NO316757B1 - Anordning og fremgangsmate for fjernaktivisering av et nedihullsverktoy ved hjelp av vibrasjon - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår oljefeltkommunikasjon med nedihullsverktøy. Nærmere bestemt angår oppfinnelsen et kommunikasjons/aktiviseringssystem der vibrasjon er overføringsmediet. Vibrasjoner fremskaffer instruksjoner nedihulls på en pålitelig måte for kommunisering av slike instruksjoner til nedihullsverktøy som så aktiviseres. Oppfinnelsen er også rettet mot mer generelle overflate-til-nedihulls og overflate-til-nedihulsl-kommunikasjoner.

Teknikkens stilling lærer en fagmann på området å tilveiebringe en anordning ved overflaten eller annet sted i en brønnboring, for generering av en akustisk trykkpuls forbundet med fluidet (dvs. væske) i rørstrengen. Pulsen føres nedihulls til et verktøy som inneholder tøyningsfølere som kan avføle pulsen elter pul-sene når de når føleren. En programmert pulsrekkefølge vil avventes av verktøyet før aktivisering. Når elektronikkpakken i verktøyet avfølerden programmerte rek-kefølge, vil den signalere en aktivisering av verktøyet. Dette system er nærmere angitt i US-patent nr. 5 579 283, 5 343 963 og 5 226 494, som det herved henvises til. Som ytterligere eksempel på kjent teknikk, kan nevnes WO 9624751 som omhandler et akustisk kommunikasjonssystem for bruk ved overvåking og styring av en petroleumsbrønn. Elektroakustiske transceivere ved overflaten og ved nedihullsutstyr sender og mottar kodede data som overføres langs rørstreng, kab-le, gjennom brønnfluidsøyle eller omgivende reservoargrunn. En nedihulls elektronisk enhet koder og dekoder telemetridata, bearbeider måledate og genererer styringssignaler.

Selv om systemene vist i ovennevnte patenter er meget effektive i mange situasjoner, vil de ikke være pålitelige når det forekommer en gassboble i fluid-søylen. Som en fagmann på området vil innse, forplantes akustikkpulsen godt i sitt vertsmedium (væske) men lider betydelige tap når den krysser en grenseflate med et annet medium, slik tilfellet er når det er en «boble» av gass (f.eks. nitro-gen) i rørstrengen. Når dette forhold er tilstede, vil lite eller intet av meldingen fra overflaten bli effektivt kommunisert nedihulls, fordi pulsen er blitt så svekket av gassboblen(e) at den mangler tilstrekkelig størrelse til å bli avfølt av strekklappene på nedihullsverktøyet. Dette gjelder selvsagt hvis noen del av pulsen i det hele tatt når frem til strekklappene. I enkelte brønner er dette blitt et problem som derfor trenger å avhjelpes. Det som trengs er et kommunikasjonsmiddel for betjening av nedihullsverktøy, som ikke svekkes av typen av fluid eller faststoff som den forplantes gjennom eller rundt.

De ovenfor omtalte og andre ulemper og mangler ved teknikkens stilling avhjelpes eller minskes ved hjelp av en anordning og fremgangsmåte som angitt i de etterfølgende patentkrav. Oppfinnelsen tilveiebringer pålitelig kommunikasjon til nedihullsverktøy ved bruk av vibrasjonsinitiatorer og vibrasjonsmottakere. Vibrasjonene skapes generelt ved overflaten, enten ved hjelp av en akustikkpuls-maskin, lik den som er vist i de ovenfor omtalte publikasjoner eller ved å drive en pumpe eller annet maskineri. Vibrasjonene koples til brønn-ringrommet ved hjelp av en slange som er forbundet med vibrasjonsgenereringsanordningen og med brønnfluidet. Slangen er generelt fylt med vann, men kan også fylles med annen væske om ønskelig. Væsken i slangen befordrer vibrasjonen fra vibrasjonsgene-reringsmaskinen og overfører vibrasjonen til brønnfluidet. Vibrasjonene blir så na-turlig forplantet nedihulls i væsken i brønnboringen eller i rørstrengen. Når det benyttes en akustisk puls, beveger den seg ned gjennom fluidet i brønn-ringrommet, omtrent på samme måte som den beveger seg i rørstrengfluidet ved kjent teknikk. En kløktig leser vil erkjenne to åpenbare problemer: det ene er at det kan være gass i ringrommet som angivelig vil skape problemet som hefter til teknikkens stilling, og det andre er at det kan være pakninger eller annet faststoff i ringrommet som vil motvirke pulsforplantningen. Dersom strekklapper ble brukt i oppfinnelsen og ventet på en trykkpuls, ville de ovenfor omtalte problemer ganske sikkert gjort seg gjeldende, men fordi oppfinnelsen anvender akselerometere for avføling av vibrasjoner, i motsetning til trykkpuls er, kan budskapet mottas av det nedihulls-verktøy som er beregnet på å motta signalet. Nærmere bestemt skal det bemer-kes, at selv om trykkpulsen vil gå tapt (i en gassboble) eller reflektert (f.eks. av en pakning) vil vibrasjonen som er tilknyttet pulsen koples til selve røret og forplantes gjennom hvilke som helst pulssvekningsområder som ville stoppe eller reflektere en trykkpuls fordi rørstrengen er kontinuerlig. Ved å anvende høyfrekvens- eller bredbånd-akselerometer(e) i vibrasjonsforbindelse med forplantningsmediet og i elektrisk forbindelse med et nedihulls-mikrokontrollerbasert vibrasjonsmottaker-system, kan informasjon på pålitelig måte fremføres til nedihullsverktøyet. Mikrokontrolleren i et nedihullsverktøy vil være programmert til å avvente en viss serie av signaler fra akselerometeret og så aktuere verktøyet. Ved å skape pulser ved hjelp av en vibrasjonskilde, blir de tilhørende vibrasjoner sendt nedihulls og avfølt av akselerometeret. Dersom vibrasjonene frembringes ved hjelp av annet maskineri, vil de likeledes fortsatt bli mottatt av akselerometeret, som avgir et signal til mikrokontrolleren for hver vibrasjonshendelse som avføles. Alternativt, eller mer økonomisk hensiktsmessig ettersom det ikke er behov for pulsapparatet eller annet spesialutstyr, kan riggpumpen som, slik det vil forstås, allerede befinner seg på riggen, benyttes til å skape vibrasjonene.

