CN101210489A

CN101210489A - 用于在有线钻杆中确定故障位置的方法和设备

Info

Publication number: CN101210489A
Application number: CNA2007101527604A
Authority: CN
Inventors: D·桑托索; D·伦杜萨拉; H·纳卡基马; K·查德哈; R·马德哈芬; L·瓦图姆
Original assignee: Prad Research and Development Ltd
Current assignee: Schlumberger Canada Ltd
Priority date: 2006-12-29
Filing date: 2007-09-20
Publication date: 2008-07-02
Also published as: MX2007008963A; FR2910923A1; DE102007035356A1; GB0712207D0; RU2436109C2; CA2594606C; RU2007128774A; US20080158005A1; FR2910923B1; CA2594606A1; GB2445203B; GB2445203A; US8072347B2

Abstract

本发明提出一种用于在有线钻杆中确定故障位置的方法和设备，其中用于确定有线钻杆的电状况的方法包括在有线钻杆的至少一个接合部中感生一电磁场，检测流入至少一个有线钻杆接合部内的至少一个导电体中的电流所感生的电压，电流由感生电磁场感生，根据检测到的电压确定电状况。

Description

用于在有线钻杆中确定故障位置的方法和设备

技术领域

本发明总体上涉及在穿过地球的钻井井筒中使用的设备的信号遥测技术的领域，更特别地，本发明涉及在用于这种遥测技术的所谓“有线”钻杆中确定故障位置的方法和设备。

背景技术

在本领域中已知用于在通过地球地层钻探井筒时测量各种钻井参数和地球地层的物理性质的装置，这些装置通称为用于测量各种钻井参数如井筒轨迹、施加于钻杆柱(或钻具)的应力和钻杆柱的动作的钻井时测量(“MWD”)设备，这些装置还通称为测量地层的各种物理性质如电阻率、天然伽马辐射放射、音速、容积密度和其它性质的钻井时测井(“LWD”)设备。各种MWD和LWD装置在“钻杆柱”的底端附近连接，“钻杆柱”是多个钻杆段和在最下端与钻头螺纹首尾相连的其他钻井工具的组件。在钻杆柱的操作过程中，钻杆柱悬挂在井筒中以使得其重量的一部分传递到钻头，并且钻头旋转以通过地球地层进行钻探。各种MWD和LWD装置上的传感器能在钻井操作中进行相应的测量。钻井筒的操作者普遍发现当在实际的钻井筒的过程中获得MWD和LWD的测量结果时，MWD和LWD的测量结果是特别有价值的。例如，可以将在钻井过程中获得的电阻率和伽马辐射的测量结果与从附近井筒获得的类似测量结果进行比较，以便在任何时候及时确定哪个地球地层被井筒穿透。井筒操作者可以利用这类测量结果确定井筒已经被钻到实施另外的操作所需的特定深度，所述另外的操作例如是下套管或增加在钻井操作中使用的钻井流体的密度。一般而言，在井底组件和地面之间，可以通过遥测技术将MWD和LWD的测量结果向地面传送。井底组件中的遥测装置或工具将数据进行编码并将数据传输到地面。常常出现的情况是，遥测频带宽度不能容纳被收集的全部MWD和LWD数据，因而，通常仅仅将数据的选定部分向地面传送，而全部的MWD和LWD数据可以存储在井下部件之一中。

最通常用于MWD和LWD装置的信号遥测技术是所谓的“泥浆脉冲”遥测。通过以一种方式调节MWD或LWD装置附近的钻井流体的流动以引起钻井流体在地球表面的压力和/或流量的可检测变化，来产生泥浆脉冲遥测。利用一些技术如曼彻斯特码或移相键控法，所述调节通常被执行以表现为二进制数字代码。本领域中众所周知，钻井流体流动调节仅仅能以每秒几个比特的速度进行传输，因而，对于大多数MWD和LWD应用，仅仅将所获得的数据总量中的选定部分传输到地面，而将收集到的数据存储在记录装置中，记录装置设置于MWD和LWD装置中的一个或多个内或者另一个用于存储数据的装置内。

为了给MWD和LWD装置提供更高速的遥测系统，已经作出了相当大的努力，这种努力进行了相当长的时间，并已导致许多不同的高速遥测方法。例如，授予Denison的美国专利第4126848号披露了一种钻杆柱遥测系统，其中用铠装的电缆(“线缆”)将数据从井筒底部附近传输到钻杆柱的中间位置，并用具有绝缘导电体的特殊钻杆柱将信息从中间位置传输到地球表面。相似地，授予Barry等人的美国专利第3957118号披露了一种用于井筒遥测的电缆系统，授予Heilhecker等人的美国专利第3807502号披露了用于在钻杆柱中安装导电体的方法。

最近地，在授予Hall等人的美国专利第6670880号中描述了“有线”钻杆的备选形式。在6670880专利中披露的系统是用于通过设置在井筒中的一串部件传输数据。在一个方面，该系统包括在每个钻杆柱部件两端处的第一和第二导磁的电绝缘元件。每个元件都包括第一U形槽，第一U形槽具有底部、第一和第二侧面以及两个侧面之间的开口。导电线圈位于每个槽中。导电体连接于每个部件中的线圈。在工作中，施加到一个部件中第一线圈的随时间变化的电流在第一导磁的电绝缘元件中产生随时间变化的磁场，该随时间变化的磁场被引导向相连部件的第二导磁的电绝缘元件，从而在相连部件的第二导磁的电绝缘元件中产生随时间变化的磁场，从而该磁场在相连部件的第二线圈中产生随时间变化的电流。

在授予Clark等人并转让给本发明受让人的美国专利第7096961号中披露了另一种有线钻杆遥测系统。在7096961专利中披露的有线钻杆遥测系统包括地面计算机；和包括多个有线钻杆的钻杆柱遥测连接件，每个有线钻杆都具有遥测部分，所述多个有线钻杆中的至少一个具有电连接所述遥测部分的诊断模块，且其中诊断模块包括适合与有线钻杆遥测部分对接的线路接口；适合在有线钻杆遥测部分和诊断模块之间传送信号的收发机；和与收发机操作地相连并且适合控制收发机的控制器。

7096961专利描述了许多为了成功实现有线钻杆(“WDP”)遥测系统而必须处理的问题。对于典型井筒中的钻井操作，使大量管段首尾相连以形成从位于地球表面的钻井装置上的凯氏方钻杆(Kelley)(或顶部驱动器)和井筒中的各种钻井MWD和LWD装置伸出的在端部带有钻头的管柱。例如，如果每个钻杆段是大约30英尺(9.14米)长，则15000英尺(5472米)的井筒通常具有大约500个钻杆段。在这种WDP钻杆柱中管对管连接的绝对数量引起对系统可靠性的关注.商业上可接受的钻井系统希望具有大约500小时或更高的平均故障间隔时间(“MTBF”)。如果WDP钻杆柱中的任一个电连接部发生故障，则整个WDP遥测系统都会发生故障。因而，在15000英尺(5472米)的钻井中有500个WDP钻杆段的场合，每个WDP都必须具有至少大约250000小时(28.5年)的MTBF以便整个WDP系统具有大约500小时的MTBF。这意味着每个WDP段都将具有小于每小时4×10^-6的故障率。这种要求超出了WDP技术的当前状态。因而，需要可用于测试WDP段与钻杆柱的可靠性和用于迅速识别任何故障的方法。

当前，没有几种测试能用来确保WDP可靠性。在将WDP段带到钻井装置上之前，可以在视觉上对它们进行检查，并且可以用测试箱测试管的销和孔连接部的电连续性。可能出现下面的情况：两个WDP部分可以单独通过连续性测试，但当将它们连接在一起时它们可能发生故障。这种故障例如可能由连接部中损坏了电感耦合器的碎屑引起。一旦将WDP段连接起来(例如，组成“架子”)，则在钻井装置上对销和孔连接部进行视觉检查和用测试箱测试电连续性即使不是不可能，也将是很困难的，这限制了这种WDP检查方法的实用性。

另外，WDP遥测连接物可能遭受难以识别的间歇故障。例如，如果故障是由震动、井下压力或井下温度引起的，则当钻井停止时，或当从井孔起出钻杆柱时，有故障的WDP部分可能在条件改变时恢复。这使得确定有故障的WDP部分的位置即使不是不可能的，也将极为困难。

鉴于上述问题，依旧需要用于对WDP遥测系统的完整性进行诊断和/或用于监测WDP遥测系统的完整性的技术和装置。

发明内容

根据本发明一个方面的用于确定有线钻杆的电状况的方法包括在有线钻杆的至少一个接合部中感生(或感应形成)一电磁场。检测流入所述至少一个有线钻杆接合部内的至少一个导电体中的电流所感生的电压。所述电流由所述感生电磁场感生。根据检测到的电压确定电状况。

根据本发明另一个方面的用于确定有线钻杆柱的电状况的方法包括使一仪器沿着由多个首尾相连的有线钻杆接合部组成的柱移动。使电流经过所述仪器上的发射机天线以在所述柱中感生一电磁场。检测由于流入所述管柱内的至少一个导电体中的电流而在所述仪器上的接收机天线中感生的电压。所述电流由所述感生电磁场感生。根据检测到的电压确定所述发射机天线和接收机天线之间电状况。然后在沿着所述管柱的多个位置重复进行使电流经过、检测电压和确定情况。

根据本发明另一个方面的用于钻探井筒的方法包括将由多个首尾相连的有线钻杆接合部组成的柱悬挂在井筒中，所述管柱在其远端具有钻头。在从地面释放钻杆柱以将选定量的重量保持在钻头上的同时使钻头旋转。在管柱之外的第一选定位置在管柱中感生一电磁场。在位于管柱之外并与第一选定位置间隔开的第二选定位置检测电压。所述电压由流入管柱内的至少一个导电体中的电流产生。所述流动的电流由感生电磁场产生。根据检测到的电压确定管柱的电状况。在使钻头旋转的同时继续释放管柱。当管柱移动时重复进行感生、检测和确定。

从下面的说明和所附的权利要求，本发明的其它方面和优点将显而易见。

附图说明

图1表示将在评估(或评价)WDP的一个或多个部分中使用的WDP测试装置的一个示例；

图2表示WDP测试装置的一个示例的横剖视图；

图3和4表示在发射机和接收机之间具有可选跨距的WDP测试装置的另外的示例；

图5表示在WDP之外操作的WDP测试装置的另一个示例；

图6表示图5中所示的示例性装置，它可以与钻机一起使用；

图7表示另一个示例性故障定位装置，其包括外部发射机线圈和可插入WDP之内的可移动的接收机线圈；以及

图8表示使用图7中所示的示例测量到的信号的示例性记录，该记录是关于井筒深度的。

具体实施方式

下面将参考图1说明用于在有线钻杆(“WDP”)遥测系统中确定电气故障位置的装置和方法的一个示例。WDP的两个螺纹连接的部分或“接合部(或节)”总体上以附图标记10表示。每个WDP接合部10都包括管心轴12，其在一端具有带外螺纹的连接部(“销”)18，而在另一端具有带内螺纹的连接部(“孔”)16。销18和孔16中的每一个上的肩部20A可以包括凹槽或槽道20，其中可以设置环形变压器线圈22。在授予Clark等人并转让给本发明的受让人的美国专利US7096961中说明了这种环形变压器线圈的结构和从一接合部向另一接合部传输信号的操作，该美国专利在此并入作为参考。导电体24设置在接合部10内的合适的位置，如在一个纵向形成的孔或管子中(未示出)，以便保护导体24不接触钻井流体，该钻井流体通常被泵送通过WDP接合部10中心的中心孔或通道14，该通道14与本领域中已知的钻杆的传统(非有线的)接合部中存在的通道类似。当两个WDP接合部10的销18或孔16螺纹连接(或耦合)时，环形变压器线圈22中相应的环形变压器线圈的位置彼此靠近，使得信号可以从一个接合部10被传送到下一个接合部。

在本实施例中，故障定位装置26可以插入通道14中并设置在其探查的接合部10之一中。在图1中示出了示例性的故障定位装置26，其通过铠装的电缆32悬挂在接合部10之内，铠装的电缆可以从绞盘(未示出)或本领域中已知的用于缠绕铠装的电缆的类似装置伸出并缩回到其上。如本领域技术人员容易理解的，通过从这种电缆32悬挂故障定位装置26，在一整串的WDP接合部10在将被钻通地球地层的井筒中配置时使用故障定位装置26是可能的。因而，可以通过操作绞盘(未示出)使故障定位装置26沿着管柱内部移动，来评估所述整串的WDP。

应当理解，通过缆索进行输送，如图1中所示，不是可以使故障定位装置26通过WDP接合部的唯一的方式。本领域中已知的其它输送方法例如包括将故障定位装置26连接到盘绕的管的端部、将该装置连接到一串螺纹连接的杆或生产油管的端部，或本领域中已知的用于将测量工具配置到井筒里的任何其它输送方式。

图1中所示的故障定位装置26的功能部件包括电磁发射机天线28和电磁接收机天线30，天线28、30可以呈纵向卷绕的线圈(或线卷)的形式，或可以是能在电能穿过发射机天线28时在WDP接合部10中感生(或感应)电磁场并能由于穿过发射机天线28的电流在WDP接合部10中感生的电磁场而在接收机天线30中产生可检测的电压的任何其他天线结构。在图1所示的示例中，连接到发射机天线28的电路(将参考图2更详细地说明)使得在WDP接合部10中感生出电磁场。电磁场在由导电体24和WDP接合部10的每个端部处的环形变压器线圈22所形成的电路回路中感生出电流。可以通过测量在接收机天线30中的感应电压来检测由电路回路中的这种电流所产生的电磁场。基于检测到的电压的性质，可以确定WDP接合部10的电的完整性。

现在将参考图2更详细地说明故障定位装置26的一个示例。故障定位装置26可以包括构形成横穿WDP(图1中的附图标记10)内部的承压外壳34，外壳34可以限定一可密封的内腔34A，在内腔34A中可以设置故障定位装置26的电子元件。天线28、30如之前说明的可以是纵向卷绕的线图，它们每个可以设置在形成于外壳34的外表面上的相应的凹槽或凹入部28A、30A中。每个天线线圈28、30的导线可以通过压力密封的、电馈通的闷头(或壳壁)46进入腔34A。本实施例中的电子元件可以包括电力调节电路48，其可以接收从地球表面沿着电缆32传输的电能，电缆32沿着一个或多个绝缘的导电体(未单独示出)。一个或多个导电体(未单独示出)也可以用来将在故障定位装置26中所产生的信号传送到地球表面。控制器36可以是基于微处理器的系统控制器，其可以提供操作命令信号以驱动装置26的其他主要元件。例如，模拟接收机放大器40可以与接收机天线30电连接，以检测和放大在接收机天线30中的感应电压。可以在模数转换器(“ADC”)38中将检测到并被放大的电压数字化，以使得电压关于时间的大小呈数字代码的形式，每个数字代码都代表电压的大小。可以将ADC38的输出引导到控制器36用以存储起来和/或作进一步处理。控制器36可以存储一个或多个呈数字代码形式的电流波形。电流波形是将会通过发射机天线28的交变电流的波形。在本实施例中，可以引导电流波形代码通过数模转换器(“DAC”)42以产生模拟电流波形。可以将模拟电流波形引导到发射机功率放大器44，用以驱动发射机天线28。

本领域技术人员将会理解，图2中所示的电流产生和信号检测的实现方式包括数字信号处理电路，这仅仅是本发明的故障定位装置的一种可能的实现方式。使用模拟电路以产生电流和检测感应电压也在本发明的范围内。

在本示例中，通过发射机天线28的电流使得在WDP接合部中，具体地说，在由环形线圈(图1中的附图标记22)和导电体(图1中的附图标记24)所形成的电流回路中，感生电磁场。在关于电地完好(或电声测)的WDP接合部中，会在接收机天线30中感生电压，其与从接地到金属管心轴(图1中的附图标记12)合适地互相连接并绝缘的整个电流回路相对应。然后在ADC38中将检测到的电压数字化，且随后将其传送给控制器36，在那里可以将数字化的检测到的电压通知给任何已知的遥测装置以传送到地球表面。

图2中所示的示例在发射机天线28和接收机天线30之间可以具有纵向跨距50，以使得天线28、30可以在探查过程中在每个WDP接合部(图1中的附图标记10)中的环形线圈(图2中的附图标记22)中相应的环形线圈附近间隔开。当故障定位装置移动通过每个WDP管接合部(图1中的附图标记10)时，对接收机天线30所检测到的电压进行记录。如果任何WDP接合部具有断路，以致上述电流回路没有完成，则检测到的电压的大小将会比较小或为零。如果WDP接合部具有短路，则当相应的天线28、30设置在WDP接合部的端部附近时，检测到的电压将是小的或为零。将会了理解，在这种情况下，可能难以区别WDP接合部中的断路和短路。因而，本发明的故障定位装置的其他示例在发射机天线和接收机天线之间可以具有不同的和/或可选择的跨距。

作为选择，如果具有断路，则对于整个待调查的管段，检测到的信号将近似为零。然而，如果在导体之间有短路，则将在该管段的上部中感生电流，且会有非零信号直到接收机移动越过短路的位置为止。在这方面，检测到的信号能用来识别故障的类型(短路或断路)和在短路的情况下故障在管段内的位置。

图3表示故障定位装置26A的另一个可能的示例，其在发射机天线28和接收机天线30之间具有可选择的纵向跨距。在图3的示例中，外壳由两个可滑动地接合的外壳部分34A、34B构成。发射机天线28可以形成或固定在一个部分34A上，而接收机天线30可以形成或固定在另一个部分30B上，通过使一个部分34B相对于另一个部分34A滑动，改变发射机天线28和接收机天线30之间的纵向跨距是可能的。

在图4中示出了在发射机天线和接收机天线之间具有可选择跨距的故障定位装置26B的另一个示例。在图4的实施例中，外壳34可以与参考图2说明的外壳相似。然而，故障定位装置26B可以包括多个在沿纵向隔开的位置处设置或固定在外壳34上的接收机天线，它们以附图标记30A、30B、30C、30D表示。可以在接收机放大器(图2中的附图标记40)之前加上多路复用器(未示出)或类似转换开关以在任何时间点选择待询问的接收机天线30A-30D中的一个。可以同时使用接收机天线30A-30D中的一个或多个以询问WDP的一部分。在一个特别的示例中，最初将发射机到接收机的跨距设定成与典型的WDP接合部中的环形线圈(图1中的附图标记22)之间的跨距相匹配。当任一个或多个接合部的探查表明检测到的接收机电压低或没有检测到的接收机电压时，则可以如图3中那样通过使外壳部分34B滑动以缩短跨距直到发现可检测的电压为止，或如图4中所示那样通过相继选择隔开距离较短的接收机天线30D、30C、30B、30A直到发现可检测的电压为止，来选择发射机天线28和接收机天线之间的跨距。WDP接合部中短路的位置可以这样确定。

本领域技术人员将会理解，故障定位装置26的纵向跨距(图2中的附图标记50)不是仅仅局限于图1中所示的一个WDP接合部的端部之间的跨距。显然，提供跨距为两个或更多WDP接合部(图1中的附图标记10)长度的故障定位装置也在本发明的范围内。例如，故障定位装置的跨距可以大约等于三段WDP接合部的长度。以这种方式，故障定位装置可以用来缩窄WDP系统中故障的定位。要注意的是，跨距为两个或四个或更多个段的故障定位装置也是可能的。

通过使用在WDP之外操作的装置来确定一个或多个WDP接合部中的故障也在本发明的范围内。图5表示这种故障定位装置26C的另一个示例。心轴34B在本实施例中可以由不导电的非磁性材料如玻璃纤维增强塑料制成，心轴34B可以包括发射机天线28A和接收机天线30B，发射机天线28A和接收机天线30B可以是基本上如参考图2说明的那样的纵向卷绕的线圈。在图5中未示出的是启动(或致动)发射机天线28B和接收机天线30B的电路，发射机天线28B和接收机天线30B也可以基本上如参考图2说明的那样。图5中所示的实施例可以特别应用在钻井装置的钻台上或附近，以使得当WDP柱被装配或“被组成”并被下降到井筒中时，WDP的各个接合部在向井筒中“下钻杆”的过程中将穿过图5中所示的装置以进行检查。当从井筒收回WDP柱时可以再次探查WDP接合部。关于图5中所示装置的改变包括用于改变发射机天线28B和接收机天线30B之间的纵向跨距(图2中的附图标记50)的特征，上述改变也可以用于图5中所示的示例性故障定位装置26C。

参考图6，将更详细地说明可以如上所述使用图5中所示实施例的方式。示出了首尾相连的一串WDP接合部10，其通过顶部驱动器52(或这样配备的钻井单元(钻井装置)上的凯氏方钻杆(kelly))悬挂着。连接到提升系统的吊钩48可以使顶部驱动器52升高和降低，该提升系统包括绞车50、钻缆线55、本领域已知类型的上滑轮51和下滑轮53。所有上述部件都与钻井单元46相关联。基本上如参考图5说明的故障定位装置26可以相对于钻井单元46设置在方便的位置，以使得当管柱向上或向下移动时，各个WDP接合部10可以移动通过装置26以进行评估。

钻头40设置在该串WDP接合部10的下端并通过地下的地球地层41钻出井筒42。通过操作顶部驱动器52以转动管柱，或作为选择通过将流体泵送过钻井马达(未示出)，来使钻头40旋转，该钻井马达通常位于钻头40附近的管柱中。当钻头40在地层41上钻孔时，通过操作绞车50以释放钻缆线55来连续降低管柱。这种操作将管柱的重量的选定部分保持在钻头40上。当管柱相应地移动时，WDP接合部10中的接续接合部移动通过故障定位装置26C的内部。一旦在内部中，就可以起动发射机和接收机天线以询问设置在故障定位装置26C内的WDP部分。

当从井筒42收回管柱时，评估可以继续。可以将电路如参考图2说明的电路设置在记录单元54中，记录单元54可以包括用于记录由故障定位装置26进行测量的译码的其他系统(未示出)。

在如图6中所示的钻井操作过程中，如果WDP遥测装置发生故障，则在一个示例中，可以使如图2中所示的装置，在电缆的端部在管柱之内下降，基本上如参考图1和2说明的。通过在管柱悬挂在井筒42中时使用如图2中所示和如上说明的处于管柱内的装置，能确定特定的WDP接合部10的位置，在该特定的WDP接合部10，故障被确定位置。这种定位可以消除从井筒42取出整个管柱并单独测试每个WDP接合部10的需要。作为选择，在从井筒42收回管柱时可以使用图6中所示的故障定位装置26，直到确定发生故障的WDP接合部10的位置为止。

在图7中示出了另一个示例性的故障定位装置。图7中所示的示例性装置包括与在图6中所示和参考图6说明的示例相似的发射机26A。该发射机26A可以设置在钻井单元的钻台下面(或任何其他方便的位置)并可以设置在WDP接合部10之外。接收机26B可以包括一个或多个设置在探测器心轴上的接收机线圈26C，通过连接到接收机26B的一端的铠装的电缆27可以使接收机26B沿着WDP接合部10内部移动。在图7中所示装置的操作过程中，可以如上面参考其他示例性装置所说明的给发射机通电，并可以对在一个或多个接收机线圈26C中感应的电压的深度进行记录。可以从电压测量的记录推断故障如断路或短路的位置。

现在将参考图8说明图7中所示的示例测量的信号的可能译码。图8是以附图标记80表示的检测到的电压关于接收机(图7中的附图标记26B)的井筒中的深度的图(或“测井曲线图”)。检测到的电压振幅80表现出了减幅的峰值82、84、86、88、90，它们与沿着连续的WDP接合部(图7中的附图标记10)之间的连接部的WDP的位置相对应。在图8中还能观察到，信号的振幅随着深度减小，相应地，当发射机(图7中的附图标记26A)和接收机(图7中的附图标记26B)变得间隔得更开时，信号的振幅减小。在一个示例中，在开始钻井筒时，测井曲线图可以由接收机信号构成。在钻井操作过程中，测井曲线图可以由选定的时间的接收机信号构成。在选定的阈值之上的连续测井曲线图之间的信号振幅的变化可以表明需要干预的WDP中即将发生的故障。

用来移动通过一串WDP的内部的前述示例中的任一个都可以具有由铠装的电缆供应到其上的电能，或可以包括内部电能，该内部电能例如可以由电池供应。作为选择，这类装置可以由本领域技术人员熟悉的用于MWD和/或LWD装置的流体操作的涡轮/发生器组合提供动力。示例可以包括内部数据存储器，当从WDP内部收回装置时可以询问内部数据存储器，或在使用铠装的电缆的场合，由装置产生的信号可以通过铠装的电缆进行传送。

本领域技术人员还将会理解，可以用多个发射机天线代替如图4中所示的多个接收机天线的示例，每个发射机天线或选定的发射机天线连接到交流电源。参考图7说明的示例也可以由接收机代替，接收机的位置在钻井平台下方示出了发射机的位置，并且WDP内的接收机可以由一个或多个发射机代替。由于互易原理，这种可能性是本领域普通技术人员容易想到的，因而，在所进行的引用确定了特定天线的位置或通过天线执行的动作的场合，在说明书和随后的权利要求中对于“发射机”、“发射”或“发射机天线”的引用可以由“接收机”、“接收”或“接收机天线”代替。这里关于“接收机”、“接收”或“接收机天线”可以进行对应的代替。

尽管已经关于有限数量的实施例描述了本发明，但受益于本公开的本领域技术人员将会理解，能想出不背离在这里披露的发明的范围的其他实施例，因而，本发明的范围仅仅由所附的权利要求限定。

Claims

1.一种用于确定有线钻杆的电状况的方法，它包括：

在有线钻杆的至少一个接合部中感生电磁场；

检测流入所述有线钻杆内的至少一个导电体中的电流所感生的电压，所述电流由所述感生电磁场感生；和

根据检测到的电压确定所述电状况。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有线钻杆包括有线钻杆段。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有线钻杆包括多个互相连接的有线钻杆段。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述管接合部的一端附近执行所述电磁场的感生和在所述管接合部的另一端附近执行检测。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，检测电压包括在沿着所述有线钻杆长度的多个位置检测由多个导电体中流动的电流所感生的电压。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述管接合部内部执行所述电磁场的感生和所述检测。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述管之外执行所述电磁场的感生和所述检测。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电磁场的感生包括使交变电流通过发射机天线。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测电压包括测量在接收机天线上存在的电压。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其还包括通过在基本上维持执行感生的位置的同时沿着所述管接合部改变执行检测的位置，来沿着所述至少一个接合部确定故障的位置。

11.一种用于确定有线钻杆柱的电状况的方法，它包括：

使仪器沿着由多个首尾相连的有线钻杆接合部组成的柱移动；

使电流经过所述仪器上的发射机天线以在所述柱中感生电磁场；

检测由于流入所述管柱内的至少一个导电体中的电流而在所述仪器上的接收机天线中感生的电压，所述流动的电流由所述感生电磁场感生；

根据检测到的电压确定所述发射机天线和接收机天线之间所述电状况；和

在沿着所述管柱的多个位置重复进行使电流经过、检测电压和确定状况。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，从所述管接合部内部执行所述电磁场的感生和所述检测中的至少一个。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述管之外执行所述电磁场的感生和所述检测中的至少一个。

14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，其还包括改变所述发射机天线和接收机天线之间的纵向距离以确定有关电的故障的位置。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述改变纵向距离包括沿着所述管柱内部移动所述发射机天线和接收机天线中的至少一个。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，其还包括在选定时间重复进行使所述仪器移动、使电流经过、检测电压、确定电状况和沿着所述内部移动，以预料所述管柱中的电故障。

17.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述改变纵向距离包括改变所述仪器的长度。

18.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述改变纵向距离包括下面中的至少一个：

从设置在所述仪器上的间隔开的位置处的多个接收机天线中选择特定的接收机天线和从设置在所述仪器上的间隔开的位置处的多个发射机天线中选择特定的发射机天线。

19.一种用于钻探井筒的方法，它包括：

将由多个首尾相连的有线钻杆接合部组成的柱悬挂在井筒中，所述柱在其下端具有钻头；

在从地面释放钻杆柱以将选定量的重量保持在所述钻头上的同时使所述钻头旋转；

在所述管柱之外的第一选定位置感生电磁场；

在位于所述管柱之外并与所述第一选定位置间隔开的第二选定位置检测电压，所述电压由流入所述管柱内的至少一个导电体中的电流产生，所述流动的电流由所述感生电磁场产生；

根据检测到的电压确定所述管柱的电状况；

在使所述钻头旋转的同时继续释放所述管柱；和

重复进行所述感生、检测和确定。

20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述感生电磁场包括使交变电流通过至少一个发射机天线。

21.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述检测电压包括测量在至少一个接收机天线上存在的电压。

22.一种故障定位装置，它包括：

至少一个发射机；和

至少一个接收机；

其中，所述至少一个发射机构形成在至少一个有线钻杆段中的导体内感生电流，和所述接收机构形成响应由所述电流感生的磁场。