EA025452B1 - System and method for remote sensing - Google Patents
System and method for remote sensing Download PDFInfo
- Publication number
- EA025452B1 EA025452B1 EA201390692A EA201390692A EA025452B1 EA 025452 B1 EA025452 B1 EA 025452B1 EA 201390692 A EA201390692 A EA 201390692A EA 201390692 A EA201390692 A EA 201390692A EA 025452 B1 EA025452 B1 EA 025452B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- power
- signal
- drill string
- sensor
- sensor signal
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 17
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 17
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims description 3
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 9
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 8
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 7
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- -1 without limitation Substances 0.000 description 2
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/06—Measuring temperature or pressure
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/12—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/12—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
- E21B47/13—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling by electromagnetic energy, e.g. radio frequency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
Заявка на данное изобретение испрашивает приоритет по предварительной патентной заявке США 61413,179, поданной 12 ноября 2010 г., которая полностью включена в данный документ в виде ссылки.The application for this invention claims the priority of provisional patent application US 61413,179, filed November 12, 2010, which is fully incorporated herein by reference.
Область техникиTechnical field
Настоящее изобретение относится, в общем, к дистанционному измерению и, конкретнее, к измерению давлений и температур в среде забойной зоны скважины.The present invention relates, in General, to remote measurement and, more specifically, to the measurement of pressure and temperature in the environment of the bottomhole zone of the well.
В добыче запасов полезных ископаемых может быть полезным осуществление контроля различных условий в местах, удаленных от наблюдателя. В частности, может быть полезным обеспечение контроля температур и давлений на глубине в стволе скважины, пробуренной для разведки или добычи. Поскольку такие стволы скважин могут проходить несколько миль, часто не является практичной замена источников питания для датчиков, установленных в стволе скважины.In mining, it may be useful to monitor various conditions in locations remote from the observer. In particular, it may be useful to provide temperature and pressure control at a depth in the wellbore drilled for exploration or production. Since such wellbores can travel several miles, it is often not practical to replace power supplies for sensors installed in the wellbore.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Аспект варианта осуществления настоящего изобретения включает в себя устройство для контроля условий в стволе скважины. Скважинная колонна насосно-компрессорных труб и обсадная колонна действуют как электропроводная пара для подачи питания на один или несколько внутрискважинных активных датчиков. На поверхности питание и сигнал являются изолированными, так что одна электропроводная пара может действовать, передавая сигналы датчика на поверхность.An aspect of an embodiment of the present invention includes an apparatus for monitoring conditions in a wellbore. The tubing string and casing act as an electrically conductive pair to supply power to one or more downhole active sensors. On the surface, the power and signal are isolated, so that one conductive pair can act by transmitting the sensor signals to the surface.
Аспект варианта осуществления настоящего изобретения включает в себя систему для измерения условий в среде забойной зоны скважины под землей, включающую в себя источник, сконфигурированный и выполненный с возможностью передачи сигнала питания с помощью бурильной колонны в стволе скважины, модуль датчика, электрически связанный с источником с помощью бурильной колонны, причем модуль датчика, содержащий осциллятор, имеющий резонансную частоту, изменяющуюся с изменением условия в среде забойной зоны скважины, причем модуль датчика сконфигурирован и выполнен с возможностью приема питания из источника и выработки сигнала датчика в ответ на условие в среде забойной зоны скважины и передачи сигнала с помощью бурильной колонны, к поверхности, а также детектор, электрически связанный с модулем датчика с помощью бурильной колонны и сконфигурированный и выполненный с возможностью приема сигнала датчика.An aspect of an embodiment of the present invention includes a system for measuring environmental conditions in a borehole bottomhole zone underground, including a source configured and configured to transmit a power signal using a drill string in a wellbore, a sensor module electrically coupled to the source using drill string, and the sensor module containing an oscillator having a resonant frequency that varies with changing conditions in the environment of the bottomhole zone of the well, the sensor module ignored and configured to receive power from the source and generate a sensor signal in response to a condition in the environment of the bottomhole zone of the well and transmit the signal using the drill string to the surface, as well as a detector electrically connected to the sensor module using the drill string and configured and configured with the ability to receive a sensor signal.
Аспект варианта осуществления настоящего изобретения включает в себя систему для контроля условий в стволе скважины. Скважинная колонна насосно-компрессорных труб и обсадная колонна действуют как электропроводная пара для подачи питания на один или несколько внутрискважинных активных датчиков. Как на поверхности, так и на датчике сигналы питания и датчика являются изолированными, так что одна электропроводная пара может действовать, передавая сигналы датчика на поверхность.An aspect of an embodiment of the present invention includes a system for monitoring conditions in a wellbore. The tubing string and casing act as an electrically conductive pair to supply power to one or more downhole active sensors. Both on the surface and on the sensor, the power and sensor signals are isolated, so that one conductive pair can act by transmitting the sensor signals to the surface.
Другой аспект варианта осуществления настоящего изобретения включает в себя способ контроля условий в стволе скважины. Сигнал питания передается с помощью бурильной колонны на один или несколько внутрискважинных активных датчиков. Сигнал датчика передается с помощью бурильной колонны на поверхность. Как на поверхности, так и в датчике сигналы питания и датчика являются изолированными.Another aspect of an embodiment of the present invention includes a method for monitoring conditions in a wellbore. The power signal is transmitted using the drill string to one or more downhole active sensors. The sensor signal is transmitted using the drill string to the surface. Both on the surface and in the sensor, the power and sensor signals are isolated.
Аспекты вариантов осуществления настоящего изобретения включают в себя материальный машиночитаемый носитель с исполняемыми компьютером инструкциями для выполнения любого из упомянутых выше способов и/или для управления любым из упомянутых выше устройств или систем.Aspects of embodiments of the present invention include a tangible computer-readable medium with computer-executable instructions for performing any of the above methods and / or for controlling any of the above devices or systems.
Описание чертежейDescription of drawings
Другие признаки, описываемые в данном документе, должны стать ясны специалисту в данной области техники из подробного описания с прилагаемыми чертежами.Other features described herein should be apparent to a person skilled in the art from the detailed description with the accompanying drawings.
На фиг. 1 схематично показана система получения данных среды забойной зоны в стволе скважины под землей согласно варианту осуществления настоящего изобретения.In FIG. 1 schematically shows a system for acquiring downhole environment data in a well bore underground according to an embodiment of the present invention.
На фиг. 2 показана электрическая схема цепи, выполненной с возможностью обеспечения питания постоянным током датчика на месте в забойной зоне скважины и приема входных данных с датчика для передачи на поверхность.In FIG. 2 shows an electrical diagram of a circuit configured to provide DC power to the sensor in place in the bottomhole zone of the well and receive input from the sensor for transmission to the surface.
На фиг. 3 показана схема варианта осуществления для переменного тока системы передачи питания и сигнала для удаленного датчика.In FIG. 3 is a diagram of an embodiment for an alternating current power and signal transmission system for a remote sensor.