Vibrasjon vil alltid forekomme i røret når fluid sirkuleres ved hjelp av riggpumpen. Hvis derfor pumpen blir slått på og av flere ganger og i visse tidsrom til-passet en programmert vibrasjonsrekkefølge i nedihullsverktøyet, vil akselero-metrene oppfange vibrasjonen og verktøyet vil bli aktivisert. Dette er et særlig vik-tig alternativ for mindre boreselskaper på grunn av utgiftene med leie og transport av pulsanordningen og betaling for fagmannen som skal betjene det leide utstyr.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningene hvor like elementer er gitt de samme tallangivelser i de forskjellige figurer.

Fig. 1 er en skjematisk gjengivelse av oppfinnelsen,

Fig. 2A er et sonogram som viser en basislinjeavlesning for igangsetting av strømning,

Fig. 2B er et sonogram som viser 50 SPM og økning til 120 SPM,

Fig. 2C er et sonogram som viser opprettholdt 120 SPM,

Fig. 2D er et sonogram som viser 120 SPM til 50 SPM,

Fig. 2E er et sonogram som viser støy i systemet,

Fig. 3 er en skjematisk gjengivelse av vibrasjonsmottakersystemet tilknyttet et nedihullsverktøy, Fig. 4 er et skjematisk diagram av en analog-til-analog-omformer i vibrasjonsmottakersystemet ifølge fig. 3, Fig. 5 er en bruker-hovedmeny som er tilknyttet en visningsskjerm hos en håndholdt terminal for programmering av vibrasjonsmottakersystemets mikrokontroller, Fig. 6 er en grafisk gjengivelse av utgangsspenningssignalet fra en akselerator til en inngangsport hos vibrasjonsmottakersystemets mikrokontroller, Fig. 7a-c er bruker-undermenyer som er tilknyttet en visningsskjerm hos en håndholdt terminal for programmering av vibrasjonsmottakersystemets mikrokontroller, og Fig. 8 er et flytdiagram av en pumpedetekteringsalgoritme for styring av vibrasjonsmottakersystemets drift.

I fig. 1 er det vist en skjematisk illustrasjon av oppfinnelsen. Figuren viser borehullet 10, foringsrør 12, ringrom 14, rørstreng 16, pakninger 20, vibrasjonskilde 22 og verktøy 24. Kommunisering med nedihullsverktøyet 24 ved hjelp av oppfinnelsen, oppnås ved å skape vibrasjoner som kan registreres og identifiseres av verktøyet som er tilknyttet passende elektronisk apparatur (omtalt nærmere nedenfor). To foretrukne vibrasjonskilder som tilfredsstiller de angitt kriteria er: den ene, vibrasjon som krever bruk av et spesielt apparat som er kommersielt tilgjengelig fra Baker Oil Tools, Houston, Texas som «the thumper surface system» til leie, og to pumpevibrasjoner som skyldes drift av riggpumpen for sirkulering av fluidet. Den førstnevnte kan gi en kortere aktiviseringstid ved anvendelse av ibo-ende distinkt vibrasjon, mens den sistnevnte er billigere ved at man unngår en ytterligere utstyrsdei. Den sistnevnte kan være noe saktere på grunn av terskel-tider for erkjennelse av en pumpe-på/pumpe-av-aktivitet. Tidsforskjellen er imidlertid ubetydelig. Begge disse foretrukne vibrasjonsinitiatorer er derfor meget effektive som en integral del av det fjernstyrte system ifølge oppfinnelsen. Vibrasjon som forplantes gjennom brønnfluid, fortrinnsvis i ringrommet, selv om det kunne være i rørstrengfluidet, samvirker med rørstrengen mens den forplantes. Vibrasjon som er koplet til rørstrengen vil fortsette nedihulls rundt obstruksjoner så som konstruk-sjonsdeler som er installert i ringrommet, f.eks. en pakning eller gassbobler i fluid-søylen. Når en akustisk puls, som kan ha vært vibrasjonskilden, reflekteres tilbake opp gjennom hullet, vil f.eks. vibrasjonen som koplet til rørstrengen fortsette og sannsynligvis nå verktøyet den er ment å skulle aktivisere. Koplingen til rørstren-gen av vibrasjonsenergiene som innføres i systemet på de forskjellige angitte må-ter, er det ledd som muliggjør kommunikasjonen, og følgelig fjernstyringen av verktøyene.

