BRPI0913912B1

BRPI0913912B1 - portador para uma fibra ótica

Info

Publication number: BRPI0913912B1
Authority: BR
Inventors: W Stoesz Carl; D Boyd Clark
Original assignee: Baker Hughes Inc
Priority date: 2008-07-02
Filing date: 2009-06-29
Publication date: 2019-11-26
Also published as: US20090003760A1; GB201021343D0; RU2473874C2; WO2010002783A2; GB2473382B; WO2010002783A3; GB2473382A; CA2728790C; MY154348A; CA2728790A1; US8417084B2; WO2010002783A4; BRPI0913912A2; NO341718B1; RU2011103240A; NO20101754L

Abstract

portador para uma fibra ótica a presente invenção refere-se a um portador para uma fibra ótica que tem uma pluralidade de sensores óticos (18) localizados nela. o portador tem uma seção de teste (30) que compreende uma cavidade e, no mínimo, uma descontinuidade geométrica (36) na qual em resposta a uma pressão aplicada à seção de teste (30), uma concentração de tensão é formada próximo à descontinuidade geométrica (36), e na qual o sensor ótico (18) é colado a no mínimo uma parte da descontinuidade geométrica (36). a cavidade pode ser cheia com um líquido ou um gel. um sensor óptico de temperatura (24) pode também ser fornecido adjacente ao sensor ótico de pressão (18).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para PORTADOR PARA UMA FIBRA ÓTICA.

Referência cruzada a pedido relacionado [001] Este Pedido é uma continuação parcial do Pedido do não provisório US de número de série 11/960.007 depositado em 19 de dezembro de 2007, que reivindica prioridade para o Pedido de Patente Provisório US de número 60/885.048, depositado em 16 de janeiro de 2007. Os pedidos originais são incorporados para referência aqui em suas totalidades.

Antecedente [002] A invenção refere-se, geralmente, a tecnologias de fibra ótica. Em particular, a invenção é relativa à fibra ótica que contém sensores de pressão e de temperatura ao longo de seu comprimento.

[003] Sensores eletrônicos disponíveis medem uma variedade de valores tais como pH, cor, temperatura ou pressão, para nomear alguns. Para sistemas que requerem uma cadeia de sensores eletrônicos sobre uma longa distância, por exemplo, vinte até trinta quilômetros ou pouco mais longa, energizar os sensores eletrônicos se torna difícil. De maneira convencional, a energização de sensores eletrônicos requer correr fiação elétrica a partir de uma fonte de energia para cada um dos sensores eletrônicos. Energizar sensores eletrônicos eletricamente não tem sido confiável na indústria de petróleo e gás. Por exemplo, fios elétricos que se estendem por longas distâncias estão sujeitos à quantidade significativa de interferência e ruído, reduzindo com isto a precisão dos sensores eletrônicos.

[004] Fibras óticas se tornaram o meio de comunicação de escolha para comunicação de longa distância devido a suas excelentes características de transmissão de luz sobre longas distâncias, e a facilidade de fabricação de comprimentos de diversos quilômetros. Além disso, a luz que é transmitida pode interrogar os sensores, eliminando

Petição 870190048817, de 24/05/2019, pág. 4/26

2/15 assim a necessidade por fios elétricos longos. Isto é particularmente importante na indústria de petróleo e gás, em que cordões de sensores eletrônicos são utilizados em poços para monitorar condições furo abaixo.

[005] Como resultado, na indústria de petróleo e gás sensores passivos de fibra ótica são utilizados para obter diversas medições furo abaixo tais como pressão ou temperatura. Uma fibra ótica com uma pluralidade de fibras óticas dentro de um sistema óptico de fibra pode ser utilizada para comunicar informação a partir de poços que estão sendo perfurados, bem como a partir de poços completados. A fibra ótica poderia ser desenvolvida com sensor de ótico de fibra de um único ponto de pressão-temperatura. Fibras óticas discretas estão completamente divulgadas no Pedido de Patente Internacional número PCT/US 04/28.625, intitulado Optical Sensor with Co-Located Pressure and Temperatura Sensors. Este pedido é aqui com isto incorporado para referência em sua totalidade.

