tracionar 132 e estirada antes de ser permitido saltar de volta em encaixe com seu correspondente rebaixo 120.

[0026] Como ilustrado na Figura 19, este tipo de conector 62 pode ser conectado a cabo condutivo 56, p. ex., coaxial, através de uma seção de terminação similar àquela descrita acima com respeito às Figuras 2 - 12. Em algumas formas de realização, entretanto, as várias juntas de solda, p. ex., juntas de solda 144, podem ser formadas usando-se soldagem TIG por uma máquina de soldar orbital automática ou por soldagem manual. Alternativamente, um feixe eletrônico ou solda a leiser pode ser realizado. Na Figura 19, um conector de pino pregueado 88 é ilustrado, entretanto, uma variedade de outros contatos pode ser utilizada, incluindo contatos tipo acoplador, contatos condutivos, contatos indutivos, contratos de transformador ou outros contados adequados. Adicionalmente, o alojamento de luva 110 é ilustrado como circundando os vários componentes de seção de terminação, entretanto uma variedade de outros alojamentos, incluindo o material de tubo de perfuração circundante, pode ser utilizada.

Petição 870190001142, de 04/01/2019, pág. 19/28 / 18 [0027] Dependendo de exigências de projeto e ambientais, a seção de terminação 60 pode compreender muitos tipos de componentes de terminação. Por exemplo, a terminação de cabo condutivo, coaxial 56 pode ser construída em várias configurações com vários componentes. Com referência à forma de realização da Figura 20, por exemplo, o comprimento do cabo tubular pode ser ajustado fixando-se uma extensão de tubo ou interface de tubo 146 na extremidade da camada de cabo externa 78. Nesta forma de realização, a interface de tubo 146 pode ser fixada à camada de cabo 78, via uma solda 148. A interface de tubo 146 possibilita vedação interna com um adaptador 150, tendo uma inserção 152 dimensionada para inserção dentro da interface de tubo 146. Os membros de vedação 154 podem ser usados para formar uma vedação hermética a fluido com uma superfície de vedação interna 158, que é encaixável com o elemento condutivo interno 82, quando o adaptador 150 é inserido dentro ou de outro modo posicionado na interface de tubo 146, até que contato ocorra com o suporte 160. Neste exemplo, a interface de tubo 146 possibilita o uso de tubos condutivos de comprimento padrão 56 e o comprimento total do sistema de cabo 52 pode ser ajustado trocando-se o comprimento da interface de tubo 146.

[0028] Uma forma de realização similar é ilustrada na Figura 21.

Nesta forma de realização, a interface de tubo 146 compreende uma região rosqueada 162 encaixada por uma contraporca 164 que ajuda a reter a interface de tubo 146 em um alojamento circundante. Adicionalmente, o adaptador 150 pode compreender um ou mais membros de contato terra 166, para assegurar aterramento. Em uma forma de realização relacionada, a interface de tubo 146 é encaixada por pressão na camada de cabo 78 via uma região de encaixe por pressão 168, como ilustrado na Figura 22.

[0029] Com referência genericamente à Figura 23, outra forma de realização é ilustrada em que a interface de tubo 146 compreende tanto superfície de vedação interna 156 como uma região rosqueada interna 170. O

Petição 870190001142, de 04/01/2019, pág. 20/28 / 18 adaptador 150 compreende uma correspondente região rosqueada externa 172, para possibilitar encaixe selante, atarraxado entre a interface de tubo 146 e o adaptador 150, como melhor ilustrado na Figura 24. Alternativamente, a região rosqueada 170 pode ser disposta ao longo da e externa à interface de tubo 146 para encaixe por uma luva rosqueada internamente do adaptador 150. O adaptador 150 pode ser atarraxado no ou de outro modo posicionado dentro do tubo/camada 78 até o adaptador 150 contatar contra um ressalto 174, que permite que seja aplicada tensão ao cabo condutivo 56, assim prendendo o cabo em posição. Em outra forma de realização, a região rosqueada cooperante 170, 172 possibilita o uso de membros selantes de metal-com-metal cônicos 176, para formar uma vedação entre a camada de cabo 78 e o adaptador 150, como ilustrado na Figura 25.

[0030] Como descrito acima, as vedações podem ser usadas entre o cabo 56 e o alojamento circundante em uma dada forma de realização. Dependendo do projeto e do ambiente, o tipo de estrutura de vedação pode variar de uma forma de realização para outra. Na Figura 26, uma estrutura de vedação 178 é ilustrada e pode ser usada para formar, por exemplo, vedação primária 106. Neste exemplo, a estrutura de vedação 178 é posicionada diretamente entre o cabo condutivo 56 e o alojamento circundante, p. ex., alojamento de luva 110. A estrutura de vedação pode compreender uma variedade de vedações, incluindo uma vedação de anel-O, uma vedação em forma de V, uma vedação-T, uma vedação de matriz, uma vedação cônica de metal com metal ou outra vedação adequada.

