CN107109923A - 用于安装在钻铤上的线轴天线的专用线槽 - Google Patents
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Abstract
一种用于保护井下天线不受流体渗透的系统，在一些实施方案中，包括：钻铤；线轴天线，安装在所述钻铤上，其包括位于所述线轴天线的外表面上的多个线圈狭槽并包括位于所述线圈狭槽中的至少一个与所述线轴天线的出口之间的一个或多个线轴内线槽；以及钻铤线槽，其专用于所述线轴天线。
Description
背景
出于多种原因，获悉地下地层的材料特性可以是有利的。例如，确定地层的电阻率可用于估计地层中烃储藏的量和位置并确定用于提取此类烃类的最有效策略。可使用钻柱测井工具确定此类地层特性--例如发射器和接收器天线--其在随钻测量(MWD)应用中部署。这些工具通常容纳在直接机器加工到钻柱钻铤(drill string collar)中的狭槽或凹槽内。通过容纳在钻柱内的线槽将导电线引导到工具(例如，用于在发射器线圈中使用)。由于钻柱钻铤中固有的空间约束，将通常由两个或更多个测井工具共享单个线槽。
附图简述
因此，附图和以下描述中公开可安装在钻铤上的线轴天线，其具有线圈和铁氧体狭槽和用于每个此类天线的专用线槽。在附图中：
图1是钻井环境的示意图。
图2是随钻测量(MWD)工具的透视图。
图3是具有倾斜线圈狭槽的线轴天线的透视图。
图4是具有倾斜线圈狭槽的线轴天线的侧视图。
图5是具有正交线圈狭槽的线轴天线的侧视图。
图6A-6B分别是线轴天线的前视图和后视图。
图7A-7B是单个线轴的壳体的透视图。
图8A-8B分别是线圈狭槽和脊的透视图和剖面图。
图9A-9B分别是铁氧体狭槽和脊的透视图和剖面图。
图10是天线工具组件的剖面图。
图11是天线工具组件的放大剖面图。
然而，应理解，在附图和详细描述中给出的具体实施方案并不限制本公开。相反，它们为普通技术人员辨识与给出的实施方案中的一个或多个一起涵盖在所附权利要求书的范围内的替代形式、等效物和修改提供了基础。
详述
可安装在钻铤上的线轴天线的所公开示例实施方案具有外表面和内表面，线圈和铁氧体狭槽分别在所述外表面和内表面上形成。线轴组件是可容易地安装和从钻柱钻铤移除的自备天线。另外，线轴包括相对廉价的非导电材料(例如，聚醚醚酮(PEEK))。因此，相比于直接机器加工到钻铤中的天线，所公开线轴天线为井下测量应用提供成本有效且易于更换的解决方案。此外，由于天线自备在线轴内并且未机器加工到钻铤中，在钻铤内可获得额外空间，并且因此，可将额外部件加装到钻铤中。这些额外部件可包括但不限于用于向钻铤内的每个线轴天线供应导电线的专用线槽。对于天线“专用”的线槽是将导电线引导到和引导出该天线而不是其他天线的线槽。线槽的专用性质确保一个线槽的缺口(例如，由于钻井液渗透)不导致对由其他线槽服务的天线的损伤。
图1是说明性钻井环境100的示意图。钻井环境100包括钻井平台102，所述钻井平台102支撑具有用于升起和降低钻柱108的游动滑车106的井塔104。顶部驱动电机110在钻柱108被降低到井孔112中时支撑并转动所述钻柱108。钻柱的旋转单独地或与井下电机的操作结合驱动钻头114扩展井孔112。钻头114是井底组件(BHA)116的一个部件，所述井底组件116还可包括旋转转向系统(RSS)118和稳定器120(或一些其他形式的转向组件)以及钻铤和测井仪器。泵122通过进料管道将钻井液循环到顶部驱动110，向井下穿过钻柱108的内部，穿过钻头114中的孔，通过围绕钻柱108的环带回到地面，并且进入储料坑(retentionpit)124中。钻井液将来自井孔112的地层样品--即，钻粉运送至储料坑124中，并且有助于维持井孔的完整性。可在任何合适的时间和位置从钻井液中提取地层样品，诸如从储料坑124。然后可在合适的表层实验室(surface-level laboratory)或其他设施(未具体示出)处分析地层样品。当钻井时，可利用套管柱113稳定井孔112的上部分同时井孔112的下部分保持打开(无套管的)。
BHA 116中的钻铤通常是为钻井过程提供重量和刚性的厚壁钢制管段。如下文详细描述的，线轴天线安装在钻铤上并且钻铤包括专用线槽以便在线轴天线与控制天线的处理逻辑(例如，计算机控制的发射器或接收器)之间引导导电线。BHA 116通常还包括具有用于测量工具定向的仪器(例如，多部件磁强计和加速度计)的导航工具和具有遥测发射器和接收器的控制潜进器(control sub)。控制潜进器根据从地表接收的命令协调各种测井仪器、转向机构和钻井电机的操作，并且按需向地表提供遥测数据流，以便传达相关测量值和状态信息。对应的遥测接收器和发射器位于钻井平台102上或靠近钻井平台102以便完成遥测链路。一种类型的遥测链路是基于调节钻井液的流动以便形成沿着钻柱传播的压力脉冲(“泥浆脉冲遥测或MPT”)，但其他已知遥测技术是合适的。由控制潜进器获得的大量数据可存储在存储器中用于以后检索，例如，当BHA 116实际返回到地表时。
