CN108138566A - 具有管件和信号导体的井下系统以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种井下系统(10、110、210)，所述井下系统包括：管件(18)，所述管件具有纵向轴线(32)；以及迹线(46)，所述迹线施加在所述管件(18)上。所述迹线(46)包括由导电材料(58)形成的导电部分(60)并且所述迹线(46)被配置成在所述管件(18)的井上位置与井下位置之间递送信号。

Description

具有管件和信号导体的井下系统以及方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年10月27日提交的美国申请第14/924,611号的权益，该申请以引用方式全文并入本文。

发明背景

在钻井和完井工业中，形成用于生产或注入流体的目的的钻孔是常见的。钻孔用于天然资源(诸如碳氢化合物、石油、气、水)的勘探或开采或替代地用于CO2封存。为了形成钻孔，可以使用钻杆。控制线路有时穿过钻杆以向和从井底组件发送信号。在地下作业中使用的井下生产钻孔典型地利用安置在其中的套管以及区域隔离材料，区域隔离材料在某些情况下可以是水泥以保护钻孔免受井下压力、化学反应和其它状况影响并且防止毁坏(诸如钻孔塌陷、爆裂和拉伸毁坏)。套管也可用于限定在钻孔的各个部分中的生产区。

套管和区域隔离材料监测和估计技术是维持区域隔离的完整性并继而又维持钻孔的完整性的重要工具。估计和维护过程涉及询问用于将套管粘结到钻孔壁的套管和水泥以确定套管与钻孔壁之间是否存在空隙。利用测井工具(诸如将在套管的内部的询问器传送到询问位置的测井电缆工具)进行询问。此类测井电缆工具需要人员递送询问工具并且在询问操作完成后检索工具。然后，可能进行日志解释。

对于穿过开口或套管钻孔的管件(诸如用于生产)，控制线路可以穿过管件的内部以控制井下工具或将信号发送到井上位置。此类控制线路是由在井场的人员进行附接，这需要花时间进行。

本领域将接受用于在井下传输信号的替代装置和方法，诸如但不限于泥浆脉冲遥测。

发明简述

一种井下系统包括：管件，所述管件具有纵向轴线；以及迹线，所述迹线施加在所述管件上。所述迹线包括由导电材料形成的导电部分并且所述迹线被配置成在所述管件的井上位置与井下位置之间递送信号和/或电力。

