DE112014003216T5

DE112014003216T5 - Untertagesteckverbinder

Info

Publication number: DE112014003216T5
Application number: DE112014003216.6T
Authority: DE
Inventors: Darin Tilley Jim; Kenneth Snyder John
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Current assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 2013-07-09
Filing date: 2014-07-08
Publication date: 2016-04-28
Also published as: WO2015006310A1; CA2912956C; CN107654198B; CN107654198A; AU2014287413B2; US10100586B2; US20160230477A1; CA2985423A1; MX2019007056A; NO20151554A1; NO347130B1; GB201519530D0; NO20230407A1; CA2985423C; CN105247164A; BR112015030572A2; US9695645B2; CA2912956A1; AU2014287413A1; GB2530920B

Abstract

Eine elektrische Steckverbinderbaugruppe, die in einem Bohrloch angeordnet werden kann, beinhaltet ein oberes Längselement mit einem elektrischen Leiter, der darin angeordnet ist; ein unteres Längselement mit einem elektrischen Leiter, der darin angeordnet ist; eine zusammen- und auseinanderschiebbare elektrisch leitfähige Baugruppe; und ein elektrisches Kontaktelement, das um den elektrischen Leiter des unteren Längselements herum angeordnet ist und beweglich damit in Kontakt tritt, und beweglich mit einer Innenfläche des oberen Längselements in Kontakt tritt. Die Baugruppe beinhaltet ferner ein äußeres Gehäuse, das einen zusammen- und auseinanderschiebbaren Abschnitt beinhaltet.

Description

PRIORITÄTSANSPRUCH
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 61/844,058, eingereicht am 9. Juli 2013, deren gesamter Inhalt hiermit in den vorliegenden Gegenstand mit einbezogen wird.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Beschreibung betrifft ein Untertagewerkzeug und Verfahren zum Leiten von elektrischem Strom und Signalen entlang einer Bohrlochsohlenbaugruppe, die sich in Längserstreckungslänge ausdehnt und zusammenzieht.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Bei Bohrlochbohrvorgängen wird ein Bohrstrang nach und nach aus einzelnen Bohrgestängeverbindungsstücken (oder Gruppen von Verbindungsstücken, die als Züge bezeichnet werden) an der Oberfläche zusammengesetzt und in ein Bohrloch abgesenkt. Der Bohrstrang kann diese an der Oberfläche zusammengesetzten Verbindungsstücke von Bohrgestänge zusammen mit anderer Ausrüstung umfassen, die beim Bohren nützlich ist, etwa eine Bohrlochsohlenbaugruppe, die am distalen Ende des verbundenen Bohrgestänges angeordnet ist. Die Bohrlochsohlenbaugruppe (bottom hole assembly, BHA) kann Werkzeuge wie etwa Telemetriewerkzeug für das Vermessen während des Bohrens (logging while drilling, LWD) und Messen während des Bohrens (measurement while drilling, MWD) mit einem an das untere Ende gekoppelten Bohrmeißel beinhalten. Die Bohrlochsohlenbaugruppe kann außerdem ein dynamisches Dämpfungswerkzeug oberhalb des Bohrmeißels beinhalten, das dazu dient, Schwingungen im Bohrstrang und in der Bohrlochsohlenbaugruppe zu dämpfen. Eine kommerzielle Ausführungsform eines solchen Dämpfers ist ein Antiblockierwerzeug, das vom Unternehmen Tomax erhältlich ist („Tomax-AST-Werkzeug”) und ein konzentrisches äußeres und inneres Gehäuse aufweist, wobei das innere Gehäuse sich in das äußere Gehäuse hinein- und daraus herausschiebt, um ein Ausdehnen und Zusammenziehen der Bohrlochsohlenbaugruppe in einer Längsrichtung zu ermöglichen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 und 1A sind Aufrissansichten einer beispielhaften Bohranlage und einer beispielhaften Bohrlochsohlenbaugruppe, die während des Bohrens eines Bohrlochs ein Ausdehnen und Zusammenziehen der Bohrlochsohlenbaugruppe in Längsrichtung gestattet.
2 ist eine Seitenansicht von Komponenten einer beispielhaften elektrischen Untertagesteckverbinderbaugruppe, die ein Ausdehnen und Zusammenziehen in Längsrichtung bereitstellt.
2A ist eine vergrößerte Teilschnittansicht, die Komponenten der beispielhaften elektrischen Untertagesteckverbinderbaugruppe aus 2 veranschaulicht.
2B und C sind vergrößerte Querschnittansichten der elektrischen Untertagesteckverbinderbaugruppe aus 2.
3 ist eine Seitenschnittansicht der elektrischen Untertagesteckverbinderbaugruppe aus 2 mit einem zusammen- und auseinanderschiebbaren Gehäuse.
