NO329099B1

NO329099B1 - Method and apparatus for activating and reading an identifiable electronic mark.

Info

Publication number: NO329099B1
Application number: NO20064630A
Authority: NO
Inventors: Richard Steffensen
Original assignee: Nat Oilwell Norway As
Priority date: 2006-10-09
Filing date: 2006-10-09
Publication date: 2010-08-23
Also published as: NO20064630L

Abstract

Fremgangsmåte og anordning for aktivering og avlesing av et identifiserbart elektronisk merke (24) hvor det identifiserbare elektroniske merket (24) befinner seg på en rørstrang (18), og hvor det identifiserbare elektroniske merket (24) aktiveres og avleses mens det passerer minst én antenne (2, 4), og hvor det identifiserbare elektroniske merket (24) aktiveres via en første antenne (2) og leses av via en andre antenne (4), idet den første antenne (2) og den andre antenne (4) befinner seg på en innbyrdes avstand i det identifiserbare elektroniske merkets (24) forskyvningsretning.Method and device for activating and reading an identifiable electronic tag (24), where the identifiable electronic tag (24) is located on a pipe string (18), and where the identifiable electronic tag (24) is activated and read while passing at least one antenna (2, 4), and where the identifiable electronic mark (24) is activated via a first antenna (2) and read via a second antenna (4), the first antenna (2) and the second antenna (4) being located at a mutual distance in the direction of displacement of the identifiable electronic mark (24).

Description

FREMGANGSMÅTE OG ANORDNING FOR AKTIVERING OG AVLESING AV ET IDENTIFISERBART, ELEKTRONISK MERKE METHOD AND DEVICE FOR ACTIVATING AND READING AN IDENTIFIABLE ELECTRONIC TAG

Denne oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for å lese av et identifiserbart, elektronisk merke. Nærmere bestemt dreier det seg om en fremgangsmåte for aktivering og avlesing av et identifiserbart, elektronisk merke hvor det identifiserbare, elektroniske merket befinner seg på en rørstreng, og hvor det identifiserbare, elektroniske merket aktiveres og avleses mens det passerer minst én antenne. Det identifiserbare, elektroniske merket aktiveres via en første antenne og leses av via en andre antenne, idet den første antenne og den andre antenne befinner seg på en innbyrdes avstand i det identifiserbare, elektroniske merkets forskyvningsretning. Oppfinnelsen omfatter også en anordning for utøvelse av fremgangsmåten. This invention relates to a method for reading an identifiable electronic tag. More specifically, it concerns a method for activating and reading an identifiable, electronic tag where the identifiable, electronic tag is located on a pipe string, and where the identifiable, electronic tag is activated and read while passing at least one antenna. The identifiable electronic tag is activated via a first antenna and read via a second antenna, the first antenna and the second antenna being at a distance from each other in the direction of displacement of the identifiable electronic tag. The invention also includes a device for carrying out the method.

Ved boring i grunnen, slik det er vanlig ved for eksempel petroleumsutvinning, skjøtes et relativt stort antall rør-lengder sammen for å utgjøre en rørstreng. When drilling into the ground, as is common in, for example, petroleum extraction, a relatively large number of pipe lengths are joined together to form a pipe string.

I tillegg til å holde rede på hvilke rør som befinner seg i en rørstreng og for å kunne summere opp rørstrengens lengde, kan det være hensiktsmessig å holde rede på hvert enkeltrørs driftstid og på de påkjenninger røret utsettes for. In addition to keeping track of which pipes are in a pipe string and to be able to sum up the length of the pipe string, it may be appropriate to keep track of each individual pipe's operating time and the stresses to which the pipe is exposed.

Det er kjent å forsyne hvert rør med et identifiserbart, elektronisk merke, nedenfor benevnt merke. Merket befinner It is known to provide each tube with an identifiable, electronic tag, hereinafter referred to as tag. The brand is located

seg vanligvis innkapslet i en utsparing i rørveggen. usually encapsulated in a recess in the pipe wall.

Merker av den art det her dreier seg om er normalt "sovende". Det vil si at de ikke avgir signal før de aktiveres, typisk ved hjelp av energitilførsel via en antenne. Når merket til-føres energi, vil det sende et radiosignal som inneholder en identifiserbar kode. Brands of the kind in question here are normally "dormant". That is, they do not emit a signal until they are activated, typically by means of energy supply via an antenna. When the tag is energized, it will send a radio signal containing an identifiable code.

Ofte aktiveres merket når det tilhørende rør forskyves inn i borehullet. Aktiveringen og avlesningen kan foregå ved hjelp av en håndholdt eller fast montert antenne som er koplet til en nødvendig forsterker, omformer og digitalt utstyr for identifisering av signalet. Often the mark is activated when the associated pipe is moved into the borehole. The activation and reading can take place using a hand-held or permanently mounted antenna which is connected to a necessary amplifier, converter and digital equipment for identifying the signal.

Opplysninger om at det aktuelle merket som sammen med sitt rør passerer inn i eller ut av borehullet, overføres til et register hvor disse opplysninger behandles og eventuelt kom-bineres med data fra andre kilder. Information that the mark in question passes into or out of the borehole together with its pipe is transferred to a register where this information is processed and possibly combined with data from other sources.

Automatiserte avlesningsanlegg for elektroniske merker har grunnet usikker avlesning av merkene, fått relativt liten anvendelse i petroleumsindustrien. Forsøk har vist at en bore-strengs forskyvningshastighet i borehullet kan være for stor til at merket, når det passerer antennen, rekker å bli til-ført tilstrekkelig energi samt å sende en kode før avstanden til antennen er blitt større enn den sikre rekevidden for merkets radiosignal. Automated reading systems for electronic tags have, due to uncertain reading of the tags, received relatively little use in the petroleum industry. Experiments have shown that the displacement speed of a drill string in the borehole can be too great for the tag, when it passes the antenna, to be supplied with sufficient energy and to send a code before the distance to the antenna has become greater than the safe range for the tag's radio signal.

US-patent 6536524 beskriver en aktiveringsanordning for flere nedihullsverktøy hvor verktøyene er forsynt med en lesersam-menstilling som omfatter en sender for aktivering av en iden-tifikasjonsanordning (ID-merke) og en mottaker for mottak av signal fra ID-merket. US patent 6536524 describes an activation device for several downhole tools where the tools are provided with a reader assembly comprising a transmitter for activating an identification device (ID tag) and a receiver for receiving a signal from the ID tag.

Oppfinnelsen har til formål å avhjelpe eller redusere i det minste én av ulempene ved kjent teknikk. The purpose of the invention is to remedy or reduce at least one of the disadvantages of known technology.

Formålet oppnås i henhold til oppfinnelsen ved de trekk som er angitt i de etterfølgende patentkrav. The purpose is achieved according to the invention by the features specified in the subsequent patent claims.

En fremgangsmåte for aktivering og avlesing av et identifiserbart, elektronisk merke hvor det identifiserbare, elektroniske merket befinner seg på en rørstreng, og hvor det identifiserbare, elektroniske merket aktiveres og avleses mens det passerer minst én antenne, kjennetegnes i henhold til oppfinnelsen ved at det identifiserbare, elektroniske merket aktiveres via en første antenne og leses av via en andre antenne, alternativt at det identifiserbare, elektroniske merket aktiveres via en andre antenne og leses av via en første antenne, idet den første antenne og den andre antenne befinner seg på en innbyrdes avstand i det identifiserbare, elektroniske merkets forskyvningsretning. A method for activating and reading an identifiable electronic tag where the identifiable electronic tag is located on a pipe string, and where the identifiable electronic tag is activated and read while passing at least one antenna, is characterized according to the invention by the identifiable , the electronic tag is activated via a first antenna and read via a second antenna, alternatively the identifiable electronic tag is activated via a second antenna and read via a first antenna, the first antenna and the second antenna being at a distance from each other in the direction of displacement of the identifiable, electronic mark.

Den første antenne er innrettet til å kunne aktivere det identifiserbare, elektroniske merket i relativ stor hastighet mens merket forskyves forbi den første antenne. Den andre antenne er innrettet til å kunne lese av det identifiserbare, elektroniske merket når merket deretter sender sin kode og befinner seg innenfor rekkevidde av den andre antenne. The first antenna is arranged to be able to activate the identifiable, electronic tag at a relatively high speed while the tag is moved past the first antenna. The second antenna is arranged to be able to read the identifiable, electronic tag when the tag then sends its code and is within range of the second antenna.

Den første og den andre antenne omkranser typisk rørstrengen i et område hvor det identifiserbare, elektroniske merket befinner seg under aktivering. The first and second antennas typically encircle the pipe string in an area where the identifiable, electronic tag is located during activation.

Det er hensiktsmessig at den første og den andre antenne er anbrakt i en elektrisk isolerende holder for å bedre antenne-nes virkningsgrad samt å beskytte antennene mot mekaniske påkjenninger. Antennene og den elektrisk isolerende holder befinner seg med fordel i en kapsling som kan være anbrakt under en boreanordnings kilebelte. It is appropriate that the first and second antennas are placed in an electrically insulating holder in order to improve the antennas' efficiency and to protect the antennas from mechanical stress. The antennas and the electrically insulating holder are advantageously located in an enclosure which can be placed under the wedge belt of a drilling device.

Hver av de to antenner er med fordel utformet til å kunne sende energi til merket og motta det identifiserbare signal fra merket. Derved avleses merket på i og for seg kjent måte når rørstrengen forskyves med relativt stor hastighet. Each of the two antennas is advantageously designed to be able to send energy to the mark and receive the identifiable signal from the mark. Thereby, the mark is read in a manner known per se when the pipe string is displaced at a relatively high speed.

Et nødvendig, tilkoplet styresystem er programmert for å unngå dobbeltavlesninger. Videre kan styresystemet, ved å bestemme hvilken antenne som først kommer i kontakt med merket, relativt enkelt bestemme om merket er på vei inn i eller ut av borehullet. A necessary, connected control system is programmed to avoid double readings. Furthermore, by determining which antenna comes into contact with the mark first, the control system can relatively easily decide whether the mark is on its way into or out of the borehole.

Anvendelse av fremgangsmåten og anordningen i overensstem-melse med oppfinnelsen tilveiebringer en betydelig forbedring i avlesningssikkerheten for identifiserbare, elektroniske merker. Dette vil medvirke til at automatiserte avlesnings-systerner vil kunne anvendes under boring i grunnen, noe som tilrettelegger for en bedret kunnskap om hvert enkelt rørs brukshistorie og derved utnyttelse. Application of the method and device in accordance with the invention provides a significant improvement in the reading security of identifiable electronic tags. This will contribute to the fact that automated reading systems will be able to be used during drilling in the ground, which facilitates an improved knowledge of each individual pipe's history of use and thereby utilization.

I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueliggjort på medfølgende tegning-er, hvor: Fig. 1 viser skjematisk et vertikalsnitt gjennom en borean-ordning som er forsynt med antenner ifølge oppfinnelsen; Fig. 2 viser i større målestokk antennene idet et merke er på vei inn mot en første antenne; og Fig. 3 viser i samme målestokk antennene idet merket er på vei inn mot en andre antenne. In what follows, an example of a preferred embodiment is described which is visualized in the accompanying drawings, where: Fig. 1 schematically shows a vertical section through a borean arrangement which is provided with antennas according to the invention; Fig. 2 shows on a larger scale the antennas as a mark is heading towards a first antenna; and Fig. 3 shows the antennas on the same scale as the mark is on its way towards a second antenna.

På tegningene betegner henvisningstallet 1 en antennesammenbygning som omfatter en øvre, første antenne 2 og en nedre, andre antenne 4, idet antennene 2, 4 befinner seg i en elektrisk isolerende holder 6 som er omkranset av en kapsling 8. In the drawings, the reference number 1 denotes an antenna assembly comprising an upper, first antenna 2 and a lower, second antenna 4, the antennas 2, 4 being located in an electrically insulating holder 6 which is surrounded by an enclosure 8.

Antennene 2, 4 kommuniserer med ikke viste forsterkere, om-formere og øvrig nødvendig datautstyr på i og for seg kjent måte via sine respektive kabler 2' og 4'. Antennene 2, 4 befinner seg på en innbyrdes avstand "A". The antennas 2, 4 communicate with not shown amplifiers, converters and other necessary computer equipment in a manner known per se via their respective cables 2' and 4'. The antennas 2, 4 are located at a mutual distance "A".

Antennesammenbygningen 1 er i dette foretrukne utførelsesek-sempel koplet til et stigerør 10, idet antennesammenbyg-ningens 1 gjennomgående åpning 12 i hovedsak stemmer overens med stigerørets 10 innvendige røråpning. Det kan imidlertid være hensiktsmessig at åpningen 12 har noe mindre diameter enn stigerørets 10 rørdiameter. In this preferred embodiment, the antenna assembly 1 is connected to a riser 10, the through opening 12 of the antenna assembly 1 essentially corresponds to the inside pipe opening of the riser 10. However, it may be appropriate that the opening 12 has a slightly smaller diameter than the pipe diameter of the riser 10.

Antennesammenbygningen 1 befinner seg under et boredekks 14 kilebelte 16, og er således ikke til hinder for arbeidet på boredekket 14. The antenna assembly 1 is located under the V-belt 16 of a drilling deck 14, and is thus not an obstacle to the work on the drilling deck 14.

En rørstreng 18 forløper gjennom antennesammenbygningen 1 og videre ned i stigerøret 10. Rørstrengen 18 er sammenbygget av et første rør 20 og et ytterligere antall rør, her represen-tert ved et andre rør 22. A string of pipes 18 runs through the antenna assembly 1 and further down into the riser 10. The string of pipes 18 is made up of a first pipe 20 and a further number of pipes, here represented by a second pipe 22.

Et identifiserbart, elektronisk merke 24 er anordnet i det første rørs 20 rørvegg. An identifiable, electronic tag 24 is arranged in the pipe wall of the first pipe 20.

Når rørstrengen 18 forskyves med relativ stor hastighet opp-eller nedover i antennesammenbygningen 1, er det relativt liten tid til å tilføre nødvendig energi til merket 24 og å motta et identifiserbart radiosignal fra merket 24. When the pipe string 18 is moved at a relatively high speed up or down in the antenna assembly 1, there is relatively little time to supply the necessary energy to the mark 24 and to receive an identifiable radio signal from the mark 24.

I fig. 2 er rørstrengen 18 på vei nedover og merket 24 er kommet innenfor den første antennes 2 virkeområde, hvorved merket 24 tilføres energi, indikert med pil i fig. 2, via den første antenne 2. Innen merket 24 forlater den første antennes 2 virkeområde, er merket 24 tilført nødvendig energi for å kunne sende ut det identifiserbare radiosignal. Merket 24 er i gang med å sende dette signal når merket 24 kommer innenfor den andre antennes 4 virkeområde, hvorved den andre antenne 4 fanger opp signalene, indikert med pil i fig. 3, og sender signalene via ledningen 4' til det tilkoplede ikke viste utstyr. In fig. 2, the tube string 18 is on its way down and the mark 24 has come within the operating range of the first antenna 2, whereby the mark 24 is supplied with energy, indicated by an arrow in fig. 2, via the first antenna 2. Before the mark 24 leaves the first antenna 2's operating range, the mark 24 has been supplied with the necessary energy to be able to send out the identifiable radio signal. The mark 24 is in the process of sending this signal when the mark 24 comes within the operating range of the second antenna 4, whereby the second antenna 4 picks up the signals, indicated by an arrow in fig. 3, and sends the signals via the line 4' to the connected equipment, not shown.

De to antenners 2, 4 virkeområde kan overlappe hverandre, og det kan selvfølgelig forekomme at merket 24 er forskjøvet inn i den andre antennes 4 virkeområde før merket 24 har mottatt tilstrekkelig energi til å kunne sende. Videre kan det forekomme at rørstrengen 18 forskyves så sakte at både energitil-førsel til merket 24 og overføring av det identifiserbare radiosignal utføres via den første antenne 2, respektive den andre antenne 4 når rørstrengen 18 er på vei oppover. The operating range of the two antennas 2, 4 can overlap, and it can of course happen that the tag 24 is shifted into the operating range of the other antenna 4 before the tag 24 has received sufficient energy to be able to transmit. Furthermore, it can occur that the pipe string 18 is displaced so slowly that both energy supply to the mark 24 and transmission of the identifiable radio signal are carried out via the first antenna 2, respectively the second antenna 4 when the pipe string 18 is on its way up.

Den viste antennesammenbygning 1 bidrar til, grunnet sin slette, innvendige gjennomgående åpning 12, at faren for ska-de og derved at deler av antennene 2, 4 skal kunne falle ned i stigerøret 10 reduseres betydelig i forhold til kjent teknikk. The shown antenna assembly 1 contributes to, due to its plain, internal through opening 12, that the risk of damage and thereby that parts of the antennas 2, 4 may fall into the riser 10 is significantly reduced compared to known technology.

Claims

1. Method for activating and reading an identifiable, electronic tag (24) where the identifiable, electronic tag (24) is located on a pipe string (18), and where the identifiable, electronic tag (24) is activated and read as it passes at least two antennas (2,4), characterized in that the identifiable electronic tag (24) is activated via the first antenna (2) and read via the second antenna (4), alternatively that the identifiable electronic tag (24) is activated via the second antenna (4) and is read via the first antenna (2), the first antenna (2) and the second antenna (4) being at a distance from each other in the displacement direction of the identifiable, electronic tag (24).

2. Device for activating and reading an identifiable, electronic tag (24), where the identifiable, electronic tag (24) is located on a pipe string (18), and where the identifiable, electronic tag (24) is activated and read as it passes at least two antennas (2,4), characterized in that the first antenna (2) and the second antenna (4) are located at a distance from each other in the displacement direction of the identifiable, electronic tag (24), the first antenna (2) being aligned to be able to activate the identifiable, electronic the mark (24) and the second antenna (4) are arranged to be able to read the identifiable, electronic mark (24).

3. Device according to claim 2, characterized in that the first and second antennas (2, 4) encircle the pipe string (18) in the area where the identifiable, electronic mark (24) is located.

4. Device according to claim 2, characterized in that the first and the second antenna (2, 4) are placed in an electrically insulating holder (6).

5. Device according to claim 4, characterized in that the antennas (2, 4) and the electrically insulating holder (6) are located in an enclosure (8).

6. Device according to claim 5, characterized in that the enclosure (8) is located under a drilling device's V-belt (16).

7. Device according to claim 2, characterized in that a necessary, connected control system is programmed to avoid double reading of the mark (24) in the antennas (2, 4).