Nedihullsverktøyene som skal aktiviseres ved fjernstyringssystemet ifølge oppfinnelsen, anvender minst ett akselerometer som vil måle akselerasjon, eller med andre ord avføle vibrasjon, i en retning. I dette tilfelle skal akselerometeret være orientert for å måle akselerasjon i rørstrengens aksialretning. Et aksial-akselerometer foretrekkes fordi dette er retningen for det meste av vibrasjonen. Selv om et enkelt akselerometer vil virke bra, er det fordelaktig å bruke minst to akselerometere for å oppfange vibrasjon i to akser (dvs. X og Y) som fortrinnsvis er henholdsvis i rørstrengens akse og på tvers av rørstrengen, for å øke systemets følsomhet. I en foretrukket utføringsform kan minst to, som angitt, eller også tre akselerometre X, Y og Z, anvendes for å gjøre verktøyet mer følsomt for vibrasjon. Ettersom filteret anvendes i den nedenfor omtalte mikrokontroller, vil de ytterligere akselerometeres ekstra følsomhet ikke ha noen ugunstig innvirkning på systemets nøyaktighet. Filtrene setter mikrokontrolleren i stand til å «høre» bare i korrekte vibrasjoner. I fig. 2A-2C er det vist flere sonogrammer som indikerer noen av de forskjellige vibrasjoner som skapes av forskjellige kilder. Det vil forstås at sondring mellom disse lyder sikres på en pålitelig måte ved hjelp av passende filtre og reseptorer som er kjent for fagmenn på området.

I henhold til fig. 3 viser en skjematisk gjengivelse av vibrasjonsmottakersystemet 28 en mikrokontroller 30 som er montert på trykt kretskort 32. Mikrokontrolleren omfatter et dataprogram som er lagret i innvendig minne i denne og som definerer en pumpedetekteringsalgoritme. I samsvar med algoritmen, overvåker mikrokontrolleren 30 vibrasjonene som genereres ved hjelp av vibrasjonskilden 22, så som en pumpe, beliggende ved brønnens overflate (se fig. 1). Som reaksjon på en sekvens av vekslende perioder (på- og av-perioder) av vibrasjoner som genereres av pumpen 22, aktiviserer mikrokontrolleren 30 verktøyet 24 ved å på-trykke en strøm gjennom et nikromelement 34 som er innleiret i Kevlar 36. Vibra-sjonssekvensparametrene som erkjennes av mikrokontrolleren for aktivisering av verktøyet blir av brukeren programmert inn i vibrasjonsmottakersystemet 28, som er beskrevet nærmere i det følgende. F.eks. kan vibrasjonssekvensen for aktivisering av verktøyet 24 omfatte en sekvens på seksti (60) sekunder med vibrasjon («På»-periode) og tretti (30) sekunder uten vibrasjon («Av»-periode) som gjentas fire (4) ganger. Enhver ønskelig sekvens kan lagres i et elektrisk slettbart leseminne 38 avhengig av brønnforholdene, andre verktøy som skal aktiviseres, etc. Når sekvensparametrene er lagret i leseminnet, blir verktøyet 24 forsynt med drivkraft (eller aktivert) og kjørt nedihulls til det valgte sted og vibrasjonssekvensen påbegynnes, som ovenfor omtalt, fortrinnsvis ved å la riggpumpen gjennomgå en syklus eller ved å anvende akustikkpulsgeneratoren 22 vist i ovennevnte US-patent 5 579 283.

Som skjematisk vist i fig. 3, er et par felteffekttransistorbrytere 40 forbundet med endene til nikromelementet 34. Transistorbryterne er i den normalt åpne tilstand, for å hindre at strøm ledes gjennom nikromelementet 34. Som reaksjon på den riktige vibrasjonssekvens, genererer mikrokontrolleren 30 et par signaler ved utgangsporter 35, 37 for å gjøre hver av transistorbryterne 40 strømførende, hvilket forbinder batteripakkens 46 positive terminal 42 med en ende av nikromelementet 34 og batteripakkens negative terminal 44 med den andre ende av nikromelementet. Strømmen gjennom nikkelkromelementet oppvarmer og brenner gjennom Kevlar 36 for å tillate at aktiviseringssekvensen av selve verktøyet 24 finner sted. Hver ende av nikromelementet skiftes til batteripakken for å hindre utilsiktet antenning av nikromelementet. Ved å ha overtallige transistorbrytere 40 for tilkop-ling av hver av batteripakkens 46 terminaler 42,44 til nikromelementet 34, forhind-res for tidlig eller utilsiktet antenning av nikkelkromelementet dersom en av transistorbryterne skulle svikte i lukket eller kortsluttet tilstand. På tross av svikt ved en av transistorbryterne hvor en ende av nikromelementet kortsluttes til den respekti-ve batteriterminal, vil, i den foreliggende konfigurasjon, den andre transistorbryter tillate normal drift av mottakersystemet 28.