一种沿着井下管件传输信号的方法包括：将所述管件定位在钻孔内；以及沿着涂布、蚀刻或印刷在所述管件的内表面和/或外表面上的导电迹线递送信号和/或电力。

附图简述

以下描述决不应视为是限制性的。参照附图，相似元件被相似地进行编号：

图1示出了具有施加在其上的导电迹线的实施方案的管件的局部截面图；

图2示出了在钻孔中使用套管的管状信号传输系统的实施方案的侧视截面和示意图；

图3示出了在图2的管状信号传输系统内的管件的区段的实施方案的透视图；

图4示出了在管状信号传输系统内的在管件上的扶正器的实施方案的示意图；

图5示出了管状信号传输系统的管件的实施方案的一部分的透视和剖切图；

图6示出了在钻孔中使用连续油管的管状信号传输系统的实施方案的侧截面和示意图；

图7示出了在钻孔中使用钻杆的管状信号传输系统的实施方案的侧截面和示意图；以及

图8示出了使用穿孔管件的管状信号传输系统的实施方案的侧视图。

详细描述

本文中参照附图以举例而非限制的方式呈现了所公开的设备和方法的一个或多个实施方案的详细描述。

参照图1，本文所述的实施方案采用形成为导电迹线46的一个或多个信号导体，导电迹线形成或施加(诸如涂布、印刷或蚀刻)在管件18的表面上。如下文将进一步描述，管件18可以用于各种井下应用，诸如但不限于套管、连续油管、钻杆、管道节段、保护护罩、生产油管等。另外，迹线46可以形成或施加到内表面或外表面中的一者或两者上并且用于数据传输和/或电力传输。也就是说，迹线46被配置为递送任何信号，诸如但不限于任何电信号、用于数据传输的任何信号、开始或停止信号、模拟或数字信号、指示感测的状况的信号和/或来自和/或去往井下位置和在管件18的井上位置和井下位置之间的电力信号。因此，除非另有说明，否则本文所指的“信号”可以包括任何信号。导电迹线46包括导电部分60并且可进一步包括非导电(电绝缘)部分62。导电部分60使用导电材料58形成。导电材料58可以包括施加到管件18上或可替代地蚀刻到管件18上的诸如漆、墨或膜的材料。导电材料58可以包括但不限于铜、银和石墨基漆或墨，或任何其它导电颗粒或粉末，或导电颗粒或粉末的组合(诸如包括金属的那些)，与可施加到管件18的可涂布或可印刷的介质混合。在一个实施方案中，导电材料58由从液态改变为固态的诸如漆或墨的材料形成。非导电部分62可施加在导电部分60之上，或替代地非导电部分62可以是与导电部分60同时施加的导电材料58的一部分。例如，可涂布的介质可经选择，其允许导电部分60沉入其中而留下隔离非导电部分62覆盖导电部分60。替代地，导电迹线46可使用两阶段式工艺来形成，首先将导电材料58施加到管件18上以形成导电部分，并且然后在导电材料58的顶部上施加非导电材料以形成非导电部分62。非导电部分62也可插置在管件18与导电材料58之间。如果导电迹线46和连接器44不意图电连接，那么非导电部分62中的一些还可用于将导电迹线46与导电连接器44(参见图3)电隔离。导电连接器44还包括了施加或蚀刻到管件18上的导电材料58，并且可以与针对导电迹线46描述的类似的方式形成，但是在一些实施方案中，导电连接器44可不包括非导电部分62，如下文将进一步描述。

管件18可由适合于承受井下条件(诸如压力、温度和化学反应)的任何材料制成。此类材料的非限制性实例包括钢、热处理的碳钢、不锈钢、铝、钛、玻璃纤维和其它材料。在一个实施方案中，管件18包括多个管段30(图3)，诸如管道节段或套管接头，它们经由螺纹端部或螺纹接头或其它连接机构连接在一起以实现钻孔14的足够长度(图2)。替代地，管件18可以是连续的，没有接头，诸如连续油管90(图6)，并且管件18可以延伸钻孔14的任何长度。例如，钻孔14可以包括从地面24或近地面位置延伸到选定深度或衬里(诸如悬置在钻孔14中的生产衬里)的完整管件18。

参照图2，井下系统的一个实施方案、特别是采用至少一个导电迹线46(参见图1和图3)的管状信号传输系统10被示出为包括安置在钻孔14中的管件18，钻孔14具有钻孔壁12。在图2所示的实施方案中，管件18用作套管19。钻孔14在地下作业期间穿透至少一个地球地层16。如本文所述，“地层”是指可能在地面下的环境中遇到并环绕钻孔14的各种特征和材料。虽然钻孔14被示出为从地面24基本上竖直地延伸，但是应当理解的是，钻孔14可另外地包括在偏离于垂直线的方向上延伸的部分，包括但不限于平行或基本上平行于地面24延伸以形成水平井的部分。管件18在用作套管19时可经由套管支撑材料20(诸如但不限于水泥22，或包括足以将管件18粘结到钻孔壁12、促成管件18支撑和/或隔离钻孔14的部分或以其它方式支撑管件18的任何合适的胶结材料或其它材料或材料的组合的任何其它区域隔离材料)用水泥固定到或粘结到钻孔壁12。在一个实施方案中，套管支撑材料20是水泥22。水泥22可以包括被迫进入管件18与钻孔壁12之间的空间中的材料或混合物并且用于将管件18粘结到钻孔壁12以形成包围管件18的水泥环套。套管支撑材料20可进一步包括一个或多个可扩展封隔器(未示出)作为水泥22的替代或补充，以及针对钻孔14延伸通过的地层16的类型的任何其它合适的粘结剂。虽然系统10可有用于用到用水泥固定或以其它方式粘结的管件18的操作，但是在用作套管19时，管件18的应用不限于任何特定套管支撑材料20。管件18也可用于需要管件的任何其它井下操作。

