DE102010018383A1

DE102010018383A1 - Drilling or production pipe linkage

Info

Publication number: DE102010018383A1
Application number: DE102010018383A
Authority: DE
Inventors: Josef Grotendorst
Original assignee: EE TECHNOLOGIE GmbH
Current assignee: GEOXTEC GMBH, DE
Priority date: 2010-04-26
Filing date: 2010-04-26
Publication date: 2011-10-27
Also published as: WO2011134636A3; EP2564013A2; WO2011134636A2

Abstract

Rohrelement für ein Bohr- oder Förderrohrgestänge, mit einem Außenrohr aus elektrisch leitfähigem Material, gekennzeichnet durch einen durch das Außenrohr hindurchgeführten elektrischen Leiter, der gegenüber dem Außenrohr elektrisch isoliert ist.Pipe element for a drill pipe or production pipe string, with an outer pipe made of electrically conductive material, characterized by an electrical conductor which is passed through the outer pipe and is electrically insulated from the outer pipe.

Description

Die Erfindung betrifft ein Rohrelement für ein Bohr- oder Förderrohrgestänge, mit einem Außenrohr aus elektrisch leitfähigem Material. Außerdem betrifft die Erfindung ein Bohr- oder Fördervorrichtung, mit einer Mehrzahl von zu einem Gestänge verbundenen Rohrelementen.The invention relates to a pipe element for a drilling or production pipe string, with an outer tube made of electrically conductive material. Moreover, the invention relates to a drilling or conveying device, with a plurality of pipe elements connected to a linkage.

Tiefbohrungen werden mit derartigen Rohrelementen bzw. Gestängen durchgeführt, um z. B. Gas-, Wasser- oder Erdölhorizonte zu erschließen. Technische Probleme bereitet das genaue Auffinden und Erreichen eines bestimmten Horizonts mit dem Bohrgestänge. Problematisch ist außerdem die fortlaufende Überwachung des Zustands des Bohrlochs und der Qualität des zu gewinnenden Rohstoffes während der Förderung.Deep holes are performed with such pipe elements or poles to z. B. gas, water or petroleum horizons. Technical problems are the exact finding and reaching of a certain horizon with the drill string. Another problem is the continuous monitoring of the status of the well and the quality of the raw material to be extracted during production.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Bohr- oder Förderrohrgestänge bereitzustellen, das eine elektrische Energieversorgung von in das Gestänge eingegliederten elektrisch betriebenen Einrichtungen und eine Datenübertragung zwischen über und unter Tage ermöglicht.The object of the invention is to provide a drilling or production pipe string, which allows an electrical power supply of incorporated into the linkage electrically operated facilities and data transmission between above and below ground.