地表接口126充当用于通过遥测链路进行通信和用于与平台102上的各种传感器和控制机构进行通信的集线器。数据处理单元(图1中示为平板计算机128)通过有线或无线链路130与地表接口126通信，从而收集并处理测量数据以生成所采集数据和衍生模型的记录和其他视觉表示，以便于用户分析。数据处理单元可采取许多合适的形式，包括以下一个或多个：嵌入式处理器、台式计算机、膝上型计算机、中央处理设施以及云中的虚拟计算机。在每种情况下，非瞬态信息存储介质上的软件可将处理单元配置来执行所需处理、建模和显示生成。数据处理单元还可包括存储装置以便存储，例如，通过泥浆脉冲遥测或任何其他合适的通信技术从BHA 116中的工具接收的数据。公开范围不限于数据处理单元的这些特定实例。
图2是随钻测量(MWD)工具200的透视图。工具200包括钻铤202、稳定器204、具有倾斜线圈狭槽的线轴天线206、208、210以及具有正交线圈狭槽的线轴天线212。下文详细解释线圈狭槽的倾斜和正交定向。钻铤202可形成井底组件(BHA)的一部分，诸如图1中所示的BHA 116。稳定器204具有大于定位在稳定器204之间的线轴天线206、208、210、212的直径的直径，从而限制钻柱与井孔壁碰撞对线轴天线造成的影响。尽管图2的工具200中示出四个线轴天线，但可在单个工具中部署任何合适数量的线轴天线。
图3是说明性线轴天线300的透视图。线轴天线300由非导电材料构成，诸如--但不限于--耐高温塑料、聚合物和/或弹性体(例如，PEEK)。使用任何合适的技术制造线轴天线300，包括已知的三维打印技术，其中描述线轴天线的数字设计文件(例如，计算机辅助设计(CAD)文件)由三维打印机使用来制造线轴天线。在一些实施方案中，线轴天线300包括彼此联接形成圆柱体的两个半圆柱形壳体302A、302B，但公开范围不限于这个特定构造。利于联接的孔(例如，孔304)可用于将壳体联接在一起--例如，使用螺钉或榫钉。线圈狭槽306A和脊306B围绕线轴天线300的外表面形成多个环路，如图所示。在一些实施方案中，线圈狭槽306A与线轴天线300的外表面平齐，并且脊306B升起高于外表面。在其他实施方案中，诸如附图中所示的那些，脊306B与外表面平齐，并且线圈狭槽306A凹陷低于外表面。线圈狭槽306A和脊306B的精确尺寸可改变，但在至少一些实施方案中，狭槽是1.27cm宽和0.3175cm深，并且脊是0.127cm宽。在图3中所示的说明性实施方案中，线圈狭槽306A和脊306B相对于线轴天线300的纵轴线倾斜。由于在线轴天线300的外表面上形成的线圈狭槽306A和脊306B的椭圆性质，不指定特定倾斜角，但可相对于非椭圆狭槽和脊指定这种倾斜角，诸如下文参考图4示出和描述的那些。
线圈狭槽306A容纳导电线并利于导电线构成环路为线圈，以允许电磁信号的发射和/或接收。脊306B防止导电线的环路之间的接触，使得线材保持适用于天线应用的环路构造。通过一个或多个线轴内线槽将导电线引导到和引导出线圈狭槽306A，下文参考图10-11示出并描述。为了便利使用设置在脊306B内的导电线线圈的通信，在线轴天线300的内表面上形成铁氧体狭槽308。下文详细示出并描述铁氧体狭槽308。线轴天线300还包括突出310，其与线轴天线300所安装的钻铤配合，以便固定天线300相对于钻铤的位置。突出310从线轴天线300的内表面上升并朝向天线300的纵轴线伸出。在一些实施方案中，突出310的一部分(例如，一半)形成在壳体302A上，并且一半形成在壳体302B上，但可设想其他构造。在一些实施方案中，当从线轴天线300的内表面朝向天线300的纵轴线测量时，突出310具有大致1cm的最大高度。在一些实施方案中，突出310具有大致0.5cm的宽度和大致4cm的长度。公开范围不限于本文所述的突出310的具体参数。
在一些实施方案中，线轴天线300的厚度(即，内表面与外表面之间的距离)是大致1.27cm，并且线轴天线300的长度是大致32.5cm。这些参数可针对天线的不同部分并针对不同天线组件改变。
图4是具有倾斜线圈狭槽的线轴天线400的侧视图。线轴天线400包括配合壳体402A、402B。线圈狭槽404A和脊404B在线轴天线400的外表面上形成。如数字406指示，线圈狭槽404A和脊404B相对于线轴天线400的纵轴线倾斜大致120度角。在其他实施方案中，线圈狭槽404A和脊404B可以任何其他合适的角度定向。定位在线圈狭槽404A内的导电线(即，线圈)的倾斜角指定当电流穿过线圈时生成的电磁场的方向。类似地，如本领域普通技术人员已知的，鉴于铁氧体的磁导率显著大于空气的磁导率(即，铁氧体一般具有相对较高的磁导率)，铁氧体狭槽在线轴天线的内表面上的位置(如下文所述)影响由线圈生成的磁场的方向。因此，若必要可调整线圈和铁氧体狭槽的位置以便产生具有所需特性的电磁场。