4 ist eine Draufsicht einer beispielhaften elektrischen Kontaktfeder.
5 ist eine Schnittansicht einer alternativen elektrischen Steckverbinderbaugruppe mit einem flexiblen Leiter, der in einem zusammen- und auseinanderschiebbaren Gehäuse angeordnet ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Dieses Dokument beschreibt ein Untertagewerkzeug und Verfahren zum Leiten von elektrischen Signalen entlang einer Bohrlochsohlenbaugruppe („BHA”) 70, die sich längenmäßig ausdehnt und zusammenzieht.
1 ist eine Aufrissansicht einer beispielhaften Bohranlage 10, die an oder über der Oberfläche 12 angeordnet ist. Oberflächenausrüstung 14 der Bohranlage 10 kann einen Bohrstrang 20 drehen, der in einem Bohrloch 60 angeordnet ist, um durch eine oder mehrere geologische Formationen 25 unter der Oberfläche 12 zu bohren. Der Bohrstrang 20 beinhaltet Verbindungsstücke von Bohrgestänge 21 und in der dargestellten Implementierung einen Untertagestromversorgungsabschnitt 22 (z. B. einen Untertageverdrängungsmotor wie etwa einen Motor des Moineau-Typs). In der dargestellten Implementierung beinhaltet der Untertagestromversorgungsabschnitt 22 einen Stator 24 und einen Rotor 26, der gedreht werden kann, um Drehmoment im Bohrloch bis herab zu einem Bohrmeißel 50 oder anderer Untertageausrüstung zu übertragen. Ein Werkzeugstrang 40 ist an einer Längsausgangswelle 45 des Untertageverdrängungsmotors angebracht. Das Bohrloch 60 wird durch ein Futterrohr 34 und eine Zementhülse 32 in dem Ringraum zwischen dem Futterrohr 34 und dem Bohrloch verstärkt. Bei normalen Bohrvorgängen pumpt die Oberflächenausrüstung 14 Bohrfluid 62 (auch als Bohrschlamm bezeichnet) durch den Bohrstrang 20 nach unten und aus Öffnungen im Bohrmeißel 50 heraus und dann durch den Ringraum 64 zwischen dem Bohrstrang und der Bohrlochwand und den Ringraum 66 zwischen der Innenwand des Futterrohrs 34 nach oben. Der Rotor 26 des Untertagemotors im Stromversorgungsabschnitt wird durch Druckdifferenzen des gepumpten Bohrfluids 62 am Rotor 26 des Stromversorgungsabschnitts 22 im Verhältnis zum Stator gedreht. Es versteht sich, dass in anderen Implementierungen Oberflächenausrüstung 14 an der Bohranlage 10 den Bohrstrang 20 dreht und die Untertagestromversorgungsabschnitte 22 im Bohrloch vorhanden sein können, aber nicht müssen. Bei einer solchen Implementierung stellt eine Drehung des Bohrstrangs durch die Oberflächenausrüstung Drehmoment zum Drehen des Bohrmeißels 50 bereit.
Funktionskapazitäten von elektronischen Untertagesensoren/-messwandlern werden stets weiterentwickelt, und die Oberflächenüberwachung und -beurteilung tatsächlicher Untertagebedingungen und Betriebsparameter von Bohr-, Komplettierungs- und Workover-Ausrüstung entwickelt sich immer weiter (z. B. über die Beurteilung von Echzeit- und/oder aufgezeichneten Daten aus dem Bohrloch). Sensoren, die Parameter wie etwa dynamische mechanische Beanspruchung, Druckdifferenzen und Temperaturdifferenzen messen, können heute unter anspruchsvollen Bedingungen in Bohrlöchern bei Bohr-, Komplettierungs- und Workover-Vorgängen arbeiten. Es ist wünschenswert, diese Sensoren unterhalb und innerhalb von Untertagebohr- und/oder Bohr- und Komplettierungs- und Workover-Ausrüstung anzuordnen. Die standardmäßigen physischen Formen dieser Untertageausrüstung hinsichtlich Geometrie und/oder Materialien erlauben jedoch im Allgemeinen nicht ohne Weiteres das Durchleiten elektronischer Signale. Die Bereitstellung und Beurteilung dieser Daten gestattet Optimierung und stellt Vorteile hinsichtlich der Leistung, Zuverlässigkeit und Langlebigkeit von Ausrüstung bereit.
Da BHA-Bohrausrüstung allgemein starker Vibration und Stoßbeanspruchung ausgesetzt ist, werden im Allgemeinen Festkörperleiter und -kopplungen verwendet. Eine Zirkulation von Fluid, das direkt auf Leiter und/oder Leiterkomponenten tritt, kann den Fließbereich in Bohrrohrleitungen jedoch negativ beeinflussen oder die physische Intaktheit der internen oder externen Bohrwerkzeugkomponenten beeinträchtigen.
Darüber hinaus befindet sich neue Ausrüstung für automatisierte Oberflächen- und Untertagebohrsysteme in der Entwicklung, wie etwa Bohrsysteme mit geschlossener Zirkulation und elektrische Bohrmeißel (z. B. Stromimpuls). Für diese Systeme und Ausrüstung wird eine Versorgung mit elektrischem Strom benötigt, die untertage für den Bohrmeißel oder die BHA-Ausrüstung bereitgestellt wird.
In einigen Beispielen kann der Betrieb des Werkzeugstrangs 40 Vibrationen übertragen, die sich am Bohrstrang 20 entlang fortpflanzen können. Beispielsweise kann sich das Bohrgestänge 21 biegen und in Kontakt mit dem Bohrloch 60 oder einer Bohrlochwand 61 gelangen und Vibrationen am Bohrstrang 20 entlang schicken. In einem anderen Beispiel kann eine Interaktion des Bohrmeißels 50 mit der gebohrten Formation Vibrationen bewirken, die sich am Bohrstrang 20 entlang fortpflanzen können. In der Implementierung aus 1 und 1A beinhaltet die Bohrlochsohlenbaugruppe („BHA”) 70 eine Vibrationsdämpferbaugruppe 80 zum Reduzieren der Menge an Vibration, die sich am Werkzeugstrang 40 entlang fortpflanzt.
1A ist eine vergrößerte Aufrissansicht des beispielhaften Werkzeugstrangs 40 aus 1. Der Werkzeugstrang 40 kann eins oder mehrere der folgenden Sensoren/Werkzeuge beinhalten: Sensor der Neigung am Bohrmeißel (at-bit inclination, ABI) 41; Azimutgammasensor am Bohrmeißel (azimuthal at-bit gamma, ABG) 42, ein Fernlenkwerkzeug (Geopilot RSS) 43; einen Doppelgammastrahlensensor (dual gamma ray, DGR) 44; einen Richtungssensor 46, einen Widerstandssensor (EWR) 47; einen Azimutgesteinsdichtesensor (azimuthal litho-density, ALD) 48; und einen kompensierten thermischen Neutronensensor (compensated thermal neutron, CTN) 49. Der dargestellte Werkzeugstrang 40 veranschaulicht eine Implementierung eines intelligenten verkabelten Bohrgestängesystems (z. B. eines Intellipipe-Werkzeugsystems von Halliburton). Allerdings kann der Werkzeugstrang 40 verschiedene für die Industrie typische Werkzeuge und Sensoren beinhalten. In der dargestellten Implementierung beinhaltet die BHA-Baugruppe 70 den Bohrmeißel 50, Werkzeugstrang 40, Stromversorgungsabschnitt 200 und eine elektrische Steckverbinderbaugruppe 100. Die elektrische Leiterbaugruppe 100 wird in der Beschreibung von 2, 2A, 3 und 5 weiter erörtert. Es versteht sich, dass die BHA 70 einige, alle oder keine der gezeigten Komponenten beinhalten kann.
In der dargestellten Implementierung werden ein Strom und/oder Signal (z. B. Kommunikationsweg) durch die Bohrlochsohlenbaugruppe 70 mit dem Werkzeugstrang 40 bereitgestellt. Der Werkzeugstrang dreht sich und/oder kann eine variable Länge aufweisen in Reaktion auf Veränderungen des auf dem Bohrmeißel lastenden Gewichts (weight on bit, WOB) und/oder auf dem dynamischen Dämpferwerkzeug 80 (z. B. dem Tomax-AST-Werkzeug) lastenden Drucks. In verschiedenen Implementierungen kann die elektrische Untertagesteckverbinderbaugruppe 100 als ein Kommunikationsweg und/oder ein Stromweg durch verschiedene Konfigurationen von Untertagewerkzeugen, Bohrgestängen und/oder Bohrkragen verwendet werden und ist nicht ausschließlich auf die Verwendung mit dem Tomax-Werkzeug beschränkt. Beispielsweise kann die elektrische Untertagesteckverbinderbaugruppe 100 zum Übermitteln von Bohrlochsohlenbaugruppen Subbusdaten und/oder Strom verwendet werden. In einem anderen Beispiel kann die elektrische Untertagesteckverbinderbaugruppe 100 dieser Offenbarung auch für kabelgebundene Rohrsysteme wie etwa ein Halliburton-IntelliPipe-System und/oder mit RSS-, MWD- und LWD-Werkzeugen verwendet werden, wie in Verbindung mit 1A dargestellt und erörtert.
Unter Bezugnahme auf 2, 2A, 2B, 2C und 3 veranschaulichen Seiten- und Schnittansichten eine Ausführungsform der elektrischen Untertagesteckverbinderbaugruppe. Die Steckverbinderbaugruppe 100 beinhaltet ein oberes Längselement 102. Das obere Längselement 102 ist ein Röhrenelement (z. B. eine Leitung) mit einem elektrischen Leiter 103 (z. B. leitfähiger Metallstab, Metalldraht, faseroptisches oder Verbundmaterial), der in der Leitung angeordnet ist. An einem Oberflächenabschnitt des oberen Längselements 102 ist ein Aufhängering 110 angeordnet, der derart abgemessen und konfiguriert ist, dass er in einer Aufsetzplatte 522 eines oberen äußeren Aufnahmegehäuseelements 520 aufgenommen wird. Ein Untertageabschnitt der Steckverbinderbaugruppe 100 beinhaltet ein unteres Längselement 210. Ein ähnlicher Aufhängering 112 ist dazu konfiguriert, in einer Aufsetzplatte 512 eines unteren äußeren Steckergehäuseelements 510 aufgenommen zu werden. Das untere Längselement 210 ist eine Leitung mit einem elektrischen Leiter 203, der in der Leitung angeordnet ist. Die Aufhängeringe 110 und 112 beinhalten jeweils eine Vielzahl von Befestigungsöffnungen 540. Befestigungsbolzen 542 können durch Gewindeöffnungen (z. B. Gewindebolzenlöcher) in den Platten 512 und 522 geführt und darin aufgenommen sein. Es können auch andere Arten von mechanischen Steckverbindern, die im Stand der Technik bekannt sind, zum Befestigen der Aufhängeringe an den Aufsetzplatten verwendet werden. Der Aufhängering 110 und die Leitung des Längselements 102 sind außen von dem elektrischen Leiter 103 isoliert, der durch die Leitung verläuft. Ebenso sind der Aufhängering 112 und die Leitung des Längselements 210 außen von dem elektrischen Leiter 203 isoliert, der durch die Leitung verläuft. Das äußere zusammen- und auseinanderschiebbare Gehäuse 500 beinhaltet das obere äußere Aufnahmegehäuseelement 520, welches das untere äußere Steckergehäuseelement 510 aufnimmt. Eine Dichtungsbaugruppe 530 dichtet das Steckergehäuseelement 510 am Aufnahmegehäuseelement 520 ab. Das untere Steckergehäuseelement 510 ist in Längsrichtung beweglich und im äußeren Aufnahmegehäuseelement 520 drehbar und gestattet eine zusammen- und auseinanderschiebende Reduzierung und Vergrößerung der Länge des Gehäuses 500.
Die elektrische Steckverbinderbaugruppe 100 beinhaltet wenigstens eine zusammen- und auseinanderschiebbare elektrisch leitfähige Baugruppe 200, die eine Längsbuchse 104 beinhaltet, die in einem Endabschnitt des elektrischen Leiters 103 angeordnet ist. Die Längsbuchse 104 kann einstückig mit einem Längsleiter 103 oder ein separates Röhrenelement sein, das an dem elektrischen Leiter 103 angeordnet und mit diesem verbunden ist. Die Längsbuchse 104 ist dazu konfiguriert, einen proximalen Endabschnitt des elektrischen Leiters 203 aufzunehmen. Der Endabschnitt des Leiters 203 ist in Längsrichtung beweglich und in der Längsbuchse 104 drehbar und lässt eine zusammen- und auseinanderschiebbare Reduzierung oder Vergrößerung der Länge der zusammen- und auseinanderschiebbaren elektrisch leitfähigen Baugruppe 200 zu.
Die zusammen- und auseinanderschiebbare Baugruppe 200 beinhaltet ferner eine Längsaufnahmeerweiterung 120 und einen Übergangsabschnitt 122 des oberen Längselements 102. Das untere Längselement 210 ist in Längsrichtung beweglich und in der Längsaufnahmeerweiterung 120 drehbar und lässt eine zusammen- und auseinanderschiebende Reduzierung oder Vergrößerung der Länge der zusammen- und auseinanderschiebbaren elektrisch leitfähigen Baugruppe 200 zu. Ein Isolator 226 ist zwischen dem Aufnahmeabschnitt 104 des elektrischen Leiters 103 und dem Längselement 210 angeordnet.
Eine Dichtungsbaugruppe 224 verhindert, dass Bohrfluid 62, das im Inneren des Gehäuses 500 der elektrischen Steckverbinderbaugruppe 100 und um den elektrischen Leiter 203 strömt, in die zusammen- und auseinanderschiebbare Baugruppe 200 eindringt und einen Kurzschluss der darin angeordneten elektrischen Verbindung verursacht. In einigen Implementierungen kann die zusammen- und auseinanderschiebbare elektrisch leitfähige Baugruppe 200 durch Schmierfett- und Druckanschlüsse einem Druckausgleich unterzogen werden, wie im Stand der Technik bekannt. An einer Außenfläche der zusammen- und auseinanderschiebbare Baugruppe 200 kann ein gerippter (oder anders konfigurierter) Zentrierer vorhanden sein, der aus einem Polymermaterial gebildet ist. In der zusammen- und auseinanderschiebbaren Baugruppe ist eine Vielzahl von Kontaktfedern 230 angeordnet. 4 stellt eine Draufsicht einer beispielhaften Kontaktfeder 230 dar. Die Kontaktfeder 230 lässt eine Längs- und Drehbewegung des elektrischen Leiters 203 im Inneren der Längsbuchse 104 des Leiters 103 zu, während sie im Zuge dieser Bewegung elektrischen Kontakt herstellt und das Übertragen von elektrischem Strom und/oder Signalen zwischen den Elementen ermöglicht. Die Federn 230 ermöglichen auch elektrische Leitfähigkeit und oder Signalübertragung in Abwesenheit von Bewegung der elektrischen Leiter 203 und 103 relativ zueinander.
Am Oberflächenabschnitt des Steckverbinders 100 ist ein elektrischer Steckverbinder 120 des Buchsen- und Stifttyps angeordnet. Der elektrische Steckverbinder 120 des Stifttyps ist am Aufhängering 110 befestigt und elektrisch mit dem elektrischen Leiter 103 verbunden, der im Längselement 102 angeordnet ist. Der Stiftsteckverbinder 120 beinhaltet einen Eingangs-/Ausgangsleiter 104 zum Transportieren von Strom oder einem Signal in Auf- oder Abwärtsrichtung der Bohrlochsohlenbaugruppe 70. In ähnlicher Weise ist am Untertageabschnitt des Steckverbinders 100 ein Steckverbinder 122 des Buchsen- und Stifttyps angeordnet. Der elektrische Steckverbinder 122 des Stifttyps ist am Aufhängering 112 befestigt und elektrisch mit dem elektrischen Leiter 203 verbunden, der im Längselement 210 angeordnet ist. Der Stiftsteckverbinder 122 beinhaltet und (sic!) Eingangs-/Ausgangsleiter 214 zum Transportieren von Strom oder einem Signal in Auf- oder Abwärtsrichtung der Bohrlochganzbaugruppe 70. Es versteht sich, dass andere Arten von elektrischen Steckverbindern, die im Stand der Technik bekannt sind, verwendet werden können, um die elektrische Kopplung der Baugruppe 100 an Oberflächen- und Untertageausrüstung zu bewirken.
Die elektrischen Leiter 103 und 203 können eins oder beide von Strom und Signal an oder von einer Komponente der Werkzeugstränge 40 oder Bohrlochsohlenbaugruppe 70 übertragen. Ein Signal kann eine Anweisung oder Daten beinhalten, die an oder von einer Komponente des Werkzeugstrangs 40 und der Bohrlochsohlenbaugruppe 70 übertragen werden. Strom und/oder Signal aus dem Bohrloch kann von einem elektrische Leiter 214 im Stiftsteckverbinder 122, der elektrisch mit dem Leiter 203 im Inneren des Längselements 210 verbunden ist, in die elektrische Steckverbinderbaugruppe 100 gelangen. Signal und/oder Strom wird dann über die Kontaktfeder 230 an eine Innenfläche der Längsbuchse 104 des Leiters 103 transportiert, der von dem Längselement 102 isoliert ist. Der Strom oder das Signal wird durch den Leiter 103 an einen elektrischen Leiter 104 im Stiftsteckverbinder 120 und dann aus der elektrischen Steckverbinderbaugruppe 100 und an die Oberfläche transportiert.
Wie in 3 angegeben, kann ein Stromeingang (PI) am Steckverbinder 120 empfangen und durch die elektrische Steckverbinderbaugruppe 100 gelangen und am untertageendigen Steckverbinder 122 als Stromausgang (PO) ausgegeben werden. Ebenso kann ein Eingangssignal (SI) über den Steckverbinder 112 und durch die elektrische Steckverbinderbaugruppe 100 gelangen und am Steckverbinder 120 als Signalausgang (SO) ausgegeben werden. Es versteht sich, dass der elektrische Strom und die Signale abhängig von den Bedürfnissen der Werkzeuge und Sensoren, die in der Bohrlochsohlenbaugruppe oberhalb und unterhalb der elektrischen Steckverbinderbaugruppe 100 angeordnet sind, in entgegengesetzten Richtungen zu den zuvor beschriebenen transportiert werden können.
Die elektrische Steckverbinderbaugruppe 100 und das Gehäuse 500 können in der Bohrlochsohlenbaugruppe entweder oberhalb oder unterhalb der MWD- und/oder LWD-Werkzeuge und/oder eines fernlenkbaren System (RSS), aber oberhalb des Bohrmeißels angeordnet sein. Das Gehäuse 500 weist allgemein Gewindeverbindungen auf, die ein Koppeln des Gehäuses 500 an die genannten Werkzeuge zulassen. Die Verfügbarkeit der elektrischen Steckverbinderbaugruppe 100 zum Übertragen von elektrischem Strom und Daten durch die Zentralbohrung des Gehäuses der elektrischen Steckverbinderbaugruppe 100 erlaubt die zuverlässige Übertragung einer relativ großen Datenmenge, die von Untertagewerkzeugsensoren durch verschiedene untertagebohrwerkzeugleitungsbasierte Werkzeuge erfasst werden. Der Empfang, die Analyse und die Anwendung dieser Daten trägt unmittelbar zum Echtzeit- oder Nachbeurteilungsprozess bei und erhöht die Effektivität von Bohrvorgängen und Untertagebohrwerkzeugleistung und -zuverlässigkeit. Die elektrische Steckverbinderbaugruppe 100 kann elektrischen Strom von der Oberfläche oder von einem Punkt weiter oben am Bohrstrang an elektrische Bohrmeißel übertragen (z. B. Stromimpuls). Die elektrische Steckverbinderbaugruppe 100 ist auf beliebiges elektrisches oder elektromechanisch aktiviertes Untertage-BHA-Werkzeug anwendbar, das im Bohr- oder Workover-Prozess verwendet wird, wenn mit einer Änderung der relativen Drehung und/oder Länge gerechnet wird.
5 ist eine Seitenschnittansicht, die eine alternative elektrische Steckverbinderbaugruppe 800 darstellt, wobei ein flexibler Leiter 802 die Längselemente 102 und 210 der zusammen- und auseinanderschiebbaren Baugruppe 200 und die elektrische Steckverbinderbaugruppe 100 aus 2 bis 3 ersetzt. Im Unterschied zu den Elementen 102 und 210, die als eine Leitung mit einem elektrischen Leiter im Inneren konfiguriert sind, ist der elektrische Leiter 802 massiv, mit einer nicht-leitfähigen Außenbeschichtung. Elektrischer Strom und/oder Signale können durch den flexiblen Leiter 802 an und von den Leitern 104 und 214 des Stift- und Buchsensteckverbinders 120 und 122 an die Oberfläche oder ins Bohrloch übertragen werden. Der flexible Leiter 802 gestattet eine Längs- und Verdrehbewegung des Gehäuses 500, in dem der flexible Leiter 802 angeordnet ist. Der elektrische Leiter 802 kann als ein einzelner Leiter konfiguriert sein, der sowohl Strom als auch Signal überträgt. Es versteht sich, dass die Implementierung der elektrischen Steckverbinderbaugruppe 800 anstelle von und/oder zusätzlich zur Verwendung in dem elektrischen Steckverbindergehäuse 500 im Inneren von Rüttlern, Ausräumern, dem dynamischen Dämpferwerkzeug 80 und dem Bohrgestänge 21 untertage verwendet werden kann.
Die Verwendung von Terminologie wie etwa „obere”, „untere”, „oberhalb” und „unterhalb” in der Beschreibung und den Ansprüchen dient zur Beschreibung der relativen Positionen verschiedener Komponenten des hier beschriebenen Systems und anderer Elemente. Soweit nicht ausdrücklich anders angegeben, impliziert die Verwendung dieser Terminologie keine bestimmte Position oder Ausrichtung des Systems oder anderer Komponenten relativ zur Erdanziehungskraft oder Erdbodenfläche oder eine andere bestimmte Position oder Ausrichtung, in der das System andere Elemente während des Betriebs, der Herstellung und des Transports angeordnet sein können.
Die Einzelheiten von einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung sind in den begleitenden Figuren und der nachfolgenden Beschreibung aufgeführt. Weitere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung und den Zeichnungen und aus den Ansprüchen hervor.

Claims

Elektrische Steckverbinderbaugruppe, die in einem Bohrloch angeordnet werden kann, wobei die elektrische Steckverbinderbaugruppe Folgendes umfasst: ein oberes Längselement, das einen elektrischen Leiter, der wenigstens teilweise darin angeordnet ist, beinhaltet; ein unteres Längselement, das einen elektrischen Leiter, der wenigstens teilweise darin angeordnet ist, beinhaltet; eine zusammen- und auseinanderschiebbare elektrisch leitfähige Baugruppe, das eine Längsbuchse in einem Endabschnitt des elektrischen Leiters des oberen Längselements beinhaltet, wobei die Längsbuchse um einen Endabschnitt des elektrischen Leiters des unteren Längselements angeordnet ist; und ein elektrisches Kontaktelement, das um den Endabschnitt des elektrischen Leiters des unteren Längselements angeordnet ist und beweglich damit in Kontakt tritt, wobei das Kontaktelement beweglich in Kontakt mit einer Innenfläche der Längsbuchse des oberen Längselements tritt.
Baugruppe nach Anspruch 1, wobei die zusammen- und auseinanderschiebbare elektrisch leitfähige Baugruppe ferner eine Längsaufnahmeerweiterung des oberen Längselements und einen Endabschnitt des unteren Längselements umfasst, der in der Längsaufnahmeerweiterung des oberen Längselements aufgenommen ist.
Baugruppe nach den Ansprüchen 1 oder 2, ferner umfassend: ein äußeres Gehäuse, das einen zusammen- und auseinanderschiebbaren Abschnitt des äußeren Gehäuses beinhaltet, der zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende des äußeren Gehäuses angeordnet ist, wobei der zusammen- und auseinanderschiebbare Abschnitt ein äußeres Steckergehäuseelement beinhaltet, das verschiebbar und drehbar in einem äußeren Aufnahmegehäuseelement aufgenommen ist.
Baugruppe nach Anspruch 3, ferner umfassend: einen ersten Aufhängering, der an einem Ende des oberen Längselements angeordnet ist; eine Aufsetzplatte des ersten Aufhängerings im äußeren Gehäuse; einen zweiten Aufhängering, der an einem Ende des unteren Längselements angeordnet ist; und eine Aufsetzplatte des zweiten Aufhängerings im äußeren Gehäuse;
Baugruppe nach Anspruch 4, wobei das äußere Aufnahmegehäuseelement die Aufsetzplatte des ersten Aufhängerings beinhaltet, die dazu konfiguriert ist, den ersten Aufhängering aufzunehmen, und das äußere Steckergehäuseelement die Aufsetzplatte des zweiten Aufhängerings beinhaltet, die dazu konfiguriert ist, den zweiten Aufhängering aufzunehmen.
Baugruppe nach den Ansprüchen 1 oder 2, wobei das obere Längselement eine erste Rohrleitung umfasst und der elektrische Leiter einen Stab umfasst, der wenigstens zum Teil in der ersten Rohrleitung angeordnet ist, und das untere Längselement eine zweite Rohrleitung umfasst und der elektrische Leiter einen Stab umfasst, der wenigstens zum Teil in der zweiten Rohrleitung angeordnet ist.
Baugruppe nach Anspruch 4, ferner umfassend: einen ersten Steckverbinder des Stift- und Buchsentyps, der an dem ersten Aufhängering angeordnet und elektrisch an den elektrischen Leiter des oberen Längselements gekoppelt ist; und einen zweiten Steckverbinder des Stift- und Buchsentyps, der an dem zweiten Aufhängering angeordnet und elektrisch an den elektrischen Leiter des unteren Längselements gekoppelt ist.
Baugruppe nach den Ansprüchen 1 oder 2, wobei das elektrische Kontaktelement eine Kontaktfeder ist.
Elektrische Steckverbinderbaugruppe, die in einem Bohrloch angeordnet werden kann, wobei die elektrische Steckverbinderbaugruppe Folgendes umfasst: einen flexiblen Leiter; einen ersten Aufhängering, der mit einem ersten Ende des flexiblen Leiters verbunden ist; eine Aufsetzplatte des ersten Aufhängerings in einem äußeren Gehäuse; einen zweiten Aufhängering, der an einem zweiten Ende des flexiblen Leiters angeordnet ist; und eine Aufsetzplatte des zweiten Aufhängerings im Gehäuse.
Baugruppe nach Anspruch 9, wobei das äußere Gehäuse ferner einen zusammen- und auseinanderschiebbaren Abschnitt beinhaltet, der zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende des äußeren Gehäuses angeordnet ist, wobei der zusammen- und auseinanderschiebbare Abschnitt ein äußeres Steckergehäuseelement beinhaltet, das verschiebbar und drehbar in einem Abschnitt eines äußeren Aufnahmegehäuseelements aufgenommen ist.
Baugruppe nach Anspruch 10, wobei das äußere Aufnahmegehäuseelement die Aufsetzplatte des ersten Aufhängerings beinhaltet, die dazu konfiguriert ist, den ersten Aufhängering aufzunehmen, und das äußere Steckergehäuseelement die Aufsetzplatte des zweiten Aufhängerings beinhaltet, die dazu konfiguriert ist, den zweiten Aufhängering aufzunehmen.
Baugruppe nach den Ansprüchen 9 oder 10 ferner umfassend: einen ersten Steckverbinder des Stift- und Buchsentyps, der an dem Steckverbinder des Stift- und Buchsentyps des ersten Aufhängerings angeordnet ist und elektrisch an den flexiblen Leiter gekoppelt ist; und einen zweiten Steckverbinder des Stift- und Buchsentyps, der an dem zweiten Aufhängering angeordnet ist und elektrisch an den flexiblen Leiter gekoppelt ist.
Verfahren zum Übertragen von Strom oder einem Signal in einem Bohrloch, umfassend: Bereitstellen einer elektrischen Steckverbinderbaugruppe, die Folgendes beinhaltet: ein oberes Längselement, der einen elektrischen Leiter, der wenigstens teilweise darin angeordnet ist, beinhaltet; ein unteres Längselement, der einen elektrischen Leiter, der teilweise darin angeordnet ist, beinhaltet; eine zusammen- und auseinanderschiebbare elektrisch leitfähige Baugruppe, die eine Längsbuchse in einem Endabschnitt des elektrischen Leiters des oberen Längselements beinhaltet, wobei die Längsbuchse um einen Abschnitt des elektrischen Leiters des unteren Längselements herum angeordnet ist; und ein elektrischen Kontaktelement, das um wenigstens einen Abschnitt des elektrischen Leiters des unteren Längselements herum angeordnet ist und beweglich damit in Kontakt tritt, wobei das Kontaktelement beweglich in Kontakt mit einer Innenfläche der Längsbuchse des oberen Längselements tritt; Anordnen der elektrischen Steckverbinderbaugruppe in einer Bohrlochsohlenbaugruppe, Anordnen des elektrischen Steckverbinders und der Bohrlochsohlenbaugruppe in einem Bohrloch; Durchführen von Bohrvorgängen in dem Bohrloch, umfassend zusammen- und auseinanderschiebendes Reduzieren und Erhöhen einer Längserstreckungslänge der elektrischen Steckverbinderbaugruppe; Zuführen von Strom oder einem Signal an einen Eingang der elektrischen Steckverbinderbaugruppe; und Übertragen des Stroms oder des Signals durch den elektrischen Leiter, der in dem oberen Längselement angeordnet ist, durch das Kontaktelement und durch den elektrischen Leiter, der in dem unteren Längselement angeordnet ist, und aus der elektrischen Steckverbinderbaugruppe heraus.
Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend: Anordnen einer Längsaufnahmeerweiterung des oberen Längselements um einen Endabschnitt des unteren Längselements.
Verfahren nach Ansprüchen 13 oder 14, ferner umfassend: Bereitstellen eines äußeren Gehäuses, das einen zusammen- und auseinanderschiebbarer Abschnitt des äußeren Gehäuses beinhaltet, der zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende des äußeren Gehäuses angeordnet ist; und verschiebbares und drehbares Aufnehmen des unteren äußeren Steckergehäuseelements in einem oberen äußeren Aufnahmegehäuseelement.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassend: Anordnen eines ersten Aufhängerings, der an dem oberen Längselement angeordnet ist, in einer Aufsetzplatte des ersten Aufhängerings, die im Inneren des oberen äußeren Aufnahmegehäuseelements angeordnet ist; und Anordnen eines zweiten Aufhängerings, der an dem unteren Längselement angeordnet ist, in einer Aufsetzplatte des zweiten Aufhängerings, die im Inneren des unteren äußeren Steckergehäuseelements angeordnet ist.
Verfahren zum Übertragen von Strom oder einem Signal in einem Bohrloch, umfassend: Bereitstellen einer elektrischen Steckverbinderbaugruppe, die Folgendes beinhaltet: einen flexiblen Leiter; einen ersten Aufhängering, der mit einem ersten Ende des flexiblen Leiters verbunden ist; einen zweiten Aufhängering, der mit einem Ende des flexiblen Leiters verbunden ist; und verschiebbares und drehbares Aufnehmen eines äußeren Steckergehäuseelements in einem Abschnitt eines äußeren Aufnahmegehäuseelements; Anordnen des ersten Aufhängerings in einer Aufsetzplatte des ersten Aufhängerings, die im Inneren des äußeren Aufnahmegehäuseelements angeordnet ist; Anordnen eines zweiten Aufhängerings in einer Aufsetzplatte des zweiten Aufhängerings, die im Inneren des äußeren Steckergehäuseelements angeordnet ist; Anordnen der elektrischen Steckverbinderbaugruppe in einer Bohrlochsohlenbaugruppe; Anordnen des elektrischen Steckverbinders und der Bohrlochsohlenbaugruppe in einem Bohrloch; Durchführen von Bohrvorgängen in dem Bohrloch, umfassend zusammen- und auseinanderschiebendes Reduzieren und Erhöhen einer Längserstreckungslänge der elektrischen Steckverbinderbaugruppe; Zuführen von Strom oder einem Signal an einen Eingang der elektrischen Steckverbinderbaugruppe; und Übertragen des Stroms oder des Signals durch den flexiblen Leiter, der in dem Gehäuse angeordnet ist, und aus der elektrischen Steckverbinderbaugruppe heraus.