Diese Aufgabe wird durch ein Rohrelement nach Anspruch 1 und durch eine Bohr- oder Fördervorrichtung nach Anspruch 8 gelöst.This object is achieved by a tubular element according to claim 1 and by a drilling or conveying device according to claim 8.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Rohrelement, das für ein Bohr- oder auch für ein Förderrohrgestänge vorgesehen sein kann, weist ein Außenrohr aus elektrisch leitfähigem Material auf. Durch das Außenrohr ist ein elektrischer Leiter geführt, der gegenüber dem Außenrohr elektrisch isoliert ist. Dieser elektrische Leiter dient zur elektrischen Energieversorgung von in das Gestänge eingegliederten elektrisch betriebenen Einrichtungen und zur Datenübertragung zwischen über und unter Tage über einen aus gleichartigen Rohrelementen zusammengesetztes Gestänge. Bevorzugt ist der elektrische Leiter ein Innenrohr aus elektrisch leitfähigem Material, wobei das Innenrohr zu dem Außenrohr konzentrisch angeordnet ist, mit einem ringspaltförmigen Hohlraum zwischen Innenrohr und Außenrohr. Über Innen- und Außenrohr ist eine zweipolige Energie- und/oder Datenübertragung möglich. Das Innenrohr ist über den ringspaltförmigen Hohlraum von dem Außenrohr getrennt. Über den größten Teil der Längserstreckung des Rohrelements bilden Außen- und Innenrohr keinen Verbund. Die von dem Gestänge aufzunehmenden mechanischen Belastungen können somit im Wesentlichen von dem Außenrohr getragen werden. Das Innenrohr hat keine mechanisch tragende Funktion. Außerdem sorgt der ringspaltförmige Hohlraum, der gegenüber der Umgebung und gegenüber dem Rohrinneren abgedichtet sein sollte, für einen geringen elektrischen Wellenwiderstand, was positiv für die Datenübertragung (beispielweise nach dem Trägerfrequenzprinzip) über große Distanzen ist. Die Spaltbreite des ringspaltförmigen Hohlraums sollte wenigstens 1 mm, vorzugsweise wenigstens 5 mm, höchst bevorzugt wenigstens 1 cm betragen. Das Innenrohr kann an dem Außenrohr zumindest in dessen gegenüberliegenden Endbereichen fixiert sein.The pipe element according to the invention, which may be provided for a drilling or for a conveyor pipe string, has an outer tube made of electrically conductive material. Through the outer tube, an electrical conductor is guided, which is electrically insulated from the outer tube. This electrical conductor is used for electrical power supply of incorporated into the linkage electrically operated devices and for data transmission between above and below ground via a composite of similar pipe elements linkage. Preferably, the electrical conductor is an inner tube of electrically conductive material, wherein the inner tube is arranged concentrically to the outer tube, with an annular gap-shaped cavity between the inner tube and outer tube. About inner and outer tube a bipolar energy and / or data transmission is possible. The inner tube is separated from the outer tube via the annular gap-shaped cavity. Over the greater part of the longitudinal extent of the tubular element outer and inner tube form no bond. The mechanical loads to be absorbed by the linkage can thus be carried substantially by the outer tube. The inner tube has no mechanical bearing function. In addition, the annular gap-shaped cavity, which should be sealed from the environment and from the inside of the tube, ensures low electrical characteristic impedance, which is positive for the data transmission (for example according to the carrier frequency principle) over long distances. The gap width of the annular gap-shaped cavity should be at least 1 mm, preferably at least 5 mm, most preferably at least 1 cm. The inner tube may be fixed to the outer tube at least in its opposite end regions.

Wie ein übliches Rohrelement für ein Bohr- oder Förderrohr kann das Außenrohr an seinen Enden Gewindeanschlüsse aufweist, über welche gleichartige Rohrelemente miteinander lösbar verbindbar sind. Im Bereich dieser Gewindeanschlüsse können Elektroden angeordnet sein, die einen elektrischen Kontakt zwischen den elektrischen Leitern miteinander verbundener gleichartiger Rohrelemente herstellen. Die Elektroden können z. B. als zur Längsmittelachse des Rohrelements konzentrische Ringelektroden ausgebildet sein. Das Innenrohr sollte zumindest an seiner Innenseite eine Beschichtung aus elektrisch Isolierendem Material aufweist, damit das Rohrinnere von Fluid (z. B. Wasser, Gas, Erdöl, Bohrspülung) durchströmt werden kann.Like a conventional tubular element for a drilling or production pipe, the outer pipe can have threaded connections at its ends, via which similar pipe elements can be detachably connected to one another. In the region of these threaded connections, electrodes can be arranged which produce an electrical contact between the electrical conductors of interconnected similar tube elements. The electrodes can z. B. be formed as concentric to the longitudinal central axis of the tubular element ring electrodes. The inner tube should have at least on its inner side a coating of electrically insulating material, so that the tube interior can be traversed by fluid (eg water, gas, petroleum, drilling mud).

Die Erfindung wird anhand der in den beiliegenden Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to the embodiments shown in the accompanying figures. Showing:

1a: einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Rohrelement, 1a FIG. 2: a cross section through a pipe element according to the invention, FIG.