图5是具有正交线圈狭槽的线轴天线500的侧视图。线轴天线500包括使用螺钉504彼此联接的配合壳体502A、502B。线圈狭槽506A和脊506B在线轴天线500的外表面上形成。线圈狭槽506A和脊506B与线轴天线500的纵轴线正交。线轴天线300、400和500(图3-5)的操作原理是相同的，但使用不同线圈狭槽形状和倾斜角度导致不同电磁场特性。因此，若需要可调整线圈狭槽的形状和倾斜角以便产生具有所需特性的电磁场。
图6A和6B分别示出线轴天线600的前端和后端。参考图6A，线轴天线600具有外表面602和内表面604。线轴天线600还包括线轴内线槽606(其充当离开线轴壁的出口并在下文更详细描述)，导电线通过所述线槽606被引导到和引导出在外表面602上形成的线圈狭槽。在至少一些实施方案中，导电线穿过线轴内线槽608。导电线从线轴内线槽608联接到钻铤组件的另一个部分。线轴天线600还包括突出610。如上所述，突出610与钻铤配合，这样使得线轴天线600保持固定在原位。图6B示出分别具有外表面602和内表面604的线轴天线600的后端。尽管图6B中将线轴天线600的后端描述为不包括突出或线轴内线槽，但在至少一些实施方案中，后端可包括这些特征中的任一者或两者。例如，在一些实施方案中，线轴天线600的前端可如图6A中所示包括线轴内线槽和突出，而后端包括与钻铤的一个不同部分配合的突出。在其他实施方案中，突出可定位在后端处而非前段处。在其他实施方案中，线轴内线槽可定位在后端处并且突出定位在前端处。设想所有此类变化形式并且因此落入本公开的范围内。
图7A-7B分别是线轴天线的说明性配合壳体700A、700B的透视图。更具体地，图7A-7B示出配合壳体700A、700B的内表面。壳体700A包括在其外表面上形成的线圈狭槽702A和脊702B。壳体700A还包括在其内表面上形成的多个铁氧体狭槽704A和脊704B，如图所示。铁氧体狭槽704A的尺寸可基于所需电磁场改变，但在至少一些实施方案中，铁氧体狭槽704A具有大致1cm的宽度。在一些实施方案中，铁氧体狭槽704A与壳体700A的内表面平齐，而脊704B延伸超过壳体700A的内表面。在此类实施方案中，脊704B具有大致2.5mm的高度，但可设想其他高度。在其他实施方案中，脊704B与壳体700A的内表面平齐，而铁氧体狭槽704A凹陷在壳体700A的内表面中。在此类实施方案中，铁氧体狭槽704A具有大致2.5mm的深度，但可设想其他深度。任何和所有此类变化形式落入本公开的范围内。
在一些实施方案中，铁氧体狭槽704A和脊704B占据的内表面的区域与线圈狭槽702A和脊702B占据的外表面的区域是相背对的，如图所示。在一些实施方案中，线圈狭槽702A和脊702B占据的外表面区域的宽度703比线圈狭槽704A和脊704B占据的内表面区域的宽度705窄。壳体700A包括榫钉销孔706、712和螺钉孔708、710，其如图所示进行定位，使得它们与联接到壳体700B的对应榫钉和螺钉配合。
现在参考图7B，壳体700B在许多方面类似于壳体700A。壳体700B包括在其外表面上的线圈狭槽702A和脊702B和在其内表面上的铁氧体狭槽704A和脊704B。狭槽和脊的尺寸和形状类似于壳体700A中的那些，并且为了简洁起见此处不再重复。壳体700B还包括螺钉孔714、720，两者类似于孔304(图3)在于它们接纳螺钉或等效紧固装置以便与壳体700A上的对应孔(例如，螺钉孔)联接。壳体700B还包括榫钉销孔716、718，两者接纳榫钉或等效紧固装置以便与壳体700A上的对应孔(例如，榫钉孔)联接。
图8A-8B分别是线圈狭槽和脊的详细透视图和剖面图。确切地说，图8A示出在线轴天线的外表面上形成的多个线圈狭槽800和脊802的透视图。线轴内线槽804表示线轴天线的壳体彼此联接的位置。线轴内线槽804还允许导电线从第一线圈狭槽800转换到第二相邻线圈狭槽800(例如，在围绕第一线圈狭槽800完成完全环路后)。图8B示出单个线圈狭槽800和相邻脊802的剖面图。如图所示，在至少一些实施方案中，线圈狭槽800和脊802在圆角804处相遇。圆角804改善对于将要设置在线圈狭槽800内的线圈的保持强度。
图9A-9B分别是铁氧体狭槽和脊的详细透视图和剖面图。确切地说，图9A示出铁氧体狭槽900和脊902的一部分的透视图，并且图9B示出其剖面图。如同线圈狭槽和脊，铁氧体狭槽900和脊902在圆角904处相遇。