[0031] Em outra forma de realização, a estrutura de vedação 178 compreende uma camada de interferência mecânica 180, posicionada entre o cabo 56 e o alojamento circundante, como ilustrado na Figura 27. Como exemplo, a camada de interferência mecânica pode ser formada de uma variedade de materiais, incluindo teflon, plástico ou outros materiais elastoméricos. Em outra forma de realização, o alojamento circundante é

Petição 870190001142, de 04/01/2019, pág. 21/28 / 18 encaixado apertadamente contra a camada metálica externa 78 do cabo 56 e selada ali com uma ou mais soldas 182, como ilustrado na Figura 28.

[0032] Com referência à Figura 29, a formação de uma vedação adequada via estrutura de vedação 178 pode ser testada pela aplicação de pressão, como representado pela seta 184. A pressão representada pela seta 184 é direcionada entre o tubo de perfuração 54 e a seção de terminação 60, para determinar se qualquer fluxo de fluido, como representado pela seta 186, pode ser detectado. Se fluido for detectado como passando através da seção de terminação, a vedação sob teste não é apropriadamente operacional. Uma variedade de equipamento de teste e procedimentos de teste pode ser usada para assegurar que vedações adequadas sejam formadas entre o sistema de cabo 52 e o tubo de perfuração 54 e/ou entre outros componentes do sistema de cabo 52.

[0033] Adicionalmente, uma variedade de dispositivos energizantes que não a porca de bucha discutida acima, pode ser usada para energizar mecanismos para reter e/ou selar o sistema de cabo 52 ao longo do tubo de perfuração 54. Como ilustrado na Figura 30, por exemplo, o dispositivo energizante 74 pode compreender um recalque 188 fixado em uma correspondente cavidade cônica 190 de tubo de perfuração 54. O movimento do recalque 188 contra um dos membros sede 72 aciona o membro sede contra a arruela 70, que novamente faz com que ambos os membros sede 72 movam-se para fora contra o alojamento circundante, que neste exemplo é o tubo de perfuração 54. Em algumas aplicações, nenhum membro energizante separado 74 é necessário e o membro sede 72 pode simplesmente ser apertado contra a arruela 70, antes de testar quanto a vazamentos, como ilustrado na Figura 31.

[0034] Se primariamente a retenção for desejada, uma variedade de mecanismos de retenção pode ser usada no sistema de retenção de cabo 58. Como ilustrado na Figura 32, por exemplo, um dispositivo de retenção 192

Petição 870190001142, de 04/01/2019, pág. 22/28 / 18 pode ser usado para assegurar o sistema de cabo 52, dentro do alojamento circundante, p. ex., tubo de perfuração 54. Como exemplo, o dispositivo de retenção 192 pode compreender uma mola aligátor, uma soldagem, uma região de solda forte ou vários outros mecanismos de retenção.

[0035] As várias formas de realização descritas acima proveem uma construção simplificada que possibilita a fácil instalação do sistema de cabo 52 no tubo de perfuração 54. O sistema global é totalmente hidrostática e eletricamente testável fora do tubo de perfuração. Diversas formas de realização possibilitam uma construção soldada e/ou uma construção que pode ser reequipada no campo. Além disso, o sistema de tubos de perfuração ligados por fio diminui os custos de transporte e logísticos, enquanto possibilitando a instalação por pessoal não-habilitado.

[0036] Os parâmetros de uma dada aplicação de perfuração e/ou ambiente de perfuração podem ditar a construção do sistema de tubo de perfuração ligado por fio com uma variedade de diferentes componentes e configurações. Por exemplo, diferentes tipos de vedações, soldas, mecanismos de retenção, sistemas energizantes, sistemas de terminação de cabo e adaptadores, e tubo de perfuração podem ser empregados para obter as desejadas características de projeto. Além disso, os vários componentes descritos aqui podem ser formados de uma variedade de materiais. Em algumas aplicações, certos componentes podem ser formados de materiais metálicos, enquanto outras aplicações permitem que aqueles componentes sejam formados de materiais elastoméricos.