1b: eine Draufsicht auf die endseitige Stirnfläche des in 1 gezeigten Rohrelementes, 1b : a plan view of the end face of the in 1 shown pipe element,

2: einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Rohrelement im Bereich eines ersten endseitigen Gewindeanschlusses mit konischem Außengewinde, 2 FIG. 2: a longitudinal section through a pipe element according to the invention in the region of a first end-side threaded connection with conical external thread, FIG.

3: einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Rohrelement im Bereich eines ersten endseitigen Gewindeanschlusses mit konischem Außengewinde, 3 FIG. 2: a longitudinal section through a pipe element according to the invention in the region of a first end-side threaded connection with conical external thread, FIG.

4: schematisch eine erfindungsgemäße Bohrvorrichtung mit zweipoliger Energie- und Datenübertragung über das Bohrgestänge, 4 FIG. 2 schematically shows a drilling device according to the invention with two-pole energy and data transmission via the drill pipe, FIG.

5: schematisch einen endseitig an dem Gestänge angeordneten, elektrisch angetriebenen Bohrmeißel, 5 FIG. 2 schematically shows an electrically driven drill bit arranged at the end of the linkage, FIG.

6: schematisch einen endseitig an dem Gestänge angeordneten, elektrisch angetriebenen Richtbohrmeißel, 6 FIG. 2 schematically shows an electrically driven directional drill bit arranged on the end of the linkage, FIG.

7: schematisch eine in das Gestänge eingegliederte Trennvorrichtung, und 7 schematically a device incorporated into the linkage separation device, and

8: schematisch eine in das Gestänge eingegliederte Messvorrichtung. 8th schematically a device incorporated into the linkage measuring device.

1 bis 3 zeigen ein Bohrrohr mit so genanntem API-Gewindeanschluss, wobei das Innenrohr 4 im Bereich der Gewindeanschlüsse (Muffe/Zapfen) durch Lagerbuchsen 9 zentriert eingepasst ist. Zwischen Außenrohr 1 und Innenrohr 4 verbleibt im Wesentlichen über die gesamte Längserstreckung ein ringspaltförmiger Hohlraum 2, der mit Luft gefüllt und gegenüber der Umgebung und gegenüber dem Rohrinneren abgedichtet ist. Der vorzugsweise mehrere Millimeter breite Ringspalt 2 sorgt für einen geringen Wellenwiderstand, was die Datenübertragung im Wege der Trägerfrequenztechnik auch über einen mehrere Kilometer langen Bohrstrang möglich macht. Falls die einzelnen Rohrelemente z. B. länger als 3 Meter sind, können zwischen Außen- 1 und Innenrohr 4 zusätzliche Stützkörper aus elektrisch nicht leitendem Material vorgesehen sein. Die Lagerbuchsen 9 sind an ihren Außenseiten mit einem nicht leitenden und vorzugsweise hoch temperaturbeständigen (> 350°C) Kunststoff 3 beschichtet. Auf seiner Innenseite weist das Innenrohr 4 eine vorzugsweise hoch temperaturbeständige Verschleiß-, Korrosionsschutz- und Isolationsschicht 5 aus Kunststoff auf. Die Lagerbuchsen 9 können an den gegenüberliegenden Enden des Innenrohres 4 aufgeschrumpft sein. Die Lagerbuchsen 9 sind an ihrer Innenseite und das Innenrohr ist an seiner Außenseite unbeschichtet, so dass sie nach dem Aufschrumpfen eine elektrische Einheit bilden. Da das Innenrohr 4 nur im Bereich der Lagerbuchsen 9 an dem Außenrohr 1 fixiert ist, ist sichergestellt, dass alle von außen einwirkenden Kräfte (Drehmomente, Zug, Schub, Scherung) vom Außenrohr 1 aufgenommen werden. Die dargestellte Konfiguration erlaubt eine zweipolige Übertragung von Wechsel- oder Gleichspannungen im Bereich von 1–1000 Volt sowie eine bidirektionale Datenübertragung mit bis zu 1000 kBit/s. 1b zeigt zudem, dass das Rohrelement an diesem Ende eine Hochdruckdichtung 7, insbesondere Teflondichtung, und eine Elektrode 6 angeordnet sind. 2 zeigt ein konisches Außengewinde 8 an dem einen Ende des Rohrelementes und eine Elektrode 6 in Form einer axial federbelasteten Ringelektrode. 3 zeigt ein konisches Innengewinde 11 an dem anderen Ende des Rohrelementes. 1 to 3 show a drill pipe with so-called API threaded connection, the inner tube 4 in the area of the threaded connections (sleeve / pin) through bushings 9 centered fitted. Between outer tube 1 and inner tube 4 Essentially, an annular gap-shaped cavity remains over the entire longitudinal extent 2 , which is filled with air and sealed against the environment and against the pipe interior. The preferably several millimeters wide annular gap 2 provides a low characteristic impedance, which makes the data transmission by means of the carrier frequency technology over a several kilometers long drill string possible. If the individual pipe elements z. Longer than 3 meters, you can choose between 1 and inner tube 4 be provided additional support body of electrically non-conductive material. The bearing bushes 9 are on their outsides with a non-conductive and preferably high temperature resistant (> 350 ° C) plastic 3 coated. On its inside shows the inner tube 4 a preferably high temperature resistant wear, corrosion protection and insulation layer 5 made of plastic. The bearing bushes 9 can be at the opposite ends of the inner tube 4 shrunk down. The bearing bushes 9 are on their inside and the inner tube is uncoated on its outside, so that they form an electrical unit after shrinking. Because the inner tube 4 only in the area of the bearing bushes 9 on the outer tube 1 is fixed, it is ensured that all externally acting forces (torques, train, thrust, shear) from the outer tube 1 be recorded. The configuration shown allows a two-pole transmission of AC or DC voltages in the range of 1-1000 volts and a bidirectional data transmission with up to 1000 kbit / s. 1b also shows that the pipe element at this end a high pressure seal 7 , in particular Teflon seal, and an electrode 6 are arranged. 2 shows a conical external thread 8th at the one end of the tubular element and an electrode 6 in the form of an axially spring-loaded ring electrode. 3 shows a conical internal thread 11 at the other end of the tubular element.