[006] Adicionalmente, uma série de gradeamentos Bragg de fibra fracamente refletores (FBGs) pode ser escrita em um comprimento de fibra ótica ou um único sensor de Ponto Fabry-Perot pode ser combinado em um comprimento de fibra ótica. Um sinal ótico é transmitido para a fibra, o qual é refletido e/ou dispersado de volta para um receptor e analisado para caracterizar parâmetros externos ao longo do comprimento da fibra ótica. Utilizando esta informação medições furo abaixo que incluem, porém não limitadas à temperatura, pressão e ambiente químico, podem ser obtidas.

[007] Para FBGs fracamente refletores que são escritos em um comprimento de fibra ótica, não há sistema eficiente de carregar os FBGs e desenvolver estes sensores furo abaixo, e existe uma necessidade por um tal sistema.

Sumário da Invenção

Petição 870190048817, de 24/05/2019, pág. 5/26

3/15 [008] Um aspecto da invenção é direcionado para um sistema para realizar uma fibra ótica que tem uma pluralidade de sensores óticos escritos, ou de outra maneira localizados nela. Tais fibras óticas podem se estender sobre grandes distâncias e podem ser desenvolvidas em poços de petróleo e gás.

[009] Mais particularmente, de acordo com a presente invenção, os sensores óticos são presos a um elemento portador, preferivelmente um elemento substancialmente cilíndrico tal como um tubo oco ou cano, que tem uma ou mais descontinuidades geométricas em que concentrações de tensão podem se desenvolver. Os sensores medem a deformação provocada pelas concentrações de tensão e a deformação medida se correlaciona com a pressão aplicada ao elemento portador e sensores.

[0010] Em uma modalidade, as descontinuidades geométricas compreendem uma seção de parede fina definida na parede do elemento portador cilíndrico. A seção de parede fina se comporta de maneira similar a um diafragma que responde à pressão aplicada, que pode ser a pressão interna para o elemento portador ou externa a ele.

[0011] Em outra modalidade, as descontinuidades geométricas compreendem mudanças ou alterações para a seção transversal circular do elemento portador cilíndrico. Exemplos de tais descontinuidades geométricas incluem, porém não estão limitados a, uma ou mais porções de seção substancialmente plana e uma ou mais porções que se tornam côncavas e uma ou mais porções que se tornam convexas, um ou mais cantos, ou combinações deles. Opcionalmente, as descontinuidades geométricas podem compreender uma seção transversal oval ou poligonal. Preferivelmente, nesta modalidade a parede do elemento portador cilíndrico não é afinada e uma seção do portador cilíndrico é trabalhada a frio ou forjada para uma seção com uma ou mais descontinuidades geométricas.

Petição 870190048817, de 24/05/2019, pág. 6/26

4/15 [0012] Em outra modalidade, as descontinuidades geométricas compreendem uma seção transversal circular feita de, no mínimo dois materiais diferentes. Estes materiais podem ter diferentes densidades e/ou diferentes módulos de Young.

[0013] Em ainda outra modalidade, as descontinuidades geométricas compreendem uma seção transversal circular na qual no mínimo uma porção do elemento portador tem sua densidade alterada.

Breve Descrição dos Desenhos [0014] Estas e outras características, aspectos e vantagens da presente invenção se tornarão melhor entendidas quando a seguinte descrição detalhada é lida com referência aos desenhos que acompanham, nos quais características iguais representam partes iguais através de todos os desenhos, nos quais:

a figura 1 é uma vista em perspectiva esquemática de sensores óticos distribuídos que são carregados em uma porção de um tubo capilar de parede espessa de acordo com a presente invenção, com a fibra ótica/sensores omitidos para clareza;

a figura 2 é uma vista em seção transversal do tubo capilar ao longo da linha 2-2 na figura 1;