[0037] Por conseguinte, embora somente algumas formas de realização da presente invenção tenham sido descritas em detalhe, aqueles de habilidade comum na técnica prontamente observariam que muitas modificações são possíveis sem materialmente desviarem-se dos ensinamentos desta invenção. Tais modificações são destinadas a serem incluídas dentro do escopo desta invenção, como definida nas reivindicações.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema para uso em um poço compreendendo:

um tubo de perfuração (54); e um sistema de cabo (52) fixado ao longo do tubo de perfuração (54), o sistema de cabo (52) compreendendo:

um cabo (56);

um sistema de retenção de cabo (58) para reter o cabo (56) ao longo do tubo de perfuração (54);

uma seção de terminação de cabo (60) tendo um contato condutivo interno (82); e um conector de cabo (62) acoplado ao cabo (56) na seção de terminação de cabo (60) caracterizado pelo fato de que a seção terminal de cabo (60) compreende ainda um contato radialmente externo (80), formado com uma camada condutiva externa (90) dobrada para trás sobre uma camada de cabo externa (78).
2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o sistema de retenção de cabo (58) compreender uma arruela em cunha dupla (70), energizada por um membro energizante (74), para reter o cabo (56) em uma desejada localização ao longo do tubo de perfuração (54).
3. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o sistema de retenção de cabo (58) compreender ainda uma vedação (106) posicionada para selar o cabo (56) com respeito a um alojamento circundante.
4. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a seção de terminação de cabo (60) compreender um sulco (94) formado em uma extremidade do cabo (56), para receber uma dobra (92) da camada condutiva externa (90).
5. Sistema, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de a terminação de cabo (60) compreender ainda uma cinta de contato de mola (96), posicionada sobre a dobra (92), para assegurar a dobra

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2 / 4 (92) dentro do sulco (94).
6. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a seção de terminação de cabo (60) compreender um adaptador (150) encaixado com uma extremidade de cabo.
7. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o conector de cabo (62) compreender um pino de contato de terra deslocado (124), posicionado para recebimento em uma correspondente abertura do tubo de perfuração (54).
8. Método para formar um tubo de perfuração ligado por fio, caracterizado pelo fato de compreender:

terminar um cabo coaxial (56) para criar uma seção de terminação (60);

fixar um conector (62) à seção de terminação (60), de modo que a fixação forme uma conexão condutiva ao longo de tanto um condutor interno (82) como de um condutor radialmente circundante (80).

selar a terminação com uma vedação primária (106) e uma vedação secundária (112) ao longo do condutor interno (82); e reter o cabo coaxial (56) com um desejado grau de tensão via um mecanismo de retenção (58), localizado ao longo de um tubo de perfuração (54).
9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de compreender posicionar o mecanismo de retenção (58) em um local independente da vedação primária (106).
10. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de a fixação compreender formar um sulco (94) em uma extremidade de uma camada externa do cabo coaxial (56) e dobrar uma parte do condutor radialmente circundante (80) dentro do sulco (94).
11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de compreender ainda aterrar a parte a um alojamento circundante

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3 / 4 (110).
12. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de compreender ainda formar o conector (62) com um formato específico, para possibilitar a retenção do conector (62) em um rebaixo (120) do tubo de perfuração (54) tendo um formato correspondente.
13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de a formação compreender ainda formar o conector (62) com um pino de contato de terra (124) deslocado de um eixo geométrico do cabo coaxial (56).
14. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de compreender ainda formar o conector (62) com um elemento posicionado para encaixar em uma ferramenta de tracionar (132).
15. Conexão de cabo para uso em combinação com um tubo de perfuração, compreendendo:

um cabo coaxial (56);

um conector (62) acoplado ao cabo coaxial (56) em uma seção de terminação (60), a seção de terminação (60) compreendendo um alojamento externo; um contato condutivo interno (82), e um mecanismo de retenção (58) para reter o cabo coaxial (56) em uma desejada posição com respeito ao tubo de perfuração (54);

caracterizado pelo fato de que a seção de terminação de cabo (60) compreende ainda um contato condutivo radialmente para fora (80); e um sistema de vedação (106) para isolar o contato condutivo interno (82) e o contato condutivo radialmente externo (80).
16. Conexão de cabo, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de o contato condutivo interno (82) compreender um conector de pino pregueado (88).
17. Conexão de cabo, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de o contato condutivo radialmente externo (80)

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4 / 4 compreender uma camada condutiva externa (90) do cabo coaxial (56) dobrada radialmente para fora e sobre um elemento de extremidade de cabo ranhurada.
18. Conexão de cabo, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de o sistema de vedação (106) compreender uma vedação primária (106) para proteger o contato condutivo radialmente externo (80) e uma vedação secundária (112) para proteger o contato condutivo interno (82).
19. Conexão de cabo, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de o mecanismo de retenção (58) compreender uma arruela em cunha (70).
20. Conexão de cabo, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de o conector (62) compreender um conector conformado em cabeça para recebimento em um correspondente rebaixo de tubo de perfuração (120).