4 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Bohrvorrichtung mit zweipoliger Energie- und Datenübertragung über das Bohrgestänge 14. Die Innenrohre 4 des Bohrgestänges 14 bilden den Pluspol. Dieser wird über einen Schleifring 13 kontaktiert und steht mit einer Energieversorgungseinrichtung 16 (Energieversorgung: 6–1000 V, 0,001–200 kW) und einer Datenübertragungseinrichtung 15 (Datenübertragung: 1–1000 kBit/s) in elektrischer Verbindung. Das Außenrohr 1 bildet den Minuspol (Erdleitung). 4 zeigt den Antrieb 12 der Bohrvorrichtung. 4 schematically shows a drilling device according to the invention with two-pole power and data transmission via the drill pipe 14 , The inner tubes 4 of the drill string 14 form the positive pole. This is via a slip ring 13 contacted and communicates with a power supply device 16 (Power supply: 6-1000 V, 0.001-200 kW) and a data transmission device 15 (Data transmission: 1-1000 kBit / s) in electrical connection. The outer tube 1 forms the negative pole (earth line). 4 shows the drive 12 the drilling device.

Das erfindungsgemäße Bohrgestänge 14 kann mit jeder herkömmlichen Bohranlage genutzt werden. Mittels der Datenübertragungseinrichtung 15 werden Steuerbefehle vom übertägigen Leitstand der Bohranlage über das Bohrgestänge 14 an untertägige Einrichtungen des Bohrstrangs übertragen. Diese werden ebenfalls über das Bohrgestänge 14 mit elektrischer Energie versorgt. Somit ist eine weitgehend vollständige Automatisierung des Bohrvorgangs möglich.The drill pipe according to the invention 14 can be used with any conventional drilling rig. By means of the data transmission device 15 Control commands from the above-ground control center of the drilling rig on the drill pipe 14 transferred to underground facilities of the drill string. These are also over the drill pipe 14 supplied with electrical energy. Thus, a largely complete automation of the drilling process is possible.

