DE102012105273A1 - Pressure-wave generator for data transmission, particularly in drill hole, has electric pressure-wave generator for electrical generation of pressure wave free from flow cross-sectional change of drilling assembly - Google Patents

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Abstract

The pressure-wave generator (200) has an electric pressure-wave generator (202) for electrical generation of a pressure wave free from a flow cross-sectional change of a drilling assembly. An acoustic pressure-wave generator (204) is provided for acoustic generation of a pressure wave free from a flow cross-sectional change of the drilling assembly. A pulse controller (206) is provided to control one of a pulse amplitude of the pressure wave and the pulse frequency of the pressure wave. An independent claim is included for a method for controlling a pressure-wave generator for data transmission.

Description

Verschiedene Ausführungsformen betreffen Druckwellengeneratoren und Verfahren zum Steuern eines Druckwellengenerators.Various embodiments relate to pressure wave generators and methods for controlling a pressure wave generator.

Bei Erdbohrungen sind Daten zwischen der Erdoberfläche und der Bohrgarnitur im Bohrloch zu übertragen. Problematisch ist, dass der Bohrstrang im Bohrloch rotiert und durch die fortschreitende Bohrung nach dem Abbohren einer Bohrstangenlänge verlängert werden muss, so dass daher ein Verlegen von Kabeln mit ständigem Wartungsaufwand verbunden wäre.For earth boring, data is to be transferred between the surface of the earth and the drill string in the borehole. The problem is that the drill string rotates in the borehole and must be extended by the progressive bore after drilling a Bohrstangenlänge, so therefore laying cables would be associated with constant maintenance.

Datenpulstelemetriesysteme können genutzt werden, um gemessene Bohrlochdaten (wie Richtungs- und Geologiedaten) aus dem Bohrloch an die Oberfläche zu übermitteln. Die Information kann dabei in Form von Druckschwankungen in der Bohrspülung, die durch das Bohrgestänge zum Bohrmeißel gepumpt werden kann, übertragen werden. Gewöhnlich können zur Datenübertragung drei Arten von Pulsern verwendet werden: positiv Pulser, negativ Pulser und Sirenen (kontinuierliche Pulser). Gemessene Daten können Untertage in ein binäres Signal konvertiert werden, welches wiederum in Bewegungen des Pulserventils umgewandelt werden kann. Abhängig vom individuellen Design kann das Pulserventil die Durchflussöffnung in diskreten Schritten (Mud Pulser; deutsch: Spülungs-Pulser) oder in einem bestimmten kontinuierlichen Muster (Sirene) verengen oder erweitern. Der Druck der Bohrspülung im Bohrgestänge kann entsprechend der Pulserbewegung variieren und sich in Form von Druckwellen bis zur Oberfläche fortpflanzen, wo sie durch einen Druckaufnehmer erkannt und ausgelesen werden können. Ein Computer in der Oberflächeneinheit kann die Informationen decodieren (deutsch: entschlüsseln) und die Daten auf der Arbeitsplattform, wo diese verwendet werden, anzeigen.Data pulse telemetry systems can be used to transmit measured well data (such as direction and geology data) from the wellbore to the surface. The information can be transmitted in the form of pressure fluctuations in the drilling fluid, which can be pumped through the drill string to the drill bit. Usually three types of pulsers can be used for data transmission: positive pulser, negative pulser and siren (continuous pulser). Measured data can be downsampled to a binary signal, which in turn can be converted into movements of the pulse valve. Depending on the individual design, the pulse valve can narrow or widen the flow opening in discrete steps (Mud Pulser) or in a certain continuous pattern (siren). The pressure of the drilling fluid in the drill string can vary according to the pulse movement and propagate in the form of pressure waves to the surface, where they can be detected and read by a pressure transducer. A computer in the surface unit can decode the information (German: decrypt) and display the data on the work platform, where they are used.

Bei allen gewöhnlich verfügbaren Telemetriesystemen wird der Spülungsstrom zur Erzeugung von Druckschwankungen durch die Druckänderungs-Vorrichtung behindert, da sie üblicherweise im Spülungsstrom platziert werden muss und somit einen beträchtlichen Teil des Strömungsquerschnittes beansprucht.In all commonly available telemetry systems, the purge flow is impeded to create pressure variations through the pressure change device, as it usually must be placed in the purge stream and thus occupy a substantial portion of the flow area.

Im Falle des ungewollten Verlustes der Bohrspülung durch Risse oder Klüfte im durchbohrten Gestein werden spezielle Materialien (beispielsweise Bindfäden oder Plastikschnipsel oder ähnliches), die auch LCM (englisch: „lost circulation material”, deutsch: Spülungsverlustmaterial) genannt werden, zum Eindämmen des Spülungsverlustes durch den Bohrstrang in die Bohrung gepumpt. Diese Materialien sollen zu der klüftigen geologischen Formation transportiert werden und die Risse dort verschließen. Das bedeutet, dass sie zunächst durch das komplette Bohrgestänge einschließlich Messgeräten, Bohrmeißel und ähnlichem fließen müssen, um anschließend die Verlustzonen zu erreichen. Aufgrund der oben beschriebenen Wirkungsweise neigt der Pulser aber dazu, durch die Spülungsverlustmaterialien zu verstopfen. Damit wird oft ein kostspieliger Ausbau des Bohrstranges und Wechsel des Pulsers nötig. Die Folge sind erhöhte Bohrkosten. Eine möglichst weitreichende Toleranz des Pulsers gegenüber LCM ist für alle verfügbaren Telemetriesysteme erwünscht, war aber technisch bisher nicht durchführbar. Ein weiteres Problem konventioneller Telemetriesysteme ist, dass alle drei Arten der Impulsgeber bewegliche Teile benötigen, um den Durchflussquerschnitt zu modifizieren und Druckpulse zu erzeugen. Die mechanisch beweglichen Teile können beschädigt werden, was zu denselben Problemen führt, die oben erwähnt wurden, und erfordern überdies einen erhöhten Wartungsaufwand.In the case of accidental loss of drilling fluid through cracks or fractures in the drilled rock, special materials (for example, twine or plastic chips or the like), also called LCM (English: "lost circulation material"), are used to contain mud loss pumped the drill string into the hole. These materials should be transported to the fissured geological formation and close the cracks there. This means that they first have to flow through the complete drill string, including gauges, drill bits, and the like to reach the loss zones. However, due to the above-described mode of operation, the pulser tends to become clogged by the mud leakage materials. This often requires costly removal of the drill string and replacement of the pulser. The result is increased drilling costs. The widest possible tolerance of the pulser to LCM is desirable for all available telemetry systems, but was technically not feasible so far. Another problem with conventional telemetry systems is that all three types of pulse generators require moving parts to modify the flow area and generate pressure pulses. The mechanically moving parts may be damaged, resulting in the same problems mentioned above, and moreover require increased maintenance.

Darüber hinaus sind alle drei Pulserarten in ihrer Datenrate sehr beschränkt und die Übertragung der Information leidet mit zunehmender Tiefe der Bohrung unter starker Dämpfung der Druckpulse. Darüber hinaus nutzen die Telemetriesysteme niedrige Trägerfrequenzen, die üblicherweise unterhalb von 50 Hz liegen. Dies schränkt die Auswahl der Trägerfrequenzen ein, denn diese sollten nicht in den Frequenzbereichen der dominanten Störgeräusche des Bohrprozesses liegen.In addition, all three types of pulse are very limited in their data rate and the transmission of information suffers with increasing depth of the bore under strong attenuation of the pressure pulses. In addition, the telemetry systems use low carrier frequencies, which are usually below 50 Hz. This limits the choice of carrier frequencies, as these should not be in the frequency ranges of the dominant noise of the drilling process.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein neuer Impulsgeber (der auch als LCM-Datenpulser oder als Druckwellengenerator bezeichnet werden kann) bereitgestellt, der elektrische Entladungen (beispielsweise mittels eines Elektroimpulsverfahrens) oder akustische Quellen (beispielsweise einen Piezoaktor) nutzt, um Impulse in der Spülflüssigkeit ohne Veränderung des Durchflussquerschnittes und ohne mechanisch bewegte Teile zu produzieren. Mit dem Impulsgeber gemäß verschiedener Ausführungsformen ist es möglich, Daten sicherer an die Oberfläche zu übertragen. Es ist auch möglich, Daten mit höherer Datenrate und über größere Distanzen zu übertragen. Der LCM-Datenpulser kann mit sehr viel höherem und breiterem operativem Frequenzband betrieben werden als die bisher verwendeten Pulser. Somit steht ein breiteres Spektrum von Frequenzen zur Verfügung, die als Trägerfrequenz verwendet werden können. Die Trägerfrequenz, die störungsunempfindlicher gegenüber den Frequenzen der Bohrgeräusche ist, kann für die Übertragung von Information und für eine gute und sichere Decodierung an der Oberfläche verwendet werden. Die Höhe der induzierten Pulsamplitude kann durch Erhöhung der Entladungsenergie ohne Einschränkung des Strömungsquerschnittes erreicht werden.According to various embodiments, a new pulser (which may also be referred to as a LCM data pulser or a pressure wave generator) is provided which utilizes electrical discharges (eg, by an electro-impulse method) or acoustic sources (eg, a piezo actuator) to provide pulses in the irrigation fluid without altering the pulse Flow cross-section and without mechanically moving parts to produce. With the pulse generator according to various embodiments, it is possible to transfer data more securely to the surface. It is also possible to transmit data at higher data rates and over longer distances. The LCM data pulser can operate at a much higher and wider operating frequency band than the pulser used previously. Thus, a wider range of frequencies is available that can be used as a carrier frequency. The carrier frequency, which is less susceptible to the frequencies of the drilling noise, can be used for the transmission of information and for a good and secure decoding on the surface. The height of the induced pulse amplitude can be achieved by increasing the discharge energy without limiting the flow cross-section.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird eine einfache und robuste Datenübertragung zwischen dem Bohrkopf im Bohrloch und der Erdoberfläche gewährleistet. According to various embodiments, a simple and robust data transmission between the drill bit in the borehole and the earth's surface is ensured.

In einer Ausführungsform kann ein Druckwellengenerator zur Datenübertragung, beispielsweise in einem Bohrloch, bereitgestellt werden. Der Druckwellengenerator kann eingerichtet sein zur Erzeugung einer Druckwelle frei von einer Strömungsquerschnittsänderung in einer Bohrgarnitur in dem Bohrloch.In one embodiment, a pressure wave generator may be provided for data transmission, for example in a borehole. The blast wave generator may be configured to generate a blast wave free of flow cross section change in a drill string in the wellbore.

In einer Ausführungsform kann der Druckwellengenerator einen elektrischen Druckwellengenerator enthalten. Der elektrische Druckwellengenerator kann eingerichtet sein zum elektrischen Erzeugen der Druckwelle frei von einer Strömungsquerschnittsänderung der Bohrgarnitur.In an embodiment, the pressure wave generator may include an electric pressure wave generator. The electrical pressure wave generator may be configured to electrically generate the pressure wave free of flow cross section change of the drill string.

In einer Ausführungsform kann der Druckwellengenerator einen akustischen Druckwellengenerator enthalten. Der akustische Druckwellengenerator kann eingerichtet sein zum akustischen Erzeugen der Druckwelle frei von einer Strömungsquerschnittsänderung der Bohrgarnitur.In one embodiment, the pressure wave generator may include an acoustic pressure wave generator. The acoustic pressure wave generator may be configured to acoustically generate the pressure wave free from a flow cross section change of the drill string.

In einer Ausführungsform kann der Druckwellengenerator ferner eingerichtet sein zum Erzeugen der Druckwelle frei von mechanischen Bauteilen im Strömungsquerschnitt des Bohrloches.In one embodiment, the pressure wave generator may be further configured to generate the pressure wave free of mechanical components in the flow cross-section of the wellbore.

In einer Ausführungsform kann der Druckwellengenerator ferner eine Pulssteuerung enthalten. Die Pulssteuerung kann eingerichtet sein zum Steuern von mindestens einem von einer Pulsamplitude der Druckwelle und der Pulsfrequenz der Druckwelle.In an embodiment, the pressure wave generator may further include a pulse controller. The pulse controller may be configured to control at least one of a pulse amplitude of the pressure wave and the pulse frequency of the pressure wave.

In einer Ausführungsform kann die Pulsamplitude durch ein Ändern einer Entladungsenergie gesteuert werden.In one embodiment, the pulse amplitude may be controlled by changing a discharge energy.

In einer Ausführungsform kann die Pulsfrequenz durch ein Ändern einer Entladungszeit gesteuert werden.In one embodiment, the pulse rate may be controlled by changing a discharge time.

In einer Ausführungsform kann die Druckwelle ein Mud-Pulse-Telemetrie-Signal sein.In one embodiment, the pressure wave may be a mud pulse telemetry signal.

In einer Ausführungsform kann die Datenübertragung Messdaten aus dem Bohrloch enthalten.In an embodiment, the data transmission may include downhole measurement data.

In einer Ausführungsform kann die Datenübertragung Steuerdaten von außerhalb des Bohrlochs enthalten.In one embodiment, the data transfer may include control data from outside the borehole.

In einer Ausführungsform können mehrere Frequenzen gleichzeitig übertragen werden.In one embodiment, multiple frequencies may be transmitted simultaneously.

In einer Ausführungsform kann ein Verfahren zum Steuern eines Druckwellengenerators zur Datenübertragung, beispielsweise in einem Bohrloch, bereitgestellt werden. Das Verfahren kann enthalten ein Erzeugen einer Druckwelle frei von einer Strömungsquerschnittsänderung einer Bohrgarnitur in dem BohrlochIn one embodiment, a method for controlling a pressure wave generator for data transmission, for example in a borehole, may be provided. The method may include generating a pressure wave devoid of a flow area change of a drill string in the wellbore

In einer Ausführungsform kann die Druckwelle elektrisch erzeugt werden.In one embodiment, the pressure wave can be generated electrically.

In einer Ausführungsform kann die Druckwelle akustisch erzeugt werden. Beispielsweise können an Stelle einzelner Druckstöße auch kontinuierliche „Töne” erzeugt werden.In one embodiment, the pressure wave can be generated acoustically. For example, continuous "sounds" can be generated instead of individual pressure surges.

In einer Ausführungsform kann die Druckwelle frei von mechanischen Bauteilen im Strömungsquerschnitt des Bohrloches erzeugt werden.In one embodiment, the pressure wave can be generated free of mechanical components in the flow cross-section of the wellbore.

In einer Ausführungsform kann das Verfahren ferner enthalten ein Steuern von mindestens einem von einer Pulsamplitude der Druckwelle und der Pulsfrequenz der Druckwelle.In one embodiment, the method may further include controlling at least one of a pulse amplitude of the pressure wave and the pulse frequency of the pressure wave.

In einer Ausführungsform kann die Pulsamplitude durch ein Ändern einer Entladungsenergie gesteuert werden.In one embodiment, the pulse amplitude may be controlled by changing a discharge energy.

In einer Ausführungsform kann die Pulsfrequenz durch ein Ändern einer Entladungszeit gesteuert werden.In one embodiment, the pulse rate may be controlled by changing a discharge time.

In einer Ausführungsform kann die Druckwelle ein Mud-Pulse-Telemetrie-Signal sein.In one embodiment, the pressure wave may be a mud pulse telemetry signal.

In einer Ausführungsform kann die Datenübertragung Messdaten aus dem Bohrloch enthalten.In an embodiment, the data transmission may include downhole measurement data.

In einer Ausführungsform kann die Datenübertragung Steuerdaten von außerhalb des Bohrlochs enthalten.In one embodiment, the data transfer may include control data from outside the borehole.

In einer Ausführungsform können mehrere Frequenzen gleichzeitig übertragen werden.In one embodiment, multiple frequencies may be transmitted simultaneously.

Ausführungsformen der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Weiteren näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the figures and will be explained in more detail below.

1 zeigt einen Druckwellengenerator gemäß einer Ausführungsform. 1 shows a pressure wave generator according to an embodiment.

2 zeigt einen Druckwellengenerator gemäß einer Ausführungsform. 2 shows a pressure wave generator according to an embodiment.

3 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern eines Druckwellengenerators gemäß einer Ausführungsform illustriert. 3 FIG. 12 is a flowchart illustrating a method of controlling a pressure wave generator according to an embodiment. FIG.

4 zeigt ein System um ein Bohrloch mit einem Druckwellengenerator gemäß einer Ausführungsform. 4 shows a system around a borehole with a pressure wave generator according to one embodiment.

5 zeigt einen Druckwellengenerator gemäß einer Ausführungsform. 5 shows a pressure wave generator according to an embodiment.

6 zeigt einen Druckwellengenerator gemäß einer Ausführungsform. 6 shows a pressure wave generator according to an embodiment.

7 zeigt eine Bohrgarnitur gemäß einer Ausführungsform. 7 shows a drill assembly according to one embodiment.

1 zeigt einen Druckwellengenerator 100 zur Datenübertragung, beispielsweise in einem Bohrloch, gemäß einer Ausführungsform. Der Druckwellengenerator kann eingerichtet sein zur Erzeugung einer Druckwelle frei von einer Strömungsquerschnittsänderung einer Bohrgarnitur in dem Bohrloch. 1 shows a pressure wave generator 100 for data transmission, for example in a borehole, according to one embodiment. The pressure wave generator may be configured to generate a pressure wave free from a change in flow area of a drill string in the wellbore.

2 zeigt einen Druckwellengenerator 200 gemäß einer Ausführungsform. Der Druckwellengenerator 200 kann ähnlich wie der in 1 gezeigt Druckwellengenerator 100 eingerichtet sein zur Erzeugung einer Druckwelle frei von einer Strömungsquerschnittsänderung der Bohrgarnitur. Der Druckwellengenerator 200 kann ferner enthalten einen elektrischen Druckwellengenerator 202, wie er weiter unten beschrieben wird. Der Druckwellengenerator 200 kann ferner enthalten einen akustischen Druckwellengenerator 204, wie er weiter unten beschrieben wird. In einer Ausführungsform kann der Druckwellengenerator ferner eine Pulssteuerung 206 enthalten, wie sie weiter unten beschrieben wird. Der elektrische Druckwellengenerator 202, oder der akustische Druckwellengenerator 204 und die Pulssteuerung können mittels einer Verbindung 208, beispielsweise einer elektrischen, optischen oder akustischen Verbindung, gekoppelt sein, beispielsweise zum Informationsaustausch. 2 shows a pressure wave generator 200 according to one embodiment. The pressure wave generator 200 can be similar to the one in 1 shown pressure wave generator 100 be configured to generate a pressure wave free of a flow cross section change of the drill string. The pressure wave generator 200 may further include an electric pressure wave generator 202 , as described below. The pressure wave generator 200 may further include an acoustic pressure wave generator 204 , as described below. In one embodiment, the pressure wave generator may further include pulse control 206 included as described below. The electric pressure wave generator 202 , or the acoustic pressure wave generator 204 and the pulse control can by means of a connection 208 , For example, an electrical, optical or acoustic connection, be coupled, for example, for information exchange.

Der elektrische Druckwellengenerator 202 kann eingerichtet sein zum elektrischen Erzeugen der Druckwelle frei von einer Strömungsquerschnittsänderung der Bohrgarnitur.The electric pressure wave generator 202 may be configured to electrically generate the pressure wave free of flow cross section change of the drill string.

Der akustische Druckwellengenerator 204 kann eingerichtet sein zum akustischen Erzeugen der Druckwelle frei von einer Strömungsquerschnittsänderung der Bohrgarnitur.The acoustic pressure wave generator 204 may be configured to acoustically generate the pressure wave free of flow cross section change of the drill string.

Die Pulssteuerung 206 kann eingerichtet sein zum Steuern von mindestens einem von einer Pulsamplitude der Druckwelle und der Pulsfrequenz der Druckwelle.The pulse control 206 may be arranged to control at least one of a pulse amplitude of the pressure wave and the pulse frequency of the pressure wave.

In einer Ausführungsform kann die Pulsamplitude durch ein Ändern einer Entladungsenergie gesteuert werden.In one embodiment, the pulse amplitude may be controlled by changing a discharge energy.

In einer Ausführungsform kann die Pulsfrequenz durch ein Ändern einer Entladungszeit gesteuert werden.In one embodiment, the pulse rate may be controlled by changing a discharge time.

In einer Ausführungsform kann die Druckwelle ein Mud-Pulse-Telemetrie-Signal sein.In one embodiment, the pressure wave may be a mud pulse telemetry signal.

In einer Ausführungsform kann die Datenübertragung Messdaten aus dem Bohrloch enthalten.In an embodiment, the data transmission may include downhole measurement data.

In einer Ausführungsform kann die Datenübertragung Steuerdaten von außerhalb des Bohrlochs enthalten.In one embodiment, the data transfer may include control data from outside the borehole.

In einer Ausführungsform können mehrere Frequenzen gleichzeitig übertragen werden. Damit kann die Datenrate vervielfacht werden. In einer Ausführungsform kann der Druckwellengenerator also (ähnlich wie ein Lautsprecher) mehrere Töne (in anderen Worten: mehrere Frequenzen) gleichzeitig übertragen. Das kann ähnlich wie bei einem Lautsprecher funktionieren, bei dem anstelle eines einzigen Tons (oder einer einzigen Frequenz) ein Orchester oder eine Band (mit mehreren Frequenzen) zu hören sein kann.In one embodiment, multiple frequencies may be transmitted simultaneously. Thus, the data rate can be multiplied. Thus, in one embodiment, the blast wave generator (similar to a loudspeaker) can transmit multiple tones (in other words multiple frequencies) simultaneously. This can be similar to a loudspeaker, where instead of a single tone (or a single frequency), an orchestra or a band (with multiple frequencies) can be heard.

3 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern eines Druckwellengenerators zur Datenübertragung, beispielsweise in einem Bohrloch, gemäß einer Ausführungsform illustriert. In 302 kann eine Druckwelle erzeugt werden frei von einer Strömungsquerschnittsänderung einer Bohrgarnitur in dem Bohrloch. 3 FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of controlling a pressure wave generator for data transmission, for example in a wellbore, according to an embodiment. In 302 For example, a pressure wave may be generated devoid of a flow area change of a drill string in the wellbore.

In einer Ausführungsform kann die Druckwelle elektrisch erzeugt werden.In one embodiment, the pressure wave can be generated electrically.

In einer Ausführungsform kann die Druckwelle akustisch erzeugt werden.In one embodiment, the pressure wave can be generated acoustically.

In einer Ausführungsform kann die Druckwelle frei von mechanischen Bauteilen im Strömungsquerschnitt des Bohrloches erzeugt werden.In one embodiment, the pressure wave can be generated free of mechanical components in the flow cross-section of the wellbore.

In einer Ausführungsform kann das Verfahren ferner enthalten ein Steuern von mindestens einem von einer Pulsamplitude der Druckwelle und der Pulsfrequenz der Druckwelle.In one embodiment, the method may further include controlling at least one of a pulse amplitude of the pressure wave and the pulse frequency of the pressure wave.

In einer Ausführungsform kann die Pulsamplitude durch ein Ändern einer Entladungsenergie gesteuert werden.In one embodiment, the pulse amplitude may be controlled by changing a discharge energy.

In einer Ausführungsform kann die Pulsfrequenz durch ein Ändern einer Entladungszeit gesteuert werden.In one embodiment, the pulse rate may be controlled by changing a discharge time.

In einer Ausführungsform kann die Druckwelle ein Mud-Pulse-Telemetrie-Signal sein.In one embodiment, the pressure wave may be a mud pulse telemetry signal.

In einer Ausführungsform kann die Datenübertragung Messdaten aus dem Bohrloch enthalten. In an embodiment, the data transmission may include downhole measurement data.

In einer Ausführungsform kann die Datenübertragung Steuerdaten von außerhalb des Bohrlochs enthalten.In one embodiment, the data transfer may include control data from outside the borehole.

Im Bohrloch können Daten, die von den Sensoren erfasst werden, quasi in Echtzeit übertragen werden. Diese Daten können einen wichtigen Beitrag zu sicheren und kostengünstigen Bohrungen leisten. Spülungspuls-Telemetrie-Systems (englisch: Mud pulse telemetry systems) können codierte Druckimpulse (bezeichnet auch als Träger (englisch: carrier) verwenden für die Übertragung von gemessenen Informationen (beispielsweise Richtungs- und Geologische Information) vom Bohrloch und können quasi in Echtzeit codiert zur Oberfläche übertragen werden.In the borehole, data collected by the sensors can be transmitted virtually in real time. These data can make an important contribution to safe and cost effective drilling. Rinse pulse telemetry systems (Mud pulse telemetry systems) can use coded pressure pulses (also referred to as carrier) for the transmission of measured information (for example, directional and geological information) from the borehole and can be virtually encoded in real time Surface to be transferred.

Der Nachweis der Impulse und deren Eigenschaften (beispielsweise Diskontinuitätspositionen, Dauer und Frequenzen), die anhand eines Geräusches durch ein Signal, das in der Spülung an einem Punkt am Standrohr gemessen werden können, kann für den Erhalt der wichtigen Informationen und für Entscheidungen über den Bohrvorgang während des Bohrens sehr wichtig sein.The detection of impulses and their properties (eg, discontinuity positions, duration, and frequencies), which can be measured by a sound signal generated by the purge at a point on the standpipe, can be used to obtain important information and make decisions about the drilling process be very important during drilling.

Der LCM-Datenpulser gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann für die sichere Übermittlung der Untertage gemessenen Informationen zur Oberfläche genutzt werden, ohne dazu den Strömungsquerschnitt der Bohrgarnitur zu verändern oder mechanisch bewegte Teile zu benutzen. Dadurch kann der Pulser nicht durch LCM verstopft werden. Da das System ohne bewegliche Teile arbeitet, unterliegt es keinen mechanischen Restriktionen oder Verschleiß. Mit dem LCM-Datenpulser ist es möglich, Pulse in kurzer Abfolge zu erzeugen und somit Daten mit einer hohen Übertragungsrate über große Distanzen zu übermitteln. Des Weiteren eröffnet die neue Pulserzeugung die Möglichkeit, eine große Bandbreite als Trägerfrequenz zu nutzen. Für tiefe Bohrungen und wenn es nötig ist, kann die Pulsamplitude durch die Änderung der Entladungsenergie erhöht werden. Somit können „lautere” Pulse an den Empfänger an der Oberfläche gesendet werden.The LCM data pulser according to various embodiments can be used for the safe transmission of the underground information measured to the surface, without changing the flow cross-section of the drill set or to use mechanically moving parts. As a result, the pulser can not be blocked by LCM. Since the system works without moving parts, it is not subject to any mechanical restrictions or wear. With the LCM data pulser, it is possible to generate pulses in a short sequence and thus to transmit data at a high transmission rate over long distances. Furthermore, the new pulse generation offers the possibility to use a large bandwidth as a carrier frequency. For deep holes and if necessary, the pulse amplitude can be increased by changing the discharge energy. Thus, "louder" pulses can be sent to the receiver on the surface.

Der Puls kann gemäß verschiedenen Ausführungsformen erzeugt werden durch Nutzung einer elektrischen Entladung oder einer akustischen Quelle. Die Pulserzeugung kann erfolgen ohne mechanische Bauteile, die sich im Strömungsquerschnitt befinden und diesen beschränken. Die Pulsamplitude kann gemäß verschiedener Ausführungsformen durch Änderung der Entladungsenergie und die Pulsfrequenz durch Variierung der Entladungszeiten gesteuert werden. Die Kommunikation von Obertage nach Untertage ist gemäß verschiedenen Ausführungsformen ebenfalls mit einem LCM-Datenpulser möglich.The pulse may be generated according to various embodiments by utilizing an electrical discharge or an acoustic source. The pulse generation can be done without mechanical components, which are located in the flow cross-section and restrict this. The pulse amplitude may be controlled by varying the discharge energy and the pulse rate by varying the discharge times, according to various embodiments. Surface to underground communication is also possible with an LCM data pulser, according to various embodiments.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der LCM-Datenpulser genutzt werden, um gemessene Daten aus dem Bohrloch (quasi in Echtzeit) zur Oberfläche zu übertragen. Dabei kann auf bewegliche Teile verzichtet werden, die in herkömmlichen Systemen Beschränkungen verursachen. Gleichzeitig steht der volle Spülungsquerschnitt zu Verfügung. Somit kann jede Art von Material zur Beherrschung von Spülungsverlusten im Bohrloch verwendet werden. Mit diesem Pulser kann es außerdem möglich sein, Daten mit einer hohen Datenrate über große Distanzen zu übertragen.According to various embodiments, the LCM data pulser may be used to transmit measured data from the borehole (quasi in real time) to the surface. This can be dispensed with moving parts that cause limitations in conventional systems. At the same time the full flushing cross section is available. Thus, any type of material can be used to control mud losses in the wellbore. With this pulser, it may also be possible to transmit data at a high data rate over long distances.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der LCM-Datenpulser völlig freien Durchströmungsquerschnitt für die Spülung ermöglichen.According to various embodiments, the LCM data pulser can provide completely free flow area for flushing.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der LCM-Datenpulser erlauben, dass beliebige Arten von Materialien zur Bekämpfung von Spülungsverlusten mit verschiedener Größe eingesetzt werden können.According to various embodiments, the LCM data pulser may allow any types of materials to be used to control mud losses of various sizes.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der LCM-Datenpulser die Verfügbarkeit der gemessenen Daten an der Oberfläche quasi in Echtzeit bereitstellen, auch bei Verwendung von Materialien zur Bekämpfung von Spülungsverlusten.According to various embodiments, the LCM data pulser may provide the availability of the measured data at the surface quasi in real time, even when using materials for controlling mud losses.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der LCM-Datenpulser ermöglichen, dass Aus- und Einbaukosten eingespart werden können, beispielsweise weil keine Tripnotwendigkeit durch einen verstopften Pulser bestehen kann. Unter „Trippen” kann das Aus- und wieder Einbau einer Bohrgarnitur, um defekte Komponenten auszutauschen, verstanden werden.According to various embodiments, the LCM data pulser may allow removal and installation costs to be saved, for example, because there is no need for trip through a clogged pulser. Under "Trippen" can be understood the removal and reinstallation of a drill set to replace defective components.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der LCM-Datenpulser eine Datenübertragung über eine große Distanz (beispielsweise mittels hoher Amplituden) ermöglichen.According to various embodiments, the LCM data pulser may enable data transmission over a long distance (eg, by high amplitudes).

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der LCM-Datenpulser eine hohe Datenübertragungsrate, beispielsweise mittels einer schnellen Pulsabfolge, ermöglichen.According to various embodiments, the LCM data pulser may enable a high data transfer rate, for example by means of a fast pulse train.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann bei dem LCM-Datenpulser die Arbeitsfrequenz höher sein als bei konventionellen Pulsern.According to various embodiments, in the LCM data pulse, the operating frequency may be higher than in conventional pulsers.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der LCM-Datenpulser ein großes Frequenzband nutzen, aus dem die Trägerfrequenz ausgewählt werden kann. According to various embodiments, the LCM data pulser may utilize a large frequency band from which the carrier frequency may be selected.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der LCM-Datenpulser ohne bewegte Teile bereitgestellt werden.According to various embodiments, the LCM data pulser may be provided without moving parts.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann zum Beispiel die Neigung (inclination), die Himmelsrichtung (azimuth) und die richtbohrtechnische Ausrichtung (tool face) der Bohrgarnitur, die beispielsweise 50 bis 100 Meter lang sein kann, und die natürliche Gammastrahlung zur Erkennung der Oberkante der Lagerstätte sowie die Leitfähigkeit (resistivity) des umgebenden Gesteins in der Bohrgarnitur gemessen und nach Übertage geschickt werden, wobei ein „Master” in der untertägigen Elektronik den Datenstrom organisieren kann. Übertragene Daten können also beispielsweise sein: Neigung der Bohrung, Himmelsrichtung, und/oder Formationseigenschaften.According to various embodiments, for example, the inclination, azimuth, and tool face of the drill string, which may be, for example, 50 to 100 meters long, and the natural gamma ray for the detection of the top of the deposit as well Conductivity (resistivity) of the surrounding rock in the drill string are measured and sent to surface, whereby a "master" in the underground electronics can organize the data stream. Transferred data may thus be, for example: inclination of the bore, compass direction, and / or formation properties.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann jeweils im Abstand von mehreren Dezimetern Aktuator bereitgestellt werden. Eine Steuerung kann mittels einer Repeater-Struktur (deutsch: Wiederholer-Struktur) bereitgestellt werden oder es können so viele Aktoren bereitgestellt werden, wie nötig für eine vorgegebene Gesamt-Signalstärke. Die Aktuatoren können so geschaltet werden, dass durch Interferenz starke Druckwellen erzeugt werden, die sich beispielsweise im Strang nach oben bewegen.According to various embodiments, actuators may be provided at intervals of several decimeters, respectively. A controller can be provided by means of a repeater structure or as many actuators can be provided as necessary for a given overall signal strength. The actuators can be switched so that strong pressure waves are generated by interference, for example, move in the strand upwards.

4 zeigt ein System 400 um ein Bohrloch mit einem Druckwellengenerator gemäß einer Ausführungsform. In 4 ist ein drahtloses Telemetriesystem, das für Datenübertragung in Bohrlöchern quasi in Echtzeit verwendet werden kann, gezeigt. In einer Bohrgarnitur 402 o können Sensoren 404 angeordnet sein. Die von den Sensoren 404 erfassten Informationen können über einen Sender 406 (z. B. eine Spülungs-Sirene (englisch: mud siren), positiver Pulsgeber, negativer Pulsgeber, elektromagnetischer Wellengenerator, oder akustischer Wellengenerator) übertragen werden. Ein Bohrstrang 410 kann mit dem Bohrmeißel 402 verbunden sein. In dem Bohrloch kann sich Bohrspülung 412 befinden. Bohrspülungs-Pumpen 416, Spülungs-Tanks 418 und ein Bohrgerüst 420 (beispielsweise ein Bohrturm und ein Bohrmasten) können z. B. oberhalb des Bohrlochs bereitgestellt werden. 4 shows a system 400 around a borehole with a pressure wave generator according to an embodiment. In 4 is a wireless telemetry system that can be used for downhole data transmission in near real time. In a drilling set 402 o can sensors 404 be arranged. The ones from the sensors 404 captured information can be transmitted via a transmitter 406 (eg, a mud siren, positive pulser, negative pulser, electromagnetic wave generator, or acoustic wave generator). A drill string 410 can with the drill bit 402 be connected. In the borehole can be drilling fluid 412 are located. Drilling fluid pumps 416 , Mud tanks 418 and a drill rig 420 (For example, a derrick and a drilling masts) z. B. be provided above the borehole.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können verschiedene Arten von Drahtlos-Telemetriesystemen für eine Übertragung, z. B. eine Übertragung quasi in Echtzeit, von Daten in Bohrlöchern verwendet werden. Während des Bohrens kann eine Art von Drahtlos-Telemetriesystem für die Übertragung verwendet werden. Gemäß einer Ausführungsform kann eine Verarbeitung der Daten für jede Art von Drahtlos-Telemetriesystem verwendet werden.According to various embodiments, various types of wireless telemetry systems may be used for transmission, e.g. As a transmission quasi in real time, be used by data in boreholes. During drilling, one type of wireless telemetry system may be used for transmission. According to one embodiment, processing of the data may be used for any type of wireless telemetry system.

Mit einem Telemetriesystem können Daten durch die Sensoren 404 in dem Bohrloch gemessen werden. Die Daten können anschließend codiert werden. Anschließend können, je nach verwendetem System, die Daten ferner moduliert werden. Der Sender kann angesteuert werden zum Senden der Information zur Oberfläche.With a telemetry system, data can pass through the sensors 404 measured in the borehole. The data can then be encoded. Then, depending on the system used, the data can also be modulated. The transmitter can be controlled to send the information to the surface.

Gemäß einer Ausführungsform kann ein System, das Druckpulstelemetrie oder Spülungs-Puls-Telemetrie (englisch: mud pulse telemetry) genannt werden kann, bereitgestellt werden. Gemäß einer Ausführungsform werden die Daten durch Erzeugen von codierten Druck-Wellen 408 (in anderen Worten: Druckwellen in der Bohrspülung 408) gesendet. Die Druck-Wellen 408 breiten sich durch die Bohrspülung innerhalb des Bohrstrangs 410 aus. An der Oberfläche wird ein Druckaufnehmer, beispielsweise ein Empfänger 414, verwendet, um das Drucksignal zu messen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann auch mehr als ein Sensor, beispielsweise mehr als ein Druckaufnehmer, beispielsweise mehr als ein Empfänger, verwendet werden. Der Empfänger kann über ein Kabel 422 des Druckpuls-Telemetriesystems (oder die Empfänger können mit einem oder mehreren Kabeln) mit einem Computer 424 verbunden sein.In one embodiment, a system, which may be called pressure pulsed telemetry or mud pulse telemetry, may be provided. According to one embodiment, the data is generated by generating coded pressure waves 408 (in other words: pressure waves in the drilling fluid 408 ) Posted. The pressure waves 408 propagate through the drilling fluid within the drill string 410 out. On the surface becomes a pressure transducer, for example a receiver 414 , used to measure the pressure signal. According to various embodiments, more than one sensor, for example more than one pressure transducer, for example more than one receiver, may also be used. The receiver can be connected via a cable 422 of the pressure pulse telemetry system (or the receivers can connect with one or more cables) to a computer 424 be connected.

Gemäß einer Ausführungsform kann ein System, das elektromagnetisches Telemetriesystem oder elektrodynamisches Telemetriesystem genannt werden kann, bereitgestellt werden.In one embodiment, a system that may be called an electromagnetic telemetry system or an electro-dynamic telemetry system may be provided.

Gemäß einer Ausführungsform kann ein System, das akustisches Telemetriesystem genannt werden kann, bereitgestellt werden.In one embodiment, a system that may be called an acoustic telemetry system may be provided.

Die gleichen Prinzipien des Übertragens von Daten oder Kommandos (wie Befehlen oder Steuerbefehlen) können von der Oberfläche zu einem Gerät in dem Bohrloch, z. B. zu dem Werkzeug in dem Bohrloch, angewendet werden. Dies kann als „Downlink” bezeichnet werden, während die Übertragung von Daten von dem Bohrloch zur Oberfläche als „Uplink” bezeichnet werden kann.The same principles of transmitting data or commands (such as commands or control commands) may be transmitted from the surface to a device in the wellbore, e.g. To the tool in the borehole. This may be referred to as "downlink," while the transmission of data from the well to the surface may be termed an "uplink."

In 4 sind neben der Darstellung des Bohrlochs auch Schritte eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform dargestellt. In 438 können Sensoren Daten erfassen (in anderen Worten: ein Messen von Daten durchfahren). In 440 können die gemessenem Daten codiert werden. In 442 kann das codierte Signal moduliert werden. In 444 kann das modulierte Signal gesendet werden. Das Senden des Signals kann erfolgen mittels eines Druckwellengenerators, wie er weiter oben und weiter unten beschrieben wird.In 4 In addition to the representation of the borehole, steps of a method according to an embodiment are also shown. In 438 For example, sensors can collect data (in other words, pass through a measurement of data). In 440 the measured data can be coded. In 442 the coded signal can be modulated. In 444 the modulated signal can be sent. The transmission of the signal can be carried out by means of a pressure wave generator, as described above and below.

Die codierten Informationen können in Sender-Aktuierungen konvertiert werden, um Pulse (in anderen Worten: Wellen) zu induzieren oder zu erzeugen, die sich in der Bohrspülung bis zur Oberfläche ausbreiten.The coded information can be converted into transmitter actuations to produce pulses (in other words: waves), which propagate in the drilling fluid to the surface.

Beispielsweise kann eine von zwei Arten von Pulsern (in anderen Worten: Pulsgeneratoren oder Wellengeneratoren oder Druckwellengeneratoren oder Stoßwellengeneratoren) verwendet werden. Eine Art von Pulser kann mit dem Bohrsystem für Datenübertragung verbunden sein.For example, one of two types of pulsers (in other words, pulse generators or wave generators or pressure wave generators or shock wave generators) may be used. One type of pulser may be connected to the data transmission drilling system.

Eine erste Art Pulser verwendet elektrische Entladung und eine zweite Art Pulser verwendet einen akustischen Aktuator oder mehrere akustische Aktuatoren. Beide Arten von Pulsern können die Daten senden durch Erzeugen von codierten Druckwellen 408, welche sich durch die Bohrspülung innerhalb des Bohrstrangs 410 ausbreiten. An der Oberfläche kann ein Empfänger 414 verwendet werden zum Messen des Drucks. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann mehr als ein Empfänger verwendet werden. Der Empfänger 414 kann (oder die Empfänger können) mit einem Computer 424 verbunden sein über ein Kabel 422 (oder über mehrere Kabel). Nach Empfangen und Messen des Drucks kann der umgekehrte Prozess (Demodulation 450, Decodieren 452 und Rauschfilterung 448) in dem Computer 424 ausgeführt werden, um die Information zu extrahieren.A first type pulser uses electrical discharge and a second type pulser uses one acoustic actuator or multiple acoustic actuators. Both types of pulsers can transmit the data by generating coded pressure waves 408 passing through the drilling fluid within the drill string 410 spread. On the surface can be a receiver 414 may be used to measure the pressure. According to various embodiments, more than one receiver may be used. The recipient 414 can (or the receiver can) with a computer 424 be connected via a cable 422 (or over several cables). After receiving and measuring the pressure, the reverse process (demodulation 450 , Decode 452 and noise filtering 448 ) in the computer 424 be executed to extract the information.

In 448 kann das empfangene Signal einer Rauschfilterung unterzogen werden. In 450 kann das Signal demoduliert werden. In 452 kann das Signal decodiert werden. In 454 können die Daten (in anderen Worten: die Information) extrahiert werden, beispielsweise für eine Echtzeit-Entscheidung. In 456 kann die Information angezeigt werden.In 448 the received signal may be noise filtered. In 450 the signal can be demodulated. In 452 the signal can be decoded. In 454 For example, the data (in other words, the information) can be extracted, for example, for a real-time decision. In 456 the information can be displayed.

5 zeigt einen Druckwellengenerator 500 gemäß einer Ausführungsform illustriert. In einem Rohr 502 fließt beispielsweise Bohrspülung in einer Richtung, die durch Pfeile (beispielsweise Pfeil 504) angedeutet ist. Ein oder mehrere elektrische Aktuatoren 506 erzeugen oder induzieren Pulse durch elektrische Entladung. Insgesamt ergeben sich dadurch Pulse 508 (in anderen Worten: Wellen) in der Bohrspülung. 5 shows a pressure wave generator 500 illustrated according to an embodiment. In a tube 502 For example, drilling fluid flows in a direction indicated by arrows (for example, arrow 504 ) is indicated. One or more electric actuators 506 generate or induce pulses by electrical discharge. Overall, this results in pulses 508 (in other words: waves) in the drilling fluid.

6 zeigt einen Druckwellengenerator 600 gemäß einer Ausführungsform illustriert. In einem Rohr 602 fließt beispielsweise Bohrspülung in einer Richtung, die durch Pfeile (beispielsweise Pfeil 604) angedeutet ist. Ein oder mehrere akustische Aktuatoren 606 erzeugen oder induzieren Pulse mittels akustischer Quellen. Insgesamt ergeben sich dadurch Pulse 608 (in anderen Worten: Wellen) in der Bohrspülung. 6 shows a pressure wave generator 600 illustrated according to an embodiment. In a tube 602 For example, drilling fluid flows in a direction indicated by arrows (for example, arrow 604 ) is indicated. One or more acoustic actuators 606 generate or induce pulses by means of acoustic sources. Overall, this results in pulses 608 (in other words: waves) in the drilling fluid.

7 zeigt eine Bohrgarnitur 700 gemäß einer Ausführungsform. Beispielsweise ist die Bohrgarnitur 700 eine Bohrgarnitur mit einer Vielzahl von Sensoren. Ein Inklinationssensor 702 kann ermitteln, welche Neigung die Bohrung hat. Ein Drucksensor 704 kann ermitteln, welcher Druck im Bohrloch herrscht. Ein Gammasensor 706 kann eine Entfernung zu einer Oberkante einer Lagerstätte ermitteln. Ein Widerstandssensor 708 kann eine Entfernung zu einer Unterkante einer Lagerstätte ermitteln. Ein Richtungssensor 710 kann ermitteln, ob in gerader Richtung gebohrt wird. Ein Vibrationssensor 712 kann ermitteln, ob die Bohrung ruhig läuft oder vibriert. Ein Kalibersensor 714 kann einen Durchmesser der Bohrung ermitteln. Ein Dichtesensor 716 kann ermitteln, ob es Poren im Gestein gibt, in denen Öl oder Gas zu finden ist. Ein Porösitätssensor 718 kann ermitteln, ob es Poren im Gestein gibt, in denen Öl oder Gas zu finden ist. Ein Dynamiksensor 720 kann ermitteln, ob die Bohrung ruhig läuft oder vibriert. 7 shows a drill set 700 according to one embodiment. For example, the drill string 700 a drill set with a variety of sensors. An inclination sensor 702 can determine what inclination the hole has. A pressure sensor 704 can determine what pressure prevails in the borehole. A gamma sensor 706 can determine a distance to a top of a deposit. A resistance sensor 708 can determine a distance to a lower edge of a deposit. A direction sensor 710 can determine if drilled in a straight line. A vibration sensor 712 can determine if the hole runs smoothly or vibrates. A caliber sensor 714 can determine a diameter of the hole. A density sensor 716 can determine if there are pores in the rock where oil or gas is found. A porosity sensor 718 can determine if there are pores in the rock where oil or gas is found. A dynamic sensor 720 can determine if the hole runs smoothly or vibrates.

Gemäß verschiedener Ausführungsformen können die gemessenen Daten enthalten Daten, die während des Bohrens gemessen wurden, um den Bohrungsverlauf zu überwachen und zu steuern (englisch: measurement while drilling, MWD), die während des Bohrens geloggt werden, um Information über die Beschaffenheit des durchbohrten Gesteins zu gewinnen (englisch: logging while drilling, LWD) und Daten über den dynamischen Zustand des Bohrstranges beim Bohren (Schwingungen, Schläge usw.).According to various embodiments, the measured data may include data measured during drilling to monitor and monitor the bore history logged during drilling for information about the nature of the drilled rock logging while drilling (LWD) and data on the dynamic state of the drill string during drilling (vibrations, impacts, etc.).

MWD-Daten können enthalten Richtungs-Daten (Inklination, Azimut und Werkzeug-Ausrichtung).MWD data may include directional data (inclination, azimuth and tool orientation).

LWD-Daten können enthalten Daten über Gamma-Strahlung, Widerstand, Dichte, Porosität, Messtaster (englisch: caliper), Druck, Temperatur, seismischer Aktivität während des Bohrens, Schallgeschwindigkeit, Härte des Gesteins, Permeabilität, Abbildungen des Bohrlochs und/oder Spülungs-Eigenschaften (wie beispielsweise Widerstand, Dichte, Hydrogensulfid-Gehalt, Temperatur, und/ der Druck).LWD data may include data on gamma radiation, resistance, density, porosity, caliper, pressure, temperature, seismic activity during drilling, sonic velocity, hardness of the rock, permeability, maps of the well and / or mud Properties (such as resistance, density, hydrosulfide content, temperature, and / or pressure).

Daten über Bohr-Dynamiken können enthalten die Meißelandruckkraft (englisch: weight an bit) und/oder Drehmoment an dem Bohrmeißel und in der Bohrgarnitur und Biegemomente zusammen.Data on drilling dynamics may include weight on bit and / or torque on the drill bit and in the drilling set and bending moments together.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können Echtzeit-Dienste basierend auf Telemetrie-Daten profitieren oder bereitgestellt werden und die Echtzeit-Dienste können von den Telemetrie-Daten profitieren. Die Echtzeit-Dienste können enthalten Richtbohrarbeiten, Reservoir-Navigation, Bohr-Optimierung, Bohrlochstabilität, und/oder „Pressure Management” (Optimierung des Druckes in der Bohrung). Dadurch kann eine Erhöhung der Produktion und/oder Produktivität, eine Reduktion der Bohrkosten, erleichtertes Risiko-Management und/oder ein sichereres Bohren erreicht werden.According to various embodiments, real-time services may benefit or be provided based on telemetry data, and the real-time services may benefit from the telemetry data. The real-time services may include directional drilling, reservoir navigation, borehole optimization, wellbore stability, and / or "pressure management" (optimizing the pressure in the well). This can increase production and / or productivity, reduce drilling costs, facilitate risk management, and / or safer drilling.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der LCM-Datenpulser in allen Arten von Bohrungen eingesetzt werden, von flachen bis tiefen Bohrlöchern, auch wenn Materialien zur Eindämmung von Spülungsverlusten verwendet werden. Er kann in Reservoir-Navigation-Anwendungen verwendet werden und bei Seismic-While-Drilling-Anwendungen (deutsch: Seismik-Während-Bohrens-Anwendungen), wo hohe Datenübertragungsraten erforderlich und notwendig sind. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein System mit einem LCM-Datenpulser in sehr tiefen Bohrungen eingesetzt werden, da mit der LCM-Puls-Telemetrie große Amplituden des Nutzsignals erzeugt werden können. Die hohe Dämpfung in tiefen Bohrungen kann somit geringe Auswirkungen auf die Signale haben, die von den Empfängern an der Oberfläche aufgezeichnet werden.According to various embodiments, the LCM data pulser can be used in all types of wells, from shallow to deep wells, even when materials are used to contain mud losses. It can be used in reservoir navigation applications and seismic-while-drilling applications, where high data transmission rates are required and necessary. According to various embodiments, a system with an LCM data pulser can be used in very deep holes, since with the LCM pulse telemetry large amplitudes of the useful signal can be generated. The high attenuation in deep holes may thus have little effect on the signals recorded by the receivers on the surface.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine schnelle Datenübertragung auch noch in tiefen Bohrlöchern bereitgestellt werden.According to various embodiments, fast data transmission may still be provided in deep wellbores.

Claims (12)

Druckwellengenerator zur Datenübertragung, eingerichtet zur Erzeugung einer Druckwelle frei von einer Strömungsquerschnittsänderung einer Bohrgarnitur in einem Bohrloch.Pressure wave generator for data transmission, designed to generate a pressure wave free from a flow cross section change of a drill string in a borehole. Druckwellengenerator gemäß Anspruch 1, aufweisend: einen elektrischen Druckwellengenerator, eingerichtet zum elektrischen Erzeugen der Druckwelle frei von einer Strömungsquerschnittsänderung der Bohrgarnitur.A pressure wave generator according to claim 1, comprising: an electric pressure wave generator, adapted for electrically generating the pressure wave free from a flow cross section change of the drill string. Druckwellengenerator gemäß Anspruch 1 oder 2, aufweisend: einen akustischen Druckwellengenerator, eingerichtet zum akustischen Erzeugen der Druckwelle frei von einer Strömungsquerschnittsänderung der Bohrgarnitur.A pressure wave generator according to claim 1 or 2, comprising: an acoustic pressure wave generator, adapted for acoustically generating the pressure wave free from a flow cross section change of the drill string. Druckwellengenerator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner eingerichtet zum Erzeugen der Druckwelle frei von mechanischen Bauteilen im Strömungsquerschnitt des Bohrloches.Pressure wave generator according to one of claims 1 to 3, further adapted for generating the pressure wave free of mechanical components in the flow cross-section of the wellbore. Druckwellengenerator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner aufweisend: eine Pulssteuerung, eingerichtet zum Steuern von mindestens einem von einer Pulsamplitude der Druckwelle und der Pulsfrequenz der Druckwelle.A pressure wave generator according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a pulse controller configured to control at least one of a pulse amplitude of the pressure wave and the pulse frequency of the pressure wave. Druckwellengenerator gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner eingerichtet zum gleichzeitigen Übertragen von mehreren Frequenzen.A pressure wave generator according to any one of claims 1 to 5, further adapted for simultaneously transmitting a plurality of frequencies. Verfahren zum Steuern eines Druckwellengenerators zur Datenübertragung, das Verfahren aufweisend: Erzeugen einer Druckwelle frei von einer Strömungsquerschnittsänderung einer Bohrgarnitur in einem BohrlochA method of controlling a pressure wave generator for data transmission, the method comprising: Generating a pressure wave free of a flow cross section change of a drill string in a borehole Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei die Druckwelle elektrisch erzeugt wird.The method of claim 7, wherein the pressure wave is generated electrically. Verfahren gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei die Druckwelle akustisch erzeugt wird.A method according to claim 7 or 8, wherein the pressure wave is generated acoustically. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Druckwelle frei von mechanischen Bauteilen im Strömungsquerschnitt des Bohrloches erzeugt wird.Method according to one of claims 7 to 9, wherein the pressure wave is generated free of mechanical components in the flow cross-section of the wellbore. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, ferner aufweisend: Steuern von mindestens einem von einer Pulsamplitude der Druckwelle und der Pulsfrequenz der Druckwelle.The method of any one of claims 7 to 10, further comprising: Controlling at least one of a pulse amplitude of the pressure wave and the pulse frequency of the pressure wave. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 7 bis 11, ferner aufweisend: Gleichzeitiges übertragen von mehreren Frequenzen.The method of any one of claims 7 to 11, further comprising: Simultaneous transmission of several frequencies.
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