Akselerometeret 48 avgir et vekselstrøm-spenningsutgangssignal som vist i fig. 2A-2E. De nevnte figurer viser en sekvens ved forskjellige stadier av strøm-ningsstøyen (se fig. 2A-2D) og støy i systemet som skal filtreres ut og ikke «hø-res» av mikrokontrolleren. Som fagmenn på området vil innse, viser grafen ifølge fig. 2E et inkonsistent mønster og blir derfor lett skilt ut av elektronikken ifølge oppfinnelsen. Akseleratoren er forbundet med en analog-til-analog-omformer 50 som omformer akselerometer-utgangssignalets effektivverdi til et tilsvarende like-strømspenningssignal. Likestrømspenningssignalet sendes til mikrokontrollerens 34 inngangsport 52. Mikrokontrolleren omfatter en intern analog-til-digital (A/D) omformer (ikke vist) som omformer likestrømspenningssignalet til et tilsvarende digitalsignal for bruk ved mikrokontrolleren.

Fig. 4 viser et skjematisk diagram av en analog-til-analog omformer 50. Ut-gangen fra akseleratoren 48 sendes til inngangsporten 54 hos en integrert krets 56 gjennom kondensator 58. Den integrerte kretsen 56 omdanner akselerator-signalets effektivverdi til en likestrømspenning ved utgangsporten 60. Den integrerte krets 58 er fortrinnsvis en «maxim 536 integrated circuit» som er handelsvare fra Maxim Integrated Products, Inc. Sunnyvale, California. Det skal forstås at annen analog-til-analog-omformer ICs kan brukes isteden. Det vesentlige er at den integrerte kretsens maksimale driftstemperatur er tilstrekkelig til å motstå nedihullstemperaturer. Den ovenfor angitte, integrerte kretsen har et arbeidsom-råde på mellom 125°C og 150°C.

Kondensatorer 62-66 og resistorer 68, 70 er sammenkoplet med den integrerte kretsen 56 i et kjent arrangement for filtrering og passende skalering av ut-gangslikestrømspenningen ved porten 60. Utgangslikestrømspenningen ved den integrerte kretsens 56 port 60 sendes til komparatorens 72 positive terminal 70. Utgangssignalet fra akseleratoren 48 sendes også til komparatorens 72 negative terminal 74 gjennom kondensatoren 76 og resistoren 78 som er koplet i serie. Kondensatoren 80 og resistoren 82 er koplet i parallell mellom komparatorens 72 negative terminal 74 og jord 84. RC-nettverk filtrerer akselerator-utgangssignalet for å frembringe et basislinjesignal av akselerator-utgangssignalet til komparatoren 72. Komparatoren 72 frembringer et likestrømutgangsspenningssignal som er representativt for akselerator-utgangsignalet minus basislinjespenningen ved terminalen 86. Likestrømutgangsspenningen ved 86 sendes til driftsforsterkerens 90 positive terminal 88. Forsterkerens 90 negative terminal 92 er forbundet med jord 84 gjennom resistoren 94 og er forbundet med dens utgangsterminal 96 gjennom tilbakekoplingsresistoren 98. Driftsforsterkeren 90 forsterker likestrømspennings-signalet ved 86 til en passende spenning som mottas av mikrokontrolleren 30 ved porten 52.

Med henvisning til fig. 3, tilveiebringes tidsinnstillingen for mikrokontrolleren 30 ved hjelp av en krystalloscillator 100 som er forbundet med porten 102. En til-bakestillingskrets 104 er forbundet med mikrokontrolleren ved porten 106 for tilba-kestilling av mikrokontrolleren når +5 volt påtrykkes vibrasjonsmottakersystemet 28 ved oppstarting. Tilbakestillingskretsen genererer et lavt utgangssignal ved terminalen 108 som reaksjon på at den påtrykkes +5 volt, hvilket tilbakestiller mikrokontrolleren 30.

+6 voltbatteripakken 46 er forbundet med en +5 voltlikestrømregulator 110 som omdanner +6 voltspenningen til en regulert +5 volt for drift av kretskortets 32 elektronikk.

Vibrasjonsmottakersystemet 28 omfatter også en krets 112 for overvåking av batteripakkens 46 utgangsspenning, for å bestemme hvorvidt batteripakken er tilstrekkelig ladet. Spenningsovervåkingskretsen 112 genererer et utgangssignal som er representativt for batteripakkespenningen og sender det til mikrokontrollerens 30 inngangsport 114.1 en foretrukket utføringsform, er batteripakken 46 fortrinnsvis en flex-batteripakke som er handelsvare fra Baker Oil Tools, Houston, Texas og dekket av US-patent nr. 5 516 603, som det herved henvises til. Batteripakken anvender fortrinnsvis ni celler. To av de ni celler er reservert for mikrokontrolleren 30 mens de andre syv celler driver både de øvrige komponenter i kretskortet 32 og nikkelkromelementet 34. De to reserverte celler hindrer strømfall i mikrokontrolleren 30 under aktivering av nikromelementet 34 som ellers kunne tilbakestille mikrokontrolleren.

Leseminnet 38 utgjør et ikke-flyktig minne for lagring av parametere som benyttes av algoritmen som styrer energiseringen av transistorbryterne. Leseminnet kan også brukes til å lagre dataprogramvare i.

Som nærmere beskrevet i det følgende, kan vibrasjonsmottakersystemet 28 aktiveres (forsynes med drivkraft) ved brønnens overflate før verktøyet 24 ned-senkes i brønnen. Alternativt kan mottakersystemet aktiveres i brønnhullet ved en forutbestemt dybde. Denne forsinkelse av aktivering av mottakersystemet 28, medvirker til å bevare batteripakkens 46 ladning. En temperaturføler 115 avgir et signal til mikrokontrolleren 30, som er representativt for temperaturen i brønnhul-let. Mikrokontrolleren er programmert til å aktivere mottakersystemet når temperaturen i hullet når en forutbestemt verdi.

Mikrokontrolleren 30 kan programmeres på borestedet ved å bruke en rei-sedatamaskin 116. Laptop-datamaskinen kommuniserer gjennom et datamaskin-grensesnitt 117 som tilveiebringer et standard RS232-grensesnitt til mikrokontrollerens 30 port 118. For å bevare batterikraft ombord, tilveiebringer laptop-datamaskinen 116 ekstern kraft for krafttilførsel til elektronikken på kretskortet under programmering av mikrokontrolleren. Verktøyet må demonteres for å gi adgang til RS232-grensesnittet for å sammenkople laptop-datamaskinen med mikrokontrolleren. Når verktøyet 24 er montert, kan forbindelse med mikrokontrolleren 30 bare foregå gjennom et enkelt, spisst terminalgrensesnitt, så som en Kemlon-kopling, som tillater elektrisk kopling av en håndholdt terminal 122 til mikrokontrolleren. Et håndholdt grensesnitt 120 konstruert for å kommunisere med den håndholdte terminal, som er en ikke-programbar terminal, via RS232-seireporten. Parametrene for seriegrensesnittet er 2400 baud, 8 bits, 1 stoppbit og intet maskinvare- eller programvarehåndtrykk.

Den håndholdte terminal 122 brukes til å velge de nødvendige parametere for definering av den riktige vibrasjonssekvens som kreves for å styre mikrokontrolleren 30 for å aktivere nikromelementet 34. Når en har lyktes i å aktivere vibrasjonsmottakersystemet 28, vil den håndholdte terminal 122 vise en hovedmeny 124 vist i fig. 5. Hovedmenyen tjener to formål. Det første er å vise de aktuelle parameterinnstillingene. Det andre er at den gir en mulighet til å endre innstillingene, aktivere verktøyet 24, lagre de aktuelle innstillingene og oppnå en forkortet hjelpeskjerm. Dette utføres ved å taste en bokstav A-F som svarer til den ønskede innstilling som skal endres. Den håndholdte terminal 122 omfatteren visningsskjerm og alfabetisk tastatur (ikke vist) for innføring av parametere og kommandoer i følgende fire parametere som kan lagres i minnet for bruk av pumpedetekteringsalgoritmen er «Pumpe-På-Terskel», «Pumpe-På-Periode», «Pumpe-Av-Periode» og «Pumpe-Syklus».

Fig. 6 viser akseleratorsignalet under en enkelt «Pumpe-På»-syklus av vibrasjonskilden 22 beliggende ved brønnens overflate. Med henvisning til fig. 3 og 6 er «Pumpe-På-Terskel» minimums-utgangangs-spenningssignalet som avgis av akseleratoren 48 ved porten 52 som mikrokontrolleren trenger for å erkjenne et vibrasjonssignal generert av vibrasjonskilden (eller pumpen) 22 som et «pumpe-på»-signal. Følgelig indikerer en spenning som er større enn «Pumpe-På-Terskeb-parameteren at pumpen 22 aktiviseres for å gi et «pumpe-på»-signal og en spenning mindre enn «Pumpe-PÅ-Terskel» indikerer at pumpen avaktiveres for å gi et «pumpe-av»-signal. Inngangsspenningen ved mikrokontrollerens 30 port 52 omdannes til et tilsvarende antall tellinger. «Pumpe-På-Periode» er den minste tidsperioden i sekunder som akseleratorutgangssignalet må være over «Pumpe-På-Terskel» for at mikrokontrolleren skal anse «pumpe-på»-signalet som akseptabelt. «Pumpe-Av-periode» er den minste tidsperiode i sekunder som akseleratorutgangssignalet må være under «Pumpe-På-Terskel» for at mikrokontrolleren 30 skal anse «pumpe-av»-signalet som akseptabelt. «Pumpesyklus» er det minste antall gyldige «pumpe-på»-sykluser som kreves for å utføre en gyldig strømnings-deteksjonssekvens.

Etter å være aktivert, avleser mikrokontrolleren 30 parametrene som er lagret i leseminnet 38 og sender hoved-brukermenyen ifølge fig. 5 gjennom RS232-grensesnittet til den håndholdte terminalen 122. De aktuelle «Pumpe-På-Terskel», «Pumpe-På-Periode», «Pumpe-Av-Periode» og «Pumpe Syklus»-parametere vises. En liste over kommandoer vises også til brukeren. Entring av en passende kommando tillater brukeren å entre en ny verdi for en valgt parameter. Disse ver-dier lagres i leseminnet bare etter brukerens ønske.

Fig. 7a-g viser hovedmenyens undermenyer. Hvis brukeren ønsker å skifte noen av parametrene, entres den tilhørende bokstav. Når brukeren entrer en «a» eller «A» ved kommandoklarmeldingen til en meny, blir brukeren tilskyndet til å entre den nye «Pumpe-På-Terskel»-parameter i undermenyen 126 i fig. 7a. «Pumpe-På-Terskel» entres som det antall tellinger som svarer til den gjennom-snittlig spenning ved mikrokontrollerens 30 port 52. F.eks. svarer 4,00 volt til 9421 tellinger og 2,0 volt svarer til 4710 volt. Når brukeren entrer en «b» eller «B» ved kommandoklarmeldingen til en meny blir brukeren tilskyndet til å endre den nye «Pumpe-PÅ-Periode»-parameter i undermenyen lik undermenyen 126 i fig. 7a.

Når brukeren entrer en «c» eller en «C» ved kommandoklarmeldingen til en meny, blir brukeren tilskyndet til å entre den nye «Pumpe-Av-Periode»-parameter i undermenyen lik undermenyen 126 i fig. 7a. Når brukeren entrer en «cd» eller «D» ved kommandoklarmeldingen til en meny, blir brukeren tilskyndet til å entre en ny «Pumpe Syklus»-parameter i undermenyen lik undermenyen 126 i fig. 7a. Valget av en ikke-numerisk input innbefattende retur- eller entre-tast for noen av de ovennevnte parametere vil avslutte inputsekvensen og tilskynde brukeren å entre parameteren på nytt.

Når brukeren entrer en «e» eller «E» ved kommandoklarmeldingen til en meny, blir brukeren tilskyndet å bekrefte at brukeren ønsker å aktivere verktøyet ved å taste «y» for ja for aktivering og «n» for nei ikke aktivering av verktøyet i undermenyen 132 i fig. 7b. Når brukeren entrer en «f» eller «F» ved kommandoklarmeldingen til en meny, blir brukeren tilskyndet til å bekrefte at brukeren ønsker å lagre de aktuelle parametere i leserminnet 38 i undermenyen 134 i fig. 7c. Brukeren entrer «y» for ja for å bekrefte og «n» for nei for å vende tilbake til hovedmenyen. Straks bekreftelsen er kommet, sender mikrokontrolleren 30 ut en resul-tatmelding, så som parametrene er lagret eller ikke lagret. Hvis parametrene ikke er lagret, så er dette en indikasjon på en funksjonsfeil ved leseminnet. Når bruke-res entrer et«?» ved kommandoklarmeldingen til en meny, vil mikrokontrolleren omredigere hovedmenyen ifølge fig. 5, og vise alle endrede parametere. Hvis brukeren entrer en annen kommando enn de valg som er tilgjengelig for brukeren, vises en ugyldig melding, og brukeren blir bedt om å avgi en ny kommando.

Videre kan den håndholdte terminal 122 brukes til å lage grensesnitt med mikrokontrolleren 30 for testing av fastvaren. Flere av testene innebærer bruk av en integrert krets (ikke vist) så som en «In Circuit Emulator (ICE). Selv om dette er et inntrengningstesteverktøy, gir det den mest effektive metode for overvåking av fastvareytelse. En av testene omfatter en maskinvare-initialiseringstest som bekrefter operasjonen av maskinvare-initialiseringsfunksjonen ved initialisering av mikrokontrolleren 30 og annen kretskortmaskinvare. Brukeren kan også bekrefte operasjonen av aktivert-selvtesten. Denne funksjon utfører en aktivert-selvtest av maskinvaren. Den utfører en leseminne-skrive/lese-test og direktelager-skrive/ lese-test. Testresultatene blir så lagret i leseminnet 38. Brukeren kan også teste mikrokontrollerens anvendelsesfunksjon. Dessuten bekrefter testene operasjonen av pumpedetekteringsalgoritmen ved å teste at algoritmen funksjonerer riktig under minst tre simulerte akseleratorutgangstilstander. For det første testes algoritmen der de simulerte inndata for en riktig pumpesyklus tilveiebringes. For det andre tilveiebringes et simulert inndatasignal som emulerer en forhastet Pumpe-AV-tilstand etter å ha nådd «Pumpe-På-Terskel». For det tredje tilveiebringes et inn-datatilstandssignal som emulerer en forhastet Pumpe-Av-tilstand under «Pumpe-Av-Periode».

Flytdiagrammet på fig. 8 viser pumpedetekteringsalgoritmen 140 som be-skriver tilstanden og sekvensen når mikrokontrolleren 30 utdata blir slått «på» for aktivering av nikromelementet 34 som reaksjon på et akseleratorsignal som har et riktig antall pumpesykluser definert ved parametrene som er lagret i leseminnet 38. Mikrokontrolleren overvåker hver pumpesyklus for å sikre at på- og av-perio-dene er kontinuerlig for de definerte tidsperioder.

Med henvisning til blokken 142 i fig. 8, blir mikrokontrolleren 30 først aktivert, og deretter blir en pumpetilstand-variabel satt til PUMPE_TOMGANG og pumpesyklus-variabelen blir satt til null i blokk 144. Pumpetilstand-variabelen er representativ for tilstanden til vibrasjonskilden (pumpe) 22 i en pumpe-på-syklus. Pumpe-syklus-variabelen er representativ for det antall pumpe-på-sykluser som er blitt fullført. Dersom pumpesyklusen ikke er lik den lagrede «Pumpesyklus»-parameteren som er lagret i leseminnet 38 som vist i blokken 146, vil mikrokontrolleren 30 avføle akseleratorutgangssignalet ved inngangsporten 52 for å fremskaf-fe pumpeverdien som vist i blokk 148. Med henvisning til blokken 150, avhenger algoritmens styrebane av pumpetilstand-variabelens tilstand.

Innledningsvis er pumpetilstand-variabelen PUMPE_TOMGANG og derfor går styringen over til PUMPE_TOMGANG-rutinen ved blokk 152. Hvis pumpeverdien er mindre enn «Pumpe-På-Terskel»-parameteren som er lagret i leseminnet 38, fortsetter mikrokontrolleren 30 å overvåke akseleratorutgangssignalet ved blokk 148 inntil pumpeverdien overstiger «Pumpe-På-Terskel»-parameteren (se blokk 154). Når pumpeverdien overstiger «Pumpe-På-Terskel»-parameteren i blokk 154, setter mikrokontrolleren pumpe-opp-sek-variabelen til null og endrer pumpetilstand-variabelen til PUMPE_TOMGANG2PA i blokker henholdsvis 156 og 158 (se også fig. 6). Pumpe-opp-sek-variabelen tilveiebringer den opprinnelige telling for et taktregister som fastsetter «Pumpe-På-Periode» og Pumpe-Av-Periode».

Ved blokken 150 er pumpetilstands-variabelen PUMPE_TOMGANG2PA og derfor går styring over til PUMPE_TOMGANG2PÅ-rutinen i blokk 160.1 blokken 162 fortsetter mikrokontrolleren 30 å overvåke sin inngangsport 52 for en pumpeverdi som er større enn «Pumpe-På-Terskel»-parameteren. Hvis pumpeverdien faller under «Pumpe-På-Terskel»-parameteren før «Pumpe-På-Periode» har ut-løpt (se blokk 164), gjeninitialiseres pumpetilstand-variabelen tilbake til PUMPE_TOMGANG-tilstanden og pumpesyklus-variabelen tilbake til null som vist

i henholdsvis blokk 166 og 168. Hvis pumpeverdien forblir over pumpeterskel-

i

verdien, vil styring fortsette å strømme gjennom PUMPE_TOMGANG2PA-rutine inntil pumpeverdien har holdt seg over «Pumpe-På-Terskel«-parameteren for den totale «Pumpe-På-Periode». På dette tidspunkt endres pumpetilstanden til PUMPE_PA-tilstand ved blokken 170, som vist i fig.6.

Ved blokken 150 er pumpetilstand-variabelen PUMPE PA og følgelig går

styring over til PUMPE_PÅ-rutinen i blokk 172.1 blokk 174 fortsetter mikrokontrolleren 30 å overvåke sin inngangsport 52 for en pumpeverdi mindre enn «Pumpe-På-Terskel»-parameteren (se blokk 174). Når pumpeverdien faller under Pumpe-På-Terskel»-parameteren i blokk 174, setter mikrokontrolleren 30 pumpe-på-sek-variabelen til null og endrer pumpetilstand-variabelen tii PUMPE_PÅ2AV i henholdsvis blokk 176 og 178, (se fig. 6).

Ved blokken 150 er pumpetilstand-variabelen PUMPE_PÅ2AV og følgelig går styring over til PUMPE_PÅ2AV-rutinen blokk 180.1 blokken 182 fortsetter mikrokontrolleren 30 å overvåke sin inngangsport 52 for en pumpeverdi som er mindre enn «Pumpe-På-Terskel»-parameteren. Hvis pumpeverdien øker over «Pumpe-På-Terskel»-parameteren før «Pumpe-Av-Periode» har utløpt (se blokk 184), gjeninitialiseres pumpetilstand-variabelen tilbake til PUMPE_TOMGANG-tilstanden og pumpesyklus-variabelen tilbake til null som vist i henholdsvis blokk 166 og 168. Hvis pumpeverdien forblir under «Pumpe-På-Terskel»-parameteren, vil styring fortsette å strømme gjennom PUMPE-PA2AV-rutinen inntil pumpeverdien har holdt seg under «Pumpe-Av-Terskel»-parameteren for den totale «Pumpe-AV-Periode». På dette tidspunkt endres pumpetilstanden til PUMPE-TOMGANG-tilstand ved blokk 186 og pumpesyklusvariabelen inkrementeres med 1 ved blokk 188.

Mikrokontrolleren 30 vil fortsette å sveipe gjennom hver av de fire rutiner for å fullføre hver «på-av»-syklus inntil pumpesyklus-variabelen er lik det antall «Pumpesykluser» som er lagret i leseminnet 38. Når det korrekte antall pumpesykluser er fullført (se blokk 146), genererer mikrokontrolleren 30 et par signaler for aktivere transistorbryterne 40 for å kople batteripakken 46 over nikromelemetet 34 som vist fig. 3. Pumpedetekteringsalgoritmen 140 vil da slutte.

Vibrasjonsmottakersystemet 28 ifølge oppfinnelsen er hovedsakelig opptatt

i et atmosfærisk kammer i nedihullsverktøyet 24, idet akselerometeret 48 fortrinnsvis er plassert i et hull som er boret i verktøyets utvendige overflate og fastholdes der fortrinnsvis ved hjelp av epoksy. For hvert akse-akselerometer vil det være utformet et ytterlige hull i verktøyet. Det er imidlertid mulig å ha hver av aksene som skal avføles opptatt i en enkelt pakke, slik at de kan monteres i et enkelt hull i verktøyet.

Claims (14)

1. System for fjernaktivisering av'et nedihullsverktøy (24), omfattende en vib-rasjonsinitiator (22), en vibrasjonsforplantningsinnretning i vibrerende forbindelse med vibrasjonsinitiatoren, og en vibrasjonsmottaker (48) som kan festes til nedi-hullsverktøyet (24) og står i forbindelse med en aktuator hos verktøyet, karakterisert ved at vibrasjonsinitiatoren utgjøres av en fluidpumpe (22).

2. Fjernaktiviseringssystem ifølge krav 1, karakterisert ved at fluidpumpen (22) er selektivt aktiviserbar.

3. Fjernaktiviseringssystem ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at vibrasjonsforplantningsinnretningen er en fluidsøyle i en brønnboring (10).

4. Fjernaktiviseringssystem ifølge et av kravene 1 eller 2, karakterisert ved at vibrasjonsforplantingsinnretningen er en rørstreng (16) i en brønnboring (10).

5. Fjernaktiviseringssystem ifølge et av kravene 1 eller 2 , karakterisert ved at vibrasjonsforplantingsinnretningen er en fluidsøyle i en brønnboring (10) og en rørstreng (16) i brønnboringen.

6. Fjernaktiviseringssystem ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at vibrasjonsmottakeren er minst ett akselerometer (48) som er forbundet med nedihullsverktøyet (24).

7. Fjernaktiviseringssystem ifølge krav 6, karakterisert ved at det minst ene akselerometer (48) er minst to akselerometere som er forbundet med nedihullsverktøyet (24) og orientert for avføling av akselerasjon i akser generelt vinkelrett på hverandre.

8. Fjernaktiviseringssystem ifølge krav 6, karakterisert ved at det minst ene akselerometer (48) er orientert for å avføle vibrasjoner som forplantes aksialt i minst én fluidsøyle eller en rørstreng (14) i en brønnboring (10).

9. Fjernaktiviseringssystem ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at aktuatoren videre omfatter en kontroller (30) som har et programmerbart minne og som sammenlikner en vibrasjonssekvens mottatt fra vibrasjonsmottakeren (48) med en vibrasjonssekvens lagret i det programmer-bare minne og aktiviserer verktøyet når vibrasjonssekvensen som er lagret i minnet hovedsakelig passer med vibrasjonssekvensen som mottas av vibrasjonsmottakeren.

10. Fjernaktiviseringssystem ifølge krav 9, karakterisert ved at vibrasjonssekvensen omfatter en rekke vibrasjon-på- og vibrasjon-av-tilstander for hver av valgte tidsrom.

11. Fremgangsmåte for fjernaktivisering av et brønnverktøy (24) omfattende frembringelse av en vibrasjon i en rørstreng (16) i en brønnboring (10); forplant-ning av vibrasjonen nedihulls; avføling av vibrasjon; og aktivisering av verktøyet (24) ved nevnte a vføl ing, karakterisert ved at vibrasjonen forårsakes ved å pumpe fluid i brønnboringen.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert ved at vibrasjonen er en sekvens av vibrasjoner.

13. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 11 eller 12, karakterisert ved at avfølingen omfatter anbringelse av minst ett akselerometer (48) i nær forbindelse med brønnverktøyet, idet akselerometeret avføler vibrasjonene i brønnboringen.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 13, karakterisert ved at det minst ene akselerometer (48) er et flertall av akselerometere som hvert avføler akselerasjon i individuelle retninger.