An dem Gestänge 14 kann z. B. endseitig ein elektrisch angetriebener Bohrmeißel angeordnet sein, dessen Antrieb von der Energieversorgungseinrichtung über das Gestänge 14 mit elektrischer Energie versorgt wird. Dies ist schematisch in 5 gezeigt. Das in 5 gezeigte Rohrelement weist einen Zapfen 17 zur Verbindung mit dem Bohrmeißel und eine Muffe 19 zur Verbindung mit dem Gestänge 14 auf. In dem Rohrelement ist der Bohrmotor 18 (200 kW) zum Antreiben des Bohrmeißels angeordnet.At the linkage 14 can z. B. end an electrically driven drill bit to be arranged, the drive of the power supply device via the linkage 14 is supplied with electrical energy. This is schematically in 5 shown. This in 5 tube element shown has a pin 17 for connection to the drill bit and a sleeve 19 for connection to the linkage 14 on. In the pipe element is the drill motor 18 (200 kW) arranged to drive the drill bit.

An dem Gestänge 14 kann endseitig bei Bedarf ein Richtbohrmeißel, dessen Bohrrichtung mittels elektrischer Steuersignale steuerbar ist, wobei die Steuersignale von der Datenübertragungseinrichtung 15 über das Gestänge 14 an den Richtbohrmeißel übertragen werden. Dies ist schematisch in 6 gezeigt. Das dort gezeigte Rohrelement weist einen elektrischen Stellantrieb 20, einen Kreiselkompass 21 und eine Leistungselektronik 22 für den Stellantrieb auf.At the linkage 14 If necessary, a directional drill bit, the direction of drilling can be controlled by means of electrical control signals, the control signals from the data transmission device 15 over the linkage 14 be transferred to the directional drill bit. This is schematically in 6 shown. The pipe element shown there has an electric actuator 20 , a gyrocompass 21 and power electronics 22 for the actuator on.

Weiterhin kann entsprechend 7 in das aus erfindungsgemäßen Rohrelementen zusammengesetzte Gestänge 14 eine Trennvorrichtung eingegliedert sein, die ein Trennmittelbehältnis 23 aufweist, wobei aus dem Trennmittelbehältnis auf ein von der Datenübertragungseinrichtung 15 über das Gestänge 14 an die Trennvorrichtung übertragbares elektrisches Steuersignal hin ein Trennmittel über das Ventil 25 in ein Bohrloch freisetzbar ist. Nach dem Freisetzen sinkt das Trennmittel, bei dem es sich um ein Granulat geeigneter Körnung handeln kann, auf die Bohrlochsohle ab. Nach dem Stillstand der Bohrspülung sinken Schwebeteilchen, die Bestandteile der Spülung sind, auf die Oberseite des auf die Bohrsohle abgesunkenen Trennmittels ab, wodurch der Ringraum oberhalb der Trennvorrichtung innerhalb des Bohrlochs von dem Ringraum darunter dichtend abgeteilt wird. Danach ist eine Verprobung des Mediums im Bereich der Bohrlochsohle möglich, während das Bohrgestänge 14 im Bohrloch verbleibt. Die Trennvorrichtung kann einen mittels eines weiteren Steuersignals aktivierbaren Elektromagneten 24 umfassen, dessen Magnetfeld eine Rückführung des aus magnetischen Partikeln bestehenden Trennmittels aus dem Bohrloch in das Trennmittelbehältnis 23 bewirkt. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, das Trennmittel nach erfolgter Verprobung des Mediums wieder in das Trennmittelbehältnis 23 aufzunehmen, ggf. mit Unterstützung der hierzu wieder in Gang gesetzten Bohrspülung. Danach kann die Bohrung fortgesetzt werden. Die Steuerung und Energieversorgung der Trennvorrichtung erfolgt über das erfindungsgemäße Gestänge 14.Furthermore, accordingly 7 in the assembled from tubular elements according to the invention rods 14 a separating device incorporated, which is a separating agent container 23 wherein, from the separating agent container to one of the data transmission device 15 over the linkage 14 to the separator transferable electrical control signal out a release agent through the valve 25 can be released into a borehole. After release, the release agent, which may be granules of suitable size, sinks to the bottom of the wellbore. After the drilling fluid is stopped, suspended particles that are components of the mud sink onto the top of the release agent sunken onto the bore, thereby sealing off the annulus above the separator within the bore from the annulus below. Thereafter, a testing of the medium in the area of the bottom hole is possible while the drill pipe 14 remains in the borehole. The separation device can be activated by means of another control signal electromagnet 24 whose magnetic field comprises a return of the separating particles consisting of magnetic particles from the borehole into the separating agent container 23 causes. This configuration makes it possible, the release agent after the verification of the medium back into the release agent container 23 if necessary with the support of the drilling fluid, which has been put into operation again. Thereafter, the drilling can be continued. The control and power supply of the separator takes place via the linkage according to the invention 14 ,

