INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Avantageusement, pour chacun des récepteurs acoustiques, on détermine l’instant d’arrivée du signal acoustique reçu à partir du premier maximum local du signal de corrélation transformé, considéré au sein de ladite fenêtre temporelle prédéterminée, ayant une amplitude supérieure à un seuil d’amplitude prédéterminé. Autrement dit, tout maximum local ayant une amplitude inférieure ou égale à au seuil d’amplitude prédéterminé, au sein de ladite fenêtre temporelle prédéterminée, n’est pas pris en compte pour la détermination de l’instant d’arrivée. Un intérêt est de ne pas considérer des maximum locaux du signal de corrélation transformé non pertinents ou non significatifs, qu’il ne serait pas possible de distinguer d’un bruit perturbateur. Un intérêt est encore d’améliorer la précision des données de position de l’objet calculées.
De manière non limitative, ledit seuil d’amplitude prédéterminé peut être identique ou différent pour chacun des récepteurs acoustiques. Le seuil d’amplitude peut être fonction de paramètres physiques mesurés.
De manière avantageuse, pour chacun des récepteurs acoustiques, ledit seuil d’amplitude prédéterminé est fonction de la valeur d’amplitude du maximum global du signal de corrélation transformé correspondant.
De préférence, mais de manière non limitative, pour un récepteur acoustique donné, le seuil d’amplitude prédéterminé est le maximum entre un niveau de rapport signal sur bruit mesuré pour ledit récepteur acoustique et un pourcentage de la valeur d’amplitude du maximum global du signal de corrélation transformé.
Le seuil d’amplitude prédéterminé peut être choisi comme étant un pourcentage de ladite valeur d’amplitude du maximum global du signal de corrélation transformé.
De préférence, pour chacun des récepteurs acoustiques, après avoir déterminé le signal de corrélation, on détermine l’instant correspondant au maximum dudit signal de corrélation, avant transformation, cet instant étant choisi comme instant final prédéterminé. Aussi, seuls les maximums locaux antérieurs à cet instant du maximum du signal de corrélation sont considérés pour la détermination de l’instant d’arrivée du signal acoustique. Un intérêt est de réduire la fenêtre de recherche des maximums locaux et donc les ressources nécessaires pour les calculs associés. En effet, l’instant du maximum du signal de corrélation correspond soit à l’occurrence correspondant au signal acoustique émis directement reçu, soit à l’occurrence correspondant à une réverbération du signal acoustique émis. Dès lors, les occurrences suivantes ne peuvent être que des occurrences correspondant à d’autres réverbérations du signal acoustique émis qu’il convient de ne pas prendre en compte pour la détermination des instants d’arrivée.
La est une vue en perspective d’une partie d’un frein pour actionneur linéaire électromécanique comportant une pluralité de barres de torsion.
La est une vue en perspective d’une partie d’un frein pour actionneur linéaire électromécanique comportant un ensemble à cliquet anti-rotation.
La illustre une autre perspective de pattes à cliquet selon un mode de réalisation de la présente invention.
La montre un ou plusieurs profils d’engrenage à cliquet selon un mode de réalisation de la présente invention.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE Certains aspects de l’invention concernent un dispositif (par exemple, un frein) utilisé en fond de trou pour conférer des capacités de freinage dynamique ou statique tout en absorbant ou en réduisant d’une autre manière les charges de choc. Les exemples présentés ci-dessous comprennent un frein pour un actionneur linéaire électromécanique de fond de trou utilisé pour commander une soupape pour la production de fluide souterrain. Dans certains exemples, il peut être souhaitable qu’un actionneur linéaire électromécanique maintienne une position rétractée lors de certaines opérations de sécurité et/ou de maintenance. Dans des exemples associés, il peut être souhaitable qu’un actionneur linéaire électromécanique passe en position rétractée en cas de défaillance. Par exemple, s’il y a une interruption de l’alimentation électrique de l’actionneur linéaire électromécanique, il peut alors être souhaitable que l’actionneur linéaire électromécanique prenne une position rétractée. Alternativement, pendant les activités de fonctionnement normales, il peut être souhaitable que l’actionneur linéaire électromécanique maintienne une position étendue. Comme décrit ici, le dispositif qui peut être utilisé, au moins en partie, pour maintenir la position étendue de l’actionneur linéaire électromécanique peut être appelé frein électromécanique à enclenchement dynamique, ou simplement frein. Dans certains exemples, le frein peut être utilisé conjointement avec d’autres équipements ou dispositifs pour effectuer des opérations ou des tâches dans un environnement souterrain. Dans certains exemples, l’environnement souterrain peut comprendre un puits de forage. Le frein peut en outre être utilisé à des fins de freinage dans un équipement ou des dispositifs situés à la surface du puits de forage.