На фиг. 4 показана схема варианта осуществления для постоянного тока системы передачи питания и сигнала для удаленного датчика.In FIG. 4 is a diagram of an embodiment for a direct current power and signal transmission system for a remote sensor.
На фиг. 5 показана блок-схема системы соединения трансформатора согласно варианту осуществления настоящего изобретения.In FIG. 5 is a block diagram of a transformer connection system according to an embodiment of the present invention.
На фиг. 6 показана блок-схема сборки модуля датчика согласно варианту осуществления настоящего изобретения.In FIG. 6 is a block diagram of an assembly of a sensor module according to an embodiment of the present invention.
На фиг. 7 показана блок-схема интерфейса модуля датчика согласно варианту осуществления настоящего изобретения.In FIG. 7 is a block diagram of an interface of a sensor module according to an embodiment of the present invention.
На фиг. 8 показана блок-схема изолированной системы согласно варианту осуществления настоящего изобретения.In FIG. 8 is a block diagram of an isolated system according to an embodiment of the present invention.
- 1 025452- 1 025452
Подробное описаниеDetailed description
На фиг. 1 показан пример устройства 100 для контроля условий в подземном стволе скважины. Устройство 100 включает в себя электромагнитный передающий канал, такой как электропроводная линия 102 для передачи электромагнитной энергии через ствол скважины. Специалисту в данной области техники должно быть ясно, что электропроводная линия 102 может иметь различные формы или варианты осуществления, в зависимости от состояния ствола скважины. Так, например, электропроводная линия 102 может содержать эксплуатационную колонну насосно-компрессорных труб в законченной скважине или бурильную колонну в скважине, находящейся в процессе строительства. Вблизи верха электропроводной линии 102 обеспечен трансформатор 104 для соединения электропроводной трубы с источником электромагнитной энергии. Можно использовать альтернативные способы соединения с трансформатором 104. Например, линию передачи можно напрямую соединять с коаксиальным кабелем или любым другим подходящим кабелем.In FIG. 1 shows an example of an apparatus 100 for monitoring conditions in an underground wellbore. The device 100 includes an electromagnetic transmission channel, such as a conductive line 102 for transmitting electromagnetic energy through a wellbore. One skilled in the art will appreciate that the conductive line 102 may take various forms or embodiments, depending on the condition of the wellbore. For example, the conductive line 102 may comprise a production tubing string in a completed well, or a drill string in a well under construction. Near the top of the conductive line 102, a transformer 104 is provided for connecting the conductive pipe to a source of electromagnetic energy. Alternative methods of connecting to transformer 104 may be used. For example, a transmission line may be directly connected to a coaxial cable or any other suitable cable.
Как показано в примере варианта осуществления, трансформатор 104 включает в себя пакет ферритовых колец 106 и провод 108, обмотанный вокруг колец. Провод 108 включает в себя концевые выводы 110, которые могут соединяться с генератором 112 сигналов, который может быть выполнен с возможностью производить импульсный или непрерывный волновой сигнал, как необходимо или желательно. Провод 108 может дополнительно соединяться с приемником 114. Приемник 114 может быть выполнен в виде компьютера, включающего в себя шину для приема сигналов от устройства 100 для сохранения, обработки и/или отображения. При этом, компьютер 114 может быть снабжен дисплеем 118, который может включать в себя, например, графический интерфейс пользователя.As shown in an example embodiment, the transformer 104 includes a stack of ferrite rings 106 and a wire 108 wound around the rings. The wire 108 includes terminal leads 110 that can be coupled to a signal generator 112, which can be configured to produce a pulsed or continuous waveform as necessary or desired. The wire 108 may additionally be connected to the receiver 114. The receiver 114 may be made in the form of a computer, including a bus for receiving signals from the device 100 for storage, processing and / or display. In this case, the computer 114 may be equipped with a display 118, which may include, for example, a graphical user interface.
Компьютер 114 может программироваться с возможностью обработки принимаемых сигналов датчика для предоставления величины измеренного параметра. Компьютер 114 может выполнять любую необходимую обработку регистрируемого сигнала, включающую в себя, без ограничения этим, статистический анализ (например, Фурье) сигнала, деконволюцию сигнала, корреляцию с другим сигналом или т.п. Имеются серийно производимые изделия, известные специалистам в данной области техники, которые можно использовать для выполнения любого подходящего частотного детектирования. Альтернативно, компьютер может быть снабжен таблицей соответствия в запоминающем устройстве или в доступном носителе, дающей корреляцию принятых модулированных сигналов с измеренными параметрами условий в стволе скважины.Computer 114 may be programmed to process received sensor signals to provide a measured parameter value. Computer 114 may perform any necessary processing of the recorded signal, including, without limitation, statistical analysis (e.g., Fourier) of the signal, deconvolution of the signal, correlation with another signal, or the like. There are commercially available products known to those skilled in the art that can be used to perform any suitable frequency detection. Alternatively, the computer may be provided with a correspondence table in a storage device or in an accessible medium that correlates the received modulated signals with the measured parameters of the conditions in the wellbore.
В типичном варианте применения в бурении в стволе скважины должна находиться обсадная колонна 120 скважины, которую используют для крепления ствола скважины. Данную обсадную колонну 120 часто выполняют из проводящего материала, такого как сталь, в таком случае колонна работает совместно линией 102 для образования коаксиальной линии передачи, и нет необходимости создавать какое-либо дополнительное проводящее средство. В случае, если обсадная колонна не является проводящей, проводящая гильза (не показано) может быть создана в обсадной колонне для формирования коаксиальной структуры. Для поддержания зазора между линией 102 и обсадной колонной 120, устройство 100 может включать в себя диэлектрические кольца 122, расположенные с интервалами вдоль проводящей линии 102.In a typical application in drilling in the wellbore, there must be a casing 120 of the well that is used to secure the wellbore. This casing 120 is often made of a conductive material such as steel, in which case the casing works together by line 102 to form a coaxial transmission line, and there is no need to create any additional conductive means. If the casing is not conductive, a conductive sleeve (not shown) can be created in the casing to form a coaxial structure. To maintain the clearance between line 102 and casing 120, device 100 may include dielectric rings 122 spaced along a conductive line 102.
Разделители могут, например, быть выполнены в качестве изолированных центраторов, представляющих собой диски из любого подходящего материала, включающего в себя, без ограничения этим, нейлон или политетрафторэтилен (ПТФЭ). Хотя показанный вариант осуществления использует коаксиальную линию передачи, предполагается, что можно использовать альтернативные варианты осуществления линии передачи, такие как однопроводная линия, спаренные проводные линии или волновод. Например, обсадная колонна может действовать автономно в качестве волновода для некоторых частот электромагнитных волн. Кроме того, отрезки длины коаксиального кабеля можно использовать во всей линии или ее части. Такой коаксиальный кабель может быть особенно полезным, когда электроизоляционную текучую среду нельзя использовать в обсадной колонне 120 (например, когда минерализованная вода или другая проводящая текучая среда присутствует в обсадной колонне 120).The separators can, for example, be made as isolated centralizers, which are disks of any suitable material, including, without limitation, nylon or polytetrafluoroethylene (PTFE). Although the illustrated embodiment uses a coaxial transmission line, it is contemplated that alternative embodiments of the transmission line, such as a single wire line, paired wire lines or waveguide, can be used. For example, the casing may act autonomously as a waveguide for certain frequencies of electromagnetic waves. In addition, lengths of coaxial cable can be used in the entire line or in part. Such a coaxial cable can be especially useful when the insulating fluid cannot be used in the casing 120 (for example, when mineralized water or other conductive fluid is present in the casing 120).