Schließlich kann entsprechend 8 in das Gestänge 14 der erfindungsgemäßen Bohr- oder Fördervorrichtung eine Messvorrichtung eingegliedert sein, die wenigstens einen Sensor 26 bis 29 zur Erfassung von Messsignalen aufweist, wobei der Sensor mit den elektrischen Leitungspolen des Gestänges 14 in der Weise verbunden ist, dass die Messsignale über das Gestänge 14 an die Datenübertragungseinrichtung 15 übertragbar sind. Das in 8 gezeigte Rohrelement in Form einer Messvorrichtung weist einen Sensor 26 für magnetische Gebirgserfassung, Sensoren 27 für den Bohrstrang, Sensoren 28 für den den Bohrstrang umgebenden Ringraum und Sensoren 29 für ein Gebirge auf.Finally, it can be done accordingly 8th in the linkage 14 the drilling or conveying device according to the invention, a measuring device be incorporated, the at least one sensor 26 to 29 for detecting measurement signals, wherein the sensor with the electrical conduction poles of the linkage 14 connected in such a way that the measurement signals through the linkage 14 to the data transmission device 15 are transferable. This in 8th shown tube element in the form of a measuring device has a sensor 26 for magnetic mountain detection, sensors 27 for the drill string, sensors 28 for the annulus surrounding the drill string and sensors 29 up for a mountain.

Prinzipiell besteht die Möglichkeit, im Inneren der Messvorrichtung jegliche Art von Messsensorik mit zugehöriger Elektronik unterzubringen. Die Sensorik und Elektronikkomponenten können auf einer geeigneten Montageplatte montiert werden, die mittels eines steuerbaren hydraulischen Dämpfersystems in Ruhe gehalten wird. Die Sensoren können Qualitäts- und Quantitätssensoren sein, die zur Überwachung der Spülung sowie des Bohrlochringraum genutzt werden. Die gewonnenen Daten können über das Bohrgestänge 14 erfindungsgemäß im Millisekundentakt nach über Tage übertragen werden. Im Gehäuse der Messvorrichtung können (austauschbare) druckfeste Sichtfenster für optische Messsensoren eingebaut werden.In principle, it is possible to accommodate any type of measuring sensor system with associated electronics in the interior of the measuring device. The sensors and electronic components can be mounted on a suitable mounting plate, which is kept at rest by means of a controllable hydraulic damper system. The sensors can be quality and quantity sensors used to monitor the flush and well annulus. The data obtained can be transmitted via the drill string 14 According to the invention be transferred to the millisecond after days. In the housing of the measuring device (replaceable) pressure-resistant viewing window for optical measuring sensors can be installed.

Zur Eingliederung in den erfindungsgemäßen Bohr- oder Förderstrang (über die Gewindeanschlüsse der Rohrelemente) eignet sich ein standardisiertes Modul, das in seinem Inneren eine Kapsel zum Einbau beliebiger Sensoren oder anderer Einrichtungen aufweist. Der Durchlass für die Bohrspülung bzw. für den zu fördernden Rohstoff kann im Eingangsbereich des Moduls nach Außen in einen ringspaltförmigen Kanal zwischen Kapselaußenwand und Innenwand des Modulgehäuses umgeleitet werden. Die Kapsel kann auf diese Weise ausreichend groß dimensioniert werden, um beliebige Komponenten einzubauen, ohne die Bohr- oder Förderfunktionalität einzuschränken. Am Ausgang des Moduls wird die Spülung bzw. das zu fördernde Medium wieder zurück nach Innen geleitet, und zwar in das Innenrohr 4 des Gestänges 14. Die Kapsel ist zum Betrieb der darin eingebauten Komponenten mit den elektrischen Leitungspolen des Bohrstrangs verbunden. Das Modul kann mit geeigneten Messeinbauten genutzt werden, um fortlaufend Qualitäts- und Quantitätsmessungen im Bohrlochringraum und im Inneren des Bohr- oder Fördergestänges 14 durchzuführen. Die Messdaten und die Steuersignale werden über den Bohrstrang erfindungsgemäß nach über Tage bidirektional übertragen. Die Kapsel des Moduls sollte an der Außenseite mit einer thermisch isolierenden und gegen Verschleiß und Korrosion schützenden Beschichtung versehen sein. Aufgrund der hohen Temperaturen im Bohrloch sollte in die Kapsel ein Kühlaggregat integriert sein, das eine für den Betrieb der in die Kapsel eingebauten elektrischen und elektronischen Komponenten geeignete Temperatur erzeugt. Das Kühlaggregat kann elektrisch betrieben sein, wobei die Energieversorgung erfindungsgemäß über den Bohrstrang erfolgt. Wichtig ist, dass sich das Modul elektrisch wie der übrige Bohrstrang verhält. Die beiden Pole der Energie- und Datenübertragung sind vom Eingang zum Ausgang des Moduls durchgeschleift und der Wellenwiderstand ist mit demjenigen des übrigen Bohrstrangs identisch. Auf diese Weise können ein oder mehrere Module an beliebiger Stelle in den Bohrstrang eingegliedert werden.For incorporation into the drilling or production line according to the invention (via the threaded connections of the tubular elements) is a standardized module, which has in its interior a capsule for installation of any sensors or other devices. The passage for the drilling fluid or for the raw material to be conveyed can be diverted in the entrance area of the module to the outside in an annular gap-shaped channel between capsule outer wall and inner wall of the module housing. The capsule can thus be dimensioned sufficiently large to install any components without restricting the drilling or conveying functionality. At the outlet of the module, the flushing or the medium to be conveyed is conducted back inside, in the inner tube 4 of the linkage 14 , The capsule is connected to the operation of the components installed therein with the electrical conduction poles of the drill string. The module can be used with appropriate gauges to continuously measure quality and quantity in the well annulus and inside the drilling or production string 14 perform. The measured data and the control signals are transmitted bidirectionally over the drill string according to the invention after days. The capsule of the module should be provided on the outside with a thermally insulating and anti-wear and corrosion protective coating. Due to the high temperatures in the wellbore should be integrated into the capsule, a cooling unit that generates a suitable for the operation of the built-in capsule electrical and electronic components temperature. The cooling unit can be operated electrically, wherein the energy supply according to the invention takes place via the drill string. It is important that the module behaves electrically like the rest of the drill string. The two poles of the power and data transmission are looped from the input to the output of the module and the characteristic impedance is identical to that of the rest of the drill string. In this way, one or more modules can be incorporated anywhere in the drill string.