图10是天线工具组件1000的剖面图，所述天线工具组件1000包括安装在钻铤上的线轴天线，其通过专用钻铤线槽将导电线引导到和引导出线轴天线的线圈狭槽。具体地，组件1000包括钻铤1002、线轴天线1004、铁氧体脊1006和铁氧体狭槽1008、线圈脊1010和线圈狭槽1012、抗流体层1014(例如，环氧树脂、树脂)、保护套1016、与接收狭槽1020配合的突出1018、线轴内线槽1022、1024、1026和1028、适配器1030以及专用钻铤线槽1032。如图所示，线轴天线1004安装在钻铤1002的凹陷部分上以便允许由抗流体层1014和套筒1016保护线轴天线，并且使得安装件(包括套筒1016)的总直径小于稳定器204(图2)的直径。以此方式，使线轴天线受到保护而免于与井孔壁碰撞。铁氧体狭槽1008包括使用合适环氧树脂或树脂材料联接到狭槽1008的铁氧体条。额外的环氧树脂或树脂材料可作为铁氧体条与钻铤1002的主体之间的层施加。线圈狭槽1012包括导电线，但图10中未明确示出导电线，以便使各种特征(包括狭槽1012和线轴内线槽1022、1024、1026、1028和1032)可容易观察。当工具1000定位在井下时，由合适的环氧树脂或树脂材料构成并在本领域已知的抗流体层1014保护线轴天线1004和适配器1030不被钻井液渗透。也在本领域普遍已知的保护套1016保护线轴天线和适配器1030不受机械损伤但不可实质上防止流体侵入。尽管图10仅示出与接收狭槽1020配合的单个突出1018，但在一些实施方案中，可使用多个此类突出和接收狭槽并且可如所需将其定位。
使用多个线轴内线槽在线圈狭槽1012与适配器1030之间引导导电线。确切地说，从钻铤线槽1032提供导电线，穿过适配器1030，穿过抗流体层1014，并且进入线轴内线槽1028。在一些实施方案中，然后从线轴内线槽1028引导导电线，穿过线轴内线槽1022并到线圈狭槽1012，在线圈狭槽1012处将导电线围绕线轴天线1004的外表面盘绕。在此类实施方案中，然后通过线轴内线槽1024、1026将导电线引导回到线轴内线槽1028，此后使线材穿过适配器1030至钻铤线槽1032。在其他实施方案中，从线轴内线槽1028引导导电线穿过线轴内线槽1026和1024至线圈狭槽1012。使线材围绕线轴天线1004盘绕并且然后通过线轴内线槽1022引导回到线轴内线槽1028。线材接着穿过适配器1030至钻铤线槽1032。
图11是天线工具组件1000的放大剖面图。如图所示，专用钻铤线槽1032在适配器1030与端口1034之间引导导电线，线材穿过所述端口1034联接到钻柱BHA的其他部件。尽管图11中示出单个的线轴天线和专用线槽组合，但若钻铤内空间可允许，可在单个钻铤上部署任何合适数量的线轴天线和对应的专用钻铤线槽。
本领域技术人员在完全了解以上公开内容后将清楚众多其他变化和修改。所附权利要求书意图被解释为涵盖全部此类变化、修改和等效物。另外，术语“或”应以包括在内的含义解释。
本公开包括多个实施方案。这些实施方案中的至少一些涉及一种用于保护井下天线不受流体渗透的系统，其包括：钻铤；线轴天线，安装在所述钻铤上，其包括位于所述线轴天线的外表面上的多个线圈狭槽并包括位于所述线圈狭槽中的至少一个与所述线轴天线的出口之间的一个或多个线轴内线槽；以及钻铤线槽，其专用于所述线轴天线。此类实施方案可以多种方式补充，包括通过以任何序列并以任何组合添加以下概念中的任何概念：其中所述专用钻铤线槽将所述导电线引导至所述钻铤的端口；其中所述线轴内线槽中的第一个在所述线圈狭槽中的一个与所述线轴内线槽中的第二个之间引导导电线，并且其中所述线轴内线槽中的第三个在所述线圈狭槽中的另一个与所述线轴内线槽中的所述第二个之间引导导电线；其中所述线轴内线槽中的所述第二个在所述线轴天线的所述外表面与所述线轴天线的内表面之间形成；其中所述线轴天线还包括另一个线轴内线槽，其沿着所述线轴天线的表面引导导电线；其中所述另一个线轴内线槽是弯曲的；其中所述另一个线轴内线槽设置在所述线轴天线的表面上，所述表面处在与所述线轴天线的纵轴线正交的平面上；其中所述钻铤线槽包括抗流体适配器，其防止流体渗透钻铤线槽；并且还包括邻接所述线轴天线的抗流体材料。
其他实施方案涉及一种用于保护天线不受钻井液渗透的系统，其包括：钻柱钻铤；多个线轴天线，其安装在所述钻铤的凹陷部分上，所述多个线轴天线中的每一个具有在所述线轴天线的外表面上形成的线圈狭槽；以及多个钻铤线槽，其容纳在所述钻铤中，所述多个钻铤线槽中的每一个专用于所述多个线轴天线中的不同一个并包括联接到所述多个线轴天线的所述不同一个的所述线圈狭槽的导电线。