在其中管件18由多个区段30形成的实施方案中，图3示出了管件18的管段30的实施方案，其中一个相邻管段30以虚线示出。管件18可包括多个管段30以组成管件18的全长。管段30沿着纵向轴线32延伸，并且包括外表面34和内表面36(在外表面34的径向内部)，在用作套管19时，外表面面向套管支撑材料20和钻孔壁12(图2)，内表面限定用于接收生产油管、连续油管或井下工具的流孔或空间38。每个管段30包括第一端部40(诸如井上端部)和第二端部42(诸如井下端部)。管段30可附接到一个或多个管段30，或可利用互连接头将相邻管段30连接在一起。

在一个实施方案中，管段30包括一个或多个导电连接器44，在一个实施方案中，导电连接器环绕管件18的表面(诸如管段30的外表面34)以形成导电环。在所示的实施方案中，管段30上提供有四个导电连接器44，诸如例如第一导电连接器45a、第二导电连接器45b、第三导电连接器45c和第四导电连接器45d。导电连接器44可以占据管段30的不同纵向区域。也就是说，相邻导电连接器44可以彼此纵向分开。另外，在所示的实施方案中，管段30进一步包括至少两个纵向延伸的导电迹线46，导电迹线可如上文关于图1所述的那样施加在外表面34上。导电迹线46分别电连接到导电连接器44，但是在井筒中不电连接彼此。也就是说，在所示的实施方案中，第一导电迹线48电连接到第一导电连接器45a而非第二导电连接器45b，并且第二导电迹线50电连接到第二导电连接器45b而非第一导电连接器45a。在一个实施方案中，第三导电迹线和第四导电迹线(未示出)可以电连接到第三导电连接器45c和第四导电连接器45d。导电迹线46用作系统10的信号导体。导电迹线46也可占据管段30的不同径向区域。也就是说，相邻导电迹线46彼此径向分开。虽然仅示出了两条导电迹线46，但是管件18可以包括围绕外表面34径向分散的多于两条导电迹线46。导电迹线46的数量仅取决于导电迹线46的宽度和数量以及管件18的周长。第一导电迹线48和第二导电迹线50可沿着管段30而具有不同长度，使得第一导电迹线48和第二导电迹线50在安装在钻孔14内时延伸到不同深度。例如，第一导电迹线48相较第二导电迹线50来说向钻孔14延伸得更远(并且更远离于地面24)。当包括多于两个导电迹线46时，它们都可沿着管段30延伸不同长度。在一些管段30中，第一导电迹线48和第二导电迹线50中的至少一者延伸到第二端部42以与在相邻管段30上连接到其自己的第一端部40的导电迹线46或导电连接器44连接。导电迹线46在管件18的制作期间与相邻管段30上的导电迹线46正确地对准以确保沿着管件18的长度的信号传输的连续性。虽然导电迹线46被描述为形成在管件18的区段30上，但是管件18可仅包括一个区段，或可以是连续的不间断管件，在这种情况下，导电迹线46可根据需要来布置在管件18上。

在一个实施方案中，诸如图2和图3所示，导电迹线46允许收集/传输关于在各种深度处的水泥状况的数据并且通过导电迹线46经由信号在井上方向56上将数据传输到地面。通过提供其中导电迹线46在钻孔14内延伸的变化深度，可通过查看在不同深度处跨两个导电迹线46(诸如第一导电迹线48和第二导电迹线50)的值来进行测量。导电迹线46分别电连接到导电连接器44，导电连接器也可以是导电迹线。当导电连接器44如所示的那样是环形的时，连接器44能够在它们所定位的深度处而非仅从管件18的一个径向位置获得围绕管件18的圆周的全部数据。在导电连接器44与它们相应的导电迹线46之间的连接允许导电迹线46将从连接器44获得的信号传输到地面24。可分析水泥22从放置起随时间的电性质的变化以确定水泥状态(液体、凝胶、固体)以及是否存在对水泥22的任何损坏或管件18的外表面36与钻孔壁12之间的环带中是否存在任何流体侵入。控制系统54(图2)在地面24处示意性地示出以接收、存储、分析和/或中继由安置在管件18上的导电迹线46中的任一者传输的任何信号。控制系统54也可或替代地将信号中继到远程位置以进一步处理。由于导电迹线46和导电连接器44始终到位，因此在井的寿命内可持续地且实时地收集数据。监控水泥环套22和管件18可实时地进行并且从管件18初始物理放置到钻孔14中起跨越井的整个寿命或井内部件的寿命进行。替代地，或另外地，控制系统54可以用于沿着一个或多个导电迹线46在井下方向52上导引信号，诸如用于井下电力传输。