a figura 3A é uma vista em seção transversal do tubo capilar ao longo da linha 3-3 na figura 1; a figura 3B é outra modalidade da figura 3A;

a figura 4 é outra vista em seção transversal do tubo capilar na direção longitudinal ao longo da linha 4-4 na figura 1;

a figura 5A é uma vista em perspectiva de outro sensor ótico distribuído; a figura 5B é uma vista em seção transversal da figura 5A ao longo da linha 5B-5B; a figura 5C é um gráfico de tensãodeformação da modalidade da figura 5A; e as figuras 6A-6H são vistas em seção transversal de modalidades alternativas para os sensores das figuras 3A-3B e 5A-5B.

Petição 870190048817, de 24/05/2019, pág. 7/26

5/15

Descrição Detalhada [0015] Como ilustrado nos desenhos que acompanham e discutido em detalhe abaixo, a presente invenção é direcionada para sensores óticos distribuídos ao longo de uma fibra ótica. De acordo com a presente invenção uma pluralidade de sensores de temperatura/pressão é formada sobre uma fibra ótica. Embora qualquer tipo de sensores óticos tais como gradeamentos intrínsecos ou extrínsecos Fabry-Perrot ou Bragg (FBGs) possam ser utilizados, FBGs são preferidos uma vez que eles possam ser facilmente escritos sobre a fibra ótica. A fibra ótica com sensores óticos distribuídos sobre ela é preferivelmente carregada na parede lateral de uma tubulação ou um cano tal como um tubo capilar. O sensor ótico e tubo podem se estender sobre longas distâncias, por exemplo, diversos quilômetros ou milhas e podem cobrir toda a profundidade de um poço de petróleo e gás. Em uma modalidade preferida o tubo é um tubo capilar metálico de parede espessa que é tipicamente utilizado para carregar sensores óticos discretos de pressão-temperatura tal como um sensor intrínseco Fabry-Perrot ou um sensor extrínseco Fabry-Perrot.

[0016] Fazendo referência à figura 1 e de acordo com uma primeira modalidade, tubo capilar metálico de parede espessa 10 está ilustrado. O tubo capilar 10 pode ter qualquer comprimento e em um exemplo o tubo 10 tem um diâmetro exterior de cerca de 0,250 polegada (6,35 mm) e um diâmetro interior de cerca de 0,185 polegada (4,7 mm). Tubo capilar de qualquer espessura pode ser utilizado, desde que o tubo capilar tenha espessura suficiente para suportar a fibra ótica e sensores óticos. O tubo 10 tem uma fenda longitudinal 12 formada ao longo de todo o seu comprimento. A fenda 12 deveria ter uma largura que seja suficiente para carregar com ela uma fibra ótica com revestimentos, e que seja suficientemente pequena para não ter impacto significativo na integridade estrutural do tubo capilar 12. Tipi

Petição 870190048817, de 24/05/2019, pág. 8/26

6/15 camente, a fenda 12 pode ser usinada ou recortada de um tubo capilar convencional como mostrado na figura 2. Ao longo da superfície de tubo 10, em localizações predeterminadas, áreas 14 são perfiladas para formar descontinuidades geométricas tais como seções de parede fina. Como melhor mostrado nas figuras 3A e 3B, uma porção da parede lateral de tubo 10 é usinada para formar uma seção de parede fina 16 que atua como um diafragma sensível a diferencial de pressão através dela. A seção de parede fina 16 pode ter uma superfície chata como mostrado nas figuras 1 e 3A, ou a fenda 12 pode permanecer na superfície da seção de parede fina 16 como mostrado na figura 3B. Embora somente duas áreas perfiladas 14 estejam mostradas, qualquer número de áreas perfiladas 14 pode ser formado no tubo 10. O espaçamento entre áreas perfiladas adjacentes 14 pode ser selecionado sempre que medições de pressão e temperatura sejam desejadas. Em um exemplo, o espaçamento pode ser um par de centímetros e mais.