此类实施方案可以多种方式补充，包括通过以任何序列并以任何组合添加以下概念中的任何概念：其中所述线轴天线中的每一个包括线轴内线槽，其用于朝向和远离所述线轴天线的所述线圈狭槽引导所述导电线；其中所述线轴内线槽设置在对应线轴天线的内表面与外表面之间；其中所述线轴天线中的每一个还包括另一个线轴内线槽，其设置在所述线轴天线的内表面与外表面之间，所述另一个线轴内线槽将所述导电线从所述线轴天线的所述线轴内线槽引导至所述线轴天线的所述线圈狭槽中的一个；其中所述线轴天线中的每一个还包括第三线轴内线槽，其设置在所述线轴天线的内表面与外表面之间，所述第三线轴内天线将所述导电线从所述线轴天线的所述线圈狭槽中的不同一个引导至所述线轴天线的所述线轴内线槽；其中所述线轴天线中的每一个还包括另一个线轴内线槽，其设置在所述线轴天线的表面上，所述另一个线轴内线槽将所述导电线从所述线轴内线槽引导至所述抗流体材料；其中所述另一个线轴内线槽是弯曲的，并且其中所述另一个线轴内线槽所设置的所述线轴天线的所述表面处在与所述线轴天线的纵轴线正交的平面上；其中所述多个钻铤线槽中的每一个还包括抗流体适配器，其保护所述钻铤线槽不受流体渗透；其中所述多个钻铤线槽中的每一个的一端联接到所述钻铤的端口；还包括抗流体材料，其设置在所述钻铤的所述凹陷部分内；并且其中所述抗流体材料与所述钻铤的表面平齐。
Claims (20)
1.一种用于保护井下天线不受流体渗透的系统，其包括：
钻铤；
线轴天线，安装在所述钻铤上，其包括位于所述线轴天线的外表面上的多个线圈狭槽并包括位于所述线圈狭槽的至少一个与所述线轴天线的出口之间的一个或多个线轴内线槽；以及
钻铤线槽，其专用于所述线轴天线。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述专用钻铤线槽将所述导电线引导至所述钻铤的端口。
3.如权利要求1所述的系统，其中所述线轴内线槽中的第一个在所述线圈狭槽中的一个与所述线轴内线槽中的第二个之间引导导电线，并且其中所述线轴内线槽中的第三个在所述线圈狭槽中的另一个与所述线轴内线槽中的所述第二个之间引导导电线。
4.如权利要求3所述的系统，其中所述线轴内线槽中的所述第二个在所述线轴天线的所述外表面与所述线轴天线的内表面之间形成。
5.如权利要求1所述的系统，其中所述线轴天线还包括另一个线轴内线槽，其沿着所述线轴天线的表面引导导电线。
6.如权利要求5所述的系统，其中所述另一个线轴内线槽是弯曲的。
7.如权利要求5所述的系统，其中所述另一个线轴内线槽设置在所述线轴天线的表面上，所述表面处在与所述线轴天线的纵轴线正交的平面上。
8.如权利要求1所述的系统，其中所述钻铤线槽包括抗流体适配器，其防止流体渗透所述钻铤线槽。
9.如权利要求1所述的系统，其还包括邻接所述线轴天线的抗流体材料。
10.一种用于保护天线不受钻井液渗透的系统，其包括：
钻柱钻铤；
多个线轴天线，其安装在所述钻铤的凹陷部分上，所述多个线轴天线中的每一个具有在所述线轴天线的外表面上形成的线圈狭槽；以及
多个钻铤线槽，其容纳在所述钻铤内，所述多个钻铤线槽中的每一个专用于所述多个线轴天线中的不同一个并包括导电线，所述导电线联接到所述多个线轴天线的所述不同一个的所述线圈狭槽。
11.如权利要求10所述的系统，其中所述线轴天线中的每一个包括用于朝向和远离所述线轴天线的所述线圈狭槽引导所述导电线的线轴内线槽。
12.如权利要求11所述的系统，其中所述线轴内线槽设置在对应线轴天线的内表面与外表面之间。
13.如权利要求12所述的系统，其中所述线轴天线中的每一个还包括另一个线轴内线槽，其设置在所述线轴天线的内表面与外表面之间，所述另一个线轴内线槽将所述导电线从所述线轴天线的所述线轴内线槽引导至所述线轴天线的所述线圈狭槽中的一个。
14.如权利要求13所述的系统，其中所述线轴天线中的每一个还包括第三个线轴内线槽，其设置在所述线轴天线的内表面与外表面之间，所述第三个线轴内线槽将所述导电线从所述线轴天线的所述线圈狭槽中的不同一个引导至所述线轴天线的所述线轴内线槽。
15.如权利要求10所述的系统，其中所述线轴天线中的每一个还包括另一个线轴内线槽，其设置在所述线轴天线的表面上，所述另一个线轴内线槽将所述导电线从所述线轴内线槽引导至所述抗流体材料。
16.如权利要求15所述的系统，其中所述另一个线轴内线槽是弯曲的，并且其中所述另一个线轴内线槽所设置的所述线轴天线的所述表面处在与所述线轴天线的纵轴线正交的平面上。
17.如权利要求10所述的系统，其中所述多个钻铤线槽中的每一个还包括抗流体适配器，其保护所述钻铤线槽不受流体渗透。
18.如权利要求10所述的系统，其中所述多个钻铤线槽中的每一个的一端联接到所述钻铤的端口。
19.如权利要求10所述的系统，其还包括设置在所述钻铤的所述凹陷部分中的抗流体材料。
20.如权利要求19所述的系统，其中所述抗流体材料与所述钻铤的表面平齐。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108756864A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-11-06 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种方位电磁波电阻率成像随钻测井仪 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10261209B2 (en) * | 2016-02-29 | 2019-04-16 | China Petroleum & Chemical Corporation | Near-bit ultradeep measurement system for geosteering and formation evaluation |
| WO2018118276A1 (en) * | 2016-12-22 | 2018-06-28 | Halliburton Energy Services, Inc. | Insulator base for antenna assemblies |
| WO2019125353A1 (en) * | 2017-12-18 | 2019-06-27 | Halliburton Energy Services, Inc. | Retaining a plurality of ferrite objects in an antenna of a downhole tool |
| CA3089262C (en) * | 2018-03-19 | 2022-05-24 | Halliburton Energy Services, Inc. | Logging tool ferrites and methods of manufacture |
| US11108146B2 (en) * | 2018-06-08 | 2021-08-31 | Halliburton Energy Services, Inc. | Antenna shields |
| FR3084692B1 (fr) * | 2018-08-02 | 2022-01-07 | Vallourec Oil & Gas France | Dispositif d'acquisition et communication de donnees entre colonnes de puits de petrole ou de gaz |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5157331A (en) * | 1991-10-04 | 1992-10-20 | Western Atlas International, Inc. | Enhanced wide aperture groove for antenna of downhole resistivity tool |
| US5631563A (en) * | 1994-12-20 | 1997-05-20 | Schlumbreger Technology Corporation | Resistivity antenna shield, wear band and stabilizer assembly for measuring-while-drilling tool |
| CN1271056A (zh) * | 1999-04-16 | 2000-10-25 | 施卢默格控股有限公司 | 可展开式传感器装置及方法 |
| CN101525997A (zh) * | 2008-03-06 | 2009-09-09 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种电磁随钻测量系统的井下信号发射装置及其发射方法 |
| WO2010111352A2 (en) * | 2009-03-24 | 2010-09-30 | Smith International, Inc. | Non-planar antennae for directional resistivity logging |
| CN101881152A (zh) * | 2009-05-04 | 2010-11-10 | 普拉德研究及开发股份有限公司 | 具有屏蔽三轴天线的测井仪 |
| CN102928888A (zh) * | 2006-09-15 | 2013-02-13 | 哈里伯顿能源服务公司 | 用于井下器具的多轴天线和方法 |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2126405A (en) * | 1935-07-08 | 1938-08-09 | Miller Henry Clay Weaver | Protective device for drill pipes |
| US3377549A (en) * | 1964-12-23 | 1968-04-09 | Arps Corp | Coil assembly structure and mounting forming an annular chamber to be mounted and sealed on a drill collar |
| US5081419A (en) | 1990-10-09 | 1992-01-14 | Baker Hughes Incorporated | High sensitivity well logging system having dual transmitter antennas and intermediate series resonant |
| US5732771A (en) * | 1991-02-06 | 1998-03-31 | Moore; Boyd B. | Protective sheath for protecting and separating a plurality of insulated cable conductors for an underground well |
| GB9719835D0 (en) * | 1997-09-18 | 1997-11-19 | Solinst Canada Ltd | Data logger for boreholes and wells |
| US6004639A (en) * | 1997-10-10 | 1999-12-21 | Fiberspar Spoolable Products, Inc. | Composite spoolable tube with sensor |
| US7436183B2 (en) | 2002-09-30 | 2008-10-14 | Schlumberger Technology Corporation | Replaceable antennas for wellbore apparatus |
| US7525315B2 (en) * | 2004-04-01 | 2009-04-28 | Schlumberger Technology Corporation | Resistivity logging tool and method for building the resistivity logging tool |
| US8378908B2 (en) | 2007-03-12 | 2013-02-19 | Precision Energy Services, Inc. | Array antenna for measurement-while-drilling |
| EP2350697B1 (en) | 2008-05-23 | 2021-06-30 | Baker Hughes Ventures & Growth LLC | Reliable downhole data transmission system |
| RU2392644C1 (ru) | 2009-05-21 | 2010-06-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие по геофизическим работам, строительству и закачиванию скважин" (ОАО НПП "ГЕРС") | Компенсированный прибор электромагнитного каротажа в процессе бурения скважин малого диаметра |
| US8604796B2 (en) | 2009-10-08 | 2013-12-10 | Precision Energy Services, Inc. | Steerable magnetic dipole antenna for measurement-while-drilling applications |
| GB2489119B (en) | 2009-10-09 | 2014-10-15 | Halliburton Energy Serv Inc | Inductive downhole tool having multilayer transmitter and receiver and related methods |
| US8985200B2 (en) * | 2010-12-17 | 2015-03-24 | Halliburton Energy Services, Inc. | Sensing shock during well perforating |
| EP2795061A4 (en) * | 2011-12-21 | 2015-12-16 | Services Petroliers Schlumberger | ISOLATION STRUCTURE FOR DRILLING MEASURING INSTRUMENT ANTENNAS |
