BRPI0413246B1

BRPI0413246B1 - "método para operar uma ferramenta de resistividade eletromagnética, e, ferramenta de registro"

Info

Publication number: BRPI0413246B1
Application number: BRPI0413246-7A
Authority: BR
Inventors: T. Beste Randal; Bittar Michael; A. Golla Christopher
Original assignee: Halliburton Energy Services, Inc.
Priority date: 2003-08-05
Filing date: 2004-06-23
Publication date: 2018-01-16
Also published as: NO339515B1; BRPI0413246A; WO2005017558A3; EP1660916B1; US20050030035A1; NO20060646L; WO2005017558A2; CA2534560A1; CA2534560C; EP1660916A4; US7038455B2; EP1660916A2

Abstract

"método para operar uma ferramenta de resistividade eletromagnética, ferramenta de registro, e, montagem de fundo de furo". um método e sistema de operação de uma ferramenta de resistividade eletromagnética, em que pelo menos uma antena de transmissão da ferramenta é seletivamente operável em três ou mais freqüências ressonantes para melhor registro de resistividade de uma formação.

Description

(54) Título: MÉTODO PARA OPERAR UMA FERRAMENTA DE RESISTIVIDADE ELETROMAGNÉTICA, E, FERRAMENTA DE REGISTRO (51) lnt.CI.: G01V 3/08; G01V 3/12; G01V 3/18; G01V 3/26; G01V 3/30 (30) Prioridade Unionista: 05/08/2003 US 10/634,585 (73) Titular(es): HALLIBURTON ENERGY SERVICES, INC.

(72) Inventor(es): RANDAL T. BESTE; MICHAEL BITTAR; CHRISTOPHER A. GOLLA “MÉTODO PARA OPERAR UMA FERRAMENTA DE RESISTIVIDADE ELETROMAGNÉTICA, E, FERRAMENTA DE REGISTRO”

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Campo da Invenção

As formas de realização preferidas da presente invenção são dirigidas a ferramentas de ondas eletromagnéticas para registro-duranteperfuração (LWD), Mais particularmente, as formas de realização da invenção são dirigidas a ferramentas de rcsistividade de múltiplas frequências de LWD. Ainda mais particularmente, as formas de realização da invenção são dirigidas a ferramentas de rcsistividade de LWD onde pelo menos uma das antenas de transmissão pode operar em três ou mais frequências. Antecedentes da Invenção

Ferramentas de registro de cabo de perfuração podem ser usadas para coletar informação com respeito a formações de furo descendente. Uma de tal ferramenta de registro de cabo de perfuração c uma ferramenta de resistividade de indução para a determinação da resistividade da formação no furo descendente, A resistividade pode ser determinada em múltiplas profundidades de investigação, onde a profundidade de investigação em uma ferramenta de cabo de perfuração operando em uma baixa frequência (por exemplo, na proximidade de 20 quilo-Herz) é uma função do espaçamento entre cada transmissor e receptor ou pares de receptores. Para obter múltiplas profundidades de investigação em uma ferramenta de cabo de perfuração, múltiplos transmissores podem ser montados em uma ferramenta em locais espaçados a partir dos receptores.

Como a tecnologia avançou na exploração e recuperação dc hidrocarbonetos, é agora comum incluir uma ferramenta de LWD, capaz de executar medições de resistividade como parte da montagem de fundo do furo (BHA) de uma coluna de perfuração. As ferramentas de resistividade de LWD podem ter muitas similaridades com suas contrapartes de cabo de perfuração, as quais podem compreender múltiplos transmissores espaçados a partir de um par de receptores, o uso de propagação de ondas magnéticas como um sinal de interrogação, e a criação de perfis de resistividade. Todavia, a frequência de operação de uma ferramenta de LWD pode ser diferente daquela de uma ferramenta de cabo de perfuração. Por exemplo, muitas ferramentas de LWD podem operar em uma frequência de 2 mega-hertz. Foi descoberto na arte pertinente que a profundidade de investigação de uma ferramenta de resistividade de LWD pode também ser uma função da frequência da onda eletromagnética de interrogação, quando frequências mais elevadas são usadas. Assim, uma ferramenta de cabo de perfuração e uma ferramenta de LWD tendo o mesmo espaçamento entre os transmissores e receptores, por causa de diferenças em frequência, pode ter diferentes profundidades de investigação. Algumas ferramentas de LWD podem seletivamente usar diferentes frequências para ajustar as profundidades de investigação.

Embora alguns dispositivos da parte pertinente possam dedicar uma única antena para uso com cada frequência particular, alguns dispositivos da arte pertinente usam uma única antena para transmitir até duas frequências. A figura 1 ilustra um esquema elétrico para uma antena de transmissão operável ou ressonante a duas frequências. Em particular, a figura 1 ilustra uma antena de enlace 10, acoplada com capacitores 12 e 14, bem como um circuito de LC 16. O circuito de LC pode ser sintonizado de modo que, em uma primeira frequência operacional, o circuito de LC atua como uma alta impedância. Nesta situação, a indutância da antena 10 pode interagir apenas com a capacitância do capacitor 12, desta maneira operando em uma primeira frequência ressonante. Em uma segunda frequência de operação, o circuito de LC 16 pode ter uma impedância muito baixa. Nesta situação, a indutância da antena 10 pode interagir com a capacitância dos capacitores 12 e 14, e também a capacitância do circuito de LC, desta maneira operando em uma segunda frequência ressonante.

As ferramentas de LWD podem puxar energia a partir de baterias dentro da ferramenta. Os projetistas de ferramentas de LWD esforçam-se para minimizar o consumo de energia de modo a estender a vida da batería. Cada componente em um circuito eletrônico, tal como um circuito de LC, consume energia. Assim, os projetistas de ferramentas de LWD tentam evitar o uso de circuitos adicionais, os quais consumem energia da batería da ferramenta. Além disto, o espaço no interior do qual correm os fios de metal e circuitos são colocados em uma ferramenta de furo descendente é limitado. Estes fatores atuam contra um projetista de ferramentas de LWD aumentando a funcionalidade de antenas de transmissão por meio de adição de circuitos e componentes que consomem energia.

BREVE SUMÁRIO DE ALGUMAS FORMAS DE REALIZAÇÃO PREFERIDAS

Os problemas notados acima são solucionados em grande parte por meio de um método e sistema correlacionado de uma ferramenta de resistividade de onda eletromagnética. Uma forma de realização exemplificativa é um método que compreende operar uma ferramenta de registro em um furo de sondagem (a ferramenta de registro tendo uma antena de transmissão), transmitir a partir da antena de transmissão uma onda eletromagnética tendo uma primeira frequência, transmitir uma onda eletromagnética tendo uma segunda frequência; transmitir uma onda eletromagnética tendo uma terceira frequência.

Um outro aspecto exemplificativo pode ser uma ferramenta de registro compreendendo um corpo de ferramenta adaptado para uso em um furo de sondagem, uma antena de recepção disposta no corpo de ferramenta, e uma antena de transmissão disposta no corpo de ferramenta em um local espaçado a partir da antena de recepção. A antena de transmissão pode ser selecionada em que a antena de transmissão é seletivamente operável em três ou mais frequências ressonantes para transmissão de ondas eletromagnéticas ou radiação eletromagnética.

Ainda, uma outra forma de realização alternativa pode ser uma montagem de fundo de furo compreendendo uma broca de perfuração, um motor de lodo, operativamente acoplado com a broca de perfuração, e uma ferramenta de registro acoplada com o motor de lodo. A ferramenta de registro pode compreender um corpo de ferramenta, uma pluralidade de antenas de recepção dispostas em um corpo de ferramenta, e uma pluralidade de antenas de transmissão dispostas no corpo de ferramenta em locais espaçados um do outro e das antenas de recepção. Cada antena de transmissão pode ser seletivamente operável na mais elevada do que duas frequências ressonantes para transmissão de ondas eletromagnéticas ou radiação eletromagnética.

Os dispositivos e métodos revelados compreendem uma combinação de características e vantagens que permitem que eles superem as deficiências dos dispositivos da arte anterior. As várias características acima descritas, bem como outras características, ficarão imediatamente aparentes para aqueles especializados na arte quando da leitura da seguinte descrição detalhada, e pela referência aos desenhos acompanhantes.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Para uma descrição das formas de realização preferidas da invenção, referência será agora feita aos desenhos acompanhantes, nos quais:

A figura 1 ilustra um circuito da arte pertinente para sintonização de uma antena de transmissão;

A figura 2 ilustra uma ferramenta de registro disposta no interior de um fundo do furo de acordo com formas de realização da invenção;

A figura 3 ilustra um esquema exemplificativo das antenas de transmissão e recepção de uma ferramenta de resistividade de onda eletromagnética de acordo com formas de realização da invenção;

A figura 4 ilustra um circuito de sintonização de antena de acordo com formas de realização da invenção;

A figura 5A ilustra um eficaz circuito do sistema da figura 4 de acordo com formas de realização da invenção;

A figura 5B ilustra um eficaz circuito da figura 4 de acordo com formas de realização da invenção; e

A figura 5C ilustra um eficaz circuito da figura 4 de acordo com formas de realização da invenção.

NOTAÇÃO E NOMENCLATURA

Certos termos são usados em toda a descrição que segue e nas reivindicações para se referirem a particulares componentes do sistema. Este documento não pretende distinguir entre componentes que diferem em nome, mas não em função.

Na discussão que segue e nas reivindicações, os termos incluindo e compreendendo são usados de uma forma aberta, e desta maneira devem ser interpretados para significar incluindo, mas não limitado a.... Também, o termo acoplar ou acopla-se pretende significar ou uma conexão direta ou indireta. Desta maneira, se um primeiro dispositivo acoplase com um segundo dispositivo, esta conexão pode ser através de uma conexão direta, ou através de uma conexão indireta através de outros dispositivos e conexões.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO PREFERIDAS

A figura 2 ilustra uma vista de seção transversal em elevação de uma ferramenta de registro 20 disposta no interior de um furo de sondagem 2 de acordo com pelo menos algumas formas de realização da invenção, a ferramenta de registro 20 pode ser parte de uma montagem de fundo de furo (BHA) 24 de uma coluna de perfuração; todavia, os sistemas e métodos descritos aqui são igualmente aplicáveis em dispositivos de cabo de perfuração. Em adição à montagem de fundo de furo 4 tendo a ferramenta de registro 20, a BHA 24 pode também compreender um ou mais dispositivos de registro-durante-perfuração (LWD) ou de medição-durante-perfuração (MWI) 26. A BHA 24 pode também compreender uma broca de perfuração 28, possivelmente acoplada com um motor de furo descendente 30. Quando a BHA 24 perfura através da formação envolvente, a ferramenta de resistividade 20 pode fazer medições de resistividade da formação envolvente.

A ferramenta de resistividade 20 construída de acordo com as formas de realização da invenção pode fazer determinações de resistividade em múltiplas profundidades de investigação. Esta ferramenta de resistividade 20 pode compreender uma pluralidade de antenas de recepção 32 medianamente dispostas em relação operacional com relação a uma pluralidade de antenas de transmissão. De acordo com formas de realização da invenção, seis antenas de transmissão podem ser usadas, compreendendo um grupo de três antenas de transmissão 34 em um primeiro lado das antenas de recepção 32, e um grupo de três antenas de transmissão 36 em um segundo lado das antenas de recepção 32. Embora as preferidas formas de realização possam compreender três antenas de recepção e um total de seis antenas de transmissão, qualquer número de antenas de recepção e transmissão pode ser usado. A ferramenta de resistividade 20 de acordo com formas de realização da invenção controla as profundidades de investigação, nas quais medições de resistividade são feitas, pelo menos por alguma extensão, por meio de uso seletivo de transmissores com espaçamento variável.

A figura 3 ilustra em maior detalhe a ferramenta de resistividade 20 construída de acordo com formas de realização da invenção. Embora uma ou mais antenas de recepção possam ser usadas, a ferramenta de resistividade construída de acordo com formas de realização da invenção pode ter três antenas de recepção 38, 40, e 42. As antenas de recepção 38, 40 e 49 podem, cada, compreender um ou mais enlaces de fio de metal decorrendo ao longo da circunferência do corpo de ferramenta 21. Em pelo menos algumas formas de realização, o espaçamento entre as antenas de recepção pode ser 20,32 cm (oito polegadas), embora qualquer adequado espaçamento possa ser usado. Cada antena de recepção pode acoplar-se com um circuito de recepção (não especificamente mostrado) o qual, em combinação com as antenas de recepção, detecta ondas eletromagnéticas ou radiação eletromagnética. Com base em uma ou ambas das amplitude e fase de sinais eletromagnéticos recebidos, a ferramenta de LWD 20 pode ser capaz de determinar a resistividade das formações envolventes.

Formas de realização da ferramenta de resistividade 20 podem também compreender um total de seis antenas de transmissão, com três daquelas antenas de transmissão 44, 46 e 48 em um primeiro lado das antenas de recepção, e três das antenas de transmissão 50, 5, e 54 em um segundo lado das antenas de recepção. De acordo com pelo menos algumas formas de realização da invenção, a antena de transmissão 48 pode estar a 30,48 cm (doze polegadas) a partir da antena de recepção 38, a antena de transmissão 46 pode estar a 40,64 cm (dezesseis polegadas) a partir da antena de transmissão 48, e a antena de transmissão 44 pode estar a 40,64 cm (dezesseis polegadas) a partir da antena de transmissão 46. A antena de transmissão 54 pode estar a 10,16 cm (quatro polegadas) a partir da antena de recepção 42, a antena de transmissão 52 pode estar 40,64 cm (dezesseis polegadas) a partir da antena de transmissão 54, e a antena de transmissão 50 pode estar 40,64 cm (dezesseis polegadas) a partir antena de transmissão 552. Embora estes sejam os espaçamentos preferidos, outros espaçamentos podem ser equivalentemente usados.

De acordo com formas de realização da invenção, cada uma das antenas de transmissão pode ser seletivamente sintonizada para transmitir sinais eletromagnéticos ou ondas tendo uma de três ou mais frequências selecionadas. Desta maneira, embora as profundidades de investigação da ferramenta 20 possam ser controladas por alguma extensão por meio de espaçamento entre as antenas de recepção e transmissão, as profundidades de investigação podem também ser controladas por meio de seleção de uma apropriada frequência. De acordo com formas de realização da invenção, cada antena de transmissão pode ser sintonizada para transmitir ondas eletromagnéticas tendo uma frequência sendo uma de 2 mega-Hertz, 500 quilo-Hertz ou 250 quilo-Hertz. Embora estas três frequências sejam preferidas, diferentes frequências, e uma maior seleção de frequências, podem também ser usadas.

A figura 4 ilustra um circuito de antena 60, acoplado com enrolamentos de antena 62, 64 de acordo com formas de realização da invenção. Como será discutido mais completamente abaixo, os enrolamentos de antena 62, 64 podem ser operados em série ou em paralelo, dependendo da particular sintonização desejada. A combinação do enrolamento de antena 62, 64 pode ser qualquer das antenas de transmissão 44, 46, 48, 50, 52 e/ou 54. De acordo com formas de realização da invenção, cada um dos enrolamentos de antena 62, 64 compreende quatro voltas de fio de metal dispostas em tomo da circunferência do corpo de ferramenta 21. O fio de metal pode, em algumas formas de realização, compreender fio magnético com bitola de vinte e quatro, com isolamento, um fio de metal magnético de alta temperatura, tal como pode ser disponível de MS Wire Industries. Todavia, outras bitolas de fio de metal e número diferente de voltas podem ser usados, dependendo da indutância desejada de cada um dos enrolamentos de antena (que pode ser uma função das frequências de operação dos enrolamentos de antena). O circuito de antena 60 também pode compreender uma pluralidade de relés ou comutadores. Na forma de realização exemplificativa ilustrada na figura 4, um primeiro comutador SW1 pode usar apenas um único conjunto de contatos, enquanto um segundo comutador SW2 pode usar dois conjuntos de contatos (designados Omo SW2A e SW2). Os comutadores usados de acordo com formas de realização da invenção podem ter múltiplas bobinas de ativação. Em particular, o comutador SW1 pode ter um conjunto de bobina 66 e uma bobina de reajuste 68. Igualmente, o comutador SW2 pode ter um conjunto de bobina 72 e uma bobina de reajuste 74. Na ilustração da figura 4, cada um dos contatos para os comutadores está mostrado como estando na posição de ajuste. Assim, o conjunto de bobinas para cada um dos SW1 e SW2 pode ser, ou pode ter sido, energizado para obter a posição de ajuste para cada um dos comutadores. Para mover os contatos para as posições de reajuste, um sinal pode ser aplicado às bobinas de reajuste 68, 74 do comutador SW1 e do comutador SW2, respectivamente. De acordo com formas de realização da invenção, cada um dos comutadores SW1 e SW1 pode ser relés de travamento magnético, de alta temperatura, com rejeito vertical duplo de pólos duplos. Os relés, tais como estes, podem ser disponíveis a partir de Teledyne Relays de Hawthome, Califórnia, possivelmente tendo a designação de série 422H; todavia, outros relés podem ser equivalentemente usados. Por causa do aspecto de tratamento dos relés preferidos, não precisa ser requerida energia para manter os contatos em qualquer particular configuração elétrica. Cada um dos circuitos eficazes, realizados com base em diferentes posições de contato para o comutador SW1 e o SW2, será agora discutido.

A figura 5A pode ilustrar o efetivo circuito realizado com os comutadores ilustrados na figura 4, em sua posição de ajuste. Nesta configuração, o enrolamento de antena 62 e o enrolamento de antena 64 podem ser operados em paralelo com o capacitor 66. De acordo com formas de realização da invenção, esta configuração pode ser usada quando um circuito de antena está difundindo uma onda eletromagnética de dois megaHertz. Em uma forma de realização exemplificativa, cada enrolamento de antena tendo quatro voltas de fio de metal de bitola 28, o capacitor 66 pode compreender aproximadamente 390 pico-Farads de capacitância para tomar o circuito total ressonante em aproximadamente dois mega-Hetz.

Com referência novamente brevemente à figura 4, considere, para finalidades de explicação, que a bobina de reajuste 74para o comutador SW2 foi ativada, desta maneira movendo os contatos para sua segunda posição ou posição de reajuste. A figura 5B pode ilustrar o efetivo circuito realizado com os contatos SW2 na posição de reajuste, e o contato SW1 ainda na posição de ajuste. Nesta configuração, o enrolamento de antena 62 pode estar em série com o enrolamento de antena 64. A combinação em série de enrolamento de antena 62 e 64 pode estar em paralelo com o capacitor 68. O capacitor 66 pode ser operado em paralelo somente com o enrolamento de antena 62. De acordo com formas de realização da invenção, o circuito ilustrado na figura 5B pode ser utilizado quando as antenas de transmissão estão operando em uma segunda frequência. Com indutância e capacitância para os enrolamentos de antena 62, 64 e capacitor 66, respectivamente, os mesmos como discutido com respeito à figura 5A, e com o capacitor 68 sendo de aproximadamente 2800 pico-Farads, o circuito ilustrado na figura 5B pode ressonar em aços 500 quilo-Hertz.

A figura 5C pode ilustrar o efetivo circuito elétrico com os contatos de ambos SW1 e SW2 em suas posições de reajuste (ver a figura 4). Neste caso, cada um dos capacitores em paralelo 68 e 70, com o capacitor 66 em paralelo com o enrolamento de antena 62, pode estar ativo dentro do circuito. O circuito ilustrado na figura 5C pode ser utilizado quando uma antena de transmissão está operando em uma terceira frequência. Com os mesmos valores para indutâncias e capacitâncias, descritos com respeito às figuras 5^a e 5B, e com o capacitor 7 sendo aproximadamente de 6700 picoFarads, o circuito da figura 5C pode ressonar em aproximadamente 250 quiloHerz.

Antes de descrever como os comutadores são controlados de acordo com estas formas de realização da invenção, deve ser entendido que as frequências de operação descritas (2 mega-Hertz, 500 quilo-Hertz e 250 quilo-Hertz) são meramente exemplificativas. Diferentes frequências poderiam ser usadas, e, deste modo, deferentes valores para as capacitâncias 66, 68 e 70, bem como diferentes valores para as indutâncias do enrolamento de antena 62, 64 podem ser usados. Ademais, apesar da figura 4 poder ser configurada somente para três frequências ressonantes, o circuito de antena pode ser configurado para se tomar ressonante em três ou mais frequências desejadas.

Com referência novamente à figura 4, quando da ativação da bobina de ajuste 66, o contato do comutador SW1 pode se mover para sua posição de ajuste (ilustrada pela posição S nos desenhos). Quando a bobina de reajuste 68 do comutador SW1 é ativada, o contato pode mover-se para sua posição de reajuste (indicada pela posição R nos desenhos). O comutador SW1 pode atuar, por conseguinte, com sua bobina de ajuste 72 (indicada pela posição R nos desenhos). O comutador SW2 pode atuar, correspondentemente, com sua bobina de ajuste 72 e bobina de reajuste 74. De acordo com formas de realização da invenção, todavia, cada bobina de ajuste 66 e 72 pode ser acoplada conjuntamente, e são igualmente acopladas com os enrolamentos de antena. Também, cada bobina de reajuste 68, 74 pode ser acoplada conjuntamente, e também pode ser acoplada com um segundo lado dos enrolamentos de antena. Para ser operacional, cada bobina de ajuste 66, 72 pode ativar uma diferente tensão na linha de sinal 78 com respeito à terra 76. Por exemplo, a bobina de ajuste 66 do SW1 pode ficar ativa, e, por conseguinte, mover os contatos para a posição de ajuste, quando uma tensão aplicada atingir um primeiro nível de tensão, por exemplo, 5 Volts de CC. Preferivelmente, a bobina de ajuste 72 para o SW2 fica ativa em uma diferente tensão, por exemplo, 12 Volts de CC. Da mesma maneira, com respeito à bobina de reajuste de cada um dos comutadores SW1 e SW2, estas bobinas preferivelmente ativam-se em deferentes tensões na linha de sinal 80 com respeito à terra 76. Por alguma extensão, as tensões nas quais as bobinas se ativam, desta maneira movendo-se para as posições de contato, podem ser controladas ou modificadas por meio da colocação de diodos Zener em série com as bobinas.

De acordo com formas de realização da invenção, os comutadores SW1 e SW2 podem ser relés de travamento. Assim, tensões de CC aplicadas nas linhas de sinal 78, 809 para ativar as bobinas podem somente ser momentaneamente aplicadas. Assim, energia de bateria pode não ser requerida uma vez quando os comutadores estão ajustados (ou reajustados). Em formas de realização alternativas onde os comutadores SW1 e SW2 não têm capacidade de travamento, a tensão de controle pode precisar ser continuamente aplicada.

Ainda com referência à figura 4, as bobinas de ajuste 66 e 72 podem acoplar-se a um primeiro lado dos enrolamentos de antena 62, 64. As bobinas de reajuste 68 e 74 podem acoplar-se a um segundo lado dos enrolamentos de antena 62, 64. De acordo com formas de realização da invenção, ambos os sinais de controle para os comutadores SW1 e SW2, com o sinal a ser aplicado aos enrolamentos de antena 62, 64, podem se propagar ao longo das linhas 78 e 80, conjuntamente. As tensões de controle que ativam as bobinas de ajuste e reajuste dos comutadores SW1 e SW2 podem ser tensões de CC, por contraste, os sinais que se propagam ao longo das linhas de sinal 78, 80 podem ser sinais de corrente alternada (CA). Os inventores da presente invenção verificaram que as bobinas de ajuste e reajuste para relés ativados por CC podem ter suficiente impedância para sinais de CA que eles atuam como um circuito aberto. Assim, os sinais de controle e sinais de energia a serem aplicados aos enrolamentos de antena 62, 64 podem coexistir nas linhas de sinal, sem interferência prejudicial. Um capacitor de bloqueio 81 pode prevenir que os sinais de controle de CC atinjam as bobinas de relé 62, 64.

Com referência novamente à figura 3, de acordo com formas de realização da invenção, cada antena de transmissão 44, 46, 48, 50, 52 e 54 pode ser acoplada cada uma com um circuito de antena 60. Vários componentes do circuito de antena 60, tais como os comutadores SW1 e SW2, com os capacitores 66, 68 e 70, podem ser colocados próximos aos enrolamentos de antena. Em particular, a antena de transmissão 44 pode acoplar-se com uma caixa de derivação 78 em estreita proximidade, por exemplo, a 10,16 cm (quatro polegadas) ou menos, com os enrolamentos de antena. Esta caixa de derivação pode ser o local físico dos comutadores e capacitores do circuito de antena. De forma similar, a antena de transmissão 46 pode ter uma caixa de derivação 80, e a antena de transmissão 48 pode ter uma caixa de derivação 82. As antenas de transmissão 50, 52 e 54 podem igualmente ter, cada, uma caixa de derivação, mas estas caixas de derivação não são ilustradas de modo a não complicar indevidamente o desenho.

Como foi discutido com respeito à figura 4, as tensões de controle para os relés ou comutadores SW1 e SW2 pode coexistir com os sinais de corrente alternada, supridos para os enrolamentos de antena. Assim, ambos os sinais de controle para os comutadores e o sinal a ser aplicado em um enrolamento de antena particular podem ser acoplados com uma caixa de derivação, por exemplo as caixas de derivação 78, 80 e 82, usando somente duas linhas de sinal, e com o percurso de retomo de corrente possivelmente sendo o corpo de ferramenta. Assim, a despeito do fato de que múltiplos sinais de controle para relés e um sinal a ser difundido precisam ser acoplados com cada circuito de antena, isto pode ser realizado usando somente as duas linhas de sinal. Esta construção é coexistente com a ideia que espaço pode estar disponível dentro de uma ferramenta de registro, e o número de linhas de sinal que acoplam dois dispositivos deve ser minimizado. Também, o uso de relés, em particular relés de travamento, pode reduzir a energia requerida para realizar a seletiva sintonização sobre circuitos onde os circuitos ressonantes podem ser utilizados. De acordo com algumas formas de realização da invenção, o padrão que dispara a frequência pode progressivamente mover-se de profundo (frequência mais alta) para raso (frequência menor). Assim, uma única antena pode primeiramente produzir uma onda eletromagnética em 200 mega-Hertz, e então 500 quilo-Hertz, seguida por 250 quilo-Hertz. Este padrão de disparo pode reduzir o número de vezes que os relês são comutados (em comparação com diferentes padrões de desfarão de frequência), e, assim, pode reduzir o uso de energia.

As ferramentas de registro operada de acordo com as formas de realização da invenção podem também utilizar o circuito de antena 60 para dessintonizar sua antena fixada, quando não está em uso. Por meio da dessintonização da antena fixada (enquanto uma outra antena está difundida), a antena dessintonizada é menos provável que transmita sinais indesejados causados por meio do aço cruzado dc sinais eletromagnéticos dentro da ferramenta.

A discussão acima é imaginada para ser ilustrativa dos princípios e das várias formas de realização da presente invenção. Inúmeras variações se modificações ficarão aparentes para aqueles especializados na arte, sendo uma vez a exposição acima total mente apreciada. Por exemplo, em algumas formas de realização, um micro controlador pode ser colocado em cada caixa de derivação, e os micro controladores podem direcionar a ativação e desativação dos relês. Assim, ao contrário de transportar tensões de CC direcionadas para as bobinas (em adição ao sinal de energia para acoplar com a antena), as duas linhas de sinal podem transportar sinais de comunicação orientados para o micro controlador. É pretendido que as reivindicações que seguem sejam interpretadas para abranger todas de tais variações e modificações.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para operar unia ferramenta de resistividade eletromagnética, caracterizado pelo fato de que compreende:

operar uma ferramenta de registro (20) em um furo de sondagem (22), a ferramenta de registro (20) tendo uma antena de transmissão (44, 46, 48, 50, 52, 54), que é sei et ivamente operável em três ou mais frequências ressonantes e antenas de recepção (38, 40, 42);

enviar uni sinal de controle para um relé (SWI, S W2) através de uma linha de sinal (78, 80) que acopla um sinal de antena a antena de transmissão (44, 46, 48, 50, 52, 54), e desse modo seletivamente sintonizar a antena de transmissão (44, 46, 48, 50, 52, 54);

transmitir a partir da antena de transmissão (44, 46, 48, 50, 52, 54) uma onda eletromagnética tendo uma primeira frequência seletivamente sintonizada;

transmitir a partir da antena de transmissão (44, 46, 48, 50, 52, 54) uma onda eletromagnética tendo uma segunda frequência seletivamente sintonizada; e transmitir a partir da antena de transmissão (44, 46, 48, 50, 52, 54) unia onda eletromagnética tendo uma terceira frequência seletivamente sintonizada.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a sintonização seletiva também compreende o controle de uma quantidade de capacitância acoplada com a antena de transmissão (44, 46, 48, 50, 52, 54).
3. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a sintonização seletiva também compreende o controle de indutância da antena de transmissão (44, 46, 48, 50, 52, 54).
4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a operação também compreende a operação de uma ferramenta de registro-durante-perfuração no furo de sondagem (22).
5. Ferramenta de registro, caracterizada pelo fato de que compreende:

um corpo de ferramenta (21) configurado para uso em um furo de sondagem (22);

uma antena de recepção (38,. 40, 42) disposta no corpo de ferramenta (21); e uma antena de transmissão (44, 46, 48, 50, 52, 54) disposta no corpo de ferramenta (21) em um local espaçado a partir da antena de recepção (38, 40, 42), em que a antena de transmissão (44, 46, 48, 50, 52, 54) é seletivamente operável em três ou mais frequências ressonantes para transmissão de radiação eletromagnética; e um circuito de sinionização de antena (60) compreendendo um rclé (SW1, SW2) tendo uma bobina (66, 68, 72, 74), a bobina (66, 68, 72, 74) acoplada com uma linha de sinal (78, 80) que transporta sinais aplicados para a antena de transmissão (44, 46, 48, 50, 52, 54), em que sinais de controle para o circuito de síntonízação de antena (60) são adaptados para serem enviados ao relé (SW1, SW2), em que os sinais de controle para o circuito de sintonização de antena (60) e os sinais aplicados para a antena de transmissão (44, 46, 48, 50, 52, 54) são adaptados para se propagarem ao longo das linhas de sinal (78, 80) conjuntamente, em que o circuito de sintonização de antena (60) é seletivamente sintonizável para obter as três ou mais frequências ressonantes.
6. Ferramenta dc registro dc acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o circuito de sintonização de antena (60) seletivamente acopla capacitância com a antena de transmissão (44, 46, 48, 50, 52, 54) para obter as três ou mais frequências ressonantes.
7. Ferramenta de registro de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 ou 6, caracterizada pelo fato de que o circuito de sintonização de antena (60) seletivamente acopla-se com enrolamentos (62, 64) da antena de transmissão (44, 46, 48, 50, 52, 54) para as três ou mais frequências ressonantes.
8. Ferramenta de registro de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o relé (SW1, SW2) se acopla dentro de uma caixa de derivação (78, 80, 82) próxima à antena de transmissão (44, 46, 48, 50, 52, 54).
9. Ferramenta de registro de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o corpo de ferramenta (21) é configurado para ser usado em uma operação de registro-durante-perfuração.
10. Ferramenta de registro de acordo com reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que também compreende:

uma pluralidade de antenas de recepção (38, 40, 42) dispostas no corpo de ferramenta (21);

uma pluralidade de antenas de transmissão (44, 46, 48, 50, 52, 54) dispostas no corpo de ferramenta (21); e em que pelo menos uma da pluralidade de antenas de transmissão (44, 46, 48, 50, 52, 54) é seletivamente operável em três ou mais frequências ressonantes.
11. Ferramenta de registro de acordo com reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que compreende uma broca de perfuração (28), em que a ferramenta de registro é acoplada com a broca de perfuração (28).
12. Ferramenta de registro de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 11, caracterizada pelo fato de que cada circuito de sintonização de antena (60) também compreende:

o dito relé (SW1, SW2) tendo um conjunto de contatos seletivamente acoplados por meio de ativação da bobina (66, 68, 72, 74);

em que em uma primeira posição de contato uma capacitância é acoplada com a antena de transmissão (44, 46, 48, 50, 52, 54), e em que em uma segunda posição de contato a capacitância não é acoplada com a antena de transmissão (44, 46, 48, 50, 52, 54).
13. Ferramenta de registro de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 12, caracterizada pelo fato de que cada circuito de sintonização de antena (60) também compreende:

na primeira posição de contato o primeiro conjunto de enrolamentos (62) da antena de transmissão (44, 46, 48, 50, 52, 54) é acoplado em paralelo com um segundo conjunto de enrolamentos (64) da antena de transmissão (44, 46, 48, 50, 52, 54), e na segunda posição de contato o primeiro conjunto de enrolamentos (62) da antena de transmissão (44, 46, 48, 50, 52, 54) é acoplado em série com o segundo conjunto de enrolamentos (64) da antena de transmissão.
14. Ferramenta de registro de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 13, caracterizada pelo fato de que a caixa de derivação (78, 80, 82) também compreende:

um segundo relé (SW2) tendo uma bobina (72, 74) acoplada com a linha de sinal (78, 80);

um segundo conjunto de contatos cuja posição de contato é controlada por meio da bobina (72, 74) do segundo relé (SW2); e em que a antena de transmissão (44, 46, 48, 50, 52, 54) compreende um primeiro e um segundo enrolamento (62, 64) de antena, e onde os contatos seletivamente acoplam o primeiro e segundo enrolamento (62, 64) de antena em um de um acoplamento em paralelo e um acoplamento em série.

1/3

2/3

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