FR3047040A1

FR3047040A1 -

Info

Publication number: FR3047040A1
Application number: FR1663274A
Authority: FR
Inventors: Dustin Myron Dell; Bryan John Lewis; Robert Anthony Drexl
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Current assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 2016-01-27
Filing date: 2016-12-23
Publication date: 2017-07-28
Also published as: US20180363391A1; US10858897B2; IT201600130062A1; WO2017131660A1; NL1042187A; NL1042187B1; NL1042498A; NL1042498B1

Abstract

Un appareil de tubage enroulé est décrit pour une utilisation dans des opérations de puits de forage. L'appareil comprend un brin de tubage enroulé qui peut être déployé dans un puits de forage pour transporter un outil vers un emplacement souterrain. Un câble de signal se prolonge à travers le brin de tubage enroulé pour faciliter la communication entre une unité d'acquisition de données au niveau d'un emplacement en surface et l'outil souterrain. Des éléments de détection supérieur et inférieur sont associés en fonctionnement avec le câble de signal pour détecter des forces appliquées au câble de signal aux extrémités inférieure et supérieure du câble de signal. L'opérateur peut utiliser les forces pour adopter des mesures correctives pour s'assurer que le câble de signal ne soit pas endommagé ou qu'il ne perde pas la communication avec soit l'outil de fond de puits soit l'unité d'acquisition de données. Étant donné que le brin de tubage enroulé et le câble de signal peut subir une élongation à des vitesses différentes, des forces sont appliquées au câble de signal qui pourraient compromettre l'opération de puits de forage si elles ne sont pas contrôlées.

Description

MESURE DE LA TENSION D’UN CÂBLE DE FIBRE OPTIQUE

BLINDÉ DE FONDS DE PUITS

CONTEXTE 1. Domaine de Γ invention

La présente invention concerne généralement l’équipement de surveillance utile dans des opérations concernant les puits de forage souterrains, par ex., les puits de forage utilisés pour l’exploration, le forage et la production gazière et pétrolière. Plus particulièrement, les modes de réalisation de cette divulgation concernent la surveillance en temps réel d’un câble de signal se prolongeant à travers un brin de tubage enroulé pour s’assurer qu'une communication ininterrompue à travers le câble soit maintenue. 2. Historique

Dans les opérations concernant la production d’hydrocarbures à partir de formations géologiques souterraines, un tubage enroulé est souvent utilisé pour faciliter le forage, l’entretien, le traitement et la stimulation du puits de forage et d’autres procédés du puits de forage. Le tubage enroulé comprend généralement un brin continu d'un tube flexible qui peut être enroulé et déroulé à partir d’une bobine. La longueur d'un brin de tubage enroulé peut se situer dans la fourchette d’environ 10 000 à 25 000 pieds dans certains cas, et par conséquent, le brin de tubage enroulé peut être déroulé à partir d’une bobine pour facilement descendre un outil de fond de puits vers un emplacement souterrain jusqu’à une profondeur importante dans le puits de forage. Souvent, un câble de signal peut être fourni à travers le brin de tubage enroulé pour permettre une communication avec l’outil de fonds de puits. Les outils de fond de puits, par ex., les outils de diagraphie du puits, peuvent utiliser le câble de signal pour transmettre des données vers un emplacement en surface et/ou le câble de signal peut être utilisé pour transmettre des instructions et une alimentation électrique à l’outil de fond de puits.

Lors d’une opération de tubage enroulé type, l’outil de fond de puits est couplé à une extrémité inférieure du brin du tubage enroulé alors que la colonne de production est enroulée autour d’une bobine. Le procédé de fixation de l’outil de fond de puits au brin de tubage enroulé et l’établissement des connexions nécessaires, par ex., au câble de signal, peut être appelé « gréement ». Le procédé de gréement peut être réalisé sur une plateforme de forage ou sur un autre site de travail exposant divers connecteurs électriques à la contamination. Une fois l'outil de fond de puits connecté, le brin de tubage enroulé est déroulé de la bobine lorsqu'il est descendu dans le puits de forage avec un propulseur de tubage enroulé. Le brin de tubage enroulé subit des contraintes importantes lorsqu’il est déployé dans le puits de forage, et ces contraintes peuvent entraîner une déformation plastique. L’outil de fond de puits réalise sa fonction prévue à l’intérieur du puits de forage et le propulseur de tubage enroulé est ensuite utilisé pour enlever le brin de tubage enroulé du puits de forage. Le brin de tubage enroulé est de nouveau enroulé sur la bobine pour une utilisation ultérieure.

Le câble de signal à l’intérieur du brin de tubage enroulé pourrait ne pas subir les mêmes contraintes ou déformation plastique que le brin de tubage enroulé. Ces différences peuvent entraîner l’application d’une résistance à la traction qui pourrait casser le câble ou déconnecter le câble de’s outils de fond de puits ou de's équipements en surface. La surveillance les forces appliquées au câble de signal en fonctionnement pourrait permettre de prendre des actions correctives avant qu’e survienne une défaillance dans le câble de signal.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS

La divulgation est décrite en détail ci-après sur la base des modes de réalisation représentés dans les dessins ci-joints, dans lesquels :

La figure 1 est une vue latérale en coupe transversale partielle d’un système de tubage enroulé comprenant un système d’acquisition de données pour surveiller les forces appliquées à un câble de signal se prolongeant à travers un brin de tubage enroulé conformément à un ou plusieurs exemples des modes de réalisation de la divulgation ;

La figure 2 est une vue latérale en coupe transversale partielle d’un ensemble d’ancrage pennettant de connecter une extrémité du câble de signal à une extrémité du brin the tubage enroulé ;

La figure 3 est une vue élargie de la surface d’intérêt identifiée dans la FIG. 2 illustre un ancrage souterrain comprenant une cellule de charge permettant de détecter une force appliquée sur le câble de signal ;

La figure 4 est une vue en perspective partielle d’une liaison entre l’ancrage souterrain de la FIG. 3 et un outil de fond de puits conformément aux aspects de la présente divulgation ;

La figure 5 est une vue schématique d’un réseau de communication du système de tubage enroulé de la FIG. 1 ; et

La figure 6 est un organigramme illustrant une procédure opérationnelle permettant de déployer et de faire fonctionner le système de tubage enroulé de la FIG. 1 conformément à un ou plusieurs exemples de modes de réalisation et la divulgation.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE

Dans la description suivante, même si une figure peut représenter un appareil dans une partie d’un puits de forage ayant une orientation spécifique, sauf en cas d’indication contraire, il doit être compris par les spécialistes du domaine que l’appareil selon la présente divulgation est également bien approprié pour une utilisation dans des parties du puits de forage ayant d’autres orientations, y compris les orientations verticales, inclinées, horizontales, incurvées, etc. De même, sauf en cas d’indication contraire, même si une figure peut illustrer une opération offshore, il doit être compris par les spécialistes du domaine que l’appareil conforme à la présente divulgation est également bien approprié pour une utilisation dans des opérations on-shore ou terrestres. En outre, sauf en cas d’indication contraire, même si une figure peut illustrer un puits de forage tubé, il doit être compris par les spécialistes du domaine que l’appareil conforme à la présente description est également bien approprié pour une utilisation dans des opérations dans des colonnes perdues à fentes et des puits de forage complètement ouverts. 1. Description des exemples de modes de réalisation

La présente divulgation comprend un système d’acquisition de données permettant de surveiller les forces appliquées à un câble de signal dans un appareil de tubage enroulé. Le système d’acquisition de données peut recevoir des données à la fois des éléments de détection supérieur et inférieur qui mesurent les forces appliquées au câble de signal, et transmettre ces informations à un utilisateur en temps réel. En se basant sur les informations en temps réel, l’opérateur peut appliquer des mesures correctives pour s’assurer que le câble de signal ne soit pas endommagé ou pour ne pas perdre la communication au cours d’une opération de puits de forage.

La Figure 1 est une vue latérale en coupe transversale partielle d’un système de tubage enroulé 10 comprenant un système d’acquisition de données 12 conformément aux exemples de modes de réalisation de la présente divulgation. Le système de tubage enroulé 10 fonctionne pour réaliser des opérations de tubage enroulé, telles que l’entretien du puits, 'une intervention dans le puits et le forage. Le système d’acquisition des données 12 peut fonctionner pour fournir une action corrective en temps réel et/ou un retour à un opérateur concernant ces opérations comme il est décrit plus en détail ci-dessous. Le système 10 comprend un brin de tubage enroulé 14 et un câble unique 16 se prolongeant à travers celui-ci. Dans certains exemples de modes de réalisation, le câble de signal 16 comprend un câble optique blindé qui fonctionne pour transmettre des signaux photo-optiques à travers celui-ci. Dans d'autres modes de réalisation, le câble de signal peut en outre ou par ailleurs fonctionner pour transmettre une alimentation électrique ou des signaux de données, comme il sera compris par les spécialistes du domaine. Le brin de tubage enroulé 14 et le câble de signal 16 sont enroulés ensemble autour d'une bobine 18, ce qui facilite le stockage, le transport et le déploiement du brin de tubage enroulé 14 et du câble de signal 16. Une extrémité supérieure 14a· du brin de tubage enroulé 14 est couplé à un ensemble de terminaison d’enrouleurmodule d’arrêt de la bobine 22, qui peut être configuré pour permettre le pompage des fluides à travers le brin de tubage enroulé 14, le câble de signal 16 se trouvant dans celui-ci lorsque la bobine 18 tourne. L”e module d’arrêt de la bobine 22 comprend une entrée de fluide 22a à travers laquelle des fluides peuvent être pompés dans et/ou hors du brin de tubage enroulé 14. L”e module d’arrêt de la bobine 22 comprend également un dispositif de cloisonnement 22b dans lequel une longueur additionnelle du câble de signal 16 peut être insérée dans le brin de tubage enroulé 14, ou une longueur du câble de signal peut être enlevée du brin de tubage enroulé, par ex., lorsqu’on détermine que des forces excessives agissent sur le câble de signal 16 qui pourraient endommager ou déconnecter le câble de signal comme il est décrit ci-dessous. À partir de la bobine 18, le brin de tubage enroulé 14 se prolonge au-dessus d’un arc de guidage 24 dans un puits de forage 26 dans lequel une extrémité inférieure 14£ du brin de tubage enroulé 14 est couplée à un outil de fond de puits 30.

Le puits de forage 26 se prolonge à partir d’un emplacement en surface « S » vers un emplacement souterrain à l’intérieur d’une formation géologique « G ». Dans l’exemple illustré, un train de tubages 32 se prolonge au moins partiellement dans le puits de forage 26 et il est cimenté à l’intérieur de la formation géologique « G ». Dans d’autres modes de réalisation, le système de tubages enroulé 10 peut fonctionner en association avec des puits de forage à trou complètement ouvert. Un bloc obturation 34 est fourni au niveau de l’emplacement en surface « S », et peut fonctionner automatiquement pour fermer le puits de forage 26 dans le cas d’une libération incontrôlée des fluides provenant du puits de forage 26. Un propulseur de tubage 36 se trouve également au niveau de l’emplacement de surface et il procure sélectivement des forces d’entraînement au brin de tubage enroulé 14. par ex., pour descendre le brin 14 dans le puits de forage 26 ou pour tirer le brin 14 hors du puits de forage 26. Le propulseur de tubage 36, l'arc de guidage 24 et d'autres équipements peuvent être supportés par un derrick (non illustré), une grue ou un autre appareil de ce type d'un champ pétrolier, comme il sera compris par des spécialistes du domaine.

Le câble de signal 16 est fixé à l’extrémité inférieure 14£ du brin de tubage enroulé 14 au niveau d’un module d’ancrage 100£ et fixé à une extrémité supérieure 14u du brin de tubage enroulé 14 au niveau d’un module d’ancrage supérieur 1 ()0£. Comme il est décrit avec plus de détails ci-dessous, les modules d’ancrage inférieur et supérieur 100£, 100«. comprennent chacun un élément de détection respectif 104£, 104« dans celui-ci qui fonctionne pour mesurer une force appliquée sur le câble de signal 14 ’au niveau du module d’ancrage respectif 100£, 100«. Les éléments de détection 104£, 104« sont couplés en communication au système d’acquisition de données 12 de sorte que le système d’acquisition de données 12 peut évaluer si des forces appliquées au câble de signal 14 au niveau des modules d’ancrage respectifs 100£. 100« sont au-dessus ou en-dessous des premiers et seconds seuils prédéterminés respectifs. L’élément de détection inférieur 100£ peut être couplé en communication au système d’acquisition de données 12 à travers un câble de signal 16 et à travers un module électronique de l’outil 108 dans l’outil de fond de puits 30. Par ex., l’élément de détection inférieur 104£ peut être couplé en communication au module électronique 108, et le module électronique 108 peut être couplé en communication au système d’acquisition des données 12 à travers un câble de signal 16 (voir la FIG. 5) ci-dessous. Comme il est décrit plus en détail ci-dessous, cet agencement peut protéger le module électronique 108 de la contamination au cours d’une procédure de gréement. L’élément de détection supérieur 104« peut être directement couplé au système d’acquisition de données 12 à travers une connexion électrique directe.

Le système d’acquisition des données 12 peut comprendre un contrôleur comportant un processeur 12a et un support lisible par ordinateur 12b qui est couplé en fonctionnement à celui. Dans certains exemples de modes de réalisation, le contrôleur peut comprendre un système compact d’entrée/de sortie en temps réel (cRIO) disponible chez National Instruments Corporation. Le support lisible par ordinateur 12b peut comprendre une mémoire non-volatile ou non-transitoire comportant des données et des instructions qui sont accessibles au processeur 12a et qui sont exécutables par celui-ci. Le support lisible par ordinateur 12b peut également être préprogrammé ou sélectivement programmé avec un seuil associé avec chacun des éléments de détection 104£, 104« au-dessus desquels des actions correctives doivent être posées, par ex., pour éviter l’endommagement ou la déconnexion du câble de signal 16. Dans certains modes de réalisation, le processeur du contrôleur 12a peut être couplé en fonctionnement au projecteur de tubage 36 de sorte que le processeur 12a puisse automatiquement instruire le projecteur de tubage 36 pour interrompre l’entraînement du brin de tubage enroulé 14 dans le puits de forage 26 lorsque le seuil associé à au moins un des éléments de détection 104£, 104a est dépassé, par exemple.

Par ailleurs ou en outre, le processeur 12a peut être éventuellement couplé à un ordinateur de bureau 12c ayant un écran, ou un autre dispositif informatique qui peut recevoir des données de multiples sources. Dans certains modes de réalisation, l’ordinateur de bureau 12c peut recevoir des signaux indicatifs des forces détectées par chacun des éléments de détection 104£. 104a provenant du processeur 12a pour le stockage et/ou la comparaison avec un seuil approprié. Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le support lisible par ordinateur 12b et/ou l'ordinateur de bureau 12c est préprogrammé avec une séquence d'instructions qui amènera l'écran de l’ordinateur de bureau 12c à ’affîcher une indication des forces détectées par chacun des éléments de détection 104£, 104a. Les forces détectées par chacun des éléments de détection 104£, 104a peuvent être stockées localement sur le support lisible par ordinateur du contrôleur 12b et/ou sur l'ordinateur de bureau 12c tout au long d’une opération de puits de forage, indépendamment du fait que les seuils prédéterminés soient dépassés ou non.

La Figure 2 est une vue latérale en coupe transversale partielle ’du module d’ancrage inférieur 100£ permettant de relier l’extrémité inférieure 16£ du câble de signal 16 à l’extrémité inférieure 14£ bu brin de tubage enroulé 14. L’e module d’ancrage inférieur 100£ comprend généralement un connecteur à jonction double 120 qui agrippe l’extrémité inférieure 14£ du brin de tubage enroulé 14, et un ancrage souterrain 122 qui agrippe l’extrémité inférieure 16£ du câble de signal 16. Le brin de tubage enroulé 14 comprend une voie de passage intérieure 124, à travers laquelle le câble de signal 16 se prolonge. La voie de passage intérieure 124 est en communication fluide avec un passage d’écoulement 126 qui se prolonge à travers le connecteur à double jonction 120 et l’ancrage souterrain 122. Comme il est reconnu dans le domaine, les fluides peuvent circuler dans et hors du puits de forage 26 (FIG. 1 ) à travers la voie de passage intérieure 124 et le passage d’écoulement 126.

Le câble de signal 16 se prolonge à l’intérieur du passage de flux 126 à travers un premier composant 128 du connecteur à double jonction 120, et à l’intérieur d’un passage de câble distinct 130 à travers un second composant 132 du connecteur à double jonction 120. Le passage de câble distinct 130 peut être une communication fluide avec le passage d’écoulement 126 afin de faciliter une transition du câble de signal entre le passage d’écoulement 126 et le passage de câble 130. Ainsi, un joint fluide 134 peut être placé à l’intérieur du passage de câble 130 pour protéger l’équipement électronique à l’intérieur ’du module d’ancrage 100£ et/ou de l’outil de fond de puits 30 (FIG. 1). L’ancrage souterrain 122 comprend un élément de noyau 138 et un tube d’écoulement 140 à travers lequel le passage d’écoulement 126 se prolonge. Le passage de câble 130 se prolonge à travers Γélément de noyau 138 et se termine sur un côté externe du tube d’écoulement 140. L'élément de noyau 138 et le tube d’écoulement 140 peuvent être couplés de façon fixe, l’un à l’autre, et également couplés de façon fixe au connecteur à double jonction 120 par un filetage, une soudure ou d’autres mécanismes de connexion reconnus dans le domaine. Un logement externe 142 peut être placé autour d’un ou de plusieurs du premier et du second composants 128, 130 du connecteur à double jonction 120, de l’élément de noyau 138 et du tube d’écoulement 140 de l’ancrage souterrain 122. Au moins une partie du logement externe 142 peut être démonté pour faciliter la connexion du câble de signal 16 à l'ancrage souterrain 122 et tout autre procédé permettant de gréer l’outil de fond de puits30 (FIG. 1).

La Figure 3 est une vue élargie de la surface d’intérêt identifiée dans la FIG. 2 illustrant l’élément de détection inférieur 104£ installé à l’intérieur de l’ancrage souterrain inférieur 122. L’ancrage souterrain 122 comprend un ancrage de compression 148, qui peut être couplé en fixation à une surface externe du tube d’écoulement 140 avec des éléments de fixation 150. Les éléments de fixation 150 maintiennent l’ancrage de compression 148 dans une position longitudinale le long de l’ancrage souterrain 122. Un ancrage à double souage 154 est placé de façon adjacente à l’ancrage de compression 148 pour entrer en contact avec le câble de signal 16. L'ancrage à double souage 154 peut être plastiquement déformé entourant le câble de signal 16 pour agripper solidement le câble de signal 16. La prise de l’ancrage à double souage 154 avec l'ancrage de compression 148 empêche un mouvement longitudinal du câble de signal 16 dans la direction de la flèche Aj.

Une rondelle de force 156 est placée de façon adjacente à l’ancrage à double souage 148 à l’opposé de l’ancrage de compression 148. La rondelle de force 156 a un premier profil 156a sur la première extrémité longitudinale correspondant à l’ancrage à double souage 154 et un second profil 156b sur une seconde extrémité longitudinale correspondant à l’élément de détection inférieur 104£. La rondelle de force 156 facilite ainsi la distribution des forces appliquées à l’ancrage à double souage 154 à l’élément de détection inférieur 104£. Adjacent à l’élément de détection inférieur 104£ et à l’opposée la rondelle de force 156 se trouve une paire d’écrous d’étanchéité 160 filetée dans l’élément de noyau 138 de l’ancrage souterrain 122. Les écrous d’étanchéité 160 sont filetés à une position longitudinale dans laquelle le joint fluide 134 est comprimé dans la direction de la flèche A.2 contre un épaulement 162 défini dans le passage du câble 130. Dans certains modes de réalisation, le joint fluide 134 comprend une pluralité d’éléments d’e joint convexes et concaves 134a, 134b, 134c, 134d, 134e, qui coopèrent pour entrer en prise avec l’élément de noyau 130 sous la force compressive des écrous d'étanchéité 160, pour ainsi rendre étanche le passage de câble 130.

Lorsque l’ancrage souterrain 122 est complètement monté, une précharge compressive prédéterminée peut être appliquée pour à l’élément de détection inférieur 104£. Les positions longitudinales de l’ancrage de compression 148 et des écrous d’étanchéité 160 peuvent être choisies de sorte que l’élément de détection inférieur 104£ soit comprimé entre la rondelle de force 156 et les écrous d’étanchéité 160. Lorsque l’élément de détection inférieur 104£ est une cellule de charge, la cellule de charge peut mesurer la précharge compressive, qui définit une force de référence appliquée à la cellule de charge. Lorsqu’une force de traction est appliquée au câble de signal 16, par ex., dans la direction de la flèche A2, le câble de signal 16 tir l’ancre à double souage 154 et la rondelle de force 156 dans la direction de la flèche A2, et comprime davantage l’élément de détection inférieur 104£. De la même façon, lorsqu’une force de compression est appliquée au câble de signal, par ex., dans la direction de la flèche A|. le câble de signal 16 pousse l’ancre à double souage 154 dans la direction de la flèche Ai, permettant ainsi de soulager au moins une partie de la précharge compressive prédéterminée. Les forces mesurées par l’élément de détection inférieur 104£ peuvent être comparées à la précharge compressive prédéterminée afin de déterminer la force de traction la force compressive appliquée au câble de signal. L’élément de détection supérieur 104«, (FIG. 1) peut, de la même façon, être préchargé dans l’e module d’ancrage supérieur 100«, (FIG. 1). Par ex., l’élément de détection supérieur 104«. peut être supporté en compression entre les écrous d’étanchéité 160 sur un premier côté de ceci et une rondelle de force 156, un ancre à double souage 156 couplé à l’extrémité supérieure 16«, du câble de signal, et un ancre de compression 148 sur le côté opposé de celui.

En se référant à la figure 4, une vue en perspective partielle d’une connexion entre l’ancre souterrain 122 et l’outil de fond de puits 30 est illustrée. L’extrémité inférieure 16£ du câble de signal 16 est fixée à l’intérieur de l’ancre souterrain 122 avec l’ancre à double souage 156 et l’ancre de compression 148 comme il est décrit ci-dessus. Dans certains exemples de modes de réalisation, le câble de signal 16 comprend un brin de fibre optique 162 se prolongeant à travers un tubage blindé 164. Le brin de fibre optique 162 peut être optiquement couplé à un émetteur de lumière 168 et/ou un récepteur de lumière (non illustré) soutenu à l’intérieur de l'ancre souterrain 122. L’émetteur de lumière 168 et/ou le récepteur de lumière peut être fonctionnellement associé à un contrôleur de lumière 170 ou à un autre module électronique pour coder et/ou décoder des signaux optiques transmis ou qui seront transmis à travers le câble de signal 16. Le contrôleur de lumière 170 peut être renfermé et cacheté à l’intérieur de l'ancre souterrain 122 par le logement externe 142. Comme il est indiqué ci-dessus, une partie du logement externe 142 peut être enlevée pour exposer l’émetteur de lumière 168 et l'extrémité inférieure 16£ du câble de signal 16 pour faciliter l’ancrage du câble de signal 16 à l’intérieur de l’ancre souterrain 122 et/ou le « gréement » de l’outil de fond de puits 30.

Le contrôleur de lumière 170 peut être couplé en communication au module électronique 108 de l’outil de fond de puits 30 par des conducteurs électroniques classiques. Dans certains modes de réalisation, les connecteurs électriques correspondant 174a, 174b sont respectivement placés entre l'ancre sous-marin 122 et l’outil de fond de puits 30 pour faciliter la connexion. L’élément de détection inférieur 104€ peut être couplé, de la même façon, au module électronique de l’outil 108 à travers des conducteurs électriques classiques et les connecteurs électriques 174a, 174b. Généralement, les mesures effectuées par l’élément de détection inférieur 104£ peuvent être transmises électriquement au module électronique 108 qui, à son tour, peut transmettre électroniquement les mesures au contrôleur de lumière 170. Le contrôleur de lumière 170 peut ensuite instruire l’émetteur de lumière 168 à fournir un signal indicatif des mesures pour la transmission optique à travers le câble de signal 16 vers le système d’acquisition de données 12 (FIG. 1). Étant donné que l’émetteur de lumière 168 et le contrôleur de lumière 170 sont placés à l’intérieur de l’ancre souterrain 122 et seront distincts du module électronique 108 de l’outil de fond de puits 30, l’agencement illustré dans la FIG. 4. permet un couplage communicatif du câble de signal 16 à l’outil de fond de puits sans exposer le module électronique 108 de l’outil de fond de puits 30 à l'environnement ambiant. Le module électronique 108 peut être ainsi protégé de la contamination au cours des procédures de « gréement », qui peuvent souvent être réalisées au niveau du puits où la propreté est souvent impraticable en raison des facteurs externes tels que le vent, la poussière, la neige, la pluie, etc.

La figure 5 est une vue schématique d’un réseau de communication 200 du système de tubage enroulé 10. Au niveau d’un emplacement de fond de puits 202, l’élément de détection inferieur 104£ peut prendre des mesures d’une première force appliquée au câble de signal 16. L’élément de détection inférieur 104£ peut générer un signal analogique qui est transmissible à un emplacement de fond de puits 202 par une voie électrique 206. Au niveau de l'emplacement de fond de puits 202, le signal analogique peut être reçu par un convertisseur analogique en numérique 208, qui peut être un composant du module électronique 108 de l’outil de fond de puits 30. La voie électrique 206 peut comprendre les connecteurs électriques 174a, 174b (FIG. 4) couplant en communication Le module d’ancre 122 à l’outil de fond de puits 30. Le convertisseur analogique en numérique 208 fonctionne pour convertir le signal analogique des mesures en un signal numérique, qui peut être transmis vers un emplacement de fonds de puits 208 à travers une voie électrique 210. Au niveau de l’emplacement de fond de puits 208, le signal numérique des mesures peut être reçu par un convertisseur numérique à optique 212, qui peut être un composant du contrôleur de lumière 170 couplé 'au module d’ancrage 122. La voie électrique 210 peut également comprendre les connecteurs électriques 174a, 174b qui couplent en communication l’e module d’ancrage 122 à l’outil de fond de puits 30. Le convertisseur numérique en optique 212 fonctionne pour convertir le signal numérique des mesures en un signal optique, qui peut être transmis vers le haut du puits à travers le câble de signal 16.

Le câble de signal 16 peut transmettre le signal optique des mesures en haut du puits vers un emplacement en surface 214. Au niveau de l’emplacement en surface 214, le signal optique peut être reçu par un convertisseur optique en numérique 216 à l’intérieur d”u module d'arrêt de la bobine 22 (FIG. 1). Le convertisseur optique en numérique 216 peut être un composant d'u contrôleur de lumière 170 couplé ’au le module d’ancrage supérieur lOOu.. Le convertisseur optique en numérique 216 fonctionne pour convertir le signal optique des mesures en un signal numérique, qui peut être transmis vers un emplacement en surface 218 à travers une voie électrique 220. Au niveau de l’emplacement en surface 218, le signal peut être reçu par un processeur 12a du système d’acquisition de données 12. Le processeur 12a peut fonctionner pour évaluer les mesures de la première force et pour identifier une recommandation pour une action corrective (ou aucune action corrective) basée sur le signal indiquant les forces mesurées par l’élément de détection inférieur 104£. Un signal indiquant la recommandation peut être généré par le processeur 12a et être transmis à un emplacement en surface 222 à travers une voie électrique 224. Au niveau de l’emplacement en surface 122 le signal représentatif de la recommandation peut être reçu par l’écran 12c du système d’acquisition de données, à partir duquel un utilisateur (non illustré) peut recevoir la recommandation.

Au niveau d’un emplacement en surface 226, l’élément de détection supérieur 104«. peut prendre des mesures d'une seconde force appliquée au câble de signal 16. L’élément de détection supérieur 104« peut générer un signal analogique qui est transmissible à un emplacement en surface 218 par une voie électrique 228. Au niveau de remplacement en surface 202, le signal analogique peut être reçu par un convertisseur analogique en numérique 208, qui peut être un composant du processeur 12a. Le processeur 12a peut évaluer les mesures de la première et de la seconde forces, ensemble, et fournir une recommandation pour une action corrective basée sur l’évaluation. La recommandation peut être transmise vers l’écran 12c du système d’acquisition de données 12 comme il est décrit ci-dessus. 2. Exemple des procédés de fonctionnement

La Figure 6 est un organigramme illustrant au moins une partie d’une procédure opérationnelle 300 permettant de déployer et de faire fonctionner le système de tubage enroulé 10 (FIG. 1). En référence à la FIG. 6 et toujours en référence aux FIG. 1 à 5, la procédure 300 commence initialement à l’étape 302 à laquelle l’outil de fond de puits 30 peut être monté sur l’extrémité inférieure 14£ du brin de tubage enroulé 14. Dans cette mode de réalisation l’étape initiale peut comprendre l’enlèvement d’une partie du logement externe 142 ’et du module d’ancrage inférieur 100£ et l’ancrage de l’extrémité inférieure 16£ du câble de signal 16 à l’intérieur de l’ancre souterrain 122. Une quantité appropriée de mou peut être fournie dans le câble de signal 16 pour tenir compte des différences attendues au niveau de l'élongation entre le câble de signal 16 et le brin de tubage enroulé 14. Le logement externe 142 peut être remplacé, et les connecteurs électriques correspondant 174a, 174b peuvent être couplés, l'un à l'autre, pour établir une liaison de communication entre le câble de signal 16 et un outil de fond de puits 30. Le module électronique 180 de l’outil de fonds de puits peut rester cacheté à l’intérieur du logement d’un outil de fond de puits 30 à travers toute cette l’étape initiale 302 de sorte que le module électronique de l’outil 180 peut rester fluidiquement de l’émetteur de lumière 168 et du contrôleur de lumière, et reste protégé de la contamination au niveau d’un site de puits.

Ensuite, à l’étape 304, l’extrémité inférieure 14£ du brin de tubage enroulé 14 peut être déployé dans le puits de forage 26. L’outil de fond de puits 30 peut être descendu dans le puits de forage 26 à partir de l'emplacement en surface « S » en déroulant le brin de tubage 14 de la bobine 18 d’une façon classique. À l’étape 306, une première force appliquée à l'extrémité inférieure 16£ du câble de signal 16 est détectée et mesurée par l’élément de détection inférieur 104£, et à l’étape 308 un signal indiquant la première force est transmis vers le système d’acquisition de données 12 au niveau de l’emplacement en surface « S ». Le signal indiquant la première force peut être transmis à travers le module électronique 180 de l'outil de fond de puits 30 et ensuite à travers le câble de signal 16. Une seconde force appliquée à l’extrémité supérieure 16«. du câble de signal peut être détectée et transmise à l’emplacement en surface aux étapes 310 et 312 en même temps que les étapes 306 et 308. À l'étape 314, le système d’acquisition 12 peut évaluer les signaux indiquant la première et la seconde forces et identifier une recommandation pour une action corrective. Dans certains modes de réalisation, le système d’acquisition 12 de données évalue si la première et la seconde forces sont supérieures ou inférieures au premier et second seuils prédéterminés respectifs stockés dans la mémoire 12b du système d’acquisition de données 12. Les seuils peuvent être établis pour définir force dans laquelle le câble de signal 16 peut fonctionner efficacement. Par ex., les seuils peuvent définir une force à laquelle le câble de signal 16 peut être endommagé ou peut se déconnecter des modules d’ancrage supérieurs et inférieurs respectifs 100Î. 100u. La recommandation peut être affichée sur l’écran de l’acquisition de données à l’étape 316. Une indication de la première et de la seconde forces peut également être affichée, et une alarme peut être fournie si la première et la seconde forces dépassent le seuil prédéterminé approprié. À l’étape 318, un opérateur de l’emplacement en surface « S » peut implémenter la recommandation l’action corrective. Par ex., l’opérateur peut déployer une longueur additionnelle du câble de signal 16 dans l’extrémité supérieure 14« du brin de tubage enroulé 14 basé sur la recommandation pour une action corrective lorsque la première et la seconde forces dépassent un seuil de traction ou de compression prédéterminé. De cette façon, la communication à travers le câble de signal 16 peut être maintenue pendant toute la durée de l'opération du puits de forage.

Dans certains exemples de modes de réalisation, la procédure 300 peut passer directement de l’étape 314 à l'étape 318. Par ex., le processeur 12b peut fournir des instructions au projecteur de tubage 36 pour implémenter automatiquement la recommandation pour une action corrective sans afficher la recommandation à un opérateur à l’étape 316 ou nécessitant une quelconque action de la part de l’opérateur. Par ex., le processeur 12b peut instruire le projecteur de tubage d’arrêter automatiquement de transmettre des forces au brin de tubage enroulé 14 lorsque le seuil est dépassé, et ensuite, si nécessaire, une recommandation pour une autre action corrective peut être affichée pour l’évaluation par un opérateur. 3. Aspects de la divulgation

Les aspects de la divulgation décrits dans cette section sont présentés afin de décrire une sélection de concepts dans une forme simplifiée comparativement à ce qui a été décrit plus en détail ci-dessus. L'objectif de cette section n’est pas d’identifier les caractéristiques clés ou les caractéristiques essentielles de la matière de l’objet revendiqué, et il n’est pas non plus destiné à être utilisé comme une aide pour déterminer la portée de la matière de l’objet revendiqué.

Dans un aspect, la divulgation porte sur un appareil de tubage enroulé. L’appareil de tubage enroulé comprend un brin de tubage enroulé définissant une extrémité inférieure et une extrémité supérieure et un câble de signal placé à l’intérieur du brin de tubage enroulé. Le câble de signal est fixé à l’extrémité inférieure du brin de tubage enroulé au niveau d'un module d’ancrage inférieur et fixé à l’extrémité supérieure du brin de tubage enroulé au niveau d'un module d’ancrage supérieur. Un élément de détection inférieur est placé dans le module d’ancrage inférieur et il fonctionne pour mesurer une première force appliquée au câble de signal au niveau du module d’ancrage inférieur. Un élément de détection supérieur est placé dans le module d’ancrage supérieur et il fonctionne pour mesurer une seconde force appliquée au câble de signal au niveau du module d’ancrage supérieur.

Dans un ou plusieurs exemples de modes de réalisation, l’élément de détection supérieur et l’élément de détection inférieur comprennent chacun une cellule de charge qui fonctionne pour mesurer au moins l’une d’une force de traction et d’une forte compression appliquée au câble de signal. Dans certains modes de réalisation, une précharge de compression est appliquée aux cellules de charge de sorte que la première et la seconde forces de compression appliquées au câble de signal enlève au moins une partie de la précharge de compression. Au moins l’un des modules d’ancrage supérieur et inférieur peut comprendre un ancrage de compression fixé à un noyau du module d’ancrage et un mécanisme de verrouillage fixé au câble de signal, et l’ancre de compression peut empêcher le mécanisme de verrouillage de s’éloigner de la cellule de charge.

Dans certains modes de réalisation, le câble de signal comprend un câble de communication de fibre optique, et le module d’ancrage inférieur comprend également un émetteur de lumière en communication optique avec le câble de communication de fibre optique. Un contrôleur de lumière porté par le module d'ancrage inférieur peut être couplé en fonctionnement à l’émetteur de lumière. Dans certains modes de réalisation, le contrôleur de lumière peut être sélectivement connecté à un outil de fond de puits par une connexion électrique établie avec le module d’ancrage.

Dans un autre aspect, la divulgation porte sur un système de tubage enroulé pour des opérations de puits de forage. Le système comprend un brin de tubage enroulé définissant une extrémité inférieure et une extrémité supérieure. Un câble de signal se prolonge à travers le brin de tubage enroulé entre l’extrémité inférieure et l'extrémité supérieure. Un élément de détection inférieur fonctionne pour mesurer une première force appliquée au câble de signal à l’extrémité inférieure et un élément de détection supérieur fonctionne pour mesurer une seconde force appliquée au câble de signal à l’extrémité supérieure. Le système comprend également un système d’acquisition de données couplé en fonctionnement aux deux éléments de détection supérieur et inférieur. Le système d’acquisition de données fonctionne pour fournir une indication si la première et la seconde forces sont supérieures ou inférieures au premier et second seuils prédéterminés respectifs stockés dans la mémoire du système d'acquisition de données.

Dans des exemples de réalisation, le système de puits de forage comprend également un outil de fond de puits couplé à l’extrémité inférieure du brin de tubage enroulé et couplé en communication à l’élément de détection inferieur. L’élément de détection inférieure peut être couplé en fonctionnement au système d’acquisition de donnés à travers l’outil de fond de puits et le câble de signal. Le câble de signai peut comprendre un câble de fibre optique, et une extrémité inférieure du câble de fibre optique peut se terminer à l’intérieur d’un module d’ancrage inférieur couplé entre l’extrémité inférieure du brin de tubage enroulé et l’outil de fond de puits. Dans certains modes de réalisation, le module d’ancrage inférieur comprend également un émetteur de lumière en communication optique avec câble le cadre de fibre optique, et l’outil de fond de puits peut également comprendre un module électronique de l’outil couplé en communication à la fois à l’émetteur de lumière et l’élément de détection inférieur. L’émetteur de lumière et le module électronique de l’outil peuvent être fluidiquement isolés l’un de l’autre. Dans certains modes de réalisation, une extrémité supérieure du câble de fibre optique se termine à l’intérieur d’un module d'ancrage supérieur couplé à un module d’arrêt de la bobine configuré pour permettre le pompage des fluides dans le brin de tubage enroulé tout en permettant la rotation d'une bobine soutenant le brin de tubage enroulé.

Dans un ou plusieurs exemples de modes de réalisation, l'élément de détection supérieur comprend une cellule chargée couplée au système d’acquisition de données à travers une connexion électrique directe. Le système d’acquisition de données peut fonctionner pour fournir une recommandation pour une action corrective basée sur la détection d’une première ou d’une seconde force au-dessus de ses premier et second seuils prédéterminés respectifs.

Dans un autre aspect, la divulgation est orientée vers un procédé permettant de déployer un appareil de tubage enroulé dans un puits de forage. Le procédé comprend (a) le déploiement d’une extrémité inférieure d’un brin de tubage enroulé dans le puits de forage, l’extrémité inférieure du brin de tubage enroulé étant fixée à un câble de signal se prolongeant à travers le brin de tubage enroulé, (b) la détection d’une première force appliquée au câble de signal à l’extrémité inférieure du brin de tubage enroulé à l’intérieur du puits de forage, (c) la transmission d’un signal indicatif de la première force vers un système d’acquisition de données placé au niveau d’un emplacement en surface, (d) la détection d’une seconde force appliquée au câble de signal au niveau d’une extrémité supérieure du brin de tubage enroulé placé au niveau de l’emplacement en surface, (e) la transmission d'un signal indicatif d’une seconde force vers le système d’acquisition de données, (i) l’identification, avec le système d’acquisition de données, d’une recommandation pour une action corrective basée sur les signaux indicatifs de la première et de la seconde forces, et (g) l’affichage de la recommandation pour une action corrective au niveau d’un emplacement en surface.

Dans certains modes de réalisation, le procédé comprend également le déploiement d’une longueur additionnelle du câble de signal dans l’extrémité supérieure du brin de tubage enroulé basé sur la recommandation pour une action corrective lorsque la seconde force dépasse un seuil de traction prédéterminé. Dans certains modes de réalisation, le procédé comprend également la transmission d’un signai indicatif d’une première force vers le système d’acquisition de données à travers le câble de signal.

Dans un ou plusieurs modes de réalisation, le procédé comprend également le couplage d’un outil de fond de puits à une extrémité inférieure du brin de tubage enroulé pour ainsi établir une connexion communicative entre le câble de signal et l’outil de fond de puits. L’établissement d’une connexion communicative entre le câble de signal et l'outil de fond de puits peut également comprendre le couplage d’un connecteur électrique porté par l’outil de fond de puits à un connecteur électrique correspondant porté par l’extrémité inférieure du brin de tubage enroulé. La transmission du signal indicatif de la première force peut comprendre la transmission d’un signal électrique à travers les connecteurs électriques et la transmission d’un signal optique à travers le câble de signal. L'abrégé de cette divulgation a seulement pour but de fournir à l’office· des brevets et des marques déposées américaines et au public en général une façon permettant de rapidement déterminer, à partir d’une lecture rapide, la nature et l’historique de la divulgation technique, et il ne représente qu’un ou plusieurs modes de réalisation. Même si divers modes de réalisation ont été illustrés en détail, cette divulgation n’est pas limitée aux modes de réalisation illustrés. Des modifications et des adaptations des modes de réalisation susmentionnés peuvent être évidentes aux spécialistes du domaine. De telles modifications et adaptations sont dans l’esprit et la portée de la di vulgation.

Claims

REVENDICATIONS Ce qui est revendiqué :

1. Appareil de tubage enroulé comprenant: un brin de tubage enroulé définissant une extrémité inférieure et une extrémité supérieure ; un câble de signal placé à fintérieur du brin de tubage enroulé, le câble de signal étant fixé à l’extrémité inférieure du brin de tubage enroulé au niveau d’un module d’ancrage inférieur et fixé à l’extrémité supérieure du brin de tubage enroulé au niveau d’un module d'ancrage supérieur ; un élément de détection inférieur fonctionne pour mesurer une première force appliquée au câble de signal au niveau du module d’ancrage inférieur ; et un élément de détection supérieur fonctionne pour mesurer une seconde force appliquée au câble de signal au niveau du module d’ancrage supérieur.
2. Appareil de la revendication 1, dans lequel l’élément de détection supérieur et l’élément de détection inférieur comprennent chacun une cellule de charge qui fonctionne pour mesurer au moins l’une d’une force de traction et d’une forte compression appliquée au câble de signal.
3. Appareil de la revendication 2, dans lequel une précharge de compression est appliquée aux cellules de charge des éléments de détection supérieur et inférieur de sorte que la première et la seconde forces de compression appliquées au câble de signal enlève au moins une partie de la précharge de compression.
4. Appareil de la revendication 3, dans lequel au moins l’un des modules d’ancrage supérieur et inférieur comprend également un ancrage de compression fixé à un noyau du module d'ancrage et un mécanisme de verrouillage fixé au câble de signal, et dans lequel l’ancre de compression empêche le mécanisme de verrouillage de s’éloigner de la cellule de charge.
5. Appareil de la revendication 1, dans lequel le câble de signal comprend un câble de communication de fibre optique.
6. Appareil de la revendication 5, dans lequel le module d’ancrage inférieur comprend également un émetteur de lumière en communication optique avec le câble de communication de fibre optique et un contrôleur de lumière couplé en fonctionnement à l’émetteur de lumière.
7. Appareil de la revendication 6, dans lequel le contrôleur de lumière peut être sélectivement connecté à un outil de fond de puits par une connexion électrique établie avec le module d'ancrage.
8. Système de tubage enroulé pour des opérations de puits de forage, le système comprenant : un brin de tubage enroulé définissant une extrémité inférieure et une extrémité supérieure ; un câble de signal se prolongeant à travers le brin de tubage enroulé entre l'extrémité inférieure et l’extrémité supérieure ; un élément de détection inférieur qui fonctionne pour mesurer une première force appliquée au câble de signal au niveau de l’extrémité intérieure ; et un élément de détection supérieur qui fonctionne pour mesurer une seconde force appliquée au câble de signal au niveau de l’extrémité supérieure ; et un système d’acquisition de données couplé en fonctionnement aux deux éléments de détection supérieur et inférieur, le système d’acquisition de données qui fonctionne pour fournir une indication si la première et la seconde forces sont supérieures ou inférieures au premier et second seuils prédéterminés respectifs stockés dans une mémoire du système d'acquisition de données.
9. Système de puits de forage de la revendication 8, comprenant également un outil de fond de puits couplé à l’extrémité inférieure du brin the tubage enroulé et couplé en communication à l’élément de détection inférieur, l'élément de détection inférieur étant couplé en fonctionnement au système d’acquisition de données à travers l’outil de fond de puits et le câble de signal.
10. Système de puits de forage de la revendication 9,dans lequel câble de signal comprend un câble de fibre optique, et dans lequel une extrémité inférieure du câble de fibre optique se termine à l’intérieur d’un module d’ancrage inférieur couplé entre l'extrémité inférieure du brin de tubage enroulé et l’outil de fond de puits.
11. Système de puits de forage de la revendication 10, dans lequel le module d’ancrage inférieur comprend également un émetteur de lumière en communication optique avec le câble de fibre optique, et l’outil de fond de puits comprend également un module électronique de l’outil couplé en communication à la fois à l’émetteur de lumière et l’élément de détection inférieur, et dans lequel l’émetteur de lumière et le module électronique de l’outil sont fluidiquement isolés l’un de l’autre.
12. Système de puits de forage de la revendication 9, dans lequel une extrémité supérieure du câble de fibre optique se termine à l’intérieur d’un module d’ancrage supérieur couplé à un module d’arrêt de la bobine configuré pour permettre le pompage des fluides dans le brin de tubage enroulé tout en permettant la rotation d’une bobine soutenant le brin de tubage enroulé.
13. Système de puits de forage de la revendication 8, dans lequel l’élément de détection supérieur comprend une cellule chargée couplée au système d’acquisition de données à travers une connexion électrique directe.
14. Système de puits de forage de la revendication 8, dans lequel le système d’acquisition de données peut fonctionner pour fournir une recommandation pour une action corrective basée sur la détection d’une première ou d’une seconde force au-dessus de ses premier et second seuils prédéterminés respectifs.
15. Procédé de déploiement d’un appareil de tubage enroulé dans un puits de forage, le procédé comprenant : le déploiement d’une extrémité inférieure d'un brin de tubage enroulé dans le puits de forage, l’extrémité inférieure du brin de tubage enroulé étant fixée à un câble de signal se prolongeant à travers le brin de tubage enroulé ; la détection d’une première force appliquée au câble de signal à l'extrémité inférieure du brin de tubage enroulé à l’intérieur du puits de forage ; la transmission d’un signal indicatif d’une première force vers un système d’acquisition de données placé au niveau d’un emplacement en surface ; la détection d’une seconde force appliquée au câble de signal au niveau d’une extrémité supérieure du brin de tubage enroulé placé au niveau d’un emplacement en surface : la transmission d’un signal indicatif de la seconde force du système d’acquisition de données ; Γidentification, avec le système d’acquisition de données, d’une recommandation pour une action corrective basée sur les signaux indicatifs de la première et de la seconde forces ; et l’affichage de la recommandation pour l’action corrective au niveau de l’emplacement en surface.
16. Procédé de la revendication 15, comprenant également le déploiement d'une longueur additionnelle du câble de signal dans l’extrémité supérieure du brin de tubage enroulé basé sur la recommandation pour une action corrective lorsque soit la première force soit la seconde force dépasse un seuil de traction prédéterminé.
17. Procédé de la revendication 15, comprenant également la transmission d'un signal indicatif de la première force vers le système d’acquisition de données à travers le câble de signal.
18. Procédé de la revendication 17, comprenant également le couplage d’un outil de fond de puits à une extrémité inférieure du brin de tubage enroulé pour ainsi établir une connexion communicative entre le câble de signal et l’outil de fond de puits.
19. Procédé de la revendication 18, dans lequel l’établissement d’une connexion communicative entre le câble de signal et l’outil de fond de puits comprend également le couplage d’un connecteur électrique porté par l’outil de fond de puits à un connecteur électrique correspondant porté par l’extrémité inférieure du brin de tubage enroulé.
20. Procédé de la revendication 19, dans lequel la transmission du signal indicatif de la première force comprend la transmission d’un signal électrique à travers les connecteurs électriques et la transmission d’un signal optique à travers le câble de signal.