[0017] Alternativamente, a fenda 12 pode ser omitida e a fibra ótica 20 pode ser presa ao tubo capilar 10 em uma maneira de serpentina para absorver a expansão/contração térmica do tubo 10. A ligação pode ser contínua em pontos discretos. Adicionalmente, a fibra ótica 20 e os sensores óticos escritos sobre ela podem ser presos ao interior do tubo 10.

[0018] Dentro de cada área perfilada 14, no mínimo um sensor ótico, por exemplo, FBG 18, é formado na fibra ótica 20, como melhor mostrado na figura 4. FBG 16 é preso à seção de parede fina 16 no exterior ou no interior do tubo 10 com quaisquer métodos conhecidos tais como soldagem a laser ou por meio de epóxis ou adesivos, de tal modo que, quando a seção de parede fina 18 flexiona ou dobra FBG 18 também flexiona ou dobra. O FBG 18 também pode ser metalizado por meio de deposição de vapor de metal no sensor ou outras técnicas

Petição 870190048817, de 24/05/2019, pág. 9/26

7/15 conhecidas. O espaço interior 22 é opcionalmente vedado ou de outra maneira opcionalmente desenhado para manter dentro uma pressão de referência substancialmente constante (Pref). Quando a pressão a ser medida fora do tubo capilar 10 muda, a diferença de pressão flexiona a seção de parede fina 16 que atua como um diafragma. O FBG 18 também flexiona juntamente com a seção de parede fina 16 e muda a frequência do sinal ótico refletido a partir do FBG. Uma unidade de instrumentação de superfície (SIU) (não mostrado) recebe a frequência modificada e lê a pressão na área perfilada 14/seção de parede fina 16.

[0019] Em uma modalidade alternativa, o tubo capilar 10 e o espaço interior 22 são segmentados em uma pluralidade de seções vedadas, por exemplo, por meio de paredes ou membranas ortogonais ao eixo longitudinal do tubo capilar, similar àquelas de um talo de bambu. Um ou mais sensores óticos podem ser localizados em cada segmento. Uma vantagem de segmentar o espaço interior 22 em seções vedadas é que se o espaço interior 22 é rompido, isto é, exposto à pressão do poço, somente a seção rompida é afetada, e o restante do tubo capilar permanece vedado para que os sensores óticos restantes funcionem.

[0020] Entre áreas perfiladas adjacentes 14, a fibra ótica 20 preferivelmente muito recheada de maneira solta ou colocada dentro da fenda 12 como melhor mostrado na figura 4. A frouxidão da fibra ótica 20 entre áreas perfiladas 14 permite que a folga absorva expansão e contração térmicas do tubo capilar metálico 10 e permite a folga necessária para enrolar o tubo capilar 10 sobre carretéis. A quantidade de folga pode ser determinada a partir do coeficiente de expansão térmica do material do tubo capilar 10 e/ou dos raios dos carretéis. Opcionalmente, um segundo sensor ou um segundo FBG 24 é fornecido próximo ao FBG 18 para medir as mudanças em temperatura. Em

Petição 870190048817, de 24/05/2019, pág. 10/26

8/15 outras palavras, o FBG 18 flexiona com a seção de parede fina 16 para medir tensão/deformação, e o sensor 24 mede as mudanças de temperatura e compensa pelo efeito de temperatura no FBG 18.

[0021] De acordo com outra modalidade da presente invenção, a descontinuidade geométrica compreende uma seção transversal não circular ou uma seção transversal que tem uma porção não circular. É bem conhecido que para vasos substancialmente cilíndricos ou esféricos que são submetidos à pressão, uma seção transversal circular pode absorver de maneira otimizada pressão interna ou externa.

[0022] Quando a parede de tal vaso é relativamente fina a tensão normal ao redor do vaso é expressa como:

Oh = Pr/t em que

Oh é a tensão circunferencial (libras por polegada quadrada) P é a pressão aplicada ao vaso t é a espessura de parede, e r é o raio médio do cilindro.

Ver E.P. Popov Mechanics of Materials, segunda edição, Prentice-Hall, 1976, pp. 288-292.

[0023] Quando a parede de tal vaso não é fina, as tensões em um cilindro de parede espessa sob um diferencial de pressão são fornecidas pelas equações de Lamé e são da forma:

Or = A - B/r² = -Pr

Oh = A + B/r² e

Ot = (P1 r1² - P2r2²)/(r2²-r1²) = A

B = (r1²r2²(P1-P2))/(r2²-r1²) em que

A e B são constantes, dados os valores P1, P2, n, r2 r é a variável, uma vez que uma plotagem é usualmente necessária para as tensões a partir de n para r2

Petição 870190048817, de 24/05/2019, pág. 11/26

9/15

Qr é a tensão radial em r, e

Qh é a tensão circunferencial em r.

[0024] Em que γι é o raio interior do cilindro de parede espessa e Pi é a pressão neste raio e Γ2 e P2 são o raio e pressão exteriores. Ver E.P. Popov Mechanics of Materials, segunda edição, Prentice-Hall, 1976, pp. 557-564.

[0025] Como mostrado acima, quando a seção transversal é circular (isto é, os raios interno e externo são substancialmente constantes) as tensões no vaso cilíndrico são substancialmente constantes ao longo da direção radial, porém quando existem descontinuidades geométricas na (isto é, ou o raio interno ou o raio externo varia, ou ambos) a seção transversal circular, tensões localizadas mais elevadas ou concentrações de tensão podem ocorrer em ou próximo a estas descontinuidades geométricas. De acordo com esta modalidade, a capacidade para produzir concentrações de tensão é empregada para fornecer medições de tensão/deformação na ou próximo às descontinuidades geométricas. Estas medições de tensão/deformação podem ser correlacionadas à pressão aplicada ao vaso ou tubo quando sensores tais como sensores óticos 18 são desenvolvidos próximo a estas descontinuidades geométricas.

[0026] Um exemplo de uma descontinuidade geométrica está ilustrado na figura 3A em que o raio interior é substancialmente constante na direção radial ao redor do tubo 10, inclusive na seção de parede fina 16, porém o raio externo (mostrado em Ro1 e Ro2) varia na direção radial. Uma concentração de tensão é produzida na seção de parede fina 16, e esta concentração de tensão produz um perfil de concentração de tensão que pode ser medido pelo FBG 18 para fornecer a pressão na ou próxima à concentração de tensão.

[0027] Outro exemplo de uma descontinuidade geométrica está ilustrado nas figuras 5A e 5B. O tubo 10 compreende a seção de teste

Petição 870190048817, de 24/05/2019, pág. 12/26

10/15 que contêm uma descontinuidade geométrica que compreende no mínimo uma seção substancialmente chata 32 e/ou no mínimo uma seção côncava 34. A seção chata 32 atua de maneira similar a um diafragma e tende a abaular para dentro em resposta à pressão externa, como mostrado. A seção côncava 34 pode abaular para fora ou para dentro dependendo da quantidade de pressão aplicada na seção côncava que tende a abaular para dentro e na seção chata 32 que tende a abaular a seção côncava para fora. O tubo 10 e/ou a seção de teste 30 são ocos, isto é, contêm uma cavidade que pode se enchida com um material complacente, um fluido, um óleo, um líquido, ou um gel.

[0028] Fazendo referência à figura 5B, o raio externo da seção de teste 30 varia radialmente ao longo de sua circunferência como ilustrado em Ro1, Ro2 e Ro3. Além disso, o raio interno também varia na direção radial. Deve ser observado que ambos os raios, interno e externo, não devem variar para criar uma descontinuidade geométrica. A variância de um raio é suficiente para produzir concentração de tensão localizada. Como aqui utilizado, a direção radial é a direção a partir do centro da seção de teste que se estende radialmente para fora, como ilustrado pelas setas nas figuras 3A e 5B.

[0029] Uma análise de tensão-deformação foi conduzida utilizando um software de modelagem de análise de elementos finitos (FEA). Uma pressão externa de cerca de 0,1034214MPa (15.000 psi) foi aplicada à seção de teste 30 das figuras 5A e 5B. Uma plotagem tridimensional de deformação está mostrada na figura 5C. Zonas cinzentas mais claras delimitando deformação mais elevada são mostradas coincidir com seções 32 e 34 que indicam que FBGs 18 presas a tais seções como mostrado na figura 3B, podem detectar a deformação. Embora seja preferido que o sensor FBG 18 alinhe com as áreas de concentração de tensão, é somente necessário que o sensor esteja em contato com uma porção da área de concentração de tensão. Um

Petição 870190048817, de 24/05/2019, pág. 13/26

11/15 software FEA adequado é Solid Works Cosmos Works Advanced Professional, versão 2006.

[0030] FEA pode ser utilizada para criar uma curva de calibração para o sensor. Por exemplo, para cada pressão aplicada conhecida, uma deformação calculada por FEA é registrada. Daí em diante uma curva de tensão-deformação pode ser estabelecida. Quando a seção de teste é desenvolvida, uma deformação medida é plotada na curva calibrada de tensão-deformação e uma tensão (ou pressão) pode ser facilmente verificada. Alternativamente, uma curva experimental de tensão-deformação utilizando pressões aplicadas conhecidas, também pode ser empregada.

[0031] Outras técnicas de modelagem numérica tais como diferenças finitas (FD) ou outras técnicas de modelagem numérica nodal podem ser utilizadas, e a presente invenção não está limitada a quaisquer técnicas particulares de modelagem numérica.

[0032] Embora o sensor FBG 18 possa ser preso ao exterior da seção de teste 30 similar à modalidade das figuras 1-4, é preferido que sensores FBG 18 e fibra ótica 20 sejam presos dentro da seção de teste 30 como mostrado na figura 3B. Uma maneira preferida de instalar a fibra ótica 20 e sensores 18 é enrolar um comprimento de tubo 10 com diversas seções de teste 30 ao redor de um carretel. Uma vez que as seções 32 são substancialmente chatas, elas têm a tendência de se situarem chatas contra a superfície do carretel. Um comprimento correspondente de fibra ótica 20 com sensores FBG escritos sobre ele em localizações correspondentes a seções substancialmente chatas 32 é bombeado através do tubo 10 por meio de um gás, por exemplo, ar, ou um líquido, por exemplo, água. Daí em diante um epóxi é bombeado através do tubo 10 para prender ou colar os sensores FBG ao tubo 10.

[0033] Outras descontinuidades geométricas não limitantes toma

Petição 870190048817, de 24/05/2019, pág. 14/26

12/15 das como exemplo 36 são formadas na seção de teste 30 como ilustrado nas figuras 6A-6D. O raio interno pode mudar como mostrado na figura 6A; o raio externo pode mudar como mostrado na figura 3A e ambos, os raios interno e externo podem mudar como mostrado nas figuras 6B-6D e nas figuras 5A e 5B. Descontinuidades geométricas 36 podem compreender um chumaço ou ondulação (figura 6B), uma seção achatada (figura 6C), um canto (figura 6D) ou qualquer combinação deles. Além disto, a espessura da seção de teste 30 pode variar (figuras 3A, 3B e 6A), ou permanecer substancialmente a mesma (figuras 5A-5B, 6B-6D) exceto em cantos agudos. Descontinuidades geométricas também incluem formas tais como oval e poligonal.

[0034] Em ainda outra modalidade, perfis de concentração de tensão podem ser formados no tubo cilíndrico 10 com espessura substancialmente constante, porém variando a densidade ou o módulo de Young. Como mostrado nas figuras 6E, a seção de teste 30 compreende a porção 38 e a porção 40 unidas por conexão de cauda de andorinha em juntas 39, embora outras conexões possam ser utilizadas. Preferivelmente, porções 38 e 40 são feitas de diferentes materiais que têm diferentes densidades ou diferentes módulos de Young, de modo que a porção 38 reage à pressão em maneira diferente da porção 40. É esperado que perfis de concentração de tensão se formem em ou próximo a juntas 39, em que ocorre a descontinuidade em densidade de módulo de Young. Porções 38/40 podem ser feitas de aço inoxidável/ alumínio, metal/polímero, etc.