Участок 124 зонда расположен вблизи дальнего конца устройства 100. В принципе, участок зонда может располагаться в любой точке по длине линии передачи данных. На самом деле, несколько таких участков зонда можно устанавливать с интервалами по длине. В принципе, мультиплексирование по длине волны в коаксиальной линии можно использовать для обеспечения применения нескольких зондов с одной линии связи без создания помех друг другу.The probe portion 124 is located near the far end of the device 100. In principle, the probe portion can be located at any point along the length of the data line. In fact, several such probe sections can be installed at intervals along the length. In principle, wavelength multiplexing in a coaxial line can be used to provide multiple probes from the same communication line without interfering with each other.
Участок зонда включает в себя отверстие 126, выполненное с возможностью передачи давления и температуры окружающей текучей среды, присутствующей в стволе скважины, в зонд, где его может измерять датчик (не показано на фиг. 1). Под зондом показан пакер 128 и зубья 130 пакера.The probe portion includes an opening 126 configured to transmit the pressure and temperature of the surrounding fluid present in the wellbore to a probe where a sensor can measure it (not shown in FIG. 1). Under the probe, packer 128 and packer teeth 130 are shown.
На фиг. 2 показана электрическая схема участка на забое скважины варианта осуществления системы согласно изобретению. Резистивно-емкостное оконечное устройство 200 предназначено для уменьшения или устранения отраженных волн на конце линии. От конца линии, путь сигнала питания зависит от того, каким является сигнал, сигналом постоянного тока или сигналом переменного тока. Примененный постоянный ток должен проходить по верхнему пути 202 через индуктор 204 высокой индуктивности (которая может составлять, например, около 1 мГн) и проходить через диод 206, прибывая на участокIn FIG. 2 shows an electrical diagram of a downhole section of an embodiment of a system according to the invention. Resistive-capacitive terminal device 200 is designed to reduce or eliminate reflected waves at the end of the line. From the end of the line, the path of the power signal depends on whether the signal is a DC signal or an AC signal. The applied direct current must pass along the upper path 202 through a high inductance inductor 204 (which may be, for example, about 1 mH) and pass through a diode 206, arriving at the site
- 2 025452 вывода питания постоянного тока цепи 208 справа на фигуре. С другой стороны, примененный переменный ток должен проходить через индуктор 212 относительно низкой индуктивности (которая может составлять, например, около 17 мкГн). Энергия переменного тока проходит через силовой трансформатор 214 и мостовой выпрямитель 216 для получения питания постоянного тока на том же участке ввода питания постоянного тока цепи 208. Датчики вырабатывают сигнал (в общем, радиочастотный (РЧ) сигнал), который принимается на участке ввода радиочастотного датчика цепи 218 и соединяется обратно с электропроводной парой для передачи на поверхность.- 2 025452 DC power output circuit 208 on the right in the figure. On the other hand, the applied alternating current must pass through a relatively low inductance inductor 212 (which may be, for example, about 17 μH). AC energy passes through a power transformer 214 and a bridge rectifier 216 to receive DC power in the same portion of the DC power input circuit 208. The sensors generate a signal (in general, a radio frequency (RF) signal) that is received at the input portion of the radio frequency sensor circuit 218 and connects back to the conductive pair for transmission to the surface.
Изобретатели определили, что электрически изолированная скважинная колонна должна обеспечивать лучшее соответствие полного сопротивления скважинной колонны по отношению к передаваемому радиочастотному (РЧ) сигналу. Кроме того и одновременно, такой электроизолятор должен обеспечивать передачу питания переменного и постоянного тока по колонне насосно-компрессорных труб для питания при выполнении функций в забойной зоне скважины. Способ и устройство пассивного переключения питания обеспечивает избирательное подключение питания к цепям и нагрузкам в забойной зоне скважины.The inventors have determined that an electrically isolated borehole string should provide the best match for the impedance of the borehole string with respect to the transmitted radio frequency (RF) signal. In addition, and at the same time, such an electrical insulator should provide AC and DC power transmission along the tubing string for power supply when performing functions in the bottomhole zone of the well. The method and device for passive power switching provides selective connection of power to circuits and loads in the bottomhole zone of the well.
Физическая реализация изолятора постоянного тока скважинной колонны в общем, требует прочных механических компонентов, которые при объединении в сборку, могут надежно нести до 200000 фунтов нагрузки скважинной колонны насосно-компрессорных труб, выдерживать высокие крутящие моменты скрепления и соответствовать требованиям эксплуатации по воздействию химреагентов и окружающей среды.The physical implementation of a well string DC insulator in general requires strong mechanical components that, when combined into an assembly, can reliably carry up to 200,000 pounds of load of the tubing string of the tubing, withstand high fastening torques and meet operating requirements for exposure to chemicals and the environment .
В теории изолятор может представлять собой не более, чем диэлектрический разрыв в сплошной детали насосно-компрессорной трубы. На практике, такой изолятор должен входить в скважинные обсадные колонны с достаточным зазором, иметь низкое сквозное емкостное сопротивление, быть способным выдерживать приложенную разность потенциалов в сотни вольт, и, что возможно наиболее важно, приниматься буровыми мастерами с уверенностью в безотказной работе. Встроенные в конструкцию элементы безотказной работы могут также быть полезны, или требуются для приемки пользователями.In theory, an insulator can be nothing more than a dielectric break in a solid part of a tubing. In practice, such an insulator should enter well casing with sufficient clearance, have a low through capacitance, be able to withstand the applied potential difference of hundreds of volts, and, most importantly, be accepted by the drilling foreman with confidence in trouble-free operation. Built-in uptime elements may also be useful, or required for user acceptance.
Согласно варианту осуществления изобретения методика изоляции по постоянному току включает в себя керамические или другие неэлектропроводные изоляторы, вставленные последовательно со скважинной насосно-компрессорной трубой. Изолятор может, например, встраиваться в 4 футовую секцию насосно-компрессорной трубы, обычно именуемую переводником.According to an embodiment of the invention, the DC isolation technique includes ceramic or other non-conductive insulators inserted in series with the borehole tubing. An insulator can, for example, be built into a 4-foot tubing section, commonly referred to as a sub.