Das erfindungsgemäße Gestänge 14 kann vorteilhaft für eine Förderleitung (,Production Pipe') zur Förderung von Wasser, Gas oder Erdöl genutzt werden. Die Möglichkeit der Integration von Messsensorik in das Gestänge 14 und der Datenübertragung nach über Tage kann vorteilhaft genutzt werden, um seismische Daten aufzunehmen. Ein geeigneter seismischer Sensor (Beschleunigungssensor, Geophon) kann im Bereich der Bohrsohle in den Förderstrang integriert sein, um von dort seismische Daten permanent nach über Tage zu übermitteln. Von dort können die Daten weiter (z. B. per Internet) an zentrale Überwachungseinrichtungen übertragen werden.The linkage according to the invention 14 can be used advantageously for a production line for the production of water, gas or oil. The possibility of integration of measuring sensors into the linkage 14 and over-the-day data transmission can be used to advantage to receive seismic data. A suitable seismic sensor (acceleration sensor, geophone) can be integrated into the production line in the area of the drill hole in order to transmit seismic data permanently from there to above ground. From there, the data can be transmitted further (eg via the Internet) to central monitoring devices.

Claims

Pipe element for a drilling or conveying pipe linkage, with an outer tube of electrically conductive material, characterized by an electrical conductor passed through the outer tube, which is electrically insulated from the outer tube.

Pipe element according to claim 1, characterized in that the electrical conductor is an inner tube made of electrically conductive material, wherein the inner tube is arranged concentrically to the outer tube, with an annular gap-shaped cavity between the inner tube and outer tube.

Pipe element according to claim 2, characterized in that the gap width of the annular gap-shaped cavity is at least 1 mm, preferably at least 5 mm, most preferably at least 1 cm.

Pipe element according to claim 2 or 3, characterized in that the inner tube is fixed to the outer tube at least in its opposite end regions.

Pipe element according to one of claims 1 to 3, characterized in that the outer tube has threaded connections at its ends, via which similar pipe elements are detachably connectable to each other.

Pipe element according to claim 4, characterized in that electrodes are arranged in the region of the threaded connections, which produce an electrical contact between the electrical conductors of interconnected similar pipe elements.

Pipe element according to claim 5, characterized in that the electrodes are formed as concentric to the longitudinal central axis of the tubular element ring electrodes.

Pipe element according to one of claims 2 to 6, characterized in that the inner tube has at least on its inner side a coating of electrically insulating material.

Drilling or conveying device, comprising a plurality of pipe elements connected to a linkage according to one of claims 1 to 7, characterized by a power supply and / or data transmission device for bipolar energy and / or data transmission via the linkage, wherein an electrical pole through the electric Ladder and the other electrical pole is formed by the outer tubes of the tubular elements.

Apparatus according to claim 8, characterized in that the power supply and / or data transmission means is connected via slip ring contacts with the electrical conductor and the outer tube of at least one of the tubular elements of the linkage.

Apparatus according to claim 8 or 9, characterized in that the data transmission device operates according to the carrier frequency method, wherein the electrical lines formed by the electrical conductors and the outer tubes serve both for energy and for data transmission.

Apparatus according to claim 9 or 10, characterized by an end of the rod arranged on the electrically driven drill bit, the drive of which is supplied by the power supply device via the linkage with electrical energy.

Device according to one of Claims 9 to 11, characterized by a directional drill bit which is arranged at the end of the linkage and whose drilling direction can be controlled by means of electrical control signals, the control signals being transmitted by the data transmission device via the linkage to the directional drill bit.

Device according to one of claims 9 to 12, characterized in that in the linkage, a separation device is incorporated, which has a release agent container, wherein from the release agent container on a transferable from the data transmission device via the linkage to the separating device electrical control signal through a release agent in a borehole is releasable.

Apparatus according to claim 13, characterized in that the separating device comprises an activatable by means of a further control signal electromagnet, whose magnetic field causes a return of the magnetic particle separating means from the borehole in the separating agent container.

Device according to one of claims 9 to 14, characterized in that in the linkage, a measuring device is incorporated, which has at least one sensor for detecting measurement signals, wherein the measurement signals via the linkage to the data transmission device are transferable.

Apparatus according to claim 15, characterized in that the sensor is a seismic sensor.