De nombreux exemples non limitatifs de modes de réalisation sont décrits avec diverses combinaisons d’éléments mécaniques et d’autres caractéristiques. Les éléments qui peuvent être communs aux exemples de configurations du frein tel que décrit ici peuvent comprendre une bobine électrique, une paire d’induits coopérants (par exemple, un induit supérieur et un induit inférieur) et un ressort. Le frein est enclenché en mettant en prise les deux induits, par exemple en alimentant la bobine électrique pour magnétiser l’un des induits (par exemple, l’induit supérieur) pour entraîner l’autre induit en prise avec celui-ci. La magnétisation peut agir sur l’induit inférieur pour déplacer axialement l’induit inférieur en direction de l’induit supérieur de sorte qu’une interface de l’induit inférieur vient en prise avec une interface de l’induit supérieur. Au moment de l’enclenchement, l’induit inférieur peut tourner à une vitesse congrue à celle d’un module de moteur, cependant, l’induit inférieur peut tourner à une vitesse qui est incongrue à la vitesse de rotation de l’induit supérieur. Ainsi, une force mécanique peut être exercée par l’induit inférieur sur l’induit supérieur en raison des vitesses de rotation discordantes des induits respectifs. Cela peut en outre créer une force mécanique indésirable (par exemple, un choc) sur les composants du frein. Le composant ressort peut permettre d’amortir tout choc ou toute force encouru(e) lors du contact entre les interfaces de l’induit supérieur et de l’induit inférieur. En amortissant le choc qui se produit lorsque les induits supérieur et inférieur s’enclenchent dynamiquement, le ressort peut réduire l’usure du frein, ce qui peut prolonger la durée de vie fonctionnelle du frein et des composants couplés au frein tels que l’actionneur linéaire électromécanique.
La est une vue en coupe d’un site de puits dans lequel un actionneur linéaire électromécanique peut être déployé selon des aspects de cette invention. Tandis que la illustre de manière générale un site de puits 10 comme étant destiné à la production d’hydrocarbures terrestre, les principes décrits ici sont également applicables aux opérations de production offshore ou sous-marines qui utilisent des plates-formes et des installations de forage flottantes ou en mer, sans s’écarter de la portée de l’invention. Le site de puits 10 peut comprendre une installation de forage 12 agencée à la surface 14 de la terre (par exemple, la surface 14) et un puits de forage 16 s’étendant à partir de celle-ci et pénétrant dans une formation terrestre souterraine 18. Le puits de forage 16 peut être achevé et prêt pour la production ou déjà en production dans cet exemple. Une grande structure de support telle qu’un derrick 20 est érigée sur le site de puits 10 sur une fondation ou une plate-forme de support, telle qu’un plancher d’installation de forage 22. Dans un contexte sous-marin, la surface 14 terrestre peut en variante représenter le plancher d’un fond marin, et le plancher d’installation de forage 22 peut être sur la plate-forme offshore ou l’installation flottante sur l’eau au-dessus du fond marin. Le derrick 20 peut être utilisé pour soutenir un équipement lors de la construction, l’achèvement, l’exploitation ou l’entretien du puits de forage 16. Le derrick 20 peut être utilisé, par exemple, pour soutenir et manipuler la position axiale d’un train de tiges, d’un câble ou d’un autre moyen de transport à l’intérieur du puits de forage 16. Un tel moyen de transport peut remplir diverses fonctions, telles que la descente et la récupération d’outils, notamment de soupapes de sécurité souterraines (« SSSV »), le transport de fluides depuis ou vers la surface 14, et/ou la prise en charge de la communication de signaux et de puissance pendant les opérations de puits de forage.