Керамические части и части насосно-компрессорной трубы могут соединяться друг с другом фиксаторами и должны соединяться без электрического закорачивания частей насосно-компрессорных труб друг с другом. Изоляционное покрытие может наноситься на внутреннюю и наружную поверхности сборки в качестве защиты от электрического пробоя на промежутке.Ceramic parts and tubing parts can be connected to each other by clamps and should be connected without electrical shorting of the tubing parts to each other. An insulation coating can be applied to the inner and outer surfaces of the assembly as protection against electrical breakdown in the gap.
В варианте осуществления РЧ соединение (сигнал датчика) и соединение постоянного тока (питание) выполняется на насосно-компрессорной трубе в виде общего соединения, с выполнением разделения сигнала электронным устройством за пределами скважины.In an embodiment, the RF connection (sensor signal) and the DC connection (power) are performed on the tubing in the form of a common connection, with the signal being separated by an electronic device outside the well.
Многочисленные структуры механических соединений и узлов уже спроектированы и построены. Многие из них демонстрируют величины электрического сопротивления слишком низкие для практического использования. На практике оказываются полезными величины сопротивления изоляции, составляющие 2000 Ом или больше.Numerous structures of mechanical joints and assemblies have already been designed and built. Many of them show electrical resistance values that are too low for practical use. In practice, insulation resistance values of 2,000 ohms or more are useful.
Пример установки согласно варианту осуществления изобретения схематично показан на фиг. 3. В примере фиг. 3 сигнал питания, генерируемый на поверхности, является сигналом переменного тока, передаваемым на ввод 300. Сигнал переменного тока передается в пару проводников через силовые сердечники 302 типа ферритового трансформатора описанного выше, показанного на фиг. 1. На фиг. 4 показано альтернативное решение, в котором сигнал питания является сигналом постоянного тока.An installation example according to an embodiment of the invention is shown schematically in FIG. 3. In the example of FIG. 3, a surface-generated power signal is an AC signal transmitted to input 300. An AC signal is transmitted to a pair of conductors through power cores 302 of the ferrite type transformer described above, shown in FIG. 1. In FIG. 4 shows an alternative solution in which the power signal is a direct current signal.
Как показано на фиг. 3 и 4, основная разница заключается в использовании трансформатора, который может представлять собой, например, тороидальный трансформатор, выполненный со спиральными ленточными сердечниками на скважинной колонне насосно-компрессорных труб несколько ниже оборудования устья скважины и над набором радиочастотных ферритовых сердечников 304. В данном подходе небольшое число витков составляет основной трансформатор, со скважинной насосно-компрессорной трубой составляющей вторичную обмотку трансформатора. В примере это может быть одновитковая вторичная обмотка. Решение с модулем 310 датчика и пружинным центратором 312, используемыми в изоляторе постоянного тока, не меняется в варианте применения переменного тока.As shown in FIG. 3 and 4, the main difference is the use of a transformer, which can be, for example, a toroidal transformer made with spiral tape cores on the borehole tubing string slightly below the wellhead equipment and above the set of radio frequency ferrite cores 304. In this approach, a small the number of turns is the main transformer, with a borehole tubing constituting the secondary winding of the transformer. In the example, this may be a single-turn secondary winding. The solution with the sensor module 310 and the spring centralizer 312 used in the DC isolator does not change in the AC application.
В данном способе сигналы питания, вырабатываемые источником 318 питания, подаются на модуль 310 датчика от нижнего трансформатора 304. В реверсивном направлении модуль 310 датчика генерирует сигналы связи, которые передаются на нижний трансформатор 304. Сигналы связи проводятся вверх по колонне насосно-компрессорных труб на верхний трансформатор 302 и затем передаются на приемник 320 наземной системы 500 (как показано на фиг. 5). Электрический путь завершается заземлением колонны насосно-компрессорных труб на не используемых сторонах верхнего и нижнего трансформаторов и заземлением системы на поверхности и модуля 310 датчика. На практике, обсадная колонна является, в общем, заземленной. Таким образом, колонна насосно-компрессорных труб над верхним трансформатором может заземляться с помощью соединения колонны насосно-компрессорных труб с обсад- 3 025452 ной колонной через оборудование устья скважины. Колонна насосно-компрессорных труб под нижним трансформатором 304 может заземляться с помощью соединения колонны насосно-компрессорных труб с обсадной колонной через пружинный центратор 312, например.In this method, the power signals generated by the power source 318 are supplied to the sensor module 310 from the lower transformer 304. In the reverse direction, the sensor module 310 generates communication signals that are transmitted to the lower transformer 304. The communication signals are conducted upstream of the tubing string to the upper transformer 302 and then transmitted to the receiver 320 of the ground system 500 (as shown in FIG. 5). The electrical path is completed by grounding the tubing string on the unused sides of the upper and lower transformers and grounding the system on the surface and sensor module 310. In practice, the casing is generally grounded. Thus, the tubing string above the top transformer can be grounded by connecting the tubing string to the casing string through wellhead equipment. The tubing string below the bottom transformer 304 may be grounded by connecting the tubing string to the casing through a spring centralizer 312, for example.
В варианте осуществления трансформаторы выполнены с использованием колонны насоснокомпрессорных труб как одной из обмоток каждого трансформатора. Например, на верхнем трансформаторе сигнал питания от системы на поверхности передается на первичную обмотку тороидального трансформатора, установленного вокруг колонны насосно-компрессорных труб. Колонна насоснокомпрессорных труб сама является одним витком вторичной обмотки трансформатора для силовой цепи. Аналогично, нижний трансформатор является другим тороидальным трансформатором, окружающим колонну насосно-компрессорных труб, и включает в себя для силовой цепи первичную обмотку, которой является сама колонна насосно-компрессорных труб, и вторичную обмотку, которая соединяется с модулем 310 датчика. В цепи связи сигналы передаются с использованием одних трансформаторов, хотя (в сравнении с силовой цепью) первичная и вторичная обмотки в каждом трансформаторе меняются ролями.In an embodiment, the transformers are made using a tubing string as one of the windings of each transformer. For example, on the top transformer, the power signal from the system on the surface is transmitted to the primary winding of a toroidal transformer installed around the tubing string. The tubing string itself is one turn of the transformer secondary winding for the power circuit. Similarly, the bottom transformer is another toroidal transformer surrounding the tubing string and includes a primary winding for the power circuit, which is the tubing string itself, and a secondary winding that connects to the sensor module 310. In the communication circuit, the signals are transmitted using only transformers, although (in comparison with the power circuit) the primary and secondary windings in each transformer change roles.
В варианте осуществления методика изоляции переменного тока включает в себя изолятор, смонтированный на короткой секции стальной насосно-компрессорной трубы, содержащей магниты переменного тока и радиочастотные магниты. Отдельные электрические соединения (300, 314, соответственно) переменного тока и РЧ, могут выполняться с проходом через подвеску 316 оборудования устья скважины. Подходящее полное сопротивление для РЧ сигнала можно устанавливать, выбирая РЧ магнитный материал. Подходящее полное сопротивление для источника переменного тока можно устанавливать, выбирая характеристики трансформатора переменного тока.In an embodiment, the AC isolation technique includes an insulator mounted on a short section of a steel tubing containing AC magnets and radio frequency magnets. Separate electrical connections (300, 314, respectively) of alternating current and RF can be performed with passage through the wellhead equipment suspension 316. A suitable impedance for the RF signal can be set by selecting the RF magnetic material. The appropriate impedance for the AC source can be set by selecting the characteristics of the AC transformer.
В данном подходе на РЧ полное сопротивление, установленное РЧ магнитами, также влияет присутствие магнитов переменного тока, которые представляют очень высокое РЧ полное сопротивление. При этом, может потребоваться создание электрического пути вокруг магнитов переменного тока к оборудованию устья скважины для токов РЧ, проходящих вверх по скважинной колонне от блока 310 датчика. В таком случае требуются два различных электрических соединения с оборудованием устья скважины.In this approach, the RF impedance established by the RF magnets is also affected by the presence of AC magnets, which represent a very high RF impedance. In this case, it may be necessary to create an electrical path around the AC magnets to the wellhead equipment for RF currents passing up the borehole from the sensor unit 310. In this case, two different electrical connections to the wellhead equipment are required.
На практике частоты питания могут составлять между 5 и 200 КГц, например. С другой стороны, радиочастоты передачи данных могут иметь диапазон между 3 и 8 МГ ц. В варианте осуществления питание подается с частотой в диапазоне между 1 и 10 КГц, и в передаче данных используют схему частотной модуляции в диапазоне частот между 15 и 30 КГц. Частоты питания выше диапазона радиочастот (РЧ) являются в теории применимыми. Частоты данных датчика можно также выбирать за пределами упомянутых диапазонов. Поскольку частоты питания и передачи сигналов датчика являются различными, разделение их является возможным с использованием фильтрования либо в системе 500 на поверхности и/или в модуле 310 датчика.In practice, the supply frequencies can be between 5 and 200 kHz, for example. On the other hand, radio frequencies of data transmission can have a range between 3 and 8 MG c. In an embodiment, power is supplied at a frequency in the range between 1 and 10 KHz, and a frequency modulation scheme in the frequency range between 15 and 30 KHz is used in data transmission. Power frequencies above the radio frequency (RF) range are theoretically applicable. Sensor data frequencies can also be selected outside of these ranges. Since the power and transmitter frequencies of the sensors are different, their separation is possible using filtering either in the surface system 500 and / or in the sensor module 310.
В результате питания и передачи данных на основе использования трансформатора через бурильную колонну можно исключить необходимость токоограничивающих или направляющих ток устройств (т.е. устройств, обеспечивающих поток тока либо вверх или вниз по колонне насосно-компрессорных труб). Поскольку отсутствует требование направления питания и передачи данных по колонне насоснокомпрессорных труб, передача становится менее восприимчивой к затуханию, чем в случае применения необходимых направляющих ток устройств. Это, в свою очередь, обеспечивает использование маломощных датчиков (например, менее 10 В) в модуле датчика. Данные маломощные датчики позволяют системе в целом выдерживать значительное затухание между источником питания и внутрискважинными датчиками.As a result of power and data transmission based on the use of a transformer through the drill string, the need for current-limiting or current-guiding devices (i.e., devices providing a current flow either up or down the tubing string) can be eliminated. Since there is no requirement for the direction of power and data transmission through the tubing string, the transmission becomes less susceptible to attenuation than if the necessary current-guiding devices are used. This, in turn, ensures the use of low-power sensors (for example, less than 10 V) in the sensor module. These low-power sensors allow the system as a whole to withstand significant attenuation between the power source and downhole sensors.
На фиг. 6 показана блок-схема сборки модуля 600 датчика согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Как должно быть ясно, модуль 600 датчика является аналогичным устройству, показанному на фиг. 2 и представляет альтернативный подход, иллюстрирующий аналогичные концепции.In FIG. 6 is a block diagram of an assembly of a sensor module 600 according to an embodiment of the present invention. As should be clear, the sensor module 600 is similar to the device shown in FIG. 2 and represents an alternative approach illustrating similar concepts.
Модуль 600 датчика соединяется с нижним трансформатором с помощью шины 602, которая передает как сигнал питания, так и сигнал данных датчика. Фильтр 604 нижних частот пропускает низкочастотный сигнал питания в силовую цепь модуля датчика, которая составлена из трансформатора 606, выпрямителя 608 и регулятора 610 напряжения. Питание подается на микропроцессор 612 и на один или несколько цифровых измерительных приборов 614, каждый из которых может представлять собой, например, измерительный прибор ОиаП/йупс®. который серийно производится и поставляется ОиаП/йупс. 1пс., 8а11 Ьаке ΟίΙν, ϋΤ. Такие измерительные приборы составляют кварцевый резонатор и часто комплектуются прилагаемыми колебательным контуром и процессором (например, частотомером), и могут включать в себя базовые и температурные пьезокристаллы вместе с соответствующим колебательным контуром.The sensor module 600 is connected to the lower transformer via a bus 602, which transmits both a power signal and a sensor data signal. A low-pass filter 604 passes a low-frequency power signal into the power circuit of the sensor module, which is composed of a transformer 606, a rectifier 608, and a voltage regulator 610. Power is supplied to the microprocessor 612 and to one or more digital measuring devices 614, each of which may be, for example, an OiaP / duplex® measuring device. which is mass-produced and supplied by OiaP / Jups. 1ps., 8a11 bake ΟίΙν, ϋΤ. Such measuring instruments constitute a quartz resonator and are often equipped with the supplied oscillatory circuit and a processor (for example, a frequency meter), and may include base and temperature piezoelectric crystals together with the corresponding oscillatory circuit.
Выходные сигналы измерительных приборов 614 подаются на процессор 612, который обрабатывает данные и выдает сигнал связи через частотный модулятор 616. Сигнал связи передается назад в колонну насосно-компрессорных труб с помощью шины 602 и нижнего трансформатора. Фильтр 618 верхних частот (который может представлять собой конденсатор), в соединении с фильтром 604 нижних час- 4 025452 тот изолирует сигнал связи от силового пути.The output signals of the measuring devices 614 are supplied to a processor 612, which processes the data and provides a communication signal through a frequency modulator 616. The communication signal is transmitted back to the tubing string using bus 602 and a lower transformer. The high-pass filter 618 (which may be a capacitor), in conjunction with the low-pass filter 604, isolates the communication signal from the power path.
Часть наземной системы 500, которая действует как модуль интерфейса измерительного прибора, показана в форме блок-схемы более подробно на фиг. 7. Шина 702 осуществляет связь с верхним трансформатором 302. Последовательный ввод 704 получает питание от источника питания (не показано). Микропроцессорный блок 706 управляет вводом питания и выводит питание с помощью фильтра 708 нижних частот, ступенчатого аттенюатора 710, и усилителя 712 мощности. Силовой монитор 714 измеряет выходную мощность и возвращает данные по измеренной мощности в микропроцессорный блок 706. Второй фильтр 716 нижних частот, который в показанном варианте осуществления является индуктором, пропускает сигнал питания в шину 702 и исключает сигналы передачи данных более высокой частоты, которые возвращаются из модуля датчика. Сигналы передачи данных вместо этого проходят через фильтр 718 верхних частот в демодулятор 720 и из него в микропроцессорный блок 706. Выходные данные из микропроцессорного блока могут проходить через соединение 722 ЕШсгпсО или соединение другого типа.A portion of the ground system 500, which acts as a meter interface module, is shown in block diagram form in more detail in FIG. 7. Bus 702 communicates with top transformer 302. Serial input 704 is powered by a power source (not shown). A microprocessor unit 706 controls the power input and outputs power using a low-pass filter 708, a step attenuator 710, and a power amplifier 712. The power monitor 714 measures the output power and returns the measured power data to the microprocessor unit 706. A second low-pass filter 716, which in the shown embodiment is an inductor, passes the power signal to the bus 702 and excludes higher frequency data signals that are returned from the module sensor. Instead, the data signals pass through a high-pass filter 718 to the demodulator 720 and from it to the microprocessor unit 706. The output from the microprocessor unit can pass through a connection 722 ECSGPSO or another type of connection.
На фиг. 8 показана блок-схема компоновки, аналогичной устройству, показанному на фиг. 4, и представлен альтернативный подход для иллюстрации сходных концепций. Как описано выше, в данном подходе используют керамические изолированные переводники колонны насосно-компрессорных труб для изоляции участка колонны насосно-компрессорных труб. Один изолирующий переводник образует верхний изолятор 319, а другой образует нижний изолятор 321. Промежуточный участок 802 колонны насосно-компрессорных труб становится линией передачи сигналов и питания в системе. Аналогично варианту осуществления трансформатора, колонна насосно-компрессорных труб проводит сигналы питания от точки соединения, расположенной непосредственно под верхним керамическим изолированным переводником колонны насосно-компрессорных труб (верхний изолятор 319) к точке соединения, расположенной непосредственно над нижним керамически изолированным переводником насоснокомпрессорной трубы (нижний изолятор 321). Сигналы питания передаются в сборку 310 модуля датчика/измерительного прибора от точки соединения, расположенной непосредственно над нижним изолятором 321. В обратном направлении модуль 310 датчика генерирует сигналы связи, которые передаются в точку соединения, расположенную непосредственно над нижним изолятором 321. Сигналы связи передаются вверх по колонне насосно-компрессорных труб в точку соединения, расположенную непосредственно под верхним изолятором 319 и затем передаются в систему 500 на поверхности. Электрический путь завершается заземлением колонны насосно-компрессорных труб над верхним керамическим изолированным переводником колонны насосно-компрессорных труб и под нижним керамическим изолированным переводником колонны насосно-компрессорных труб и заземлением системы на поверхности и модуля датчика. На практике обсадная колонна является в общем, заземленной. Таким образом, колонна насосно-компрессорных труб над верхним керамическим изолированным переводником насоснокомпрессорных труб может заземляться с помощью соединения колонны насосно-компрессорных труб с обсадной колонной через оборудование устья скважины. Колонна насосно-компрессорных труб под нижним керамическим изолированным переводником колонны насосно-компрессорных труб может заземляться с помощью соединения колонны насосно-компрессорных труб с обсадной колонной через закорачивающий пружинный центратор, например.In FIG. 8 shows a block diagram of an arrangement similar to the device shown in FIG. 4, and an alternative approach is presented to illustrate similar concepts. As described above, this approach uses ceramic insulated pipe tubing sub to isolate a portion of the tubing string. One isolating sub forms the upper insulator 319, and the other forms the lower insulator 321. The intermediate section 802 of the tubing string becomes the signal and power transmission line in the system. Similar to the embodiment of the transformer, the tubing string conducts power signals from a connection point located directly below the upper ceramic insulated sub of the tubing string (upper insulator 319) to a connection point located directly above the lower ceramic insulated sub of the tubing (lower insulator 321). Power signals are transmitted to the assembly 310 of the sensor module / measuring device from the connection point located directly above the lower insulator 321. In the opposite direction, the sensor module 310 generates communication signals that are transmitted to the connection point located directly above the lower insulator 321. The communication signals are transmitted up the tubing string to a connection point located directly below the upper insulator 319 and then transferred to the surface system 500. The electrical path is terminated by grounding the tubing string above the upper ceramic insulated tubing string sub and below the lower ceramic insulating tubing string sub and grounding the system on the surface and the sensor module. In practice, the casing is generally grounded. Thus, the tubing string above the upper ceramic insulated tubing sub can be grounded by connecting the tubing string to the casing through wellhead equipment. The tubing string below the lower ceramic insulated tubing string sub can be grounded by connecting the tubing string to the casing through a shorting spring centralizer, for example.
В экспериментальном испытании, изобретатели расположили до 17000 футов коаксиального кабеля, соответствующего потерям испытания в поле (т.е., имитировали глубину типичной глубокой скважины). Удаленный двухполупериодный силовой выпрямитель/фильтр переменного тока был обеспечен на конце кабеля для обеспечения питания постоянного тока для усиления сигнала датчика.In an experimental test, the inventors arranged up to 17,000 feet of coaxial cable corresponding to the field test loss (i.e., simulated the depth of a typical deep well). A remote half-wave power rectifier / AC filter was provided at the end of the cable to provide DC power to amplify the sensor signal.
Напряжение переменного тока низкой частоты 60 Гц передавалось вниз по кабелю. При этом подавалось напряжение около 10 В постоянного тока (из выпрямителя/фильтра) на конце кабеля. Усиленный сигнал датчика (частотный пик) принимался на поверхности с использованием высокочастотного (ВЧ) радиодетектора. Данное оборудование обеспечивает прием более 120 отсчетов в секунду на поверхности.A 60 Hz low frequency AC voltage was transmitted down the cable. In this case, a voltage of about 10 V DC (from the rectifier / filter) was applied at the end of the cable. An amplified sensor signal (frequency peak) was received at the surface using a high-frequency (HF) radio detector. This equipment provides reception of more than 120 samples per second on the surface.
В варианте осуществления параметры, такие как давление или температура измеряются (по одному или одновременно) на большой глубине с использованием технических средств скважиной колонны, как в качестве пути для питания датчиков (и других связанных с ними устройств), так и пути для передачи сигналов данных с датчиков. По существу, в данной методике используется одна система как для подачи электропитания, так и создания пути сигнала для передачи данных параметров. Применяемое питание может быть постоянного и/или переменного тока с различными частотами для выполнения нескольких функций в оборудовании дистанционного управления малой мощности или в оборудовании высокой мощности в составе систем механизированной добычи (насосов).In an embodiment, parameters, such as pressure or temperature, are measured (one at a time or at the same time) at great depth using technical means by the well of the column, both as a way to power sensors (and other related devices) and as a way to transmit data signals from sensors. Essentially, this technique uses one system for both supplying power and creating a signal path for transmitting these parameters. The applied power can be direct and / or alternating current with different frequencies to perform several functions in low-power remote control equipment or in high-power equipment as part of artificial-lift systems (pumps).
В данной методике используется скважинная колонна насосно-компрессорных труб и обсадная колонна в качестве электропроводной пары для подачи питания вниз к комплекту удаленных, питаемых датчиков или связанных с ними устройств. Это выполняется с помощью соединения переменного тока с магнитным сердечником (по типу трансформатора) или элемента 319 с изоляцией колонны насоснокомпрессорных труб непосредственно под подвеской колонны насосно-компрессорных труб (на поверхности) и аналогичного элемента 321 с изоляцией колонны насосно-компрессорных труб вблизи дальнего конца колонны насосно-компрессорных труб для постоянного тока. Насосно-компрессорная труба удер- 5 025452 живается по центру скважинной обсадной колонны с помощью кольцевых изолирующих распорок (центраторов) так что электропроводная пара (колонна насосно-компрессорных труб и обсадная колонна) не замыкаются накоротко друг с другом. На конце колонны насосно-компрессорных труб, под нижним элементом с изоляцией колонны насосно-компрессорных труб должен находиться электропроводный пакер или пружинный центратор 312 или другой механизм для создания контакта с обсадной колонной для замыкания цепи.This technique uses a tubing string and casing as a conductive pair to supply power down to a set of remote, powered sensors or related devices. This is accomplished by connecting an alternating current with a magnetic core (like a transformer) or element 319 with insulation of the tubing string directly below the suspension of the tubing string (on the surface) and a similar element 321 with insulation of the tubing string near the far end of the string tubing for direct current. The tubing is held in the center of the borehole casing with ring insulating spacers (centralizers) so that the electrically conductive pair (tubing string and casing) do not short-circuit with each other. At the end of the tubing string, below the bottom tubing insulation element, there should be an electrically conductive packer or spring centralizer 312 or other mechanism for making contact with the casing to close the circuit.
Как должно быть ясно, с помощью электронного разделения/изоляции питания и сигнала данная одна пара проводников может работать как путь к оборудованию устья скважины для обработки данных с комплекта датчиков. Специалист в данной области техники должен понимать способы селективного частотного фильтрования, используемые здесь для отделения питания от сигнала и функции от функции. В данном способе используют датчики, передающие параметр, представляющий интерес, в маломощный радиочастотный передатчик. Несущая каждого передатчика модулируется для передачи встроенных данных на наземные контрольно-измерительные приборы. РЧ несущая затем демодулируется на наземном электронном оборудовании для использования.As should be clear, with the help of electronic separation / isolation of power and signal, this one pair of conductors can work as a way to equip the wellhead for processing data from a set of sensors. One skilled in the art should understand the selective frequency filtering methods used here to separate power from a signal and function from function. In this method, sensors are used that transmit a parameter of interest to a low-power radio frequency transmitter. The carrier of each transmitter is modulated to transmit embedded data to ground-based instrumentation. The RF carrier is then demodulated on ground electronic equipment for use.
Вторым предназначением компоновки электропроводной пары скважинного оборудования, описанной в данном документе, является питание системы электроцентробежного погружного насоса (ЭЦН) для механизированной добычи текучих сред в зоне добычи. Электрическое питание, подаваемое на ЭЦН по колонне насосно-компрессорных труб, можно использовать для питания прикрепленных систем датчиков, при этом, для сигналов от таких датчиков используется та же электропроводная пара в качестве РЧ пути назад к наземным контрольно-измерительным приборам.The second purpose of the layout of the electrically conductive pair of downhole equipment described in this document is to power the electric centrifugal submersible pump (ESP) system for the mechanized production of fluids in the production zone. The electric power supplied to the ESP through the tubing string can be used to power the attached sensor systems, while the signals from such sensors use the same electrically conductive pair as the RF path back to the ground instrumentation.
В варианте осуществления способы управления различными функциями в забойной зоне скважины можно исполнять, выбирая определенную частоту питания, которая должна выполнять различные отдельные операции дистанционного управления (т.е. управление клапанами в нескольких зонах и т.д.) с использованием резонансных сетей частотного переключения на месте удаленного клапана.In an embodiment, control methods for various functions in the downhole zone of the well can be performed by selecting a specific supply frequency that must perform various separate remote control operations (i.e., controlling valves in several zones, etc.) using resonant frequency switching networks to remote valve location.
Специалисту в данной области техники должно быть ясно, что варианты осуществления изобретения, описанные в данном документе, являются только примерами, и что должны существовать их многочисленные вариации. Изобретение ограничено только пунктами формулы, которые охватывают варианты осуществления, описанные в данном документе, а также варианты, очевидные для специалистов в данной области техники. Кроме того, должно быть ясно, что конструктивные признаки или этапы способа, показанные или описанные в любом варианте осуществления в данном документе, могут также использоваться в других вариантах осуществления.One skilled in the art will appreciate that the embodiments described herein are only examples and that numerous variations thereof should exist. The invention is limited only by claims that encompass the embodiments described herein, as well as those that are obvious to those skilled in the art. In addition, it should be clear that the design features or steps of the method shown or described in any embodiment of this document can also be used in other embodiments.