通过将导电迹线46和导电连接器44施加到管件18的外表面36上，如图3所示，导电迹线46和导电连接器44定位在与管件18以及套管支撑材料20两者直接地对接的位置处。

图4中示出了利用具有由导电材料58形成的导电迹线46的管件18的另一实施方案。限定任何井下管道或套管的管件18被示出为在钻孔14内，并且通过安置在管件18的外表面34上的扶正器66与钻孔壁12(或与另一管件18)间隔开。扶正器66可以包括由第一环68和第二环70限定的端部，每个环围绕管件18的外表面34安置。扶正器66可进一步包括多个可扩展间隔件72，多个可扩展间隔件将第一环68和第二环70互连并帮助将管件18与钻孔壁12(或与另一管件18)间隔开。间隔件72在管件18延伸到钻孔14中期间可以基本上平坦地放置在外表面34上，并且然后可使用任何已知机械、电或液压致动器将扶正器66设置到位，以使间隔件72扩展到图4所示的弓形位置上，诸如通过减小第一环68与第二环70之间的距离进行，以将钻孔14内的管件18扶正。就像在前述实施方案中那样，导电迹线46施加在管件18上，并且在所示的实施方案中，导电迹线46施加在管件18的外表面34上，一个或多个导电迹线46可根据需要另外施加在管件18的内表面36上。至少一个导电连接器44也被施加在管件18上，并且在沿着管件18的纵向地安置在第一环68与第二环70之间被扶正器66包围的区域内的位置处。导电迹线46中的至少一者(诸如第一导电迹线48)延伸到导电连接器44。另外，导电迹线46中的至少一者(诸如第二导电迹线50)电连接到施加在扶正器66上的第三导电迹线74。具体地讲，第三导电迹线74包括沿着第一环68施加的第一部分78和沿着间隔件72中的至少一者的至少一部分施加的一个或多个第二部分80。如图所示，第三导电迹线74的第二部分80施加在间隔件72中的每一者的长度的大约一半上。第三导电迹线74的位于间隔件72上的第二部分80的端部76可以保持暴露。也就是说，端部76可以不被非导电部分62覆盖。当扶正器66处于图4所示的设定位置时，第三导电迹线74的端部76与导电连接器44基本上纵向地对准。通过检测导电连接器44与定位在扶正器66上的第三导电迹线74的端部76之间的电性质，导电连接器44连续地提供关于管件18与钻孔壁12(或另一管件18的内表面)之间的距离82的数据。附加的扶正器(未示出)与钻孔壁12之间的电性质可使用外表面34上的附加导电迹线46来确定，附加导电迹线进一步纵向地延伸过第一导电迹线48和第二导电迹线50以及扶正器66。图4所示的实施方案另外可与水泥22一起使用，其中扶正器66允许水泥环套的厚度具有较高程度的分辨率。

