BR112019000789B1 - Sistema de acoplamento capacitivo de fundo de poço, método para formar uma conexão elétrica entre duas colunas de fundo de poço e aparelho para fornecer uma conexão elétrica entre duas colunas de fundo de poço - Google Patents

Abstract

As modalidades divulgadas incluem sistemas de acoplamento capacitivo de fundo de poço e métodos e aparelhos para fornecer uma conexão elétrica entre duas colunas de fundo de poço. Em uma modalidade, o sistema inclui um primeiro eletrodo implantado ao longo de uma superfície interna de uma primeira coluna implantada em um furo de poço, a superfície interna sendo definida por um anular. O sistema também inclui um segundo eletrodo implantado ao longo de uma superfície externa de uma segunda coluna, a segunda coluna sendo implantada dentro do anular e a superfície externa da segunda coluna e a superfície interna da primeira coluna sendo separadas uma da outra pelo anular. O primeiro eletrodo e o segundo eletrodo são operáveis para formar um primeiro acoplamento capacitivo entre o dito primeiro eletrodo e o dito segundo eletrodo para transferir corrente elétrica do segundo eletrodo para o primeiro eletrodo.

Description

Fundamentos

[0001] A presente divulgação se refere geralmente aos sistemas de acoplamento capacitivo de fundo de poço e aos métodos e aparelhos para fornecer uma conexão elétrica entre duas colunas de fundo de poço.

[0002] Um poço pode ser perfurado próximo a um depósito subterrâneo de recursos de hidrocarbonetos para facilitar a exploração e a produção de recursos de hidrocarbonetos. As seções do invólucro são frequentemente acopladas para estender um comprimento total de um invólucro (por exemplo, um invólucro de produção, um invólucro intermediário ou um invólucro de superfície) que é implantado no poço para isolar as ferramentas e colunas do fundo de poço implantadas no invólucro, bem como os recursos de hidrocarboneto que fluem através do invólucro da formação circundante, para evitar desmoronamentos e para evitar a contaminação da formação circundante.

[0003] As secções do invólucro têm tipicamente um interior oco ou passagem através da qual uma ou mais colunas recuperáveis podem ser implantadas para facilitar a produção de recursos de hidrocarbonetos. Essas colunas recuperáveis podem incluir um ou mais conduítes elétricos operáveis para fornecer correntes elétricas a um local no fundo de poço e para alimentar cargas subterrâneas, tais como sensores e ferramentas que são acoplados às colunas recuperáveis. Sensores e ferramentas também podem ser acoplados a invólucros para fornecer medições da formação circundante. No entanto, pode ser difícil ou inviável implantar conduítes elétricos ao longo dos invólucros para fornecer energia aos sensores e ferramentas que são implantados ao longo dos invólucros.

Breve descrição dos desenhos

[0004] As modalidades ilustrativas da presente divulgação são descritas em detalhes a seguir com referência às figuras de desenhos anexas que são incorporadas para referência neste documento e em que:

[0005] FIG. 1 é uma vista lateral esquemática de um ambiente de produção de hidrocarbonetos em que um primeiro eletrodo e um segundo eletrodo de um sistema de acoplamento capacitivo de fundo de poço são implantados ao longo de uma primeira coluna e uma segunda coluna, respectivamente, para fornecer energia e telemetria a uma carga elétrica implementada ao longo da primeira coluna;

[0006] FIG. 2 é uma vista lateral ampliada do sistema de acoplamento capacitivo de fundo de poço da FIG. 1, em que dois eletrodos implantados ao longo da primeira coluna estão alinhados com dois eletrodos implantados ao longo da segunda coluna;

[0007] FIG. 3 é uma vista em corte ampliada de um sistema de acoplamento capacitivo de fundo de poço tendo múltiplos eletrodos implantados radialmente ao longo das superfícies as primeira coluna e da segunda coluna, ambos os quais são implantados em um ambiente de produção de hidrocarbonetos semelhante ao da FIG. 1;

[0008] FIG. 4A é uma vista lateral ampliada de um sistema de acoplamento capacitivo de fundo de poço tendo um primeiro eletrodo implantado ao longo da primeira coluna e um segundo eletrodo implantado ao longo da segunda coluna, o primeiro e segundo eletrodos sendo alinhados para formar um acoplamento capacitivo;

[0009] FIG. 4B é um diagrama de circuito do sistema de acoplamento capacitivo de fundo de poço da FIG. 4A; e

[0010] FIG. 5 é um fluxograma de um processo para formar uma conexão elétrica entre a primeira e a segunda colunas.

[0011] As figuras ilustradas são apenas exemplares e não devem afirmar ou implicar em nenhuma limitação com relação ao ambiente, à arquitetura, ao projeto ou ao processo no qual diferentes modalidades podem ser implementadas.

Descrição detalhada

[0012] Na seguinte descrição detalhada das modalidades ilustrativas, faz-se referência aos desenhos anexos que formam uma parte das mesmas. Estas modalidades são descritas em detalhes suficientes para permitir aos especialistas na técnica praticar a invenção e entende- se que outras modalidades podem ser utilizadas e que mudanças lógicas estruturais, mecânicas, elétricas e químicas podem ser feitas sem afastamento do espírito ou escopo da invenção. Para evitar detalhes não necessários para permitir aos especialistas na técnica praticar as modalidades aqui descritas, a descrição pode omitir certas informações conhecidas dos peritos na arte. A seguinte descrição detalhada, portanto, não deve ser tomada em um sentido limitante; e o escopo das modalidades ilustrativas é definido apenas pelas reivindicações anexas.

[0013] A presente divulgação se refere aos sistemas de acoplamento capacitivo de fundo de poço e aos métodos e aparelhos para fornecer uma conexão elétrica entre duas colunas de fundo de poço. Mais particularmente, a presente divulgação se refere aos sistemas, aparelhos e métodos para transmitir energia e dados de uma coluna interna para uma carga elétrica implantada ao longo de uma coluna externa ou para transmitir energia e dados da coluna externa para a carga elétrica implantada na coluna interna. O sistema inclui um primeiro eletrodo que é implantado ao longo de uma superfície da coluna externa e um segundo eletrodo que é implantado ao longo de uma superfície da coluna interna. Tal como aqui definido, as colunas incluem tubos, invólucros do poço, bem como outros tipos de colunas que são permanentemente implantadas ao longo de um poço ou podem ser recuperadas durante a produção de hidrocarbonetos. Por exemplo, a coluna externa (primeira coluna) pode ser uma ou mais secções de um invólucro de produção implantado próximo de uma formação de hidrocarbonetos e a coluna interna (segunda coluna) pode ser uma coluna de produção que é implantada dentro de um anel do invólucro de produção. Em algumas modalidades, o invólucro de produção pode ser considerado como uma completação inferior. Quando o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo estão alinhados, o primeiro e o segundo eletrodos formam um acoplamento capacitivo. Uma corrente elétrica pode ser transferida através do acoplamento capacitivo para fornecer energia a uma carga elétrica que é implantada na proximidade da primeira coluna. Em algumas modalidades, a corrente elétrica transmitida de uma localização de superfície, através de um conduíte elétrico, para um controlador (formado por um ou mais elementos eletrônicos de acionamento) e transferida pelo controlador através do acoplamento capacitivo para a carga elétrica. Em outras modalidades, a corrente elétrica é gerada a partir de uma localização no fundo de poço e não a partir de uma localização na superfície.

[0014] Em algumas modalidades, o controlador também transmite sinais elétricos indicativos de dados através do acoplamento capacitivo para a carga elétrica, formando assim um caminho de telemetria para a carga elétrica. Em outras modalidades, o controlador é operável para modular uma ou mais da frequência, amplitude e fase da corrente elétrica para regular a energia transmitida à carga elétrica e também para transmitir sinais indicativos de dados ou comandos para a carga elétrica.

[0015] Em outras modalidades, vários eletrodos são implantados ao longo da primeira e da segunda colunas. Em uma dessas modalidades, um operador pode operar um controle baseado na superfície para posicionar um ou mais eletrodos implantados ao longo da primeira coluna para alinhar com um ou mais eletrodos implantados ao longo da segunda coluna para formar acoplamentos capacitivos e transmitir energia e dados para a carga através dos acoplamentos capacitivos. Descrições adicionais do sistema, aparelho e método anteriores para formar conexões elétricas são descritas nos parágrafos a seguir e estão ilustradas nas FIGS. 1 a 5.

[0016] FIG. 1 é uma vista lateral esquemática de um ambiente de produção de hidrocarbonetos 100 em que um primeiro eletrodo 122A e um segundo eletrodo 122B de um sistema de acoplamento capacitivo de fundo de poço 120 são implantados ao longo de uma primeira coluna 115 e uma segunda coluna 116, respectivamente, para fornecer energia e telemetria a uma carga elétrica 130 implantada ao longo da primeira coluna 115. Na modalidade da FIG. 1, um poço 102 tendo um poço 106 que se estende de uma superfície 108 do poço 102 para ou através de uma formação subterrânea 112. Uma primeira coluna 115 tendo o primeiro eletrodo 122A e uma passagem interna é implantada no poço 106 para isolar as ferramentas e colunas de fundo de poço implantadas na passagem da primeira coluna 115, bem como os recursos de hidrocarbonetos que fluem através da primeira coluna 115 da formação circundante 112, para evitar desmoronamentos e/ou evitar a contaminação da formação circundante 112.

[0017] Um gancho 138, cabo 142, bloco móvel (não mostrado) e guincho (não mostrado) são fornecidos para abaixar uma segunda coluna 116, o segundo eletrodo 122B através da primeira coluna 115 descendo o poço 106, ou para levantar a segunda coluna 116 acima do poço 106. A segunda coluna 116 pode ser um tubo de imersão, um tubo de produção ou outro tipo de coluna que é implantada na passagem da primeira coluna 115. Em algumas modalidades, um umbilical (não mostrado) tendo um conduíte elétrico (não mostrado) é acoplado à segunda coluna 116 para proporcionar energia ao fundo de poço e transmissão de dados. Quando o primeiro e o segundo eletrodos 122A e 122B estão alinhados, é formado um primeiro acoplamento capacitivo 150 entre o primeiro e o segundo eletrodos 122A e 122B. As correntes elétricas transmitidas para o fundo de poço através do umbilical podem ser transferidas através do primeiro acoplamento capacitivo 150 para fornecer energia ou transmissão de dados para a carga elétrica 130, bem como para outras cargas elétricas que são implantadas ao longo da primeira coluna 115. Um controlador 128 formado por um ou mais dispositivos eletrônicos de acionamento é operável para (1) receber uma indicação (uma primeira indicação) de que o primeiro e segundo eletrodos 122A e 122B estão alinhados e (2) conduzir correntes elétricas através do primeiro acoplamento capacitivo 150 a fornecer energia ou transmissão de dados para a uma ou mais cargas elétricas ao receber a primeira indicação.

[0018] Na cabeça de poço 136, um conduíte de entrada 152 é acoplado a uma fonte de fluido (não mostrada) para fornecer fluidos, tais como fluidos de produção, no fundo de poço. Em algumas modalidades, a segunda coluna 116 tem uma passagem interna que proporciona um percurso de fluxo de fluido da superfície 108 no fundo de poço. Em algumas modalidades, os fluidos de produção percorrem a segunda coluna 116 e saem da segunda coluna 116. Os fluidos de produção, assim como os recursos de hidrocarbonetos, fluem de volta para a superfície 108 através de um anel de poço 148 formado a partir da passagem da primeira coluna 115 e saem do anel de poço 148 através de um conduíte de saída 164 em que os fluidos de produção e os recursos de hidrocarbonetos são capturados em um recipiente 140.

[0019] A carga elétrica 130 é implantada ao longo da primeira coluna 115. Em algumas modalidades, a carga elétrica 130 inclui sensores, tais como, mas não limitados a, sensores de vazão, sensores de temperatura, sensores de pressão, sensores de consumo de fluxo, magnetômetros, acelerômetros, sensores de pH, sensores de vibração, sensores acústicos, bem como outros sensores que são operáveis para determinar uma ou mais propriedades de recursos de hidrocarbonetos e/ou a formação circundante 112. A carga elétrica 130 também pode incluir ferramentas, tais como, mas não limitadas a, válvulas, mangas, dispositivos de comunicação sem fios, bombas hidráulicas, bem como outras ferramentas de fundo de poço que funcionam para monitorar e manter a produção de hidrocarbonetos e a integridade do poço 102 durante a expectativa de vida operacional do poço 102. As ferramentas e sensores podem ser operáveis para criar, monitorar e manter o isolamento zonal para evitar a perda de fluido, bem como para manter a produção de hidrocarbonetos e a integridade do poço 102 em poços com múltiplas zonas. Em outras modalidades, as ferramentas e sensores são implantadas próximas ao anel A, anel B, anel C, bem como outros anéis no furo do poço 106 para monitorar a pressão, temperatura, fluxo de fluido ou outras propriedades próximas aos anéis.

[0020] As ferramentas e sensores são implantados próximos de um ou mais tipos de telas para detectar as propriedades das partículas que fluem através das telas e são operáveis para formar sistemas de controle (por exemplo, dispositivos de fluxo de controle) para monitorar e regular o fluxo de fluidos/partículas através das telas. Em uma modalidade, uma primeira tela (não mostrada) é disposta em uma seção da primeira coluna 115. Uma pluralidade de sensores aqui revelados e operáveis para monitorar as propriedades do material de fluidos e partículas próximas da tela e que fluem através da tela são implantados ao longo da primeira coluna 115. Além disso, um conjunto de ferramentas aqui divulgadas que são operáveis para regular a vazão dos fluidos e materiais através da primeira tela também é implantado ao longo da primeira coluna 115. Correntes elétricas podem ser transferidas do segundo eletrodo 122B, através do primeiro acoplamento capacitivo 150 para o primeiro eletrodo 122A para fornecer energia e transmissão de dados aos sensores e ferramentas que são implantados ao longo da primeira coluna 115. Embora a FIG. 1 ilustre um poço de produção, as tecnologias aqui descritas também podem ser implementadas em um poço de injeção para fornecer energia e dados através de diferentes colunas implantadas no poço de injeção.

[0021] Em algumas modalidades, as operações anteriores são monitoradas por um controle baseado na superfície 184, que inclui um ou mais sistemas elétricos. Em uma dessas modalidades, o controle baseado na superfície 184 operável para receber uma ou mais indicações de se o primeiro eletrodo 122A está alinhado com o segundo eletrodo 122B e para notificar um operador se o primeiro eletrodo 122A está alinhado com o segundo eletrodo 122B. O operador pode operar o controle 184 para reposicionar a segunda coluna 116 até que o primeiro eletrodo 122A e o segundo eletrodo 122B estejam alinhados para formar o primeiro acoplamento capacitivo 150. Em outras modalidades, o operador pode operar o controle 184 para alinhar qualquer um dos eletrodos implantados na primeira coluna 115 com os outros eletrodos que são implantados na segunda coluna 116.

[0022] FIG. 2 é uma vista lateral ampliada do sistema de acoplamento capacitivo de fundo de poço 120 da FIG. 1, em que dois eletrodos 122B e 122C implantados ao longo da segunda coluna 116 estão alinhados com dois eletrodos 122A e 122D implantados ao longo da primeira coluna 115. Na modalidade da FIG. 2, um primeiro eletrodo 122A e um quarto eletrodo 122D são implantados ao longo da primeira coluna 115 e um segundo eletrodo 122B, um terceiro eletrodo 122C, um quinto eletrodo 122E e um sexto eletrodo 122F são implantados ao longo da segunda coluna 116. A distribuição de eletrodos adicionais fornece locais de alinhamento adicionais ao longo das superfícies das primeira e segunda colunas 115 e 116. Além disso, os eletrodos adicionais também facilitam a transferência simultânea de energia e dados em diferentes frequências, fases e/ou amplitudes.

[0023] Em algumas modalidades, tal como a modalidade ilustrada na FIG. 2, o primeiro e quarto eletrodos 122A e 122D são cobertos por uma primeira cobertura 124A e o segundo, terceiro, quinto e sexto eletrodos 122B, 122C, 122E e 122F são cobertos por uma segunda cobertura 124B. A primeira e segunda coberturas 124A e 124B protegem os eletrodos 122A- 122F contra a corrosão. Na modalidade preferida, as primeira e segunda coberturas 124A e 124B são fabricadas de materiais que têm uma alta permissividade dielétrica e uma baixa resistividade elétrica e são eletricamente condutores. Na modalidade preferida, a primeira cobertura 124A e a segunda cobertura 124B estão em contato uma com a outra. Um ou mais eletrodos 122A-122E podem ser ligados a uma montagem flexível, tal como uma mola ou uma fixação aqui divulgada para facilitar o contato entre a primeira e segunda coberturas 124A e 124B. Em algumas modalidades, a permissividade dielétrica da primeira e segunda cobertura 124A e 124B é superior a um primeiro limiar. Em algumas modalidades, a primeira e segunda coberturas 124A e 124B são fabricadas a partir de carboneto de silício, nitrito de silício, borracha, borracha eletricamente condutora ou outro material aqui descrito que tem uma permissividade dielétrica elevada. Em uma dessas modalidades, a primeira e segunda coberturas 124A e 124B são fabricadas de materiais diferentes, em que cada material tem uma permissividade dielétrica que é superior ao primeiro limiar.

[0024] Como mostrado na Figura 2, cada uma das coberturas 124A e 124B abrange todos os eletrodos cobertos pela respectiva cobertura. Em outras modalidades, as coberturas são segmentadas de tal modo que cada eletrodo é coberto individualmente por uma das coberturas. Em algumas modalidades, materiais eletricamente isolantes são implantados na proximidade dos eletrodos. Como mostrado na Figura 2, os isolantes 152A-152D são adicionados em locais axiais acima e abaixo dos eletrodos. Os isolantes 152A-152D reduzem o curto elétrico entre os eletrodos 122A-F e as correspondentes colunas 115 e 116 nos casos em que o fluido do poço é eletricamente condutor. Os materiais de isolamento elétrico podem ser polímero, cerâmica, óxido ou vidro, como plástico de PTFE, borracha, borracha inchada, tinta, esmalte, óxido de metal, material anodizado, revestimento de carbeto, etc. Em algumas modalidades, os isolantes 152A-152D podem se aproximar ou tocar um no outro para formar uma restrição de fluido. Por exemplo, o segundo isolante 152B e o terceiro isolante 152C podem tocar um no outro para restringir o fluido através do segundo e terceiro isolantes 152B e 153C. Em outra modalidade, um dos isolantes 152A- 152D pode se aproximar ou tocar na primeira ou na segunda coluna 115 ou 116 para formar uma restrição de fluido. Por exemplo, o segundo isolante 152B se estende através do anel e toca a primeira coluna 115. Em algumas modalidades, um ou mais dos isolantes 152A-152D podem prolongar-se de 0,635 cm a 304, 8 cm (0,25 polegada a 10 pés) de distância dos eletrodos 122A-122F. Adicionalmente, um ou mais dos isolantes 152A-152D podem prolongar-se para cobrir parcialmente uma secção de um ou mais dos eletrodos 122A-122F ou podem prolongar-se entre o ou os mais eletrodos e a coluna correspondente 115 ou 116.

[0025] Em algumas modalidades, alguns dos primeiros seis eletrodos 122A-122F são fabricados de materiais com um elevado potencial galvânico, tais como titânio, carbono (grafite), ouro, níquel, aço, crómio, ligas dos materiais anteriores, hastelloy, liga de ílio, incoloy e monel. Os eletrodos fabricados dos materiais anteriores, bem como de outros materiais com um elevado potencial galvânico, podem ser implantados sem serem cobertos pelas coberturas pela primeira cobertura 124A, a segunda cobertura 124B ou outro material com permissividade dielétrica maior que o primeiro limiar (tal configuração daqui em diante referida como sendo “não coberto”). Em algumas modalidades, os eletrodos não cobertos podem ser implantados mais próximos um do outro em relação aos eletrodos que são cobertos pelas coberturas 124A e 124B. Além disso, o espaço entre os eletrodos pode ser reduzido a fim de aumentar o acoplamento capacitivo entre os eletrodos para facilitar a transferência de energia. O intervalo também pode ser reduzido ligando os eletrodos a uma montagem flexível (não mostrada). Em uma dessas modalidades, um conector elétrico carregado por mola (não mostrado) é colocado próximo dos eletrodos não cobertos para facilitar um intervalo reduzido entre os eletrodos. Em outras dessas modalidades, o suporte flexível é uma flexão, uma borracha expansível, uma mola de arco, uma mola helicoidal, uma mola ondulada, um elastômero ou é acionada por um acionador. Em uma dessas modalidades, um contato elétrico direto é formado entre os eletrodos implantados ao longo da primeira e da segunda coluna 115 e 116. O contato elétrico direto permite um acoplamento resistivo entre os eletrodos, bem como o acoplamento capacitivo entre os eletrodos. O acoplamento resistivo facilita a transferência de energia para sinais CA e também facilita a transferência de energia para sinais CC. Porções dos eletrodos 122A-122F podem ser ligadas à montagem flexível e parte do eletrodo pode ser ligada a uma montagem rígida. Além disso, um dos eletrodos do acoplamento capacitivo pode ser conectado a uma montagem flexível, enquanto o segundo eletrodo do acoplamento capacitivo pode ser fixado a uma montagem rígida.

[0026] Um primeiro afastamento 126A é implantado ao longo da primeira coluna 115 e é implantado entre a primeira coluna 115 e o primeiro e quarto eletrodos 122A e 122D. Além disso, um segundo afastamento 126B é implantado ao longo da segunda coluna 116 e é implantado entre a segunda coluna 116 e o segundo, terceiro, quinto e sexto eletrodos 122B, 122C, 122E e 122F. Na modalidade preferida, os primeiro e segundo separadores 126A e 126B são fabricados de um material que tem um dielétrico inferior em relação ao dielétrico da primeira e segunda coberturas 124A e 124B. Em algumas modalidades, o segundo material tem uma permissividade dielétrica inferior a um segundo limiar, em que o valor do segundo limiar é inferior ao valor do primeiro limiar. Os afastamentos são de preferência construídos de um isolante, como um polímero, uma cerâmica ou um vidro. Em uma dessas modalidades, os primeiro e segundo afastamentos 126A e 126B são fabricados de politetrafluoroetileno (PTFE). Em outra dessas modalidades, osprimeiro e segundo afastamentos 126A e 126B são fabricados de borracha, borracha, tinta, esmalte ou um material semelhante.

[0027] Um controlador 128 é implantado ao longo da segunda coluna 116 e é acoplado a um conduíte elétrico 129. Em algumas modalidades, o controlador 128 é operável para detectar sinais de resposta do primeiro e quarto eletrodos 122A e 122D e é ainda operável para determinar as intensidades de sinal dos sinais de resposta para determinar se o segundo e terceiro eletrodos 122B e 122C estão alinhados com o primeiro e quarto eletrodos 122A e 122D, respectivamente. Mais particularmente, o controlador 128 determina que o segundo e terceiro eletrodos 122B e 122C não estão alinhados com o primeiro e quarto eletrodos 122A e 122D, respectivamente, se as intensidades de sinal dos sinais de resposta não forem maiores que um primeiro limiar. Se o controlador determinar que as intensidades de sinal dos sinais de resposta são maiores que o primeiro limiar, então o controlador 128 determina que o segundo e terceiro eletrodos 122B e 122C estão alinhados com o primeiro e quarto eletrodos 122A e 122D, respectivamente. Alternativamente, se o controlador 128 determinar que os eletrodos anteriores 122A-122D não estão alinhados, o controlador 128 ainda é operável para transmitir uma indicação de que os eletrodos não estão alinhados. Em algumas modalidades, as indicações são transmitidas através do umbilical ou através de outro sistema de telemetria para o controle 184. Um operador pode operar o controle 184 para reposicionar a segunda coluna 116 para alinhar os eletrodos 122A-122D anteriores.

[0028] O segundo eletrodo 122B e o primeiro eletrodo 122A formam um primeiro acoplamento capacitivo, e o terceiro eletrodo 122C e o quarto eletrodo 122D formam um terceiro acoplamento capacitivo, uma vez que os eletrodos estão alinhados. O controlador 128 então transfere correntes elétricas através de pelo menos um dos segundo e terceiro eletrodos 122B e 122C para fornecer transmissão de energia e/ou de dados a uma carga elétrica 130 que é desenvolvida ao longo da primeira coluna 115. Em algumas modalidades, o controlador 128 é operável para modular uma ou mais da frequência, amplitude e fase das correntes elétricas para regular a energia transmitida à carga elétrica 130 e também para transmitir dados para a carga elétrica 130. Por exemplo, o controlador 128 é operável para variar a frequência de transmissão com base em se a transmissão é uma transmissão de energia ou uma transmissão de dados. Mais particularmente, o controlador 128 é operável para variar a frequência de transmissão de transmissões de potência de 100Hz a 100MHz e é operável para variar a frequência de transmissão de transmissões de dados de 100Hz a 100MHz. O controlador 128 é ainda operável para variar a transmissão de energia em faixas específicas das faixas de transmissão de potência e transmissão de frequência anteriores. Por exemplo, o controlador 128 é operável para variar a frequência de transmissão das transmissões de potência para 1MHz a 10MHz e é ainda operável para variar a frequência de transmissão da transmissão de dados para 1kHz a 10kHz.

[0029] Em outra dessas modalidades, o controlador 128 é ainda operável para modular correntes elétricas transferidas do conduíte elétrico 129 para melhorar o primeiro acoplamento capacitivo, o terceiro acoplamento capacitivo, bem como outros acoplamentos capacitivos formados a partir de eletrodos implementados na primeiro e segunda colunas 115 e 116. Por exemplo, o controlador 128 é operável para converter uma corrente contínua transferida do conduíte elétrico 129 para uma corrente alternada para acoplamento elétrico. Além disso, o controlador 128 é operável para monitorar o acoplamento elétrico para aperfeiçoar a eficiência do acoplamento, a transferência de energia, a transferência de corrente, a transferência de tensão, a razão de sinal para ruído (SNR), o sinal para interferência mais ruído (SINR), geração de calor, uma combinação das propriedades anteriores ou propriedades semelhantes. Além disso, o controlador 128 é operável para monitorar a parte real da impedância elétrica (impedância real), a parte imaginária da impedância elétrica (impedância imaginária), a corrente, a tensão, a fase da corrente e/ou a tensão, a amplitude ou outra propriedade das corrente/sinais elétricos.

[0030] Em algumas modalidades, a carga elétrica 130 inclui ou está acoplada a uma ou mais componentes eletrônicos ou seus componentes que são operáveis para modular as correntes elétricas transferidas da segunda coluna 116. Em uma dessas modalidades, a carga elétrica 130 inclui ou está acoplada a um retificador que é operável para converter corrente alternada em corrente contínua. Em outra dessas modalidades, a carga elétrica 130 inclui ou está acoplada a um filtro passa banda (por exemplo, filtro passa banda alta, filtro passa banda baixa, etc.), filtro banda parada ou outro componente operável para filtrar as correntes elétricas com base na frequência, amplitude e/ou fase. Em uma outra dessas modalidades, a carga elétrica 130 também está acoplada ou inclui um ou mais componentes de boia, componentes de reforço, transformadores ou um componente semelhante que é operável para modular a tensão (por exemplo, subida, descida, etc...) da carga elétrica 130.

[0031] FIG. 3 é uma vista em corte ampliada de um sistema de acoplamento capacitivo de fundo de poço 220 tendo múltiplos eletrodos 222A-222F implantados radialmente ao longo das superfícies as primeira coluna 115 e da segunda coluna 116, ambas as quais são implantadas em um ambiente de produção de hidrocarbonetos semelhante ao da FIG. 1. Como discutido aqui e ilustrado nas equações apresentadas a seguir, a perda de energia dos eletrodos é diretamente proporcional ao tamanho da área de superfície dos eletrodos 222A- 222F e a transferência de energia é diretamente proporcional ao tamanho do acoplamento capacitivo. Como pode ser visto na FIG. 3, os eletrodos 222E e 222F não fazem parte do acoplamento capacitivo porque não há eletrodos correspondentes na primeira coluna 115. De modo a reduzir a perda de energia dos eletrodos 222E e 222F, o controlador pode optar por fornecer energia apenas aos eletrodos 222C e 222B. Em algumas modalidades, os isolantes (não mostrados) podem ser implantados radialmente e em localizações circunferenciais adjacentes aos eletrodos 222A-222F para reduzir o curto elétrico entre os eletrodos e a coluna nos casos em que o fluido do poço é eletricamente condutor e para outras funções aqui discutidas.

[0032] FIG. 4A é uma vista lateral ampliada de um sistema de acoplamento capacitivo de fundo de poço 320 tendo um primeiro eletrodo 322A implantado ao longo da primeira coluna e um segundo eletrodo 322B implantado ao longo da segunda coluna 116, o primeiro e segundo eletrodos sendo alinhados para formar um acoplamento capacitivo. Uma primeira e segunda coberturas 324A e 324B são implantadas na proximidade do primeiro e do segundo eletrodos 322A e 322B, respectivamente, para proteger o primeiro e segundo eletrodos 322A e 322B contra a corrosão. Além disso, um primeiro afastamento 326A é implantado entre o primeiro eletrodo 322A e a primeira coluna 115 e um segundo afastamento 326B é implantado entre o segundo eletrodo 322B e a segunda coluna 116.

[0033] FIG. 4B é um diagrama de circuito do sistema de acoplamento capacitivo de fundo de poço da FIG. 4A. As equações a seguir podem ser derivadas e usadas para calcular a capacitância do acoplamento capacitivo, a energia na carga elétrica 130, bem como a potência total. C3 430 representa o primeiro acoplamento capacitivo formado entre o primeiro eletrodo 322A e o segundo eletrodo 322B, quando os eletrodos estão alinhados um com o outro. O acoplamento capacitivo 430 pode ser calculado com base na seguinte equação:

ondeε0 é a permissividade do espaço livre, ε3 é a constante dielétrica entre os primeiro e segundo eletrodos 322A e 322B, /12 é a área de superfície do segundo eletrodo e t3 é a espessura dielétrica (distâncias entre o primeiro e o segundo eletrodos 322A e 322B). O acoplamento capacitivo 430 é compensado por perdas devido ao acoplamento capacitivo C, 410 entre o primeiro eletrodo 322A e a primeira coluna 115 e devido ao acoplamento capacitivoC2 420 entre o segundo eletrodo 322B e a segunda coluna 116. C} 410 pode ser calculado com base na seguinte equação:

ondeε0 é a ti permissividade do espaço livre, ε,e a constante dielétrica do primeiro eletrodo 322A.A1, é a área da superfície do primeiro eletrodo, et± é a espessura dielétrica do primeiro eletrodo 322A. Além dissoC2, 420 pode ser calculado com base na seguinte equação:

ondeε0 é a permissividade do espaço livre, e2é a constante dielétrica do segundo eletrodo 322B,A2 é a área da superfície do segundo eletrodo et2 é a espessura dielétrica do segundo eletrodo 322B.

[0034] A potência para a carga elétrica 130 calculada com base na seguinte equação:

, onde Vi é a voltagem do sinal de acionamento, RL 450 é a resistência através da carga elétrica 130, R3 é a resistividade através do primeiro e do segundo eletrodos 322A e 322B, e Ri e R2 são resistividades internas de Cr e C2 , respectivamente. Além disso, a potência total pode ser calculada com base na seguinte equação

, onde Vi é a voltagem do sinal de acionamento, RL 450 é a resistência através da carga elétrica 130, R3 é a resistividade entre o primeiro e segundo eletrodos 322A e 322B e Ri e R2 são resistividades internas de Cr e C2 , respectivamente.

[0035] O diagrama de circuito da figura 4B mostra a metade do circuito elétrico. O circuito elétrico pode ser completado com um segundo acoplamento capacitivo (não mostrado), que pode ser formado por um segundo par de eletrodos. Em outra modalidade, o circuito elétrico pode ser completado com um acoplamento resistivo, o qual pode ser formado se a primeira e segunda colunas 115 e 116 estiverem em contato direto uma com a outra. Em uma outra modalidade, o circuito elétrico é completado com uma combinação de acoplamento capacitivo e acoplamento resistivo. Além disso, em algumas modalidades, um ou mais indutores (não mostrados) podem ser adicionados em paralelo ou em série ao lado de acionamento do circuito ilustrado na FIG. 4B, em paralelo ou em série ao lado da carga elétrica do circuito, tanto ao lado do acionador quanto ao lado da carga, ou a um terra para formar um sistema ressonante para transmissão de energia. Em uma dessas modalidades, o sistema ressonante aumenta ainda mais a eficiência da transmissão de energia através do acoplamento capacitivo 430.

[0036] FIG. 5 é um fluxograma de um processo para formar uma conexão elétrica entre a primeira e a segunda colunas. Embora as operações no processo 500 sejam mostradas em uma sequência particular, certas operações podem ser realizadas em diferentes sequências ou ao mesmo tempo onde possível.

[0037] Na etapa 502, uma primeira coluna 115 tendo um primeiro eletrodo é implantada no furo de poço 106. Na etapa 504, uma segunda coluna 116 tendo um segundo eletrodo é implantada no furo de poço 106. Em algumas modalidades, em que a primeira coluna 115 é um invólucro de produção e a segunda coluna 116 é uma tubulação de produção, a primeira coluna 115 pode ser implantada bem antes da segunda coluna 116. Além disso, em algumas modalidades, a primeira coluna 115 é permanentemente implantada no furo de poço 106 durante a operação do poço 102, enquanto a segunda coluna 116 pode ser removida do poço 106 durante a operação do poço 102. Na etapa 506, o segundo eletrodo 122B está alinhado com o primeiro eletrodo 122A para formar um primeiro acoplamento capacitivo quando o segundo eletrodo 122B está alinhado com o primeiro eletrodo 122A. Em algumas modalidades, o controlador 128 é operável para detectar sinais indicativos de se o segundo eletrodo 122B está alinhado com o primeiro eletrodo 122A. No passo 508, o controlador 128 ou outro controlador que é implantado no fundo de poço ou na superfície (tal como um grupo de sonda) determina se o primeiro e segundo eletrodos 122A e 122B estão corretamente alinhados.

[0038] Em algumas modalidades, o controlador 128 é operável para receber sinais indicativos de uma resposta do primeiro eletrodo 122A e é operável para determinar se o primeiro e segundo eletrodos 122A e 122B estão adequadamente alinhados com base em se a intensidade do sinal dos sinais é maior que um primeiro limiar de sinal. Se a intensidade do sinal dos sinais for maior que o primeiro limiar, então o controlador 128 determina que o primeiro e segundo eletrodos 122A e 122B estão corretamente alinhados. Alternativamente, se a intensidade do sinal dos sinais não for maior que o primeiro limiar de sinal, então o processo retorna à etapa 506 e o controlador 128 transmite uma indicação de que o primeiro e segundo eletrodos 122A e 122B não estão alinhados ao controle 184 ou outro controle baseado na superfície ou no fundo de poço. Um operador pode operar o controle 184 para reposicionar a segunda coluna 116 para alinhar o primeiro eletrodo 122A com o segundo eletrodo 122B para formar o primeiro acoplamento capacitivo. Uma vez que o primeiro e o segundo eletrodos 122A e 122B estão alinhados, o controlador 128 aciona correntes elétricas através do primeiro acoplamento capacitivo para transmitir energia e/ou dados a uma carga elétrica que é implantada na proximidade da primeira coluna 115. Em algumas modalidades, o controlador 128 é operável para modular pelo menos uma da amplitude, frequência e fase para regular a transmissão de energia e dados.

[0039] As modalidades divulgadas anteriormente foram apresentadas para fins de ilustração e para permitir que um versado na técnica pratique a divulgação, mas a divulgação não se destina a ser exaustiva ou limitada às formas divulgadas. Muitas modificações e variações não substanciais serão aparentes àqueles versados na técnica sem afastamento do escopo e espírito da divulgação. Por exemplo, embora os fluxogramas representem um processo em série, algumas das etapas/processos podem ser executadas em paralelo ou fora de sequência, ou combinadas em uma única etapa/processo. O escopo das reivindicações se destina a cobrir amplamente as modalidades divulgadas e qualquer tal modificação. Além disso, as seguintes cláusulas representam modalidades adicionais da divulgação e devem ser consideradas dentro do escopo da divulgação:

[0040] Cláusula 1, um sistema de acoplamento capacitivo de fundo de poço compreendendo um primeiro eletrodo implantado ao longo de uma superfície interna de uma primeira coluna implementada em um furo de poço, a superfície sendo interna definida por um anular; e um segundo eletrodo implantado ao longo de uma superfície externa de uma segunda coluna, a segunda coluna sendo implantada dentro do anular e a superfície externa da segunda coluna e a superfície interna da primeira coluna sendo separadas uma da outra pelo anular, em que o primeiro eletrodo e o segundo eletrodo são operáveis para formar um primeiro acoplamento capacitivo entre o dito primeiro eletrodo e o dito segundo eletrodo para transferir corrente elétrica do segundo eletrodo para o primeiro eletrodo.

[0041] Cláusula 2, o sistema de acoplamento capacitivo de fundo de poço da cláusula 1, compreendendo ainda uma carga elétrica aplicada na primeira coluna, em que a corrente elétrica é transferida através do primeiro acoplamento capacitivo para fornecer energia à carga elétrica.

[0042] Cláusula 3, o sistema de acoplamento capacitivo de fundo de poço da cláusula 1 ou 2, em que a corrente elétrica compreende sinais elétricos indicativos de dados e em que a corrente elétrica é transferida através do primeiro acoplamento capacitivo para transmitir dados para a carga elétrica.

[0043] Cláusula 4, o sistema de acoplamento capacitivo de fundo de poço de pelo menos uma das cláusulas 1 a 3, compreendendo ainda um controlador operável para modular pelo menos um de uma fase e amplitude da corrente elétrica para transmitir sinais elétricos diferentes indicativos de dados para a carga elétrica.

[0044] Cláusula 5, o sistema de acoplamento capacitivo de fundo de poço de pelo menos uma das cláusulas 1 a 4, compreendendo ainda uma primeira cobertura implementada ao redor do primeiro eletrodo; e uma segunda cobertura colocada em torno do segundo eletrodo, em que a primeira cobertura e a segunda cobertura são fabricadas de um primeiro material com uma permissividade dielétrica maior que um primeiro limiar.

[0045] Cláusula 6, o sistema de acoplamento capacitivo de fundo de poço de pelo menos uma das cláusulas 1 a 5, compreendendo ainda: um primeiro afastamento colocado entre a primeira coluna e o primeiro eletrodo; e um segundo afastamento colocado entre a segunda coluna e o segundo eletrodo, em que o primeiro afastamento e o segundo afastamento são fabricados de um segundo material com uma permissividade dielétrica inferior a um segundo limiar, tendo o segundo limiar um valor inferior ao primeiro limiar.

[0046] Cláusula 7, o sistema de acoplamento capacitivo de fundo de poço menos uma das clausulas 1 a 6, em que o primeiro material é fabricado de pelo menos um carboneto de silício, nitrito de silício e borracha e em que o segundo material é fabricado de politetrafluoroetileno (PTFE).

[0047] Cláusula 8, o sistema de acoplamento capacitivo de fundo de poço de pelo menos uma das cláusulas 1 a 7, compreendendo ainda um terceiro eletrodo implantado ao longo da segunda coluna e determinar operativamente se o segundo eletrodo está alinhado com o terceiro eletrodo; e transferir a corrente elétrica através do segundo acoplamento capacitivo ao determinar que o segundo eletrodo está alinhado com o terceiro eletrodo.

[0048] Cláusula 9, o sistema de acoplamento capacitivo de fundo de poço de pelo menos uma das cláusulas 1 a 8, compreendendo ainda: um quarto eletrodo implantado ao longo da primeira coluna, o terceiro eletrodo e o quarto eletrodo operável para determinar se o segundo eletrodo está alinhado com o primeiro eletrodo e se o terceiro eletrodo estiver alinhado com o quarto eletrodo; e transferir a corrente elétrica através do primeiro acoplamento capacitivo para fornecer energia através do primeiro acoplamento capacitivo, e através do terceiro acoplamento capacitivo para transmitir sinal elétrico indicativo de dados através do terceiro acoplamento capacitivo se o segundo eletrodo estiver alinhado com o primeiro eletrodo e se o terceiro eletrodo estiver alinhado com o quarto eletrodo.

[0049] Cláusula 10, o sistema de acoplamento capacitivo de fundo de poço de pelo menos uma das cláusulas 1 a 9, em que a primeira coluna é uma completação permanente tendo uma primeira tela disposta em uma seção da primeira coluna, e compreendendo ainda um primeiro conjunto de sensores implantados ao longo da primeira coluna e próxima da primeira tela, em que o primeiro conjunto de sensores compreende um ou mais sensores operáveis: gerar energia a partir da corrente elétrica; e monitorar propriedades de materiais de fluidos e materiais fluindo através da primeira tela; e um primeiro conjunto de ferramentas implantadas ao longo da primeira coluna e próximo à primeira tela, em que o primeiro conjunto de ferramentas compreende uma ou mais ferramentas operáveis para gerar energia a partir da corrente elétrica; e controlar uma taxa de fluxo de fluidos e materiais que escoam através da primeira tela.

[0050] Cláusula 11, o sistema de acoplamento capacitivo de fundo de poço menos uma das cláusulas 1 a 10, em que as primeiras e segundas sequências formam um acoplamento resistivo e em que a corrente elétrica transferida através do acoplamento resistivo para alimentar o primeiro conjunto de sensores e o primeiro kit de ferramentas.

[0051] Cláusula 12, um método para formar uma conexão elétrica entre duas colunas no fundo de poço, o método compreendendo a aplicação de uma primeira coluna tendo um primeiro eletrodo em um furo do poço, a primeira coluna tendo uma superfície interna definida por um anel; implantar uma segunda coluna tendo um segundo eletrodo no anel da primeira coluna; e alinhar o segundo eletrodo com o primeiro eletrodo para formar um primeiro acoplamento capacitivo entre o dito primeiro eletrodo e o dito segundo eletrodo.

[0052] Cláusula 13, o método da cláusula 12, em que o alinhamento do segundo eletrodo com o primeiro eletrodo compreende ainda receber sinais indicativos de uma resposta do primeiro eletrodo; e determinar se uma intensidade de sinal é maior que um limiar de primeiro sinal, em que o segundo eletrodo está alinhado com o primeiro eletrodo se a intensidade de sinal dos sinais for maior que o primeiro limiar de sinal.

[0053] Cláusula 14, o método da cláusula 12 ou 13, compreendendo ainda transferir uma corrente elétrica do segundo eletrodo, através do primeiro acoplamento capacitivo, para o primeiro eletrodo para fornecer energia a uma carga elétrica implementada na primeira coluna.

[0054] Cláusula 15, o método de pelo menos uma das cláusulas 12 a 14, compreendendo ainda a transferir uma corrente elétrica do segundo eletrodo para o primeiro eletrodo para transmitir sinais elétricos indicativos de dados para uma carga elétrica implantada na primeira coluna.

[0055] Cláusula 16, o método de pelo menos uma das cláusulas 12 a 15, compreendendo ainda modular pelo menos uma de uma fase e amplitude da corrente elétrica para transmitir diferentes sinais elétricos indicativos de dados para a carga elétrica.

[0056] Cláusula 17, o método de pelo menos uma das clausulas 12 a 16, em que um terceiro eletrodo e um quarto eletrodo são implementados na segunda coluna e na primeira coluna, respectivamente, e compreendendo adicionalmente: alinhar o terceiro eletrodo com o quarto eletrodo para formar um terceiro acoplamento capacitivo entre o dito terceiro eletrodo e o dito quarto eletrodo; e transferir a corrente elétrica do terceiro eletrodo, através do terceiro acoplamento capacitivo, até o quarto eletrodo para fornecer energia carga elétrica.