Claims (15)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US41317910P | 2010-11-12 | 2010-11-12 | |
PCT/US2011/060454 WO2012065118A2 (en) | 2010-11-12 | 2011-11-11 | System and method for remote sensing |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA201390692A1 EA201390692A1 (en) | 2014-03-31 |
EA025452B1 true EA025452B1 (en) | 2016-12-30 |
Family
ID=45464825
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA201390692A EA025452B1 (en) | 2010-11-12 | 2011-11-11 | System and method for remote sensing |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20120211278A1 (en) |
EP (1) | EP2638244B1 (en) |
CN (1) | CN103221635A (en) |
AU (1) | AU2011325931B2 (en) |
BR (1) | BR112013011709B1 (en) |
CA (1) | CA2817593C (en) |
EA (1) | EA025452B1 (en) |
MX (1) | MX2013005021A (en) |
WO (1) | WO2012065118A2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022015193A1 (en) * | 2020-07-14 | 2022-01-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Тота Систем С" (Ооо "Тота Системс") | Method for determining physical parameters in a borehole |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9103198B2 (en) * | 2010-11-12 | 2015-08-11 | Chevron U.S.A. Inc. | System and method for remote sensing |
US9506340B2 (en) * | 2013-03-14 | 2016-11-29 | Sercel-Grc Corporation | Downhole quartz gauge with minimal electronics |
US10240456B2 (en) * | 2013-03-15 | 2019-03-26 | Merlin Technology, Inc. | Inground device with advanced transmit power control and associated methods |
US9425619B2 (en) | 2013-03-15 | 2016-08-23 | Merlin Technology, Inc. | Advanced inground device power control and associated methods |
US9828848B2 (en) * | 2014-10-09 | 2017-11-28 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Wireless passive pressure sensor for downhole annulus monitoring |
DE102014224749B3 (en) | 2014-12-03 | 2016-01-14 | Heidelberger Druckmaschinen Ag Intellectual Property | Temperature detection in the plug by means of superimposed test frequency |
US9708905B2 (en) * | 2015-06-05 | 2017-07-18 | Sensor Developments As | Wellbore wireless thermal conductivity quartz transducer with waste-heat management system |
CN107503743B (en) * | 2017-08-15 | 2020-06-09 | 马鞍山鹏远电子科技有限公司 | Accurate and telescopic is positioner in pit |
BR102020026546A2 (en) * | 2020-12-23 | 2022-07-05 | Halliburton Energy Services, Inc. | METHOD AND APPARATUS |
US11994023B2 (en) | 2021-06-22 | 2024-05-28 | Merlin Technology, Inc. | Sonde with advanced battery power conservation and associated methods |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1193368A2 (en) * | 2000-10-02 | 2002-04-03 | Baker Hughes Incorporated | Resonant acoustic transmitter apparatus and method for signal transmission |
US20070235184A1 (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-11 | Chevron U.S.A. Inc. | Method and apparatus for sensing a borehole characteristic |
US20090159361A1 (en) * | 2007-12-21 | 2009-06-25 | Chevron U.S.A., Inc. | Apparatus and method for monitoring acoustic energy in a borehole |
US20090174409A1 (en) * | 2007-09-04 | 2009-07-09 | Chevron U.S.A., Inc. | Downhole sensor interrogation employing coaxial cable |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4308499A (en) * | 1978-05-26 | 1981-12-29 | Kali Und Salz A.G. | Method utilizing electromagnetic wave pulses for determining the locations of boundary surfaces of underground mineral deposits |
US5751895A (en) * | 1996-02-13 | 1998-05-12 | Eor International, Inc. | Selective excitation of heating electrodes for oil wells |
DE69921722T2 (en) * | 1998-04-15 | 2005-04-07 | Halliburton Energy Services, Inc., Duncan | Tool and method for exploring and testing geological formations |
US6633236B2 (en) * | 2000-01-24 | 2003-10-14 | Shell Oil Company | Permanent downhole, wireless, two-way telemetry backbone using redundant repeaters |
US6434372B1 (en) * | 2001-01-12 | 2002-08-13 | The Regents Of The University Of California | Long-range, full-duplex, modulated-reflector cell phone for voice/data transmission |
US6795373B1 (en) * | 2003-02-14 | 2004-09-21 | Baker Hughes Incorporated | Permanent downhole resonant source |
US7158049B2 (en) * | 2003-03-24 | 2007-01-02 | Schlumberger Technology Corporation | Wireless communication circuit |
CA2663043C (en) * | 2006-09-08 | 2016-11-01 | Chevron U.S.A. Inc. | A telemetry apparatus and method for monitoring a borehole |
US8106791B2 (en) * | 2007-04-13 | 2012-01-31 | Chevron U.S.A. Inc. | System and method for receiving and decoding electromagnetic transmissions within a well |
WO2008133633A1 (en) * | 2007-04-28 | 2008-11-06 | Halliburton Energy Services, Inc. | Wireless telemetry repeater systems and methods |
-
2011
- 2011-11-11 MX MX2013005021A patent/MX2013005021A/en active IP Right Grant
- 2011-11-11 BR BR112013011709-5A patent/BR112013011709B1/en active IP Right Grant
- 2011-11-11 EA EA201390692A patent/EA025452B1/en not_active IP Right Cessation
- 2011-11-11 EP EP11806009.4A patent/EP2638244B1/en active Active
- 2011-11-11 CN CN2011800541736A patent/CN103221635A/en active Pending
- 2011-11-11 AU AU2011325931A patent/AU2011325931B2/en not_active Ceased
- 2011-11-11 CA CA2817593A patent/CA2817593C/en active Active
- 2011-11-11 WO PCT/US2011/060454 patent/WO2012065118A2/en active Application Filing
- 2011-11-14 US US13/295,784 patent/US20120211278A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1193368A2 (en) * | 2000-10-02 | 2002-04-03 | Baker Hughes Incorporated | Resonant acoustic transmitter apparatus and method for signal transmission |
US20070235184A1 (en) * | 2006-03-31 | 2007-10-11 | Chevron U.S.A. Inc. | Method and apparatus for sensing a borehole characteristic |
US20090174409A1 (en) * | 2007-09-04 | 2009-07-09 | Chevron U.S.A., Inc. | Downhole sensor interrogation employing coaxial cable |
US20090159361A1 (en) * | 2007-12-21 | 2009-06-25 | Chevron U.S.A., Inc. | Apparatus and method for monitoring acoustic energy in a borehole |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022015193A1 (en) * | 2020-07-14 | 2022-01-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Тота Систем С" (Ооо "Тота Системс") | Method for determining physical parameters in a borehole |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2817593C (en) | 2018-09-18 |
EP2638244A2 (en) | 2013-09-18 |
EP2638244B1 (en) | 2020-03-25 |
AU2011325931A1 (en) | 2013-05-02 |
WO2012065118A3 (en) | 2013-03-07 |
WO2012065118A2 (en) | 2012-05-18 |
MX2013005021A (en) | 2013-06-03 |
US20120211278A1 (en) | 2012-08-23 |
BR112013011709B1 (en) | 2020-10-06 |
EA201390692A1 (en) | 2014-03-31 |
CN103221635A (en) | 2013-07-24 |
BR112013011709A2 (en) | 2017-07-25 |
AU2011325931B2 (en) | 2015-12-10 |
CA2817593A1 (en) | 2012-05-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EA025452B1 (en) | System and method for remote sensing | |
US9103198B2 (en) | System and method for remote sensing | |
CA2353648C (en) | High-power well logging method and apparatus | |
US7170424B2 (en) | Oil well casting electrical power pick-off points | |
CA2300029C (en) | Combined electric field telemetry and formation evaluation method and apparatus | |
EP0916101B1 (en) | Combined electric-field telemetry and formation evaluation apparatus | |
CA2663043C (en) | A telemetry apparatus and method for monitoring a borehole | |
US6817412B2 (en) | Method and apparatus for the optimal predistortion of an electromagnetic signal in a downhole communication system | |
EP1259710B1 (en) | Oilwell casing electrical power pick-off points | |
US20080093922A1 (en) | Armored flat cable signalling and instrument power acquisition | |
CN101287888A (en) | Wells with inductively coupled power and signal transmission devices | |
AU2001247280A1 (en) | Oilwell casing electrical power pick-off points | |
RU95200U1 (en) | WIRELESS ENERGY TRANSMISSION SYSTEM AND / OR INFORMATION FOR MONITORING AND / OR MANAGING REMOTE OBJECTS PLACED IN A WELL | |
US11588354B2 (en) | Electrical isolation in transferring power and data signals between completion systems in a downhole environment | |
EP1650401A2 (en) | High-power well logging method and apparatus | |
CA2399130C (en) | A method and apparatus for the optimal predistortion of an electromagnetic signal in a downhole communication system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU |