CN103097656B - 井 - Google Patents

Abstract

一种井包括：钻孔和井口装置、以及在所述井口装置处或接近于所述井口装置的通信箱，所述井包括联接到无线发射器的多个传感器，所述无线发射器适合于将来自所述传感器的信息发送给所述通信箱；所述传感器包括至少一个压力传感器；并且，所述井包括与所述通信箱间隔开的第一存储装置，所述第一存储装置配置为存储来自所述传感器的信息；其中，所述通信箱包括：适合于接收来自所述发射器的信号的接收器、以及适合于发送和/或存储从所述发射器所接收到的数据的发送装置和第二存储装置中的至少一个。通信箱通常是高度抗震的(在所有轴上在至少5ms内承受约50Gs振动)，并且连同其他可选的特征一起，提供了一种用于尤其在紧急情况之前、期间或之后监控井的系统。

Description

井

技术领域

本发明涉及一种改进的用于特别是在紧急情况期间或之后确定井内情况的改进系统。

背景技术

对于油井和气井而言，钻孔的钻探是一项复杂而昂贵的任务，在该任务中需要利用蓄水池特征，使得井被设计和定位成以便尽可能高效率地重新获得碳氢化合物。

首先将钻孔钻出一定深度，并且将套管柱插入钻孔内。然后，通常将套管和钻孔之间的环状物进行粘合(cemented)，以便固定和密封套管。通过在有套管钻孔的下方以与钻孔的首次钻探深度相比更小的直径继续钻探，钻孔通常被延伸到进一步的深度，并且随后更深的钻孔被安装套管并且粘合。结果是钻孔具有许多大体上同轴的管状柱形物/套管柱，它们朝着整个钻孔的下端在直径上渐进地减小。

近年来，油和气已经在超过1km量级的非常深的水区中的海底井内重新获得。这对于在这样深处中钻探、固定、提取和放弃井提出了许多技术问题。

在井的完整性上出现问题的情况下，众所周知使用井口装置(wellheadapparatus)控制系统来关闭井，以防止井出现危险的井喷或大量的碳氢化合物损失。防喷器(BOPs)位于海底井的顶部处、在海床处，并且可以由控制室激活以关闭井，或者能够适合于检测井喷和自动关闭。如果控制室出现了故障，遥控潜水车辆(ROV)将可以直接激活海床处的BOP以关闭井。

在已竣工的井中，在井的顶部处不是设置BOP而是设置“圣诞”树状物(tree)，并且在井内的“井底”处通常增加地下安全阀(SSV)。如果“圣诞”树状物与控制平台、钻探设备或船失去联系，则SSV通常被激活以封闭并且关闭井。

尽管有这些已知的安全控制，事故仍然发生并且最近的实例是在来自诸如墨西哥湾中的海底井的灾难性的井喷，产生巨大的爆炸，造成生命损失、钻探设备的损失以及造成大量和持续的油流入墨西哥湾，威胁野生动植物和海洋产业。

检测井内参数并且将该信息发送到地面(surface)的能力将是有益的。

为了在钻探操作的过程中发送数据，可以使用“泥浆警报器(mud siren)”或“泥浆脉冲星(mud pulsar)”。泥浆警报器”或“泥浆脉冲星”从测量装置接收数据并且可以产生穿过通常在钻探操作过程中使用的钻探泥浆的脉冲信号。脉冲信号作为压力变化被接收。虽然该系统可以起作用，但是能够以这种方式发送的数据量是非常少的并且常遭受干扰。

一种可替代的用于检索数据的系统涉及在已经完成装套管和粘合之后使用电缆测井。在可能的情况下，这涉及将测量装置和测井电缆上的数据记录器部署到套管内，记录数据并且随后取回该测井电缆。尽管这可以提供有用的信息，但它也是一个昂贵并且耗时的过程。

在已建好的井中，可以设置永久测量仪表，这些永久测量仪表通过电缆连接到地面。

然而，因为可能没有通向井的入口或者可能无法控制井，并且电缆和/或数据记录设备可能被损坏或损毁，所以上述的所有系统在紧急情况或井喷的情况下实际上都可能是不实用的。

本发明的发明人已经注意到，可以提供一种改进的用于特别是在紧急情况/灾难情况下接收并且记录井内井参数的改进方法。

发明内容

本发明的目的在于缓解现有技术中的问题，并且更好地改善井中的通信和安全性。

根据本发明的第一方面，提供了一种井，该井包括：钻孔和井口装置、以及在该井口装置处或接近于该井口装置的通信箱，所述井包括连接到无线发射器的多个传感器，所述无线发射器适合于将来自所述传感器的信息发送给所述通信箱；所述通信箱包括：适合于接收来自所述发射器的信号的接收器、以及适合于发送和/或存储从所述发射器所接收到的数据的发送装置和第二存储装置中的至少一个。

根据本发明的第二方面，井包括：钻孔和井口装置、以及在所述井口装置处或接近于所述井口装置的通信箱，所述井包括联接到无线发射器的多个传感器，所述无线发射器适合于将来自所述传感器的信息发送给所述通信箱；所述传感器包括至少一个压力传感器；并且，所述井包括与所述通信箱间隔开的第一存储装置，所述第一存储装置配置为存储来自所述传感器的信息，其中，所述通信箱包括：适合于接收来自所述发射器的信号的接收器、以及适合于发送和/或存储从所述发射器所接收到的数据的发送装置和第二存储装置中的至少一个。

通常地，第一存储装置与通信箱相距至少5m，通常地，与通信箱相距大于10m，可选地，与通信箱相距大于20m或大于50m。

由于数据在两个分离的位置(第一存储装置和通信箱)处被存储/重新获得，因此根据本发明的第二方面的实施例提供了一种井，该井具有在从传感器所接收到的数据的冗余度。万一出现故障(例如，归因于井喷)，在某处，数据仍然可以从另一位置被接收到。例如，如果通信箱被损坏并且丢失，则分离的通信箱或其他适当的装置可以被联接到井，以便检索来自第一存储装置的信息。

优选地，所述通信箱具有在所有轴上在至少5ms内承受至少50Gs振动的耐受性振动等级(survivability shock rating of least 50Gs for at least 5ms,all axes)；可选地，具有在所有轴上在至少5ms内承受大于100Gs振动的耐受性振动等级；并且可能地，具有在所有轴上在至少5ms内承受大于500Gs振动的耐受性振动等级。除了使用本文中所描述的优选的和可选的振动等级值以外，振动评级试验依据EN ISO 13628-6:2006进行。

因此，这样的实施例提供了一种更强健的箱，该箱降低了发生爆炸的情况下箱被损坏的风险。于是，能够存储在该箱中的数据可以被使用，以便得出关于灾难性事故原因的重要信息。

因此，本发明的实施例为操作者提供了关于在井中发生的故障的重要信息。而且，对于某些实施例，所提供的信息还可以在其他时候被使用。

第一存储装置和第二存储装置通常配置成将信息存储至少一分钟，可选地，将信息存储至少一小时，更可选地，将信息存储至少一个星期，优选地，将信息存储至少一个月，更优选地，将信息存储至少一年。

“接近”于井口装置通常是指位于井口装置的50m以内，优选地位于井口装置的20m以内。通信箱可以位于地下(subsurface)，即，地面之下超过2m，可选地，位于地下超过5m或超过10m；然而仍然是接近井口装置的。这样的实施例提供了额外的好处，因为如果发生爆炸，它们具有更小的破坏风险。

正如在本文中所使用的“井”通常涉及碳氢化合物生产井，并且包括生产水的井、地热井或注入井。还包括在建造中的井、观测井、暂停的井、废弃的井或测试井，只要它们包括钻孔和井口装置。

正如在本文中所使用的“地面”是指钻孔延伸到的地层(formation)。因此对于海底井，“地面”是指泥水分界线。

可选地，对于基于平台的井，通信箱可以设置在正如本文中所描述的地下或者井口下方超过2m处，可选地，设置在井口下方超过5m或超过10m处。

例如，通信箱可以位于钻孔内或者在钻孔内进行翻新(retrofitted)，因此防止了通信箱遭受在井口装置处发生的潜在性损坏。所述通信箱可以自身与在井口装置处已安装的或经翻新的其他通信箱进行通信。

尽管如此，对于其他实施例，井口装置可以包括通信箱。尽管对于这样的实施例，传感器还可能增加到井口装置上，但是通常钻孔包括传感器。

优选地，通信箱包括存储装置。

在本文中所使用的“井口装置”包括但不局限于井口、管道和/或套管悬挂器、防喷器(BOP)、电缆/连续油管润滑器、导向基座、井树状物、树状物构架、井盖、防尘盖和/或井遮蓬。

通常地，井口装置包含井口。

通常地，井口在钻孔的顶部处提供了密封接口。通常地，在井口处或在井口以上多达20-30m的任一件设备或装置出于该目的可以被认为是井口装置。

已安装的或经翻新的通信箱可以设置在井口装置内，或者可以连接到、装配到或适应于井口装置。

因此，本发明的实施例提供了一种设备，以便更容易地检索有关井状况的信息。这些信息可以被当作理所当然的事或者可以当事故已经在井中发生时进行查阅。例如，在墨西哥湾的最近事件中，当出现碳氢化合物的持久泄漏时确定井内状况是不可能的。本发明的实施例是有益的，因为它们可以在这样的灾难性事件之后(甚至当这样的灾难性事件正在进行时)被使用，以便帮助确定故障的性质，并且因此可以采取行动以减轻故障。

优选地，多个不同的传感器设置在钻孔内，并且优选地，每种类型的传感器可以设置在不同的位置，以便提供钻孔的更完整的“图片”。

例如，压力传感器可以设置在每个套管环状物以及管道环状物内。

传感器可以设置在钻柱、完井管柱、套管柱或任何其他的细长构件上，或者设置在井的已装套管的或未装套管的部分内的子组件上；和/或设置井口装置上或井口装置内。

井口装置处的传感器可以是通过导线连接到通信箱的，但是优选地通过无线方式连接到通信箱。

对于某些实施例，传感器设置在障碍物，例如膨胀式封隔器(expanded packer)或井栓的上方和下方。通信箱因此可以监控这些位置中的差别参数(differentialparameter)，这些差别参数能够继而得出与井的安全性有关的信息。特别地，横跨障碍物所检测到的任何压差将尤其在控制地面船舶离开一段时间并且随后返回的情况下评估井的安全性具有特殊的用途。

多个相同类型的传感器可以是互相间隔开的。这样，可以更容易地识别出故障的位置。例如，一个套管环状物中的间隔开的多个温度传感器和/或压力传感器可以得出与套管完整性在哪里已经出现故障有关的信息。

类似地，其他信息可以被确定，例如，套管、套管接合剂、浮动环或密封组件是否已经不能将蓄水池隔绝。这样的信息可以使操作者能够以更快的、更安全的并且更高效的方式做出反应。

传感器可以设置在钻孔和/或井口装置内。

传感器可以检测任何参数并且因此是任何类型的传感器，包括但不一定局限于，例如，温度传感器，加速度传感器，振动传感器，转矩传感器，位移传感器，运动传感器，接合剂完整性传感器，压力传感器，方向和倾斜传感器，载荷传感器，各种管状/套管角度传感器，腐蚀和侵蚀传感器，辐射传感器，噪声传感器，磁力传感器，地震运动传感器，与管状/套管有关的包括扭转、剪切、压缩、膨胀、屈曲和任一形式的变形的应力和应变传感器；化学或放射性示踪剂检测传感器；流体识别(例如，氢氧化物、蜡和出砂)传感器；以及流体属性(例如但不局限于，流量、密度、含水量、pH和黏度)传感器。这些传感器可以是成像装置、映射装置和/或扫描装置，例如但不局限于，照相机、录像机、红外线传感器、磁共振传感器、声传感器、电传感器、光传感器、阻抗传感器和电容传感器。传感器还可以监控井内的设备(例如，阀位置或电动机转动)。而且，传感器可以适合于感应通过适当的发射器和机构的并入所检测到的信号或参数。

优选地，传感器设置在钻孔内的离散的位置处。优选地，在套管环状物和生产管道内存在至少一个传感器，更优选地，在每个套管环状物内存在至少一个传感器。通常地，存在多于两种不同类型的传感器(即，感应不同类型的参数)，更通常地，存在多于三种类型的传感器，优选地，存在多于四种类型的传感器。

传感器通常在井的建设过程中被安装在井中，但是也可以被翻新。

通信“箱”应当理解成“通信容器”。

对于某些实施例，通信箱可以包含关于钻孔的大量数据和信息。该信息可以提供关键数据，以便说明井状况。在某些实施例中，由于通信箱可以在灾难发生时被用于回顾在灾难之前、过程中和之后的历史的井状况，因此通信箱类似于飞行器的“黑匣子”数据记录器。通信箱还可以用于在灾难期间(例如，碳氢化合物向海中持续很久的泄露)确定关于钻孔的信息。

在优选的实施例中，发射器是声发射器并且信号是声信号。在可替代的实施例中，发射器可以是电磁发射器，并且信号是电磁信号。电磁的和声的发射器、信号与接收器的组合可以被使用。

声信号可以通过细长构件或者通过井流体或细长构件和井流体的组合进行发送。为了通过流体发送声信号，可以使用压力脉冲发生器或泥浆脉冲发生器。

优选地，声通信包括频移键控(FSK)调制方法和/或相移键控(PSK)调制方法，和/或这些方法的高级衍生方法(例如，正交相移键控(QPSK)或正交幅度调制(QAM)，以及优选地并入扩展频谱技术的QPSK或QAM)。通常地，它们适合于自动地调谐声信号频率和方法，以便适应井状况。

继电器和中继器可以用于使无线信号利于从一位置传输到另一位置。

优选地，通信箱包含电池。

井可以是海底井。

优选地，发射器是收发器的一部分，该收发器还包括接收器。收发器的提供使得能够从通信箱接收到信号。

通信箱可以包括声纳发射器，该声纳发射器用于信号从通信箱到远程设施(例如，船、钻探设备、平台或浮标)的向前发射。然后，数据可以存储在远程设施处和/或通过其他装置(例如，卫星通信系统)向前发射。

第一存储装置可以设置有传感器或者设置在钻孔内或外的包括发射器的设备内。因此，可以存在多个第一存储装置，每个第一存储装置联接到不同的传感器或发射器。本发明的某些实施例的优点是：通信的无线性质、加上存储有关第一存储装置(例如，在钻孔和/或井口装置内)的数据允许通信箱改进以适应(retro-fitted)井口装置，以便即使在以前安装的通信箱摧毁的情况下也能采集数据。

传感器可以直接并入到包括发射器的设备中或者可以通过使用电缆或短程无线(例如，感应的)通信技术将数据传送给所述设备。短程是指通常相距小于5m，往往相距小于3m，并且甚至可以是相距小于1m。第一存储装置和传感器可以通过任何合适的方式连接，可选地，通过无线的方式连接或者通过电缆物理地联接在一起。感应耦合也是一种选择。

此外，除了传送给通信箱的数据以外，额外的数据可以在本地存储到传感器中(即，在第一存储装置上)。因此，本发明的实施例使钻孔或井口装置内的每个单个工具能够当做第一存储装置。可选地，进一步的(更详细的)信息可以稍后经由在井口装置处以前安装的或经翻新的通信箱被检索。

发射器可以配置成实时地发送数据，即，当参数被发送时，发送与该参数有关的数据。

可替代地，发射器可以配置成发送历史数据，即，在参数被发送之后的一段时间发送数据。

然而，优选的实施例使用实时发送数据和还发送一些历史数据的组合。这样，如果短时间失去通信并且接收器未获得数据的实时传输，那么随后当信息作为历史数据传输被重复时，该信息可以被提供。

定位器信标装置可以设置在通信箱上。

多于一个通信箱可以被设置并且这些通信箱可以存储多余的数据副本。

在基于陆地的井或基于平台的井上，通信箱可以引入卫星或其他通信设备，以便直接将数据传送给控制中心。

发射器可以与传感器间隔开并且通过传统的装置(例如，液压管线或电缆)与传感器连接。这使无线信号能够在更小的距离上传输。例如，即使传感器比发射器更深，无线信号也可以从井的顶部下方多达100m、有时小于50m或小于20m处的发射器传输到通信箱。因此，本发明的实施例可以与流体和/或电控系统和信号相结合。

传感器不仅可以在紧急情况下操作，而且可以在任何时候提供有关不同参数的细节。传感器可能对例如接合剂测试、对封隔器、局部或完整的障碍物的任一侧上的压力的测试以及井口装置测试是有用的。因此，这样有用的数据可以有助于预防或缓解紧急情况。

紧急情况是指：从井发生或预计发生不受控制的流体流动；发生爆炸或者存在可能出现的无法接受的风险，正在发生井的完整性的重大结构破坏或者存在可能出现的无法接受的风险，或者存在可能处于危险中的无法接受的风险。这些危险和风险可能是由许多因素(例如，井状况)以及其他因素(例如，恶劣的天气)所造成的。

因此，紧急情况通常是指BOP和地下安全阀中的一个将试图被激活的情况，尤其是在井内的不受控制的事件之前/期间或之后BOP和地下安全阀中的一个将试图被激活的情况。

此外，根据本发明的紧急情况通常是指对于包括附录2000、4.1.2节的IADAC深水井控制指南(第三次印刷)，相应地定义为最不严重的、更严重的或最严重的紧急情况。因此，涉及后座力控制的事件可以被认为是根据本发明的紧急情况，特别地，与地下井喷有关的事件被认为是根据本发明的紧急情况，并且甚至更特别地，与在海床(如果水下井)或地面处的井的失控有关的事件是根据本发明的紧急情况。

根据本发明的方法可以在所述紧急情况之后被实施，并且因此响应于紧急情况，数据可以被请求或仅查阅。

在使用中，操作者可以对传感器检测到的任何反常和潜在危险的事件做出反应。这可以是各种不同的参数(包括但不局限于压力、温度以及像管道上的压力和应力的其他参数或者本文中所提及的参数/传感器)。此外，对下面的事件，本发明的实施例可以提供有用和有益的当前和/或历史的数据，以使得操作者或调查当局能够更充分地调查事件的原因和影响。

该方法适合于井的寿命的所有阶段(包括钻探、测试、竣工、生产、投入、暂停和放弃)，尤其是位于深水区域中的井的寿命的所有阶段。

优选地，因为紧急情况可能在任何时候发生，因此该方法可供在井的钻探、测试、开发、竣工、经营、暂停和放弃的所有阶段期间使用。更优选地，倘若在井上的操作期间BOP正在使用中，则该方法是可供使用的。

在这些阶段期间，因为物理控制管线在这些阶段期间的供应将阻碍许多井操作在这个时候发生，所以本发明的实施例是特别有用的；并且确实认可做法是尽可能避免安装要求为此通信的装置。本发明的实施例反对这种实践并且通过提供无线通信来克服缺点。

为了检索来自传感器的数据或驱动任何钻孔工具，一种选择是部署探针。各种装置(例如，电缆、平滑器线路导线、连续油管、管道或任何其他的细长构件)可被用于部署探针。这样的探针能够有选择地或者额外地适合于发送信号。确实，如果需要，这样的探针可被部署在管道环状物内。

信号可以从井口装置处的通信箱向前发送。在一实施例中，无线信号可以可选择地使用设置在立管上的无线中继器在地面设施和通信箱之间发送。可选地，声纳信号可以可选择地经由ROV在通信箱和地面设施之间发送(ROV也可以经由热刺连接件(hot-stabconnection)连接到通信箱，以便在ROV和通信箱之间传递信号)。对于某些实施例，地面设施可以经由卫星通信系统与远程设施进行通信。

在另一实施例中，通信箱可以通过电线连接到地面设施或远程设施。然而优选地，通信箱提供有用于与地面设施进行通信的其他的无线通信选择。通常地，通信箱具有电池，以使在万一电缆损坏时该通信箱还能够工作。

地面设施可以是例如备用的附近生产设施或者供应船或者浮标。

因此，本发明的实施例还包括卫星装置，该卫星装置包括声纳接收器和卫星通信装置。这样的实施例可以与通信箱进行通信并且通过卫星向前中转信号。卫星装置可以设置在钻探设备或者船或者浮标上。

由于响应于由井的顶部上的以前安装的或者翻新的通信箱所接收到的无线信号，本发明提供了一种用于在灾难期间之前、期间和之后从海底井口装置以及井内工具和传感器远程采集和记录井内数据和井参数以及将这样的数据和井参数传输到地面的方法，因此本发明的实施例提供了显著的效益。

对于某些实施例，与完井钻孔(包括所有的管道和套管柱)有关的数据能够在紧急情况期间获得。这可以提供有效和有用的信息，并且对于某些实施例可以有助于井的操作者充分地评估灾难/井喷的原因、井结构在海底和井内的情况。这样的数量和质量信息可以使井的操作者能够以更安全的和更有效的方式应对该情况，因此试图减小对环境的影响和损害并且试图防止任何的生命损失。

确实，这可以在即使井已经遭受大量的损坏并且控制管线已经受损的情况下被实现。

附图说明

现在将仅通过实例并且结合附图来对本发明的实施例进行描述，其中：

图1是根据本发明的一个方面的井的概略的截面图；

图2是可用于本发明的发送装置中的电子设备的示意图；以及

图3是可用于本发明的接收装置中的电子设备的示意图。

具体实施方式

图1示出了井10，井10包括一系列的套管柱12a、12b、12c和12d以及位于各套管柱和该各套管柱内部的管柱之间的相邻的环状物A、B、C、D，钻柱20设置在最里面的套管12a的内部。

正如在现有技术中是常见的，每个套管柱比其外侧的相邻套管柱进一步地延伸到井内。而且，每个套管柱的最低部分由于套管柱延伸到其外侧相邻管柱的下方而在合适位置处粘合。

根据本发明，传感器16设置在粘合部分上方的套管上以及钻柱20上。此外，其他传感器(未示出)设置在井的有管套钻孔和/或没有管套钻孔内的不同点处。传感器包括发射器，以将数据发送到BOP 30上的通信箱17。在一可替代的实施例中，包括声纳收发器和声接收器的通信箱或“黑匣子”可以处于井的顶部处的BOP 30和/或井口装置处。

总之，传感器检测各种参数并且发射器将这些参数发送给通信箱，在通信箱中，这些参数可以例如通过声纳向前传输或者甚至它们可以无限期地存储。如果在井附近出现任何问题，这样的数据可以被查阅，以便设法得出该问题有关的信息。

声中继站22可以设置在钻井孔内的任何地方(例如，钻管上以及环状物内的各点处)，以便中转从井内的传感器所检索到的声数据。

因此，本发明的实施例的益处还在于它们排除了对物理通信机构的唯一依赖。正如可以由2010年墨西哥湾中的灾难性事件所观察到的，对在井中的BOP已经出现故障的井的控制可能是极其困难的，并且考虑到碳氢化合物在环境中的不受控制的泄漏，接踵而至的环境损害可能发生。本发明的实施例提供了一种系统，该系统有助于当这样的灾难性事件发生时采集重要的井信息，使得灾难性事件的影响可以更迅速地被减轻并且它们的原因在今后对于其他的井被处理和学习。

某些实施例的优点是：声信号可以在不同管柱上下传播并且可以从一个管柱移动到另一管柱。因此，信号的线性传播是不需要的。因此可以丢失直接路线装置并且信号仍然可以成功地被间接接收到。信号还可以与其他的有线的和无线的通信系统和信号相结合，并且不必在声学上传播整个距离。

图2示出了无线发射器装置250，无线发射器装置250包括由电池(未示出)供电的发射器(未示出)、换能器(transducer)240和温度计(未示出)。由换能器240所产生的模拟压力信号传到电子模块241，在电子模块241中，该模拟压力信号被数字化并且连续地被编码，以便使用1Hz-10kHz(优选地为1kHz-10kHz)的合适的载波频率、利用FSK调制技术传输该模拟压力信号。产生的脉冲载波(bursts of carrier)被施加到磁致伸缩换能器242，磁致伸缩换能器242包括在芯(未示出)周围所形成的线圈，芯的端部在分隔开的位置处被牢固地固定到井孔套管(未示出)上。经数字编码的数据因此被转变成纵向的声波。

本实施例中的发射器电子模块241包括信号调理电路244、数字化和编码电路245以及电流驱动器246。这些电路的细节可以改变并且可以使用其他适当的电路。换能器连接到电流驱动器246并且形成在芯247的周围。适当地，芯247是约25mm直径的层压的镍杆。该杆的长度被选取为适应所希望的声频。

图3示出了接收装置361，接收装置361包括滤波器362和换能器363，滤波器362和换能器363连接到由电池(未示出)供电的电子模块。滤波器362是经调谐到数据载波频率上的机械的带通滤波器，并且起到去除一些可能在其他方面使电子设备失效的噪声的作用。换能器363是压电式元件。滤波器362和换能器363机械地串联联接，并且该组合在该组合的端部被牢固地安装到细长构件之一上，例如，管道或套管柱(未示出)上。因此，换能器363提供了代表声波数据信号的电输出。还提供了电子滤波器364和365，并且信号可以通过任何合适的装置366被重新发送或整理(collated)，装置366通常具有与图2中所示的配置相似的配置。

在不脱离本发明的范围的情况下可以进行改进和修改。虽然具体的实例涉及海底井(subsea well)，但是其他的实施例可以被用在所有的近海井或基于陆地的井上。

Claims (42)

1.一种井，包括：钻孔和井口装置、以及在所述井口装置处或接近于所述井口装置的通信箱，所述钻孔包括联接到所述钻孔中的多个无线发射器的多个传感器，所述多个无线发射器适合于将来自所述多个传感器的信息发送给所述通信箱；

所述传感器包括至少一个压力传感器；

所述传感器包括至少一个温度传感器；并且，所述钻孔包括与所述通信箱间隔开的在所述钻孔中的井底的第一存储装置，所述第一存储装置配置为将来自所述传感器的信息在本地存储到所述传感器，所述第一存储装置配置为将来自所述传感器的信息存储至少一天，从而使得来自所述传感器的所述信息能够在与所述通信箱间隔开的所述钻孔中的井底存储至少一天，以在接收到来自所述第一存储装置处的所述传感器的信息之后的一段时间将所述信息发送到所述钻孔外面；

其中，多个相同类型的传感器相互间隔开地设置在所述钻孔中，设置在不同的位置，以便提供钻孔的更完整的“图片”，从而能够更容易地识别出故障的位置；

其中，所述通信箱包括：适合于接收来自所述无线发射器的信号的接收器、以及用于发送从所述无线发射器所接收到的数据的发送装置和/或用于存储从所述无线发射器所接收到的数据的第二存储装置中的至少一个；

其中，所述无线发射器是电磁发射器或声发射器；所述信号是电磁信号或声信号；

中继站被设置在钻井孔内，以利于无线信号从该钻井孔中的一位置传输到该钻井孔中的另一位置；并且

其中，所述传感器配置为在紧急情况期间或之后接收并且记录井内井参数，并且在任何时候提供有关井内井参数的细节。

2.根据权利要求1所述的井，其中，所述通信箱具有在所有轴上在至少5ms内承受最小50Gs振动的耐受性振动等级。

3.根据权利要求1或2所述的井，其中，所述发射器是收发器的一部分，该收发器还包括接收器；并且其中，所述通信箱的所述接收器是第二收发器，该第二收发器还包括发射器。

4.根据权利要求1或2所述的井，其中，所述第一存储装置配置为将信息存储至少一年。

5.根据权利要求1或2所述的井，其中，所述通信箱包括第二存储装置，所述第二存储装置配置为将信息存储至少一分钟。

6.根据权利要求1或2中的任一项所述的井，其中，所述发射器是声发射器，并且所述信号是声信号。

7.根据权利要求6所述的井，其中，所述声信号适合于通过细长构件和井流体中的至少一个传播。

8.根据权利要求6所述的井，其中，声通信包括频移键控(FSK)调制方法和/或相移键控(PSK)调制方法。

9.根据权利要求8所述的井，包括通常并入扩展频谱技术的正交相移键控(QPSK)或正交幅度调制(QAM)。

10.根据权利要求1或2所述的井，其中，所述通信箱位于所述井口装置的50m以内。

11.根据权利要求1或2所述的井，其中，所述通信箱位于地下，即，地面之下超过2m。

12.根据权利要求1或2所述的井，其中，所述通信箱位于所述钻孔内。

13.根据权利要求1或2所述的井，其中，所述井口装置包含所述通信箱。

14.根据权利要求1或2所述的井，其中，所述传感器中的至少一个包括所述第一存储装置。

15.根据权利要求1或2所述的井，其中，所述发射器配置为实时地发送数据。

16.根据权利要求1或2所述的井，其中，所述发射器配置为发送历史数据。

17.根据权利要求1或2所述的井，其中，所述通信箱包含存储装置。

18.根据权利要求1或2所述的井，其中，传感器设置在障碍物的上方和下方。

19.根据权利要求18所述的井，其中，所述障碍物是膨胀式封隔器或井栓。

20.根据权利要求1或2所述的井，其中，在套管环状物内存在至少一个传感器，并且在生产管道内存在至少一个传感器。

21.根据权利要求1或2所述的井，其中，在第一套管环状物内存在至少一个传感器，并且在第二套管环状物内存在至少一个传感器。

22.根据权利要求1或2所述的井，其中，存在多于两种不同类型的传感器。

23.根据权利要求1或2所述的井，其中，所述传感器直接并入包括所述发射器的设备内。

24.根据权利要求1或2所述的井，其中，所述传感器通过使用电缆或短程无线通信技术将数据传送给所述无线发射器。

25.根据权利要求1或2所述的井，其中，所述发射器位于所述井的顶部的下方多达100m处，有时位于所述井的顶部的下方小于50m处，或者位于所述井的顶部的下方小于20m处。

26.根据权利要求1或2所述的井，其中，所述井是海底井。

27.根据权利要求1或2所述的井，其中，所述井包括防喷器。

28.根据权利要求1或2所述的井，其中，所述井包括树状物。

29.根据权利要求1或2所述的井，其中，所述通信箱包括声纳发射器。

30.根据权利要求1或2所述的井，其中，至少一个传感器设置在所述井口装置处。

31.根据权利要求2所述的井，其中，所述通信箱具有在所有轴上在至少5ms内承受大于100Gs振动的耐受性振动等级。

32.根据权利要求2所述的井，其中，所述通信箱具有在所有轴上在至少5ms内承受大于500Gs振动的耐受性振动等级。

33.根据权利要求5所述的井，其中，所述第二存储装置配置为将信息存储至少一天。

34.根据权利要求5所述的井，其中，所述第二存储装置配置为将信息存储至少一年。

35.根据权利要求10所述的井，其中，所述通信箱位于所述井口装置的20m以内。

36.根据权利要求11所述的井，其中，所述通信箱位于地下超过5m。

37.根据权利要求11所述的井，其中，所述通信箱位于地下超过10m。

38.一种监视根据权利要求1至37中的任一项所述的井的方法，所述方法包括在地面设施和所述通信箱之间发送信号。

39.根据权利要求38所述的方法，其中，所述信号经由设置在立管上的无线中继器被发送。

40.根据权利要求38所述的方法，其中，所述通信箱包括声纳发射器，并且所述信号在所述地面设施或遥控潜水车辆和所述通信箱之间通过声纳被发送。

41.根据权利要求38所述的方法，其中，遥控潜水车辆连接到所述通信箱，并且与所述通信箱经由热刺连接件发送或接收信号。

42.根据权利要求38至41中的任一项所述的方法，其中，来自所述通信箱的信号被存储在所述地面设施处，并且通过卫星通信向前传输。

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