[0057] Cláusula 18, um aparelho para fornecer uma conexão elétrica entre duas colunas de fundo de poço, compreendendo um primeiro eletrodo implantado ao longo de uma superfície de uma primeira coluna de fundo de poço implantada em um poço, a primeira coluna tendo uma superfície interna definida por uma anel; um segundo eletrodo implantado ao longo de uma superfície de uma segunda coluna, a segunda coluna sendo implantada dentro do anel, e a superfície a segunda coluna e a superfície da primeira coluna sendo separadas uma da outra por um anel, o primeiro eletrodo e a segundo eletrodo formando um primeiro acoplamento capacitivo entre o dito primeiro eletrodo e o dito segundo eletrodo para transferir a corrente elétrica do eletrodo do segundo para o primeiro eletrodo; e um controlador operável para modular a pelo menos um de uma frequência, fase e amplitude da corrente elétrica para fornecer pelo menos uma transmissão de energia e de dados a uma carga elétrica implantada na primeira coluna de poço.

[0058] Cláusula 18, o aparelho da cláusula 18, compreendendo ainda uma primeira cobertura implantada em torno do primeiro eletrodo; e uma segunda cobertura implantada em torno do segundo eletrodo, em que a primeira cobertura e a segunda cobertura são fabricadas de um primeiro material com uma permissividade dielétrica maior que um primeiro limiar.

[0059] Cláusula 20, o aparelho da reivindicação 19, compreendendo ainda um primeiro afastamento colocado entre a primeira coluna e o primeiro eletrodo; e um segundo afastamento colocado entre a segunda coluna e o segundo eletrodo, em que o primeiro afastamento e o segundo afastamento são fabricados de um segundo material com uma permissividade dielétrica inferior a um segundo limiar, tendo o segundo limiar um valor inferior ao primeiro limiar.

[0060] Embora certas modalidades aqui divulgadas descrevam a transferência de correntes elétricas de eletrodos implantados em uma coluna interna para eletrodos implantados em uma coluna externa, versados entendem que a tecnologia em questão aqui descrita também pode ser implementada para transferir correntes elétricas de eletrodos implantados na coluna externa para eletrodos implantados na coluna interna.

[0061] Como usado neste documento, as formas singulares “um”, “uma” e "o/a" devem incluir também as formas plurais, a menos que o contexto indique claramente de outra forma. Será ainda compreendido que os termos “compreende” e/ou “compreendendo”, quando usados neste relatório descritivo e/ou nas reivindicações, especificam a presença de características, etapas, operações, elementos e/ou componentes declarados, mas não excluem a presença ou adição de uma ou mais outras características, etapas, operações, elementos, componentes e/ou grupos dos mesmos. Além disso, as etapas e os componentes descritos nas modalidades e figuras anteriores são meramente ilustrativos e não implicam que nenhuma etapa ou componente particular seja um requisito de uma modalidade reivindicada.

Claims (19)

1. Sistema de acoplamento capacitivo de fundo de poço, caracterizado pelo fato de compreender: - um primeiro eletrodo (122A, 322A) implantado ao longo de uma superfície interna de uma primeira coluna (115) implantada em um furo de poço (106), a superfície interna sendo definida por um anular, e a primeira coluna (115) sendo uma completação permanente tendo uma primeira tela disposta sobre uma seção da primeira coluna (115); e - um segundo eletrodo (122B, 322B) implantado ao longo de uma superfície externa de uma segunda coluna (116), a segunda coluna (116) sendo implantada no anular, e a superfície externa da segunda coluna (116) e a superfície interna da primeira coluna (115) sendo separadas uma da outra pelo anular, sendo que o primeiro eletrodo (122A, 322A) e o segundo eletrodo (122B, 322B) são operáveis para formar um primeiro acoplamento capacitivo (150, 430) entre o dito primeiro eletrodo (122A, 322A) e o dito segundo eletrodo (122B, 322B) para transferir corrente elétrica do segundo eletrodo (122B, 322B) para o primeiro eletrodo (122A, 322A); - um controlador (128) operável para: - determinar se o primeiro eletrodo (122A, 322A) está alinhado com o segundo eletrodo (122B, 322B); e - transferir a corrente elétrica através do primeiro acoplamento capacitivo (150, 430) ao determinar que o primeiro eletrodo (122A, 322A) está alinhado com o segundo eletrodo (122B, 322B); - um primeiro conjunto de sensores implantados ao longo da primeira coluna (115) e próximo da primeira tela, sendo que o primeiro conjunto de sensores compreende um ou mais sensores operáveis para monitorar as propriedades dos materiais de fluidos e materiais que escoam através da primeira tela; e - um primeiro conjunto de ferramentas implementado ao longo da primeira coluna (115) e próximo da primeira tela, sendo que o primeiro conjunto de ferramentas compreende uma ou mais ferramentas operáveis para controlar uma taxa de fluxo de fluidos e materiais que escoam pela primeira tela.

2. Sistema de acoplamento capacitivo de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda uma carga elétrica (130) aplicada na primeira coluna (115), sendo que a corrente elétrica é transferida através do primeiro acoplamento capacitivo (150, 430) para fornecer energia à carga elétrica (130).

3. Sistema de acoplamento capacitivo de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de a corrente elétrica compreender sinais elétricos indicativos de dados e sendo que a corrente elétrica é transferida através do primeiro acoplamento capacitivo (150, 430) para transmitir dados para a carga elétrica (130).

4. Sistema de acoplamento capacitivo de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de o controlador (128) ser ainda operável para modular pelo menos um de uma fase, frequência e amplitude da corrente elétrica para transmitir sinais elétricos diferentes indicativos de dados para a carga elétrica (130).

5. Sistema de acoplamento capacitivo de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda: - uma primeira cobertura (124A) implantada em torno do primeiro eletrodo (122A); e - uma segunda cobertura (124B) implantada em torno do segundo eletrodo (122B), sendo que a primeira cobertura (124A) e a segunda cobertura (124B) são fabricadas de um primeiro material com uma permissividade dielétrica maior que um primeiro limiar.

6. Sistema de acoplamento capacitivo de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de compreender ainda: - um primeiro afastamento (126A, 326A) implantado entre a primeira coluna (115) e o primeiro eletrodo (122A, 322A); e - um segundo afastamento (126B, 326B) implantado entre a segunda coluna (116) e o segundo eletrodo (122B, 322B), sendo que o primeiro afastamento (126A, 326A) e o segundo afastamento (126B, 326B) são fabricados de um segundo material com uma permissividade dielétrica inferior a um segundo limiar e o segundo limiar possuindo um valor inferior ao primeiro limiar.

7. Sistema de acoplamento capacitivo de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o primeiro material ser fabricado de pelo menos um carbeto de silício, nitrito de silício e borracha e sendo que o segundo material é fabricado de politetrafluoroetileno (PTFE).

8. Sistema de acoplamento capacitivo de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda: - um terceiro eletrodo (122C) implantado ao longo da segunda coluna (116) e operável para formar um segundo acoplamento capacitivo entre o terceiro eletrodo (122C) e o primeiro eletrodo (122A) para transferir a corrente elétrica do terceiro eletrodo (122C) para o primeiro eletrodo (122A); e sendo que o controlador (128) ainda é operável para: - determinar se o segundo eletrodo (122B) está alinhado com o terceiro eletrodo (122C); e - transferir a corrente elétrica através do segundo acoplamento capacitivo ao determinar que o segundo eletrodo (122B) está alinhado com o terceiro eletrodo (122C).

9. Sistema de acoplamento capacitivo de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de compreender ainda: - um quarto eletrodo (122D) implantado ao longo da primeira coluna (115), o terceiro eletrodo (122C) e o quarto eletrodo (122D) operável para formar um terceiro acoplamento capacitivo entre o dito terceiro eletrodo (122C) e o dito quarto eletrodo (122D) para transferir a corrente elétrica do terceiro eletrodo (122C) para o quarto eletrodo (122D), onde o controlador (128) ainda é operável para: - determinar se o segundo eletrodo (122B) está alinhado com o primeiro eletrodo (122A) e se o terceiro eletrodo (122C) está alinhado com o quarto eletrodo (122D); e - transferir a corrente elétrica através do primeiro acoplamento capacitivo (150) para fornecer energia através do primeiro acoplamento capacitivo (150), e através do terceiro acoplamento capacitivo para transmitir sinal elétrico indicativo de dados através do terceiro acoplamento capacitivo se o segundo eletrodo (122B) estiver alinhado com o primeiro eletrodo (122A) e se o terceiro eletrodo (122C) está alinhado com o quarto eletrodo (122D).

10. Sistema de acoplamento capacitivo de fundo de poço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a primeira e segunda colunas (115, 116) formarem um acoplamento resistivo e sendo que a corrente elétrica é transferida através do acoplamento resistivo para alimentar o primeiro conjunto de sensores e o primeiro conjunto de ferramentas.

11. Método para formar uma conexão elétrica entre duas colunas de fundo de poço, o método caracterizado pelo fato de compreender: - implantar uma primeira coluna (115) tendo um primeiro eletrodo (122A, 322A) em um furo de poço (106), a primeira coluna (115) tendo uma superfície interna definida por um anular; - implantar uma segunda coluna (116) tendo um segundo eletrodo (122B, 322B) no anular da primeira coluna (115); e - alinhar o segundo eletrodo (122B, 322B) com o primeiro eletrodo (122A, 322A) para formar um primeiro acoplamento capacitivo (150, 430) entre o dito primeiro eletrodo (122A, 322A) e o dito segundo eletrodo (122B, 322B); - determinar se o primeiro eletrodo (122A, 322A) está alinhado com o segundo eletrodo (122B, 322B); e - transferir a corrente elétrica através do primeiro acoplamento capacitivo (150, 430) ao determinar que o primeiro eletrodo (122A, 322A) está alinhado com o segundo eletrodo (122B, 322B); - monitorar as propriedades dos materiais de fluidos e materiais que escoam através da primeira tela, sendo que a monitoramento das propriedades dos materiais de fluidos e materiais é realizada por um primeiro conjunto de sensores implantados ao longo da primeira coluna (115) e próximo da primeira tela; e - controlar uma taxa de fluxo de fluidos e materiais que escoam pela primeira tela, sendo que o controle da taxa de fluxo de fluidos e materiais é realizado por um primeiro conjunto de ferramentas implementado ao longo da primeira coluna (115) e próximo da primeira tela.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de o alinhamento do segundo eletrodo (122B, 322B) com o primeiro eletrodo (122A, 322A) compreender ainda: - receber sinais indicativos de uma resposta do primeiro eletrodo (122A, 322A); - determinar se uma intensidade de sinal dos sinais é maior que um primeiro limiar de sinal; e - determinar que o segundo eletrodo (122B, 322B) está alinhado com o primeiro eletrodo (122A, 322A) em resposta a uma determinação que a intensidade do sinal dos sinais é maior que o primeiro limiar do sinal.

13. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de compreender ainda transferir uma corrente elétrica do segundo eletrodo (122B, 322B) através do primeiro acoplamento capacitivo (150, 430) para o primeiro eletrodo (122A, 322A) para fornecer energia a uma carga elétrica (130) implementada na primeira coluna (115).

14. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de compreender ainda transferir uma corrente elétrica do segundo eletrodo (122B, 322B) para o primeiro eletrodo (122A, 322A) para transmitir sinais elétricos indicativos de dados para uma carga elétrica (130) implantada na primeira coluna (115).

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de compreender ainda modular pelo menos uma de uma fase e amplitude da corrente elétrica para transmitir diferentes sinais elétricos indicativos de dados para a carga elétrica (130).

16. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato um terceiro eletrodo (122C) e um quarto eletrodo (122D) serem implantados na segunda coluna (116) e na primeira coluna (115), respectivamente e compreende ainda: - alinhar o terceiro eletrodo (122C) com o quarto eletrodo (122D) para formar um terceiro acoplamento capacitivo entre o dito terceiro eletrodo (122C) e o dito quarto eletrodo (122D); e - transferir a corrente elétrica do terceiro eletrodo (122C), através do terceiro acoplamento capacitivo, até o quarto eletrodo (122D) para fornecer energia carga elétrica (130).

17. Aparelho para fornecer uma conexão elétrica entre duas colunas de fundo de poço, caracterizado pelo fato de compreender: - um primeiro eletrodo (122A, 322A) implantado ao longo de uma superfície de uma primeira coluna (115) implantada em um furo de poço (106), a primeira coluna (115) tendo uma superfície interna definida por um anular, e a primeira coluna (115) sendo uma completação permanente tendo uma primeira tela disposta sobre uma seção da primeira coluna (115); e - um segundo eletrodo (122B, 322B) implantado ao longo de uma superfície de uma segunda coluna (116), a segunda coluna (116) sendo implantada no anular, e a superfície da segunda coluna (116) e a superfície da primeira coluna (115) sendo separadas uma da outra pelo anular, o primeiro eletrodo (122A, 322A) e o segundo eletrodo (122B, 322B) formando um primeiro acoplamento capacitivo (150, 430) entre o dito primeiro eletrodo (122A, 322A) e o dito segundo eletrodo (122B, 322B) para transferir corrente elétrica do segundo eletrodo (122B, 322B) para o primeiro eletrodo (122A, 322A); - um terceiro eletrodo (122C) implantado ao longo da segunda coluna (116) e operável para formar um segundo acoplamento capacitivo entre o terceiro eletrodo (122C) e o primeiro eletrodo (122A) para transferir a corrente elétrica do terceiro eletrodo (122C) para o primeiro eletrodo (122A); e - um controlador (128) operável para: - modular pelo menos um de uma frequência, fase e amplitude da corrente elétrica para fornecer pelo menos um de transmissão de energia e de dados para uma carga elétrica (130) implantada na primeira coluna (115) do furo de poço (106); - transferir a corrente elétrica através do primeiro acoplamento capacitivo (150, 430) ao determinar que o primeiro eletrodo (122A, 322A) está alinhado com o segundo eletrodo (122B, 322B); e - transferir a corrente elétrica através do segundo acoplamento capacitivo ao determinar que o segundo eletrodo (122B) está alinhado com o terceiro eletrodo (122C).

18. Aparelho, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de ainda compreender: - uma primeira cobertura (124A) implantada em torno do primeiro eletrodo (122A); e - uma segunda cobertura (124B) implantada em torno do segundo eletrodo (122B), sendo que a primeira cobertura (124A) e a segunda cobertura (124B) são fabricadas de um primeiro material com uma permissividade dielétrica maior que um primeiro limiar.

19. Aparelho, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de ainda compreender: - um primeiro afastamento (126A, 326A) implantado entre a primeira coluna (115) e o primeiro eletrodo (122A, 322A); e - um segundo afastamento (126B, 326B) colocado entre a segunda coluna (116) e o segundo eletrodo (122B, 322B), sendo que o primeiro afastamento e o segundo afastamento são fabricados de um segundo material com uma permissividade dielétrica inferior a um segundo limiar e o segundo limiar tendo um valor inferior ao primeiro limiar.

Images