Le puits de forage 16 peut suivre n’importe quel chemin de puits de forage donné s’étendant de la surface 14 jusqu’à une extrémité du puits de forage 16, appelé pied 15 du puits de forage 16. Le puits de forage 16 comprend dans cet exemple une section verticale 16A s’étendant à partir de la surface 14, suivie d’une section horizontale 16B passant par une zone de production 29, et se terminant au pied 15 du puits de forage 16. Des parties du puits de forage 16 peuvent être renforcées par un ou plusieurs tubages métalliques 24 cimentés à l’intérieur du puits de forage 16. Le tube de production 26 est installé à l’intérieur du puits de forage 16, qui sert de conduit de fluide pour le fluide de production 31. Dans certains exemples, le fluide de production 31 peut comprendre n’importe quel fluide de réservoir, y compris, mais sans s’y limiter, des hydrocarbures, de l’eau connée, de l’eau de saumure et/ou de l’eau douce. Le fluide de production 31 peut être produit à partir de la formation terrestre souterraine 18 jusqu’à la surface 14 au moyen d’un tube de production 26, de tubages métalliques 24 et/ou d’une tête de puits 32. Le tube de production 26 peut être intérieur aux tubages métalliques 24 de sorte qu’un espace annulaire 27 est formé entre le tube de production 26 et les tubages métalliques 24. Les garnitures d’étanchéité 28 peuvent être positionnées dans l’espace annulaire 27 pour éloigner l’écoulement de fluide de production 31 de l’espace annulaire 27 et le diriger vers le conduit formé par la surface interne du tube de production 26. Ainsi, les garnitures d’étanchéité 28 peuvent empêcher l’écoulement dans l’espace annulaire 27. Un arbre de production 30 peut être positionné à proximité d’une tête de puits 32 pour commander l’écoulement du fluide de production 31 hors du puits de forage 16. Dans certains exemples, l’arbre de production 30 peut contenir une ou plusieurs soupapes qui peuvent permettre la régulation du débit à travers l’arbre de production 30.
Un système de commande d’écoulement souterrain 40 est représenté schématiquement comme déployé ou en cours de déploiement dans le puits de forage 16 au-dessus de la zone de production 29 et au-dessous de l’arbre de production 30. Le système de commande d’écoulement souterrain 40 peut comprendre une soupape de sécurité souterraine (« SSSV ») 50 interconnectée au tube de production 26. Un actionneur linéaire électromécanique 60 peut être utilisé pour actionner sélectivement la soupape de sécurité souterraine 50. Comme cela sera décrit plus en détail ci-dessous, l’actionneur linéaire électromécanique 60 peut comprendre un frein électromécanique à enclenchement dynamique (également appelé « frein ») 70. Bien que la soit orientée vers l’utilisation d’un actionneur linéaire électromécanique 60 pour commander sélectivement la soupape de sécurité souterraine 50, des actionneurs linéaires électromécaniques peuvent être utilisés soit en surface, soit sous la surface pour diverses opérations liées à la production d’hydrocarbures. Dans certains exemples, l’actionneur linéaire électromécanique 60 peut être utilisé avec des dispositifs de commande d’écoulement d’entrée tels que des manchons coulissants, des portes coulissantes ou des vannes d’étranglement. Comme illustré, l’actionneur linéaire électromécanique 60 peut être un sous-ensemble intégral de la soupape de sécurité souterraine 50 dans au moins certaines mises en œuvre. Généralement, l’actionneur linéaire électromécanique 60 peut convertir la rotation d’un moteur en mouvement linéaire d’un élément d’actionnement pour faire fonctionner ou manipuler une pièce séparée ou intégrée d’équipement de puits de forage. Par exemple, l’extension linéaire de l’actionneur peut manœuvrer la soupape de sécurité souterraine 50 vers une position ouverte. Dans certains exemples, la soupape de sécurité souterraine 50 peut comprendre un élément de sollicitation qui maintient de préférence la soupape de sécurité souterraine 50 dans une configuration ou une position par défaut à moins qu’une force externe ne soit appliquée. Par exemple, il peut être souhaitable que la soupape de sécurité souterraine 50 adopte de préférence une configuration fermée (par exemple, pour empêcher l’écoulement). Dans d’autres exemples, l’actionneur linéaire électromécanique 60 peut être excité et peut en outre prendre une position étendue de sorte que la soupape de sécurité souterraine 50 adopte une configuration ouverte (par exemple, pour permettre l’écoulement). Dans d’autres exemples, l’extension de l’actionneur linéaire électromécanique 60 peut être étendue contre l’action de sollicitation d’un élément de sollicitation disposé sur la soupape de sécurité souterraine 50 ou solidaire à celle-ci. Dans certains exemples, l’élément de sollicitation peut être un ressort. Ceci peut être accompli par diverses mises en œuvre, y compris, mais sans s’y limiter, des éléments filetés ou un mécanisme de type à crémaillère et pignon.
Comme décrit ci-dessus, la soupape de sécurité souterraine 50 peut être utilisée pour arrêter l’écoulement de fluide de production 31 en réponse à un événement d’arrêt. Un événement d’arrêt peut être toute urgence ou tout autre événement pouvant justifier la fermeture du puits à l’aide du système de commande d’écoulement souterrain 40 pour arrêter l’écoulement de fluide de production 31. Un événement d’arrêt peut être associé, par exemple, à une défaillance de puits, mais il peut également être associé à l’exécution d’une maintenance planifiée de puits de forage. La fermeture du puits en réponse à un événement d’arrêt peut aider à empêcher un écoulement incontrôlé de fluide de production, qui pourrait autrement provoquer des explosions, des dommages aux installations de surface, des blessures au personnel, des dommages environnementaux et/ou empêcher l’exécution des travaux de maintenance. Dans certains exemples, la soupape de sécurité souterraine 50 peut être intégrée au train de tiges (par exemple, le tube de production 26) en tant que soupape de sécurité récupérable par tube (TRSV). Dans d’autres exemples, la soupape de sécurité souterraine 50 peut être insérée dans un réceptacle dans le train de tiges en tant que soupape de sécurité souterraine récupérable par câble (WLRSV), qui peut également être connue sous le nom de soupape de sécurité souterraine à insertion.
La peut illustrer un exemple de configuration d’un actionneur linéaire électromécanique 60 (par exemple, en se référant à la ) comprenant différentes combinaisons de modules. Chaque module peut avoir différentes caractéristiques mécaniques et/ou électriques pour remplir une fonction particulière ou un ensemble de fonctions associées. Les modules peuvent être décrits ici de manière abrégée par leur description fonctionnelle (sans l’utilisation du mot « module »). Les modules peuvent être utilisés collectivement pour construire différentes configurations d’actionneurs linéaires électromécaniques 60 (par exemple, en se référant à la ). Les modules peuvent être modulaires au moins dans le sens où ils peuvent comprendre des unités indépendantes qui peuvent être combinées pour réaliser différentes configurations d’actionneurs linéaires électromécaniques 60 (en se référant par exemple à la ). Les modules peuvent être préconfigurés dans le sens où leurs caractéristiques mécaniques et/ou électriques peuvent être spécifiques au module respectif mais sont conçus de manière à être compatibles avec d’autres modules et peuvent donc être combinés et fonctionner ensemble dans les différentes configurations. Ainsi, une sélection différente de modules peut permettre d’obtenir différents résultats souhaités ou spécifications de performances. Cette modularité peut également permettre à un module d’être sélectivement retiré, réparé ou remplacé par un module équivalent ou différent. Cependant, les aspects divulgués ne nécessitent pas une construction modulaire, et des modes de réalisation peuvent comprendre un système ou un dispositif qui exécute les fonctions divulguées et des combinaisons de fonctions sans nécessairement être structuré comme une combinaison de modules discrets. Ainsi, n’importe quel module donné dans un exemple de configuration peut être remplacé par un composant non modulaire remplissant cette fonction pour obtenir une configuration alternative sans s’écarter de la portée de cette invention.
La est un diagramme schématique 200 d’un exemple de configuration d’un actionneur linéaire électromécanique 60 qui comprend un frein électromécanique à enclenchement dynamique. L’actionneur linéaire électromécanique 60 peut comprendre une section d’entraînement mécanique 110 et une section de commande d’actionneur 120 comprenant divers composants. Les composants de l’actionneur linéaire électromécanique 60 peuvent être regroupés dans un boîtier d’actionneur 102, qui peut être solidaire d’un boîtier de la soupape de sécurité souterraine (« SSSV ») 50. Dans certains exemples, le boîtier d’actionneur 102 peut comprendre une ou plusieurs sections de boîtier interconnectées, et avec des connecteurs appropriés pour incorporer un actionneur linéaire électromécanique 60 dans un train d’outils ou une colonne de travail. Dans d’autres exemples, l’actionneur linéaire électromécanique 60 peut être un sous-ensemble solidaire de la soupape de sécurité souterraine 50 (par exemple, en se référant à la ) ou un autre dispositif à actionner.
En référence continue à la , le présent exemple de la section d’entraînement mécanique 110 comprend un mécanisme fileté 112 pour convertir la sortie de rotation d’un élément en translation linéaire d’un élément. Le mécanisme fileté 112 peut être de tout type approprié pour étendre au moins sélectivement un élément d’actionnement 52. Dans certains exemples, l’élément d’actionnement 52 peut être étendu pour se connecter à un élément sollicité. Le mécanisme fileté 112 peut être capable de rétracter l’élément d’actionnement 52. Le mécanisme fileté 112 comprend des éléments filetés coopérants qui sont en prise par filetage pour entraîner un mouvement linéaire d’un élément fileté en réponse à une rotation relative entre les éléments filetés. Dans cet exemple, un premier élément fileté est une section cylindrique 114 qui possède un filetage interne qui correspond à un filetage externe de l’autre élément fileté, qui comprend une tige filetée 116. L’élément d’actionnement 52 dans cet exemple peut être l’arbre 116 ou une partie de l’arbre 116, ou un autre élément mis en prise par l’arbre 116. Le mécanisme fileté 112 peut comprendre, par exemple, une vis à billes, une vis à rouleaux, une vis-mère ou tout autre mécanisme à vis approprié. Le mécanisme à vis peut comprendre des vis-mères uniques ou des vis-mères multiples. Si une vis-mère multiple est utilisée, la force et les exigences opérationnelles peuvent déterminer le nombre de fils.
La section de commande d’actionneur 120 est couplée à la section d’entraînement mécanique 110 et comprend une pluralité de modules fonctionnels pour alimenter et commander le fonctionnement de la section d’entraînement mécanique 110. Les modules dans cet exemple comprennent un module de frein 130, un module de capteur de moteur 140, un module de moteur 150, deux modules d’engrenage 160A, 160B comprenant chacun son propre train d’engrenages, et un module d’embrayage 170 qui coopèrent pour commander le mécanisme d’entraînement mécanique 110. Bien que ce qui précède puisse fournir un exemple des modules qui peuvent être inclus dans un actionneur électromécanique, les actionneurs électromécaniques ne requièrent pas ou n’incluent pas nécessairement tous les modules énoncés et peuvent en outre comprendre des modules supplémentaires qui ne sont pas énoncés. Comme cela sera décrit plus en détail ci-dessous, le module de freinage 130 peut en outre comprendre un frein électromécanique à enclenchement dynamique (par exemple, un frein). Le frein peut permettre à l’actionneur linéaire électromécanique 60 de maintenir une position étendue sans nécessiter que le module de moteur 150 effectue un travail continu pour maintenir l’actionneur linéaire électromécanique 60 dans la position étendue. En option, des signaux d’alimentation et/ou de commande peuvent être envoyés depuis la surface via le système d’achèvement sur le site de puits. Alternativement, l’actionneur linéaire électromécanique 60 peut être un système autonome, qui peut en outre comprendre un module d’alimentation de fond de trou 180 (par exemple, une batterie) et un module de commande 190 avec une logique de commande pour commander le fonctionnement de l’actionneur linéaire électromécanique 60. Ces différents modules comprennent éventuellement leurs propres boîtiers de modules et peuvent être regroupés dans un boîtier d’actionneur 102, ensemble ou distinct d’un boîtier du mécanisme d’entraînement mécanique 110. Les modules peuvent être en communication électrique les uns avec les autres ou au moins avec d’autres modules spécifiques dans la section de commande d’actionneur éventuellement modulaire 120 et/ou avec un système de traitement d’informations en surface (au-dessus du sol) (non expressément représenté).
Le module de moteur 150 peut alimenter électriquement le mouvement du mécanisme d’entraînement mécanique 110, par exemple la rotation de l’ensemble à vis. Le module de moteur 150 peut comprendre un ou plusieurs ensembles de fils électriques 151 pour fournir de l’énergie électrique à partir d’une source d’alimentation électrique (par exemple, un module d’alimentation) et tout signal de commande au module de moteur 150, tel que ON/OFF, tr/min et d’autres paramètres de moteur. Des exemples d’options de moteur comprennent des moteurs pas à pas, des moteurs à balais ou des moteurs à courant continu sans balais (BLDC). Un BLDC peut également être appelé servomoteur. Le terme courant continu sans balais peut être utilisé ici pour décrire tout moteur qui n’est pas un moteur pas à pas ou un moteur à balais. Ces moteurs utilisent généralement une tension continue, mais un moteur à courant alternatif peut remplacer le moteur à courant continu.
Un module de capteur de moteur 140 est éventuellement inclus avec l’actionneur linéaire électromécanique 60 pour fournir un retour de position (par exemple, des informations de position angulaire) concernant le moteur ou l’arbre de moteur de celui-ci. Ces dispositifs peuvent comprendre des résolveurs (ou directeur de terrain) et des capteurs à effet Hall, qui peuvent être connus sous d’autres noms. En règle générale, un moteur à courant continu sans balais fonctionne mieux avec un capteur de moteur, mais peut fonctionner sans. Un moteur pas à pas ne nécessite généralement pas de capteur de moteur séparé.
Cette figure est un graphique représentant le nombre N de particules imagées dans un volume image d’épaisseur variable Dv, en micromètre (µm). Cette figure est un graphique représentant la profondeur de champ numérique H, en micromètre (µm), en fonction de l’amplitude R, en unité arbitraire (a.u.), des pics de Rytov des nanoparticules imagées. Cette figure représente un exemple de domaine de cohérence spatiale CS et temporelle CT.