| WO2014130032A1 (en) * | 2013-02-21 | 2014-08-28 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method and system for directing control lines along a travel joint |
| US9725963B2 (en) * | 2013-03-26 | 2017-08-08 | Baker Hughes Incorporated | Transmission line for wired pipe |
| US9638819B2 (en) * | 2013-06-18 | 2017-05-02 | Well Resolutions Technology | Modular resistivity sensor for downhole measurement while drilling |
| WO2016114784A1 (en) * | 2015-01-16 | 2016-07-21 | Halliburton Energy Services, Inc. | Collar-mountable bobbin antenna having coil and ferrite slots |
-
2015
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-
2017
- 2017-06-14 NO NO20170961A patent/NO20170961A1/en unknown
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5157331A (en) * | 1991-10-04 | 1992-10-20 | Western Atlas International, Inc. | Enhanced wide aperture groove for antenna of downhole resistivity tool |
| US5631563A (en) * | 1994-12-20 | 1997-05-20 | Schlumbreger Technology Corporation | Resistivity antenna shield, wear band and stabilizer assembly for measuring-while-drilling tool |
| CN1271056A (zh) * | 1999-04-16 | 2000-10-25 | 施卢默格控股有限公司 | 可展开式传感器装置及方法 |
| CN102928888A (zh) * | 2006-09-15 | 2013-02-13 | 哈里伯顿能源服务公司 | 用于井下器具的多轴天线和方法 |
| CN101525997A (zh) * | 2008-03-06 | 2009-09-09 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种电磁随钻测量系统的井下信号发射装置及其发射方法 |
| WO2010111352A2 (en) * | 2009-03-24 | 2010-09-30 | Smith International, Inc. | Non-planar antennae for directional resistivity logging |
| CN101881152A (zh) * | 2009-05-04 | 2010-11-10 | 普拉德研究及开发股份有限公司 | 具有屏蔽三轴天线的测井仪 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108756864A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-11-06 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种方位电磁波电阻率成像随钻测井仪 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2547400B (en) | 2021-01-06 |
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| GB2547400A (en) | 2017-08-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20170829 |
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |