BRPI0702254B1

BRPI0702254B1 - REGISTRY TOOL, AND, METHOD ON A REGISTRATION TOOL

Info

Publication number: BRPI0702254B1
Application number: BRPI0702254-9A
Authority: BR
Inventors: Vehra Irma; J. Freeman James; A. Golla Christopher; T. Beste Randal; S. Bittar Michael
Original assignee: Halliburton Energy Services, Inc.
Priority date: 2007-04-03
Filing date: 2007-04-03
Publication date: 2017-12-12
Also published as: BRPI0702254A

Abstract

ferramenta de registro, e, método em uma ferramenta de registro um método e sistema relacionado que calibrando ferramentas de furo abaixo para desvio. algumas das concretizações ilustrativas são uma ferramenta de registro incluindo um corpo de ferramenta, uma antena transmissora associada com o corpo de ferramenta, um componente eletrônico transmissor acoplado à antena transmissora, uma primeira antena receptora associada com o corpo de ferramenta, um primeiro componente eletrônico receptor acoplado à primeira antena receptora, e um gerador de sinal separado do primeiro componente eletrônico transmissor, o gerador de sinal acoplado ao primeiro componente eletrônico receptor, e o primeiro gerador de sinal provê um sinal de calibração ao primeiro componente eletrônico receptor.logging tool, and, method in a logging tool a method and related system that calibrating bore tools down for deviation. Some of the illustrative embodiments are a recording tool including a tool body, a transmitting antenna associated with the tool body, a transmitting electronic component coupled to the transmitting antenna, a first receiving antenna associated with the tool body, a first receiving electronic component. coupled to the first receiving antenna, and a signal generator separate from the first transmitting electronics, the signal generator coupled to the first receiving electronics, and the first signal generator provides a calibration signal to the first receiving electronics.

Description

“FERRAMENTA DE REGISTRO, E, MÉTODO EM UMA FERRAMENTA DE REGISTRO” FUNDAMENTO DA INVENÇÃO Campo da Invenção [001J Várias concretizações da invenção são dirigidas a ferramentas de registro, tais como ferramentas de cabo de perfuração e ferramentas de registro usadas enquanto perfura. Mais particularmente, várias concretizações da invenção são dirigidas à calibração dc sensores para compensar desvio de ferramenta que pode estar associado com temperatura e/ou idade da ferramenta.BACKGROUND OF THE INVENTION BACKGROUND OF THE INVENTION Various embodiments of the invention are directed to recording tools, such as cable drilling tools and recording tools used while drilling. More particularly, various embodiments of the invention are directed to sensor calibration to compensate for tool deviation that may be associated with tool temperature and / or age.

Descrição da Técnica Relacionada [002] Operações de perfuração modernas requerem uma grande quantidade de informação relativa aos parâmetros e condições encontradas furo abaixo. Tal informação tipicamente inclui características das formações de terra atravessadas pelo furo de sondagem, como também informação relativa ao próprio furo de sondagem.Description of Related Art [002] Modern drilling operations require a great deal of information regarding the parameters and conditions found below. Such information typically includes characteristics of the earth formations traversed by the drillhole, as well as information regarding the drillhole itself.

[003] A coleta de informação relativa a condições furo abaixo, que é geralmente referida como ''registro", pode ser executada através de vários métodos. Em registro por cabo de perfuração, um detector ou "sonda" é suspensa no furo de sondagem por meio de um cabo blindado (cabo de perfuração) depois que algum ou todo do poço foi perfurado. Também há ferramentas que coletam dados durante o processo de perfuração. Coletando, processando e transmitindo dados à superfície em tempo real enquanto perfura, a oportunidade de dados de medição de propriedades de formação é melhorada e, consequentemente, a eficiência de operações de perfuração é aumentada. Ferramentas que são usadas enquanto perfura podem ser referidas como ferramentas de medição enquanto perfura (MWD) ou de registro enquanto perfura (LWD). Enquanto pode haver alguma distinção entre MWD e LWD, os termos sao frequentemente usados de modo intercambiãvel, e para propósitos desta especificação, o termo LWD será usado com a compreensão que LWD também pode se referir a operações de MWD.[003] Collection of information relating to borehole conditions, which is generally referred to as '' logging '', can be performed using a variety of methods. In drillline logging, a detector or 'probe' is suspended in the borehole. through a shielded cable (drill cable) after some or all of the well has been drilled. There are also tools that collect data during the drilling process. Collecting, processing and transmitting data to the surface in real time while drilling, the opportunity to Forming properties measurement data is improved and consequently the efficiency of drilling operations is increased Tools that are used while drilling can be referred to as measuring tools while drilling (MWD) or recording tools while drilling (LWD). there may be some distinction between MWD and LWD, terms are often used interchangeably, and for purposes of this specification, The term LWD will be used with the understanding that LWD can also refer to MWD operations.

[004] Uma formação contendo hidrocarbonetos tem certas características físicas bem conhecidas, tal como resistividade (o inverso de condutividade) dentro de uma gama particular. Medições de resistividade são baseadas em atenuação e deslocamento de fase de sinais eletromagnéticos se propagando pela formação, e assim é importante medir a amplitude e deslocamento de fase precisamente. Até mesmo pequenas quantidades de erro são relativamente significantes dada a pequena amplitude de sinais detectados no receptor, que são freqüentemente na ordem de 10 nV. Um fenômeno há muito conhecido como desvio de ferramenta introduz erros na medição de atenuação e deslocamento de fase. Em particular, quando temperatura de ferramenta varia, e quando a ferramenta envelhece, medições de atenuação e deslocamento de fase de um sinal eletromagnético recebido desviam. A quantidade de desvio varia de ferramenta para ferramenta, e pode ser significativa em poços profundos, onde temperaturas podem exceder 150°C.A hydrocarbon-containing formation has certain well-known physical characteristics, such as resistivity (the inverse conductivity) within a particular range. Resistivity measurements are based on attenuation and phase shift of electromagnetic signals propagating through the formation, so it is important to measure amplitude and phase shift precisely. Even small amounts of error are relatively significant given the small amplitude of signals detected at the receiver, which are often in the order of 10 nV. A phenomenon long known as tool offset introduces errors in attenuation and phase shift measurement. In particular, when tool temperature varies, and as the tool ages, attenuation and phase shift measurements of a received electromagnetic signal deviate. The amount of offset varies from tool to tool, and can be significant in deep wells where temperatures may exceed 150 ° C.

[005] A fim de compensar desvio de ferramenta, ferramentas de registro da técnica relacionada podem ter sua resposta como uma função de temperatura determinada antes de desenvolvimento no furo de sondagem. As medições de furo abaixo são então compensadas baseadas em temperatura de furo abaixo e nas características de resposta de temperatura da ferramenta. Porém, determinar as características de resposta de temperatura de uma ferramenta é um processo muito demorado e laborioso, e não considera outros desvios que podem ser encontrados em uma ferramenta de registro, tal como o efeito de envelhecimento. Outras técnicas podem ser usar uma ferramenta de registro "compensada" tendo múltiplos pares de receptores simétricos. Porém, ferramentas que usam múltiplos pares de receptores simétricos requerem componentes e processamento adicionais. Ferramentas compensadas tendem a ser mais longas, assim de custo crescente. Além disso, projeto de ferramenta "compensada'’ requer uma estrutura física particular da ferramenta, e assim ferramentas mais antigas podem não ser adequadas para ser substituídas com múltiplos pares de receptores simétricos* BREVE DESCRICÃO DOS DESENHOS 1006] Para uma descrição mais detalhada das várias concretizações da presente invenção, referência será feita agora aos desenhos acompanhantes, em que: Figura 1 é um sistema de perfuração ilustrativo;In order to compensate for tool deviation, related art recording tools may have their response as a temperature function determined prior to development in the borehole. Below hole measurements are then compensated based on below hole temperature and tool temperature response characteristics. However, determining the temperature response characteristics of a tool is a very time consuming and laborious process, and does not consider other deviations that can be found in a recording tool, such as the aging effect. Other techniques may be to use a "compensated" recording tool having multiple pairs of symmetrical receivers. However, tools that use multiple pairs of symmetric receivers require additional components and processing. Compensated tools tend to be longer, thus of increasing cost. In addition, "compensated" tool design requires a particular physical structure of the tool, so older tools may not be suitable to be replaced with multiple pairs of symmetrical receivers. * BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS 1006] For a more detailed description of the various Embodiments of the present invention, reference will now be made to the accompanying drawings, wherein: Figure 1 is an illustrative drilling system;

Figura 2 é uma vista esquemática de ferramenta de resistividade de acordo com concretizações da invenção; e Figura 3 é um método de acordo com. concretizações da invenção.Figure 2 is a schematic view of resistivity tool according to embodiments of the invention; and Figure 3 is a method according to. embodiments of the invention.

NOTAÇÃO E NOMENCLATURANOTE AND NOMENCLATURE

[007] Certos lermos são usados ao longo da descrição seguinte e reivindicações se referem a componentes de sistema particulares. Este documento não pretende distinguir entre componentes que diferem em nome, mas não função.Certain readings are used throughout the following description and claims refer to particular system components. This document is not intended to distinguish between components that differ in name but not function.

[008] Na discussão seguinte e nas reivindicações, os termos "incluindo’1 e "compreendendo1' são usados de uma maneira geral, e assim deveríam ser interpretados significar "incluindo, mas não limitado a..,"* Também, o termo "acoplar" ou "acopla" é pretendido significar tanto uma conexão indireta ou direta. Assim, se um primeiro dispositivo se acopla a um segundo dispositivo, a conexão pode ser por uma conexão direta, ou por uma conexão indireta através de outros dispositivos e conexões.In the following discussion and claims, the terms "including'1 and" comprising1 'are used generally, and thus should be interpreted to mean "including, but not limited to," "Also, the term" "coupling" or "coupling" is intended to mean either an indirect or direct connection. Thus, if a first device mates with a second device, the connection may be by a direct connection, or by an indirect connection through other devices and connections.

DESCRICÃO DETALHADA DA CONCRETIZAÇÃO PREFERIDADETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENT

[009] Figura 1 ilustra um sistema de perfuração. Em particular, um sistema de perfuração pode incluir um equipamento de perfuração 10 na superfície 12, suportando uma cadeia de broca 14. A cadeia de broca 14 pode ser uma montagem de seções de tubo de broca que são conectadas ponta a ponta por uma plataforma de trabalho 16. Uma ponta de broca 32 acopla à extremidade inferior da cadeia de broca 14, e por operações de perfuração, a ponta 32 cria um furo de sondagem 18 por formações de terra 20 e 21. A cadeia de broca 14 tem em sua extremidade inferior uma montagem de furo de fundo (BHA) 26, qual BHA 26 pode incluir a ponta de broca 32, um motor de furo abaixo 40, uma ferramenta de registro 50 montada em seção de colar 55, e sensores direcionais localizados em um sub instrumento não magnético 60.[009] Figure 1 illustrates a drilling system. In particular, a drilling system may include drilling rig 10 on surface 12 supporting a drill chain 14. The drill chain 14 may be an assembly of drill tube sections that are connected end to end by a drill rig. 16. A drill bit 32 couples to the lower end of the drill chain 14, and by drilling operations, the tip 32 creates a drillhole 18 by earth formations 20 and 21. The drill chain 14 has at its end a bottom hole mounting (BHA) 26, which BHA 26 may include drill bit 32, a below 40 hole motor, a collar section-mounted recording tool 50, and directional sensors located on a sub-instrument non magnetic 60.

[0010] Fluido de perfuração é bombeado de uma cova 34 na superfície pela linha 37, na cadeia de broca 14 e à ponta de broca 32. Depois de fluir fora pela face da ponta de broca 32, o fluido de perfuração se eleva de volta à superfície pela área anular entre a cadeia de broca 14 e o furo de sondagem 18, onde é coletado e retomado à cova 34 para filtragem. O fluido de perfuração é usado para lubrificar e esfriar a ponta de broca 32 e remover cortes do furo de sondagem 18.Drilling fluid is pumped from a pit 34 on the surface by line 37, drill chain 14 and drill tip 32. After flowing out through the face of drill tip 32, the drilling fluid rises back surface by the annular area between the drill string 14 and the borehole 18, where it is collected and returned to the pit 34 for filtration. Drilling fluid is used to lubricate and cool drill tip 32 and remove cuts from drillhole 18.

[0011] Um controlador de furo abaixo 22 controla a operação de transmissor de telemetria 28 e conduz a operação de componentes de furo abaixo. O controlador processa dados recebidos da ferramenta de registro 50 e/ou sensores no sub instmmento 60 e produz sinais codificados para transmissão à superfície pelo transmissor de telemetria 28. O controlador 22 também pode tomar decisões baseado nos dados processados.A down hole controller 22 controls telemetry transmitter operation 28 and conducts down hole component operation. The controller processes data received from the recording tool 50 and / or sensors in sub-step 60 and produces coded signals for surface transmission by the telemetry transmitter 28. The controller 22 may also make decisions based on the processed data.

[0012] Figura 2 ilustra uma ferramenta de resistividade 200 de acordo com concretizações da invenção, qual ferramenta tanto pode ser uma ferramenta de cabo de perfuração ou uma ferramenta de LWD, tal como a ferramenta de registro 50 (Figura 1). A ferramenta pode incluir uma pluralidade de regiões de diâmetro reduzido, tal como a região 202. Uma antena ou bobina com fio 204 é colocada na região 202 e espaçado longe do corpo de ferramenta 201 por uma distância constante. De acordo com concretizações da invenção, a bobina com fio 204 é uma bobina ou antena transmissora, e bobinas com fio 206, 208 e 210 são bobinas receptoras. Em operação, a bobina transmissora 204 gera um sinal eletromagnético (EM) interrogante 212, que se propaga por uma formação circunvizinha e é recebido nas bobinas receptoras 206, 208 e 210. As bobinas receptoras, por sua vez, transmitem uma indicação dos sinais recebidos ao controlador (não mostrado na Figura 2), onde os sinais são digitalizados e processados. O controlador calcula a amplitude e fase de cada sinal eletromagnético. Relações de amplitude do sinal EM como entre as bobinas receptoras, como também a diferença de fase dos sinais EM como entre as bobinas receptoras, são indicativas de resistividade de uma formação circunvizinha.[0012] Figure 2 illustrates a resistivity tool 200 according to embodiments of the invention, which tool can be either a drill cable tool or an LWD tool, such as the recording tool 50 (Figure 1). The tool may include a plurality of small diameter regions, such as region 202. A wire antenna or coil 204 is placed in region 202 and spaced away from the tool body 201 by a constant distance. According to embodiments of the invention, wired coil 204 is a transmitting coil or antenna, and wired coils 206, 208 and 210 are receiving coils. In operation, transmitter coil 204 generates an interrogative electromagnetic (EM) signal 212, which propagates by surrounding formation and is received on receiver coils 206, 208 and 210. Receiver coils, in turn, transmit an indication of received signals. to the controller (not shown in Figure 2), where the signals are digitized and processed. The controller calculates the amplitude and phase of each electromagnetic signal. Amplitude ratios of the EM signal as between the receiving coils, as well as the phase difference of the EM signals as between the receiving coils, are indicative of the resistivity of a surrounding formation.

[0013] De acordo com concretizações da invenção, calibração de ferramenta de resistividade 200 pode ser feita em tempo real para considerar desvio de ferramenta. Em particular, e de acordo com concretizações da invenção, um sinal de calibração é enviado pelos componentes receptores da mesma maneira como um sinal interrogante detectado pelas bobinas receptoras, e em algumas situações, o sinal de calibração é enviado sob aproximadamente as mesmas condições como um sinal interrogante é para ser recebido. Em vez de ser provido pelo transmissor na forma de uma onda eletromagnética, porém, um sinal de calibração de acordo com concretizações da invenção é provido por um gerador de sinal perto da componente eletrônico receptor. De acordo com algumas concretizações, a determinação de desvio de ferramenta é feita a um momento próximo quando a resistividade de formação está sendo medida (isto é, próximo bastante em tempo que as condições na ferramenta não mudaram significativamente).According to embodiments of the invention, resistivity tool calibration 200 may be done in real time to account for tool offset. In particular, and according to embodiments of the invention, a calibration signal is sent by the receiving components in the same manner as an interrogating signal detected by the receiving coils, and in some situations, the calibration signal is sent under approximately the same conditions as a signal. Interrogating signal is to be received. Instead of being provided by the transmitter in the form of an electromagnetic wave, however, a calibration signal in accordance with embodiments of the invention is provided by a signal generator near the receiving electronic component. According to some embodiments, tool offset determination is made at a near time when forming resistivity is being measured (i.e., close enough in time that conditions on the tool have not changed significantly).

[0014] Figura 2 também mostra vários componentes eletrônicos que incluem a ferramenta de resistividade 200. Para propósitos de ilustração, estes vários componentes eletrônicos são mostrados próximo ao corpo de ferramenta 201; porém, em operações reais, estes vários dispositivos eletrônicos seriam alojados dentro do corpo de ferramenta 201, ou dentro de outras porções da BHA. Associado com cada uma das bobinas receptoras 206, 208 e 210 está um componente eletrônico receptor 214, 216 e 218, respectivamente. Bobina receptora 206 acopla ao componente eletrônico receptor 214 por suporte de fiação 220. Bobina receptora 208 acopla ao componente eletrônico receptor 216 por couraça 217. E bobina receptora 210 acopla ao componente eletrônico receptor 218 por suporte de fiação 219. Uma placa de calibração 228 (discutida mais completamente abaixo) acopla a cada componente eletrônico receptor. Cada componente eletrônico receptor também acopla a um processador (DSP), tal como o controlador 22 (Figura 1). Em algumas concretizações, cada uma das bobinas receptoras 206, 208 e 210, como também a bobina transmissora 204, incluem fios ou bobinas posicionadas ao redor do exterior do alojamento de ferramenta 201. As bobinas receptoras e transmissor, porém, podem ser equivalentemente outros tipos apropriados de transmissores e receptores, ou podem estar localizadas em outros locais adequados. Além disso, a ferramenta de resistividade 200 pode conter altemativamente bobinas transmissoras adicionais, e mais ou menos bobinas receptoras.[0014] Figure 2 also shows various electronic components including resistivity tool 200. For illustration purposes, these various electronic components are shown next to tool body 201; however, in actual operations, these various electronic devices would be housed within tool body 201, or within other portions of the BHA. Associated with each of the receiving coils 206, 208 and 210 is a receiving electronic component 214, 216 and 218, respectively. Receiver coil 206 couples to receiver electronics 214 by wiring bracket 220. Receiver coil 208 couples to receiver electronics 21 to harness 217. And receiver coil 210 couples to receiver electronics 218 by wiring bracket 219. One calibration plate 228 ( discussed more fully below) attaches to each receiver electronics. Each receiving electronic component also couples to a processor (DSP), such as controller 22 (Figure 1). In some embodiments, each of the receiver coils 206, 208 and 210, as well as the transmitter coil 204, includes wires or coils positioned around the exterior of the tool housing 201. The receiver and transmitter coils, however, may be equivalently other types. transmitters and receivers, or may be located at other suitable locations. In addition, the resistivity tool 200 may alternatively contain additional transmitter coils, and more or less receiver coils.

[0015] Cada componente eletrônico receptor 214, 216 e 218 é substancialmente idêntica, e assim a discussão seguinte, enquanto dirigida ao componente eletrônico receptor 214, é igualmente aplicável a cada um dos componentes eletrônicos receptores 214, 216 e 218. Em particular, o componente eletrônico receptor 214 inclui um transformador 224 que acopla indutivamente sinais interrogantes recebidos nos circuitos de amplificação, filtragem e memorização 234. O componente eletrônico receptor 214 também inclui um segundo transformador 222 que acopla indutivamente o atenuador 226 (discutido mais completamente abaixo) a ambas a bobina receptora 206 e os circuitos de amplificação, filtragem e memorização 234. Embora a Figura 2 ilustre dois transformadores 222 e 224 separados no componente eletrônico receptor 214, em concretizações alternativas, um único transformador com múltiplos enrolamentos como mostrado pode ser usado.Each receiving electronic component 214, 216 and 218 is substantially identical, and thus the following discussion, while directed to the receiving electronic component 214, is equally applicable to each of the receiving electronic components 214, 216 and 218. In particular, the Receiver electronics 214 includes a transformer 224 which inductively couples interrogating signals received on amplification, filtering and memorization circuits 234. Receiver electronics 214 also includes a second transformer 222 which inductively couples attenuator 226 (discussed more fully below) to both. receiver coil 206 and amplification, filtering and memorization circuits 234. Although Figure 2 illustrates two separate transformers 222 and 224 in receiver electronics 214, in alternative embodiments, a single multi-winding transformer as shown may be used.

[0016] Ainda se referindo à Figura 2, a ferramenta de resistividade 200 também inclui uma placa de calibração 228 que acopla a cada um dos componentes eletrônicos receptores 214, 216 e 218. De acordo com concretizações da invenção, a placa de calibração 228 inclui um gerador de onda senoidal 230, conversor digital para analógico (D/A) 232, e filtros e memórias temporárias 234. O gerador de onda senoidal 230 é projetado e configurado para criar uma onda senoidal de freqüência e amplitude selecionáveis. A onda senoidal gerada por gerador de onda senoidal 230 ilustrativo acopla ao conversor D/A 232, e a versão analógica da onda senoidal criada pelo conversor D/A 232 então acopla aos filtros e memórias temporárias 234. Assim, o gerador de onda senoidal 230 como ilustrado na Figura 2 cria uma onda senoidal em um senso digital (um fluxo de valores digitais), e é convertido pelo conversor D/A a um sinal analógico. Em concretizações alternativas, o gerador de onda senoidal pode gerar diretamente a versão analógica da onda senoidal com a freqüência e amplitude desejadas. A fim de gerar a onda senoidal de freqüência e amplitude desejadas, o gerador de onda senoidal pode acoplar a um sinal de relógio (CLK) 238, e igualmente pode acoplar e receber comandos de um sinal de controle (CNTL) 236, que pode ser provido, por exemplo, pelo controlador 22 (Figura 1).Referring still to Figure 2, the resistivity tool 200 also includes a calibration plate 228 coupling to each of the receiving electronics 214, 216 and 218. According to embodiments of the invention, calibration plate 228 includes a sine wave generator 230, digital to analog (D / A) converter 232, and temporary memories and filters 234. The sine wave generator 230 is designed and configured to create a sine wave of selectable frequency and amplitude. The sine wave generated by the illustrative sine wave generator 230 couples to the D / A converter 232, and the analog version of the sine wave created by the D / A converter 232 then couples to the filters and buffers 234. Thus, the sine wave generator 230 as illustrated in Figure 2 creates a sine wave in a digital sense (a flow of digital values), and is converted by the D / A converter to an analog signal. In alternative embodiments, the sine wave generator can directly generate the analog version of the sine wave at the desired frequency and amplitude. In order to generate the sine wave of desired frequency and amplitude, the sine wave generator can couple to a clock signal (CLK) 238, and can also couple and receive commands from a control signal (CNTL) 236, which can be provided, for example, by controller 22 (Figure 1).

[0017] Ainda se referindo à Figura 2, a onda senoidal criada pela placa de calibração 228 é acoplada a cada um dos componentes eletrônicos receptores 214, 216 e 218, por exemplo por meio de suportes de fiação 240, 242 e 244, respectivamente. Uso da onda senoidal gerada por placa de calibração 228 será discutido com respeito ao componente eletrônico receptor 214 com a compreensão que a discussão é igualmente aplicável aos outros componentes eletrônicos receptores 216 e 218. A onda senoidal gerada pela placa de calibração 228 (em seguida referido como o sinal de calibração), acopla ao atenuador 226 por meio do suporte de fiação 240. Em algumas concretizações, o atenuador 226 atenua o sinal de calibração tal que quando o sinal de calibração se propague pela bobina receptora 206 e componente eletrônico receptor 234 que tem aproximadamente a mesma intensidade de sinal como um sinal interrogante recebido na bobina receptora 206. Em algumas concretizações, um atenuador selecionável pode ser usado em cada componente eletrônico receptor, habilitando a amplitude de cada sinal de calibração ser personalizada à intensidade de sinal esperada em cada bobina receptora. Atenuação selecionável assim permite a amplificadores de placa receptora serem calibrados em tempo real a diferentes ajustes de ganho. Em algumas concretizações, o atenuador é construído de componentes passivos a fim de reduzir desvio. Depois de modificação pelo atenuador 226 (na maioria dos casos de atenuação), o sinal de calibração acopla indutivamente por transformador 222 à suporte de fiação 220, bobina receptora 206 e os vários conectores dele. O sinal de calibração então acopla indutivamente pelo transformador 224 ao componente eletrônico receptor 234. Depois de ser processado pelo componente eletrônico receptor, o sinal de calibração é transmitido ao DSP. Assim, cada sinal de calibração estimula substancialmente todos os componentes do circuito receptores, resultando em testar não só o componente eletrônico receptor, mas também a integridade das bobinas receptoras, suportes de fiação e vários conectores.Referring still to Figure 2, the sine wave created by the calibration plate 228 is coupled to each of the receiving electronics 214, 216 and 218, for example by means of wiring brackets 240, 242 and 244, respectively. Use of the sine wave generated by the calibration plate 228 will be discussed with respect to the receiving electronic component 214 with the understanding that the discussion is equally applicable to the other receiving electronic components 216 and 218. The sine wave generated by the calibration plate 228 (hereinafter referred to as as the calibration signal), it couples to attenuator 226 via the wiring bracket 240. In some embodiments, the attenuator 226 attenuates the calibration signal such that when the calibration signal propagates through the receiving coil 206 and receiving electronics 234 which has approximately the same signal strength as an interrogating signal received on the receiving coil 206. In some embodiments, a selectable attenuator may be used on each receiving electronic component, enabling the amplitude of each calibration signal to be customized to the expected signal strength in each. receiving coil. Selectable attenuation thus allows receiver card amplifiers to be calibrated in real time at different gain settings. In some embodiments, the attenuator is constructed of passive components in order to reduce drift. After modification by attenuator 226 (in most cases of attenuation), the calibration signal inductively couples by transformer 222 to wiring bracket 220, receiver coil 206 and its various connectors. The calibration signal is then inductively coupled by the transformer 224 to the receiving electronics 234. After being processed by the receiving electronics, the calibration signal is transmitted to the DSP. Thus, each calibration signal substantially stimulates all receiver circuit components, resulting in testing not only the receiver electronics, but also the integrity of the receiver coils, wiring brackets and various connectors.

[0018] De acordo com algumas concretizações da invenção, a placa de calibração 228 está localizada perto do componente eletrônico receptor 214, 216 e 218. Neste contexto, "perto" significa mais perto do componente eletrônico receptor que da bobina transmissora. Porque a distância preferivelmente é relativamente curta, diafonia e interferência elétrica de sinais viajando no suporte de fiação é menos severa e menos provável. Além disso, e como ilustrado, o componente eletrônico transmissor 227 e componentes eletrônicos receptores 214, 216 e 218 são preferivelmente isoladas em placas separadas, ademais minimizando o potencial para diafonia. Ainda ademais, a presença de um atenuador em cada placa receptora 214, 216 e 218 permite a um sinal de calibração de intensidade de sinal significativamente maior ser transmitido entre a placa de calibração 228 e os vários componentes eletrônicos receptores 214, 216 e 218, assim melhorando a relação de sinal para ruído de um sinal de calibração recebido em cada componente eletrônico receptor.According to some embodiments of the invention, the calibration plate 228 is located near the receiving electronic component 214, 216 and 218. In this context, "near" means closer to the receiving electronic component than to the transmitting coil. Because the distance is preferably relatively short, crosstalk and electrical interference from signals traveling on the wiring bracket is less severe and less likely. In addition, and as illustrated, the transmitting electronics 227 and receiving electronics 214, 216 and 218 are preferably isolated on separate boards, further minimizing the potential for crosstalk. In addition, the presence of an attenuator in each receiver board 214, 216 and 218 allows a significantly higher signal strength calibration signal to be transmitted between the calibration board 228 and the various receiver electronics 214, 216 and 218, as well improving the signal to noise ratio of a calibration signal received on each receiving electronics.

[0019] Outra vantagem de muitas concretizações da invenção é o uso de um gerador de sinal para gerar o sinal de calibração, em lugar de uso do componente eletrônico transmissor. Usando um sistema independente gerando sinais de baixo nível para a entrada de receptor, reduz a quantidade de potência requerida para gerar o sinal de calibração, estendendo a vida de batería em dispositivos de LWD. Uso de um gerador de sinal separado para o sinal de calibração também permite colocação do gerador de sinal perto dos componentes receptores, evitando a necessidade por suportes de fiação longos entre o componente eletrônico transmissor e o componente eletrônico receptor.Another advantage of many embodiments of the invention is the use of a signal generator to generate the calibration signal rather than the transmitting electronic component. Using a standalone system generating low level signals for the receiver input reduces the amount of power required to generate the calibration signal, extending the battery life of LWD devices. Use of a separate signal generator for the calibration signal also allows placement of the signal generator close to the receiving components, avoiding the need for long wiring brackets between the transmitting electronics and the receiving electronics.

[0020] Figura 3 ilustra um método de acordo com concretizações da invenção. Em particular, o processo ilustrativo começa transmitindo um sinal de calibração conhecido por cada componente eletrônico receptor para produzir um primeiro conjunto de sinais de calibração de medição (bloco 310). Depois disso, a ferramenta de registro é colocada em um furo de sondagem (bloco 320). Em concretizações alternativas, a calibração inicial (bloco 310) pode ser completada depois que a ferramenta é colocada dentro do furo de sondagem (bloco 320). A um momento depois da calibração inicial (bloco 310), outro sinal de calibração conhecido é transmitido por cada componente eletrônico receptor (bloco 330), produzindo um segundo conjunto de sinais de calibração medidos. Depois disso, um sinal interrogante pode ser transmitido pela formação e recebido pela ferramenta de registro (bloco 340). Embora o método ilustrativo da Figura 3 mostre que a transmissão do sinal interrogante é feita depois de medir o segundo conjunto de sinais de calibração, em concretizações alternativas, a transmissão de sinais interrogantes pela formação pode executada antes da segunda transmissão do sinal de calibração. Indiferente da ordem precisa, é preferível que o segundo sinal de calibração seja provido à bobina receptora e componente eletrônico receptor sob condições semelhantes como recebido do sinal de interrogação pela formação. Depois disso, o desvio de ferramenta é determinado, possivelmente por comparação dos sinais de calibração medidos (bloco 350). Depois de determinar o desvio de ferramenta (bloco 350), os sinais de interrogação recebidos são corrigidos para desvio de ferramenta (bloco 360). Finalmente, um cálculo de resistividade pode ser feito usando os sinais de interrogação corrigidos para desvio (bloco 370). Porque o sinal de calibração é transmitido pela ferramenta de resistividade sob as mesmas condições (ou bem semelhantes) àquelas que a ferramenta está operando sob furo abaixo, os efeitos de desvio de ferramenta em cada sinal de calibração e no sinal interrogante recebido são substancialmente os mesmos, assim fazendo a correção para desvio de ferramenta mais precisa.Figure 3 illustrates a method according to embodiments of the invention. In particular, the illustrative process begins by transmitting a calibration signal known to each receiving electronic component to produce a first set of measurement calibration signals (block 310). After that, the registration tool is placed in a drillhole (block 320). In alternative embodiments, the initial calibration (block 310) may be completed after the tool is placed into the borehole (block 320). At a time after the initial calibration (block 310), another known calibration signal is transmitted by each receiving electronic component (block 330), producing a second set of measured calibration signals. Thereafter, an interrogating signal may be transmitted by the formation and received by the recording tool (block 340). Although the illustrative method of Figure 3 shows that interrogating signal transmission is done after measuring the second set of calibration signals, in alternative embodiments, interrogating signal transmission by formation may be performed prior to the second transmission of the calibration signal. Regardless of the precise order, it is preferable that the second calibration signal be provided to the receiving coil and receiving electronic component under similar conditions as received from the interrogation signal by the formation. Thereafter, the tool offset is determined, possibly by comparing the measured calibration signals (block 350). After determining the tool offset (block 350), the received interrogation signals are corrected for tool offset (block 360). Finally, a resistivity calculation can be made using the offset corrected interrogation signals (block 370). Because the calibration signal is transmitted by the resistivity tool under the same (or very similar) conditions as the tool is operating under the hole below, the tool offset effects on each calibration signal and the interrogating signal received are substantially the same. , thus making the most accurate tool offset correction.

[0021] Em algumas concretizações, correção para desvio de ferramenta pode ser realizada furo abaixo, tal como pelo controlador 22 (Figura 1). Nestes casos, o controlador pode enviar leituras de resistividade à superfície, onde os dados subjacentes já foram corrigidos para desvio de ferramenta. Em concretizações alternativas, os conjuntos de sinais de calibração podem ser enviados por telemetria à superfície, junto com os sinais de interrogação recebidos, e computadores de superfície (não especificamente mostrados) podem fazer as correções apropriadas para desvio de ferramenta. Em casos onde dispositivos de furo abaixo fazem correções para desvio de ferramenta e calculam resistividade, decisões considerando parâmetros de perfuração (tal como direção), também podem ser feitas furo abaixo.In some embodiments, tool offset correction may be performed down the hole, such as by controller 22 (Figure 1). In these cases, the controller may send surface resistivity readings, where the underlying data has already been corrected for tool offset. In alternative embodiments, sets of calibration signals may be sent by telemetry to the surface, along with received interrogation signals, and surface computers (not specifically shown) may make appropriate tool offset corrections. In cases where down hole devices make tool offset corrections and calculate resistivity, decisions regarding drilling parameters (such as direction) can also be made down hole.

[0022] Uma vantagem das várias concretizações é a habilidade para testar as bobinas receptoras e suportes de fiação. Incluindo estes componentes, um quadro completo é provido de possíveis fontes de desvio de ferramenta. No entanto, é acreditado que desvio é associada principalmente com componente eletrônico ativo, e mais especificamente o componente eletrônico ativo associado com processar o sinal detectado nas bobinas receptoras. O termo "ativo" como usado aqui significa um circuito que requer energia externa para operar, ao invés de circuitos "passivos" que não requerem uma provisão externa para operar. O desvio em fase e ganho devido às antenas receptores e suporte de fiação permanece relativamente estável, devido à natureza passiva destes componentes. Assim, é acreditado que a redução ou eliminação de desvio no componente eletrônico receptor ativa resulta na eliminação da maioria de desvio na ferramenta de registro. De acordo com concretizações alternativas da invenção, o sinal de calibração pode ser provido só pelos componentes ativos.One advantage of the various embodiments is the ability to test receiver coils and wiring supports. Including these components, a complete picture is provided with possible sources of tool offset. However, it is believed that deviation is primarily associated with the active electronic component, and more specifically the active electronic component associated with processing the signal detected in the receiving coils. The term "active" as used herein means a circuit that requires external power to operate, rather than "passive" circuits that do not require an external provision to operate. The phase shift and gain due to receiver antennas and wiring support remain relatively stable due to the passive nature of these components. Thus, it is believed that reducing or eliminating deviation in the active receiver electronics results in eliminating the majority of deviation in the recording tool. According to alternative embodiments of the invention, the calibration signal may be provided only by the active components.

[0023] Enquanto várias concretizações desta invenção foram mostradas e foram descritas, modificações delas podem ser feitas por alguém qualificado na técnica sem partir do espírito ou ensinamento desta invenção. Por exemplo, qualquer número de transmissores ou receptores pode ser usado. Além disso, embora seja esperado que calibração de pelo menos o componente eletrônico receptor ativa em uma ferramenta de resistividade seja a abordagem mais efetiva em custo e eficiente para minimizar os efeitos de desvio em medições de ferramenta de resistividade, deveria ser apreciado que as várias concretizações podem ser aplicadas a qualquer componente de uma ferramenta que está sujeita ao desvio de ferramenta. Ainda ademais, aplicar sinal de calibração de baixa intensidade à bobina receptora e componente eletrônico economiza energia sobre aplicar um grande sinal a transmissor, e assim as concretizações são particularmente adequadas a um ambiente de LWD; porém, as várias concretizações também podem achar aplicação em uma ferramenta de cabo de perfuração. Por conseguinte, a extensão de proteção não está limitada às concretizações descritas aqui, mas só está limitada pelas reivindicações que seguem, a extensão de quais incluirá todos os equivalentes do assunto das reivindicações.While various embodiments of this invention have been shown and described, modifications thereof may be made by one skilled in the art without departing from the spirit or teaching of this invention. For example, any number of transmitters or receivers may be used. In addition, while calibration of at least the active receiver electronics in a resistivity tool is expected to be the most cost-effective and efficient approach to minimizing drift effects on resistivity tool measurements, it should be appreciated that the various embodiments can be applied to any component of a tool that is subject to tool offset. Moreover, applying low intensity calibration signal to the receiving coil and electronics saves energy over applying a large signal to the transmitter, and thus embodiments are particularly suited to an LWD environment; however, the various embodiments may also find application in a drill rope tool. Accordingly, the extent of protection is not limited to the embodiments described herein, but is limited only by the following claims, the extent of which will include all subject equivalents of the claims.

REIVINDICAÇÕES

Claims

A recording tool (50) comprising: a tool body (201); a transmitting antenna (204) associated with the tool body (201); a transmitting electronic component (227) coupled to the transmitting antenna (204); a first receiving antenna (206) associated with the tool body (201); a first receiving electronic component (214) coupled to the first receiving antenna (206); and a signal generator (230) separate from the first transmitting electronics (227), the signal generator (230) coupled to the first receiving electronics (214), and the first signal generator (230) provide a calibration signal to first receiving electronic component (214); the recording tool (50), characterized in that the first receiving electronic component (214) comprises: an attenuator circuit (226); an amplification circuit (234) coupled to the attenuator circuit (226) and the first receiving antenna (206); wherein the attenuator circuit (226) attenuates the calibration signal to create an attenuated calibration signal that is provided to the amplification circuit (234); wherein the attenuated calibration signal is also provided to the receiving antenna (206); and a transformer (224) inductively coupling integral signals received at the first receiving antenna (206) to the amplification circuit (234); a second transformer (222) inductively coupling attenuator circuit (226) to both first receiver antenna (206) and amplifier circuit (234).

Registration tool (50) according to claim 1, further comprising: a second receiver antenna (208); and a second receiver electronics (216) coupled to the second receiver antenna (208) and signal generator (230); wherein the signal generator (230) provides the calibration signal to the second receiving electronic component (216).

Registration tool (50) according to claim 1, characterized in that the attenuating circuit (226) selectively attenuates the calibration signal.

Registration tool (50) according to claim 1, characterized in that the tool body (201) is configured for use as a boring cable registration tool.

Registration tool (50) according to claim 1, characterized in that the tool body (201) is configured for use as a registration tool while drilling.

Registration tool (50) according to claim 1, characterized in that the transmitting electronic component (227) and the transmitting antenna (204) generate an interrogation signal (212) which propagates through a surrounding formation. the tool body (201); and the recording tool (50) further comprising: a signal generator (230) coupled to the first receiving antenna (206) and the first receiving electronic component (214), the signal generator (230) generates a calibration signal; wherein the signal generator (230) provides the calibration signal to the first receiving antenna (206) and first receiving electronics (214) at times when the transmitting antenna (204) and the transmitting electronics (227) are idle.

Registration tool (50) according to claim 6, further comprising: a second receiving antenna (208); and a second receiver electronics (216) coupled to the second receiver antenna (208) and signal generator (230); wherein the signal generator (230) provides the calibration signal to the second receiving antenna (208) and the second receiving electronic component (216).

Method in a recording tool, comprising: providing a first calibration signal (310) to an attenuator circuit (226) and, through transformers (222, 224) to an amplification circuit (234) comprised of in a first receiver electronics (214) of a recording tool (50), the first calibration signal generated in a calibration electronics (228), the calibration electronics (228) different from the transmitting electronics (227) coupled to a transmitting antenna (204); make a first calibration measurement based on a response from the first receiving electronic component (214) to the first calibration signal; placing (320) said recording tool (50) in a borehole; providing a second calibration signal (330) to the attenuator circuit (226) and, via transformers (222, 224) to an amplification circuit (234) comprised in the first receiving electronic component (214), the second calibration signal generated in the electronic calibration component (228); make a second calibration measurement based on a response from the first receiving electronic component (214) to the second calibration signal; and determining (350) the tool offset for the first receiver electronics (214) based on the first calibration measurement and the second calibration measurement.

Method according to claim 8, characterized in that providing the first calibration signal further includes providing the first calibration signal of the calibration electronic component (228) near the first receiving electronic component (214).

Method according to claim 8, characterized in that providing the first calibration signal further includes providing the first calibration signal to the first receiving electronic component (214) and an associated first receiving antenna (206).

A method according to claim 8 further comprising: transmitting a first signal through a formation surrounding the recording tool (50) to produce a first measured formation resistivity; and adjusting the forming resistivity measured by the tool offset to produce an adjusted forming resistivity (370).

The method of claim 11 further comprising transmitting the adjusted forming resistivity measurement from a location within the borehole to a location outside the borehole.

Method according to claim 8, characterized in that determining the tool offset further includes determining an attenuation offset.

Method according to claim 8, characterized in that determining the tool offset further includes determining a phase offset.

Method according to claim 8, characterized in that determining the tool offset further includes determining while the recording tool is in the borehole.

A method according to claim 8, further comprising taking the second near-time calibration measurement to measure a forming property with the recording tool.