[0035] Alternativamente, como mostrado na figura 6F, a seção de teste de 30 pode ser feita de um único material, porém a porção 42 tem sua densidade ou peso específico reduzidos, por exemplo, adicionando um agente de formação de espuma a um polímero, enquanto a porção 44 tem sua densidade inalterada. É esperado que perfis de concentração de tensão desenvolvam em porção de densidade mais

Petição 870190048817, de 24/05/2019, pág. 15/26

13/15 baixa 42 ou nos limites de porções 42 e 44.

[0036] Além disso, a seção de teste 30 pode assumir uma forma oval ou poligonal com mostrado nas figuras 6G-6H. De acordo com a teoria da tensão circunferencial ou teoria de Lamé, a seção com um raio menor pode experimentar maior tensão/deformação do que a seção com raio maior. Daí, para seção transversal oval é esperado que concentrações de tensão possam se desenvolver na transição do eixo maior para o eixo menor do oval. Para seção transversal poligonal, concentrações de tensão podem se desenvolver ao longo dos lados lineares quando estes lados atuam como diafragmas ou ao longo de cantos em que um lado transiciona para lados adjacentes. As seções transversais polígonais podem ser polígonos regulares ou irregulares.

[0037] Para a finalidade desta invenção, o termo descontinuidades geométricas e termos relacionados são definidos para incluir também materiais de diferentes módulos de Young ou densidades (por exemplo, figura 6E), materiais com uma porção com sua densidade modificada (por exemplo, figura 6F), e seções transversais ovais ou poligonais (por exemplo, figuras 6G-6H).

[0038] Diversas seções de teste 30 podem ser formadas em um tubo cilíndrico metálico 10 por meio de quaisquer técnicas de trabalho de metal conhecidas, que incluem, porém não limitadas a trabalho a frio, gravação, forjamento, etc. O tubo 10 também pode ser feito com materiais poliméricos inclusive termoplásticos e de cura térmica. Para tubos poliméricos 10 seções de teste 30 podem ser formadas por compressão a quente utilizando calor e pressão, moldagem por injeção, fundição, ou outras técnicas conhecidas. A presente invenção não está limitada a qualquer técnica de fabricação particular ou a quaisquer materiais particulares.

[0039] Uma vez que a fibra ótica 20 pode se estender por longas distâncias é esperado que um grande número de fibras óticas sejam

Petição 870190048817, de 24/05/2019, pág. 16/26

14/15 escritas, ou de outra maneira localizadas, na fibra ótica. Desta maneira, é preferido que técnicas avançadas de processamento de sinal sejam empregadas para distinguir sinais refletidos a partir dos diversos sensores óticos. Tais técnicas avançadas estão divulgadas na Patente de propriedade comum US número 7.282.698 intitulada System and Method for Monitoring a Well (Sistema e método para monitorar um poço). A Patente 698 é aqui com isto incorporada para referência em sua totalidade. Entre outras coisas a Patente 698 divulga uma técnica de entrelaçamento físico em que pluralidades de sensores são colocadas ao longo do comprimento de uma fibra ótica de cada lado de um refletor de referência. Nesta técnica, os sensores correspondentes são colocados em distâncias deslocadas do refletor para aumentar o comprimento de sensoriamento. Adicionalmente, técnicas de entrelaçamento físico podem ser expandidas para combinar diversos comprimentos de sensoriamento dentro de uma fibra ótica para aumentar um comprimento de sensoriamento global. A Patente 698 também divulga combinar diversas técnicas de entrelaçamento físico de comprimento de sensoriamento com multiplexação de divisão de comprimento de onda (WDM), em que cada comprimento de sensoriamento individual é projetado para responder apenas a um comprimento de onda que é ligeiramente diferente do próximo comprimento de sensoriamento. Isto pode aumentar ainda mais o comprimento de sensoriamento por uma função do número de divisões de comprimento de onda que estão presentes. Adicionalmente, comprimento de sensoriamento adicional pode ser gerado utilizando uma técnica de graduação gráfica, mais especificamente empregando FBGs de banda estreita colocados fora da distância de amostragem de Nyquist. Técnicas adicionais de processamento de sinal são discutidas ou citadas na Patente 698.

[0040] Embora seja evidente que as modalidades ilustrativas da invenção divulgada aqui preenchem os objetivos da presente inven

Petição 870190048817, de 24/05/2019, pág. 17/26

15/15 ção, é apreciado que inúmeras modificações e outras modalidades podem ser previstas por aqueles versados na técnica. Por exemplo, o tubo capilar 10 pode ser substituído por um portador de outra forma, tais como vasos de pressão esféricos ou cilíndricos, que foram perfilados para formar sobre eles seções de parede fina. Adicionalmente, características e/ou elementos de qualquer modalidade podem ser utilizados isoladamente ou em combinação com características e/ou elementos de outras modalidades. Portanto, será entendido que as reivindicações anexas têm a intenção de cobrir todas tais modificações e modalidades que poderiam vir dentro do espírito e escopo da presente invenção.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Portador para uma fibra ótica que tem no mínimo um sensor ótico (18) localizado nela, dito portador caracterizado pelo fato de compreende:

uma seção de teste (30) oca que compreende uma cavidade e no mínimo uma descontinuidade geométrica (36), no qual, em resposta a uma pressão aplicada à seção de teste (30), uma concentração de tensão é formada próximo à descontinuidade geométrica (36), e no qual, o sensor ótico (18) é colado a no mínimo uma parte da descontinuidade geométrica (36).
2. Portador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a no mínimo uma descontinuidade geométrica (36) na seção de teste (30) oca compreende um raio interno (n) e um raio externo (r2), e no mínimo um dos raios (n, r2) varia na direção radial.
3. Portador de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a descontinuidade geométrica (36) compreende uma seção de parede fina (16).
4. Portador de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a descontinuidade geométrica (36) compreende no mínimo uma seção côncava (34).
5. Portador de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a descontinuidade geométrica (36) compreende no mínimo uma seção substancialmente plana.
6. Portador de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a descontinuidade geométrica (36) ainda compreende no mínimo uma seção côncava (34).
7. Portador de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a descontinuidade geométrica (36) compreende um canto.

Petição 870190048817, de 24/05/2019, pág. 19/26

2/3
8. Portador de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a descontinuidade geométrica (36) compreende uma seção transversal poligonal.
9. Portador de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a descontinuidade geométrica (36) compreende um oval.
10. Portador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a descontinuidade geométrica (36) compreende dois materiais que têm diferentes módulos de Young.
11. Portador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a descontinuidade geométrica (36) compreende dois materiais que têm densidades diferentes.
12. Portador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a descontinuidade geométrica (36) compreende uma porção da seção de teste (30) com sua densidade alterada.
13. Portador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pressão é aplicada ao exterior do portador.
14. Portador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sensor (18) é colado ao interior do portador.
15. Portador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a seção de teste (30) é vedada.
16. Portador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a seção de teste (30) é capaz de manter uma pressão.
17. Portador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o portador compreende um tubo (10).
18. Portador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fibra ótica ainda compreende um sensor ótico de temperatura (24) próximo ao sensor ótico de pressão (18).
19. Portador de acordo com a reivindicação 1, caracteriza

Petição 870190048817, de 24/05/2019, pág. 20/26

3/3 do pelo fato de que no mínimo um sensor ótico de pressão (18) é metalizado.
20. Portador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a cavidade é cheia com um material complacente, um líquido ou um gel.