在另一实施方案中，如图5所示，除了或替代管件18的外表面34上的导电迹线46，导电迹线46和导电连接器44可涂布、印刷或蚀刻到管件18的内表面36上。在内部施加的导电迹线46可特别有用于电力传输应用，其中电力可供应到提供在管件18的流孔38(图1)内(诸如在连续油管90内(如图6所示)和在钻杆102内(如图7所示))的一个或多个井下装置64，诸如传感器或其它装置。导电迹线46可附接到各种井下装置64，包括在管件18的内表面36或外表面34上的各种传感器/工具中的任一者。井下装置64也可相邻地附接到管件18的一端，并且因此并不在管件18的表面36、34两者上。另外，导电迹线46可用于从和/或向井下装置64递送感测信号和/或电力。参照图6，作为管状信号传输系统110的一部分的连续油管90典型地提供在卷轴组件上并且使用注入器系统(未示出)注入到钻孔14中。在图6中示出为在其完全展开和延伸的位置以密封钻孔14内的连续油管90的封隔器94可以在展开前在未延伸的位置上安装在沿着连续油管90的位置处。在将连续油管90传递到钻孔14中前，可以将井底组件(“BHA”)92附接到连续油管90的端部94。在一些实施方案中，工具(诸如但不限于锚、控制阀、分流器、密封组件、泵、传感器或其它设备和井下装置64)使用连续油管90传送。对于连续油管90的实施方案，由于连续油管90使用包括被配置成向钻孔14供给或从中抽出连续油管90的夹持器块的注入器注入到钻孔14中和从中抽出，为了防止迹线46损坏，迹线46可以被限制于内表面36。替代地，如果被施加到外表面34，迹线46定位在连续油管90的某个区域中，该区域将避免与夹持器块接触以防止迹线46损坏。参照图7，钻井组件包括由井架结构104支撑的钻杆102作为管状信号传输系统210的一部分。钻杆102终止于可相对于钻孔14旋转的钻头106中。钻杆102可由互连管段组成以形成管件18。钻环节段108可以包括装置64(包括但不限于用于预处理由传感器、阀和柱塞提供的信号以形成压力脉冲的传感器和电子电路)。在管件18的实施方案中的任一者中，当包括工具、传感器或其它设备的井下装置64的功能需要通电时，可利用导电迹线46而不必另外将测井电缆放置在连续油管90、钻杆102等内。在这种应用中，指定用于在井下方向52上进行电力信号递送的导电迹线46无需电连接到任何导电连接器44。在内部施加的导电迹线46还可用于如先前所述的那样在井上方向56上传输信号。管件18可以包括施加在内表面36和外表面34中的一者或两者上的导电迹线46和导电连接器44的任何组合。由于导电迹线46占据管件18的内部内的很小空间，因此流孔38不被堵塞，并且在流孔38内留有充足的空间以用于水力、生产、注入和工具。

虽然迹线46先前已示出为基本上平行于管件18的纵向轴线32延伸，但是迹线46也可以其它配置(诸如但不限于如图8所示的螺旋图案)延伸。在所示出的实施方案中，螺旋地延伸的迹线46定位在管件18的内表面上，并且因此以虚线示出。然而，螺旋地延伸的迹线46也可定位在外表面34上。管件18可以是如先前所述的任何管件，但是图8中示出的管件18被示出为保护护罩120。在一个实施方案中，护罩120可由材料条带122形成，并且条带122可以是非穿孔的或替代地包括孔隙或穿孔124。然后，可以将迹线46作为直线施加到条带122上。然后，条带122可以围绕轴线32而螺旋地缠绕并且焊接在其侧面以形成具有螺旋焊缝126的管状护罩120。.虽然迹线46作为直线施加到条带122上，但是所得护罩120的迹线46无论是在外表面34上还是在内表面上都具有螺旋形状。螺旋地布置的迹线46如先前所述可用于相对于管件18和其相对于地面24(图2)的放置在井上方向52或井下方向56上传输信号。

与在由人员在地面24上制作管件18期间将必须组装到管件18上或管件中的传统导电电缆不同，用于导电迹线46和导电连接器44的导电材料58在管件18的制造期间可非现场地施加。通过完全消除在现场制作期间将电缆附接到管件18的附加步骤，就实现了时间和金钱的节省。另外，还消除了在安装到钻孔14中期间使所附接的导电电缆被撞击或破裂的威胁。另外，导电材料58可与任一表面34、36基本上平齐地施加，并且因此利用非常小的空间，从而为其它井下必需物件(诸如水泥22、井下工具和装置64以及任何在内部定位的管件18)留下更多空间。

导电迹线46可用作传输线路以传输在井上方向52上发送的任何种类的信号，包括指示水泥质量的感测信号或来自传感器和其它井下装置的信号。另外，导电迹线46能够接收可在井下方向56上递送的数据信号。由于导电迹线46包括金属导电芯部60，因此导电迹线46另外能够传输电力，这与光纤不同。

因此，本文所述的实施方案使得操作人员能够基于测量跨两个导电迹线46的电性质的变化而分析水泥22的状况和状态。所提出的方法包括利用一组导电迹线46，该组导电迹线在管件制作期间预先施加在管件18(内表面36或外表面34)上并正确地对准以提供管状信号传输系统10。导电迹线46允许操作人员从各种深度收集电测量，并且通过将它们随时间绘制出来并参照它们来进行实验室测量，就可确定水泥22的状况。分析水泥22的另外方法还可包括利用在扶正器66上的导电迹线46。这些方法允许实时连续监测钻孔14中的水泥环套22。这些方法还允许了操作人员研究/测量或估计跨水泥22的厚度的水泥性质。这些方法消除需要延伸到管件18中的测井电缆的必要性并消除了大量的地面设备和额外人员。本文所述的实施方案进一步允许了在任何井下管件18的内部内(诸如在连续油管90、钻杆102和其它管道节段和管件内的内部内)的信号传输。在一个实施方案中，这种信号传输可以包括沿着导电迹线46的电力传输。包括扶正器66的管件18的实施方案可单独或与先前所述的实施方案结合地使用。也就是说，管件18可以包括安置在外表面34、内表面36和扶正器66中的任一者或全部上的导电迹线46。另外，当控制系统54包括或连接到远程数据发射器时，可远程地监测多个井，从而允许专家进行更好分析，同时需要更少操作员就能支持操作。

在以下阐述的是前述公开内容的一些实施方案：

实施方案1：一种井下系统，所述井下系统包括：管件，所述管件具有纵向轴线；以及迹线，所述迹线施加在所述管件上，所述迹线包括由导电材料形成的导电部分，所述迹线被配置成在所述管件的井上位置与井下位置之间递送信号。

实施方案2：如前述实施方案中任一项所述的井下系统，其中所述迹线包括施加到所述管件的外表面和/或内表面的导电漆、导电墨或导电膜。

实施方案3：如前述实施方案中任一项所述的井下系统，其中所述迹线被施加到所述管件的所述内表面。

实施方案4：如前述实施方案中任一项所述的井下系统，其中所述管件是连续油管。

实施方案5：如前述实施方案中任一项所述的井下系统，其中所述管件是钻杆。

实施方案6：如前述实施方案中任一项所述的井下系统，所述井下系统进一步包括井下装置，所述井下装置电连接到所述迹线，其中所述迹线被配置成向所述井下装置递送电力和/或从所述井下装置传输信号。

实施方案7：如前述实施方案中任一项所述的井下系统，其中所述井下装置是传感器。

实施方案8：如前述实施方案中任一项所述的井下系统，其中所述管件由多个管段形成，所述迹线的一部分施加在每个管段上，所述管段连接在一起以使相邻迹线部分的端部彼此对准并电连接。

实施方案9：如前述实施方案中任一项所述的井下系统，其中所述迹线包括第一迹线和第二迹线，所述第二迹线与所述第一迹线径向地间隔开。

实施方案10：如前述实施方案中任一项所述的井下系统，所述井下系统进一步包括：第一导电连接器，所述第一导电连接器电连接到所述第一迹线并且施加在所述管件上；以及第二导电连接器，所述第二导电连接器电连接到所述第二迹线并且施加在所述管件上。

实施方案11：如前述实施方案中任一项所述的井下系统，其中所述第一导电连接器和所述第二导电连接器是环形的。

实施方案12：如前述实施方案中任一项所述的井下系统，其中所述第一迹线和所述第二迹线包括非导电层，并且所述第一导电连接器和所述第二导电连接器不包括非导电层。

实施方案13：如前述实施方案中任一项所述的井下系统，其中所述第一迹线和所述第二迹线以及所述第一导电连接器和所述第二导电连接器在所述管件的所述外表面上，并且进一步包括水泥环套，所述水泥环套包围所述管件、所述第一导电连接器和所述第二导电连接器以及所述第一迹线和所述第二迹线。

实施方案14：如前述实施方案中任一项所述的井下系统，其中所述第一迹线和所述第二迹线基本上平行于所述管件的所述纵向轴线延伸，所述第一迹线和所述第二迹线具有不同长度，所述井下系统能够安置在从地面延伸的钻孔中，并且所述第一迹线相较所述第二迹线来说从所述地面延伸得更远。

实施方案15：如前述实施方案中任一项所述的井下系统，所述井下系统进一步包括：扶正器，所述扶正器安置在所述管件的外表面上；以及第三迹线，所述第三迹线电连接到所述第一迹线并且沿着所述扶正器的至少一个间隔件延伸。

实施方案16：如前述实施方案中任一项所述的井下系统，其中所述迹线相对于所述管件的所述纵向轴线螺旋地布置。

实施方案17：一种沿着井下管件传输信号的方法，所述方法包括：将所述管件定位在钻孔内；以及沿着涂布、蚀刻或印刷在所述管件的内表面和/或外表面上的导电迹线递送信号。

实施方案18：如前述实施方案中任一项所述的方法，其中递送所述信号包括在井下方向上向电连接到所述迹线的井下装置递送电力信号。

实施方案19：如前述实施方案中任一项所述的方法，其中所述管件是连续油管或钻杆，并且递送所述信号包括在所述管件的所述内表面上递送所述信号。

实施方案20：如前述实施方案中任一项所述的方法，所述方法进一步包括注水泥将所述管件固定在所述钻孔内，其中所述迹线包括第一迹线和第二迹线，所述第一迹线和所述第二迹线向所述钻孔内的不同深度处且沿着所述管件的外表面延伸，并且递送所述信号包括在井上方向上递送指示注水泥状况的信号。

在描述本发明的上下文中(尤其在随附权利要求的上下文中)中使用术语“一个”和“一种”以及“所述”还有类似指称应理解为涵盖单数与复数，除非本文另外指明或明显地与上下文矛盾。另外，应进一步注意的是，在本文中的术语“第一”、“第二”和类似者不是指示任何顺序、数量或重要性，而是用来区分各个要素。结合数量使用的修饰词“约”包括陈述的值并且具有上下文规定的含义(例如，其包括了与特定数量的测量相关联的误差度)。

本公开的教示可以用于各种井操作。这些操作可以涉及使用一种或多种处理剂来处理地层、驻留在地层中的流体、井筒和/或井筒中的设备(诸如生产油管)。处理剂可以呈液体、气体、固体、半固体和其混合物的形式。说明性处理剂包括但不限于压裂液、酸、蒸汽、水、盐水、防腐蚀剂、水泥、渗透性改进剂、钻井泥浆、乳化剂、破乳剂、示踪剂、流动性改进剂等。说明性井操作包括但不限于水力压裂、增产、示踪剂注入、清洁、酸化、蒸汽注入、注水、注水泥等。

虽然本发明已参照一个示例性实施方式或多个示例性实施方式进行描述，但是本领域的技术人员应当理解，在不背离本发明的范围的情况下，可以做出各种改变，并且可以用等效物取代本发明的要素。另外，在不背离本发明的基本范围的情况下，可以做出许多修改，以使特定的状况或材料适应本发明的教示。因此，预期的是，本发明不限于作为被构想用于实施本发明的最佳模式而公开的特定实施方案，但是本发明将包括落在权利要求书的范围内的所有实施方案。另外，在附图和描述中，已公开了本发明的示例性实施方案，并且虽然已采用了特定术语，但是除非另有说明，否则它们都仅用于一般和描述性意义，而不用于限制性的目的，因此本发明的范围不限于此。

Claims (20)

1.一种井下系统(10、110、210)，所述井下系统包括：

管件(18)，所述管件具有纵向轴线(32)；以及

迹线(46)，所述迹线施加在所述管件(18)上，所述迹线(46)包括由导电材料(58)形成的导电部分(60)，所述迹线(46)被配置成在所述管件(18)的井上位置与井下位置之间递送信号。

2.如权利要求1所述的井下系统(10、110、210)，其中所述迹线(46)包括施加到所述管件(18)的外表面(34)和/或内表面(36)的导电漆、导电墨或导电膜。

3.如权利要求1所述的井下系统(10、110、210)，其中所述迹线(46)被施加到所述管件(18)的所述内表面(36)。

4.如权利要求3所述的井下系统(110)，其中所述管件(18)是连续油管(90)。

5.如权利要求3所述的井下系统(210)，其中所述管件(18)是钻杆(102)。

6.如权利要求3所述的井下系统(10、110、210)，所述井下系统进一步包括井下装置(64)，所述井下装置电连接到所述迹线(46)，其中所述迹线(46)被配置成向所述井下装置(64)递送电力和/或从所述井下装置(64)传输信号。

7.如权利要求6所述的井下系统(10、110、210)，其中所述井下装置(64)是传感器。

8.如权利要求1所述的井下系统(10、110、210)，其中所述管件(18)由多个管段(30)形成，所述迹线(46)的一部分施加在每个管段(30)上，所述管段(30)连接在一起以使相应相邻迹线部分的端部彼此对准并电连接。

9.如权利要求1所述的井下系统(10、110、210)，其中所述迹线(46)包括第一迹线(48)和第二迹线(50)，所述第二迹线(50)与所述第一迹线(48)径向地间隔开。

10.如权利要求9所述的井下系统(10、110、210)，所述井下系统进一步包括：第一导电连接器(45a)，所述第一导电连接器电连接到所述第一迹线(48)并且施加在所述管件(18)上；以及第二导电连接器(45b)，所述第二导电连接器电连接到所述第二迹线(50)并且施加在所述管件(18)上。

11.如权利要求10所述的井下系统(10、110、210)，其中所述第一导电连接器(45a)和所述第二导电连接器(45b)是环形的。

12.如权利要求10所述的井下系统(10、110、210)，其中所述第一迹线(48)和所述第二迹线(50)包括非导电部分(62)，并且所述第一导电连接器(45a)和所述第二导电连接器(45b)不包括非导电部分(62)。

13.如权利要求10所述的井下系统(10、110、210)，其中所述第一迹线(48)和所述第二迹线(50)以及所述第一导电连接器(45a)和所述第二导电连接器(45b)在所述管件(18)的所述外表面(34)上，并且进一步包括水泥环套(22)，所述水泥环套包围所述管件(18)、所述第一导电连接器(45a)和所述第二导电连接器(45b)以及所述第一迹线(48)和所述第二迹线(50)。

14.如权利要求9所述的井下系统(10、110、210)，其中所述第一迹线(48)和所述第二迹线(50)基本上平行于所述管件(18)的所述纵向轴线(32)延伸，所述第一迹线(48)和所述第二迹线(50)具有不同长度，所述井下系统(10、110、210)能够安置在从地面(24)延伸的钻孔(14)中，并且所述第一迹线(48)相较所述第二迹线(50)来说从所述地面(24)延伸得更远。

15.如权利要求9所述的井下系统(10、110、210)，所述井下系统进一步包括：扶正器(66)，所述扶正器安置在所述管件(18)的外表面(34)上；以及第三迹线(74)，所述第三迹线电连接到所述第一迹线(48)并且沿着所述扶正器(66)的至少一个间隔件(72)延伸。

16.如权利要求1所述的井下系统(10、110、210)，其中所述迹线(46)相对于所述管件(18)的所述纵向轴线(32)螺旋地布置。

17.一种沿着井下管件(18)传输信号的方法，所述方法包括：

将所述管件(18)定位在钻孔(14)内；以及

沿着涂布、蚀刻或印刷在所述管件(18)的内表面(36)和/或外表面(34)上的导电迹线(46)递送信号。

18.如权利要求17所述的方法，其中递送所述信号包括在井下方向(52)上向电连接到所述迹线(46)的井下装置(64)递送电力信号。

19.如权利要求18所述的方法，其中所述管件(18)是连续油管(90)或钻杆(102)，并且递送所述信号包括在所述管件(18)的所述内表面(36)上递送所述信号。

20.如权利要求17所述的方法，所述方法进一步包括注水泥将所述管件(18)固定在所述钻孔(14)内，其中所述迹线(46)包括第一迹线(48)和第二迹线(50)，所述第一迹线和所述第二迹线向所述钻孔(14)内的不同深度处且沿着所述管件(18)的外表面(34)延伸，并且递送所述信号包括在井上方向(56)上递送指示注水泥状况的信号。