DE112014006998T5

DE112014006998T5 - Bandabstandskommunikationen über ein Bohrlochwerkzeug mit einem modifizierten Äußeren

Info

Publication number: DE112014006998T5
Application number: DE112014006998.1T
Authority: DE
Inventors: Glenn Andrew WILSON; Iftikhar Ahmed; Jin Ma; Wei Hsuan Huang
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Current assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 2014-12-29
Filing date: 2014-12-29
Publication date: 2017-06-22
Also published as: BR112017008459A2; US20170342986A1; WO2016108811A1; GB2546914B; AU2014415636A1; SA517381408B1; CN107109924A; MX2017005621A; NO20170836A1; US10570902B2; GB201706401D0; CA2963501A1; AU2014415636B2; AU2019200061A1; GB2546914A; CA2963501C; MY187061A

Abstract

Ein Kommunikationssystem kann ein erstes Teilsystem eines Bohrlochwerkzeugs umfassen, das ein erstes zylinderförmiges Band umfassen kann, das um das erste Teilsystem positioniert ist. Das erste zylinderförmige Band kann betriebsfähig sein, um elektromagnetisch mit einem zweiten zylinderförmigen Band zu koppeln. Das Kommunikationssystem kann ebenfalls ein zweites Teilsystem des Bohrlochwerkzeugs umfassen. Das zweite Teilsystem des Bohrlochwerkzeugs kann das zweite zylinderförmige Band umfassen, das um das zweite Teilsystem positioniert ist. Das Kommunikationssystem kann ferner ein Zwischenteilsystem umfassen, das zwischen dem ersten Teilsystem und dem zweiten Teilsystem positioniert ist. Das Zwischenteilsystem kann einen Isolator umfassen, der koaxial um das Zwischenteilsystem positioniert ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen Vorrichtungen zur Verwendung in Bohrlochsystemen. Konkreter, jedoch nicht einschränkend, betrifft diese Offenbarung Bandabstandskommunikationen über ein Bohrlochwerkzeug mit einem modifizierten Äußeren.
Allgemeiner Stand der Technik
Ein Bohrlochsystem (z. B. ein Öl- oder Gasbohrloch zum Extrahieren von Fluid oder Gas aus einer unterirdischen Formation) kann verschiedene Bohrlochwerkzeuge in einem Bohrloch umfassen. Es kann wünschenswert sein, Daten zwischen den Bohrlochwerkzeugen zu kommunizieren. In einigen Beispielen kann ein Kabel zum Übertragen von Daten zwischen den Bohrlochwerkzeugen verwendet werden. Das Kabel kann sich jedoch abnutzen oder versagen, wenn die Bohrlochkomponenten rotieren und vibrieren, um Funktionen in dem Bohrloch durchzuführen. In anderen Beispielen können die Bohrlochwerkzeuge Daten kabellos zueinander übertragen. Die Energieübertragungseffizienz einer kabellosen Kommunikation kann jedoch von einer Vielzahl von Faktoren abhängig sein, die unpraktisch oder nicht zu steuern sein können. Die Energieübertragungseffizienz einer kabellosen Kommunikation kann zum Beispiel von den Leiteigenschaften der unterirdischen Formation abhängig sein. Es kann herausfordernd sein, auf effiziente Weise kabellos zwischen den Bohrlochwerkzeugen zu kommunizieren.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Bohrlochsystem, welches Bandabstandssendeempfänger für Bandabstandskommunikationen über ein Bohrlochwerkzeug mit einem modifizierten Äußeren gemäß einem Beispiel umfasst.
2A ist eine Querschnittendansicht eines Wandlers zur Verwendung mit einem Sendeempfänger gemäß einem Beispiel.
2B ist eine seitliche Querschnittansicht des Wandlers aus 2A zur Verwendung mit einem Sendeempfänger gemäß einem Beispiel.
3 ist eine seitliche Querschnittansicht eines Wandlers zur Verwendung mit einem Sendeempfänger gemäß einem Beispiel.
4 zeigt ein weiteres Bohrlochsystem, welches Bandabstandssendeempfänger für Bandabstandskommunikationen über ein Bohrlochwerkzeug mit einem modifizierten Äußeren gemäß einem Beispiel umfasst.
5 ist eine Querschnittansicht eines Bohrlochwerkzeugs mit einem modifizierten Äußeren gemäß einem Beispiel.
6 ist ein Graph, der Energieübertragungseffizienzen von Bandabstandskommunikationen über ein Bohrlochwerkzeug mit einem modifizierten Äußeren gemäß einem Beispiel zeigt.
7 ist ein Graph, der Spannungen von Bandabstandskommunikationen über ein Bohrlochwerkzeug mit einem modifizierten Äußeren gemäß einem Beispiel zeigt.
8 ist eine Querschnittansicht eines Bohrlochwerkzeugs mit einem modifizierten Äußeren gemäß einem Beispiel.
9 ist eine Querschnittansicht eines Bohrlochwerkzeugs mit einem modifizierten Äußeren gemäß einem Beispiel.
10 ist ein Graph, der Energieübertragungseffizienzen von Bandabstandskommunikationen über ein Bohrlochwerkzeug mit einem modifizierten Äußeren gemäß einem Beispiel zeigt.
11 ist ein Graph, der Energieübertragungseffizienzen von Bandabstandskommunikationen über ein Bohrlochwerkzeug mit einem modifizierten Äußeren bei hohen Frequenzen gemäß einem Beispiel zeigt.
12 ist ein Graph, der Spannungen von Bandabstandskommunikationen über ein Bohrlochwerkzeug mit einem modifizierten Äußeren gemäß einem Beispiel zeigt.
13 ist ein Graph, der Spannungen von Bandabstandskommunikationen über ein Bohrlochwerkzeug mit einem modifizierten Äußeren bei hohen Frequenzen gemäß einem Beispiel zeigt.
14 ist ein Blockdiagramm eines Sendeempfängers, der über ein Bohrlochwerkzeug mit einem modifizierten Äußeren kommunizieren kann.
15 ist ein Ablaufdiagramm, welches ein Beispiel für ein Verfahren zum Produzieren eines Bohrlochwerkzeugs mit einem modifizierten Äußeren gemäß einem Beispiel zeigt.
Ausführliche Beschreibung
Bestimmte Aspekte und Merkmale der vorliegenden Offenbarung sind auf Bandabstandskommunikationen über ein Bohrlochwerkzeug mit einem modifizierten Äußeren gerichtet. Die Bandabstandskommunikationen können zwischen zwei Sendeempfängern stattfinden. Ein Sendeempfänger kann ein zylinderförmiges Band umfassen, das um ein Teilsystem des Bohrlochwerkzeugs positioniert ist (z. B. koaxial darum positioniert). Der andere Sendeempfänger kann ein zylinderförmiges Band umfassen, das um ein anderes Teilsystem des Bohrlochwerkzeugs positioniert ist.
Die Sendeempfänger können elektromagnetisch (z. B. kabellose Kommunikation unter Verwendung elektromagnetischer Felder) über die zylinderförmigen Bänder miteinander kommunizieren. Zum Beispiel kann dem zylinderförmigen Band eines Sendeempfängers Energie zugeführt werden. Die Energie kann eine Spannung zwischen dem zylinderförmigen Band und dem Außengehäuse des assoziierten Teilsystems erzeugen. Die Spannung kann bewirken, dass das zylinderförmige Band ein elektromagnetisches Feld durch ein Fluid in dem Bohrloch und der umgebenden Formation (z. B. der unterirdischen Formation) ausstrahlt. Die Spannung kann ebenfalls bewirken, dass das zylinderförmige Band Strom in das Fluid in dem Bohrloch und der umgebenden Formation überträgt. Wenn das Fluid und die Formation eine hohe Resistivität aufweisen, kann sich der in das Fluid und die Formation übertragene Strom abschwächen und der andere Sendeempfänger kann das durch den Sendeempfänger emittierte elektromagnetische Feld detektieren. Wenn das Fluid und die Formation eine niedrige Resistivität aufweisen, kann sich das durch den Sendeempfänger emittierte elektromagnetische Feld abschwächen und der andere Sendeempfänger kann den durch das Fluid und die Formation übertragenen Strom detektieren. Die Sendeempfänger können in Umgebungen niedriger Resistivität und hoher Resistivität in einem Bohrloch kabellos kommunizieren (z. B. kabellos Koppeln).
In einigen Beispielen kann die zylindrische Form der Bänder die Energieübertragungseffizienz des Kommunikationssystems verbessern. Zum Beispiel kann das eine Teilsystem bei einer unterschiedlichen Geschwindigkeit und in einer unterschiedlichen Richtung als ein anderes Teilsystem rotieren. Wenn die Sendeempfänger zum Beispiel Elektroden mit asymmetrischer Form verwenden, die an den Teilsystemen positioniert sind, können die Elektroden ohne Ausrichtung in Bezug aufeinander aufgrund der unterschiedlichen Rotationsgeschwindigkeiten und -richtungen der Teilsysteme rotieren. Wenn die Elektroden falsch ausgerichtet sind, können elektromagnetische Kommunikationen zwischen den Elektroden ineffektiv sein, da das durch den falsch ausgerichteten Sendeempfänger empfangene Signal nicht ordnungsgemäß detektiert werden kann. Dies kann unerwartete Fluktuationen der Stärke der empfangenen Signale während der Rotation des Teilsystems bewirken, welche die Signaldetektionseffizienz des Kommunikationssystems reduzieren können. Im Gegensatz dazu können zylinderförmige Bänder nicht ohne Ausrichtung in Bezug aufeinander rotieren, da jedes der zylinderförmigen Bänder den gesamten Umfang seines assoziierten Teilsystems durchzieht. Dies kann kabellose Kommunikationen ermöglichen, kürzere Strecken ohne Interferenz von dem Bohrlochwerkzeug zurückzulegen. Dies kann die Signaldetektionseffizienz des Kommunikationssystems verbessern und ein stabileres Kommunikationssystem bereitstellen.
In einigen Beispielen kann ein Zwischenteilsystem (z. B. ein Schlammmotor) zwischen den Sendeempfängern positioniert sein. Da das Zwischenteilsystem lang sein kann (z. B. 40 Fuß oder länger) kann der Abstand zwischen den Sendeempfängern bewirken, dass sich elektromagnetische Kommunikationen zwischen den Sendeempfängern abschwächen. Dies kann die Energieübertragungseffizienz des Kommunikationssystems beeinträchtigen. Wenn sich das elektromagnetische Feld und/oder der Strom durch das Fluid und die Formation erstrecken/erstreckt, können/kann das elektromagnetische Feld und/oder der Strom ferner mit dem Gehäuse des Zwischenteilsystems interagieren. Zum Beispiel kann ein Teil des Stroms durch das Gehäuse des Zwischenteilsystems elektrisch kurzschließen, wodurch die Menge des Stroms reduziert wird, welche den empfangenden Sendeempfänger erreicht. Dies kann bewirken, dass sich das elektromagnetische Feld und/oder der Strom abschwächen/abschwächt, wodurch die Energieübertragungseffizienz des Kommunikationssystems reduziert wird.
Um die Abschwächung aufgrund des Abstands zwischen den Sendeempfänger zu reduzieren, kann das Äußere des Zwischenteilsystems in einigen Beispielen modifiziert sein. Zum Beispiel kann das Äußere eine Isolatorschicht umfassen, die um das Außengehäuse des Zwischenteilsystems positioniert (z. B. koaxial darum positioniert) ist und die gesamte Längsausdehnungslänge des Zwischenteilsystems durchzieht. Dies kann verhindern, dass der Strom das Außengehäuse des Zwischenteilsystems elektrisch kurzschließt. Eine Metallhülse kann um die Isolatorschicht positioniert sein (z. B. zum Schützen der Isolatorschicht vor Beschädigung). In einigen Beispielen kann die Isolatorschicht mehrere isolierende Ringe umfassen (z. B. O-Ringe), die zwischen dem Außengehäuse des Zwischenteilsystems und der Metallhülse positioniert sind. Die isolierenden Ringe können einen Raum zwischen dem Zwischenteilsystem und der Metallhülse schaffen. Dies kann die Metallhülse von dem Außengehäuse des Zwischenteilsystems elektrisch isolieren. Die Metallhülse kann als elektrische Abschirmung wirken, die verhindert, dass Strom mit dem Außengehäuse des Zwischenteilsystems elektrisch interagiert. In einigen Beispielen können isolierende Puffer um das Außengehäuse des Zwischenteilsystems und neben jedem Längsende der Metallhülse positioniert sein. Dies kann dabei helfen, zu verhindern, dass die Metallhülse Metallkomponenten (z. B. eine rohrförmige Verbindung) neben der Metallhülse und dem Zwischenteilsystem berührt, wodurch die elektrische Isolierung der Metallhülse aufrechterhalten wird.
In einem Beispiel kann das Bohrlochwerkzeug ein Logging-While-Drilling-Werkzeug umfassen und das Zwischensystem kann einen Schlammmotor umfassen. Der Schlammmotor kann ein modifiziertes Äußeres umfassen, welches einen Isolator umfasst, der um ein Außengehäuse des Schlammmotors positioniert ist. Eine Metallhülse kann um den Isolator positioniert sein. Um eine elektromagnetische Kommunikation zu übertragen, kann ein Sendeempfänger eine Spannung an sein zylinderförmiges Band anlegen. Dies kann elektromagnetische Wellen und einen elektrischen Strom erzeugen, die mit der kabellosen Kommunikation assoziiert sind, die sich durch das Bohrloch ausbreiten können. Das modifizierte Äußere des Schlammmotors kann die Abschwächung der elektromagnetischen Wellen und des Stroms aufgrund der elektrischen Interaktionen mit dem Außengehäuse des Schlammmotors reduzieren. Aufgrund der geringeren Abschwächung kann der andere Sendeempfänger mehr mit jeder Kommunikation assoziierte Energie empfangen. Auf diese Weise können die Sendeempfänger über den Schlammmotor mit einer verbesserten Energieübertragungseffizienz kommunizieren.
In einigen Beispielen kann Verbessern der Energieübertragungseffizienz die von den Sendeempfängern verbrauchte Energie reduzieren. Dies kann die Gebrauchsdauer der Sendeempfänger (die mit Batteriestrom betrieben werden können) erhöhen. Verbessern der Energieübertragungseffizienz kann ebenfalls das Signal-Rausch-Verhältnis des zwischen den Sendeempfängern kommunizierten Signals verbessern. Dies kann die Qualität des Signals verbessern und Fehler in Daten reduzieren, die mit den Signalen assoziiert (z. B. davon abgeleitet) sind.
Diese veranschaulichenden Beispiele werden aufgeführt, um den Leser mit dem allgemeinen hier erörterten Gegenstand vertraut zu machen, und sollen den Umfang der offenbarten Konzepte nicht einschränken. Die folgenden Abschnitte beschreiben verschiedene weitere Merkmale und Beispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente verweisen und die richtungsbezogene Beschreibungen zum Beschreiben der veranschaulichenden Aspekte verwenden, die jedoch wie die veranschaulichenden Aspekte nicht zum Einschränken der vorliegenden Offenbarung herangezogen werden sollten.
1 zeigt ein Bohrlochsystem 100, welches Bandabstandssendeempfänger 118a, 118b für Bandabstandskommunikationen über ein Bohrlochwerkzeug 114 mit einem modifizierten Äußeren gemäß einem Beispiel umfasst. Das Bohrlochsystem 100 umfasst ein Bohrloch 102, das sich durch verschiedene Erdschichten erstreckt. Das Bohrloch 102 erstreckt sich durch eine kohlenwasserstofftragende unterirdische Formation 104. Ein Futterrohrstrang 106 erstreckt sich von der Oberfläche 108 hin zu der unterirdischen Formation 104. Der Futterrohrstrang 106 kann eine Leitung bereitstellen, durch die Formationsfluide, zum Beispiel Förderfluide, die von der unterirdischen Formation 104 gefördert werden, von dem Bohrloch 102 an die Oberfläche 108 gelangen können.
Das Bohrlochsystem 100 kann ebenfalls mindestens ein Bohrlochwerkzeug 114 (z. B. ein Formationsprüfungswerkzeug) umfassen. Das Bohrlochwerkzeug 114 kann an eine Wireline, Slickline oder eine Rohrschlange 110 gekoppelt sein, die zum Beispiel unter Verwendung einer Winde 112 in das Bohrloch 102 eingebracht werden kann.
Das Bohrlochwerkzeug 114 kann ebenfalls einen Sendeempfänger 118a umfassen, der an einem Teilsystem 116 des Bohrlochwerkzeugs 114 positioniert ist. Der Sendeempfänger kann einen Wandler umfassen, der an dem Teilsystem 116 positioniert ist. Der Sendeempfänger kann ein zylinderförmiges Band oder eine oder mehrere Elektroden umfassen. Zum Beispiel kann der Wandler mehrere Elektroden umfassen, die um den äußeren Umfang des Teilsystems 116 positioniert sind. Als ein weiteres Beispiel kann der Wandler ein zylinderförmiges Band umfassen, das koaxial um das Teilsystem 116 positioniert ist. Der Wandler kann jedes geeignete leitfähige Material (z. B. Edelstahl, Blei, Kupfer oder Titan) umfassen.
Das Bohrlochwerkzeug 114 kann ebenfalls einen anderen Sendeempfänger 118b umfassen, der an einem anderen Teilsystem 117 positioniert ist. Der Sendeempfänger 118b kann einen Wandler umfassen, der an dem Teilsystem 117 positioniert ist. Als ein Beispiel kann der Wandler ein zylinderförmiges Band umfassen, das koaxial um den äußeren Umfang des Teilsystems 117 positioniert ist.
Das Bohrlochwerkzeug 114 kann ebenfalls ein Zwischenteilsystem 119 umfassen. In einigen Beispielen kann ein Zwischenteilsystem 119 einen Schlammmotor umfassen. Die Sendeempfänger 118a, 118b können über das Zwischenteilsystem 119 elektromagnetisch kommunizieren (z. B. kabellose Kommunikation unter Verwendung elektromagnetischer Felder).
In einigen Beispielen kann ein Objekt zwischen einem Teilsystem 116 und dem Zwischenteilsystem 119 und/oder zwischen einem anderen Teilsystem 117 und dem Zwischenteilsystem 119 positioniert sein. Das Objekt kann Fluid, ein anderes Bohrlochwerkzeug, eine Komponente des Bohrlochwerkzeugs 114, ein Teil der unterirdischen Formation usw. sein. Das kabellose Koppeln der Sendeempfänger 118a, 118b kann einen Kommunikationsweg zwischen den Sendeempfängern 118a, 118b ermöglichen, der ansonsten durch das Objekt blockiert sein könnte. Zum Beispiel kann dieser Kommunikationsweg in traditionellen verkabelten Kommunikationssystemen nicht möglich sein, da das Objekt Verlaufen eines Kabels zwischen den Teilsystemen 116, 117, 119 blockieren kann.
In einigen Beispielen können eines oder mehrere der Teilsysteme 116, 117, 119 in Bezug aufeinander rotieren. Das kabellose Koppeln der Sendeempfänger 118a, 118b kann einen Kommunikationsweg zwischen den Sendeempfängern 118a, 118b erzeugen. Dieser Kommunikationsweg kann in einem traditionellen verkabelten Kommunikationssystem nicht möglich sein, da die Rotation der Teilsysteme 116, 117, 119 das Kabel beschädigen oder Verlaufen des Kabels zwischen den Teilsystemen 116, 117, 119 anderweitig verhindern kann.
2A ist eine Querschnittendansicht eines Wandlers 202 zur Verwendung mit einem Sendeempfänger gemäß einem Beispiel. In diesem Beispiel umfasst der Sendeempfänger 202 ein zylinderförmiges Band. Der Wandler 202 kann um ein Bohrlochwerkzeug 200 positioniert sein (z. B. das Gehäuse 206 des Bohrlochwerkzeugs 200). In einigen Beispielen kann ein Isolator 204 zwischen dem Wandler 202 und dem Gehäuse 206 des Bohrlochwerkzeugs 200 positioniert sein. Dadurch kann verhindert werden, dass der Wandler 202 Elektrizität direkt zu dem Bohrlochwerkzeug 200 leitet. Der Isolator 204 kann jedes geeignete elektrisch isolierende Material (z. B. Gummi, PEEK, Kunststoff oder ein dielektrisches Material) umfassen.
Der Durchmesser des Wandlers 202 kann größer als der Durchmesser des Gehäuses 206 des Bohrlochwerkzeugs 200 sein. Zum Beispiel kann der Durchmesser des Wandlers 202 4,75 Zoll betragen und der Durchmesser des Gehäuses 206 des Bohrlochwerkzeugs 200 kann 3,2 Zoll betragen. In einigen Beispielen kann die Dicke 212 des Wandlers 202 dicker oder dünner als die Dicke 208 des Isolators 204, die Dicke 210 des Gehäuses 206 des Bohrlochwerkzeugs 200 oder beides sein. Zum Beispiel kann der Wandler 202 eine Dicke von 0,2 Zoll aufweisen.
In einigen Beispielen, wenn sich die Länge (z. B. Länge 211, die in 2B gezeigt ist) des Wandlers 202 erhöht, kann sich die Energieübertragungseffizienz erhöhen. Platzeinschränkungen (z. B. aufgrund der Konfiguration des Bohrlochwerkzeugs 200) können die Länge des Wandlers 202 jedoch einschränken. In einigen Beispielen kann die Länge des Wandlers 202 die maximal mögliche Länge in Anbetracht von Platzeinschränkungen sein. Zum Beispiel kann die Länge des Wandlers 202 15,240 cm betragen. Dies kann ermöglichen, dass der Wandler 202 zwischen Komponenten des Bohrlochwerkzeugs 200 passt. Die Länge des Isolators 204 kann die gleiche Länge wie die des Wandlers 202 oder größer sein.
In einigen Beispielen kann jeder der Wandler 118 in dem Kommunikationssystem Eigenschaften (z. B. die Länge, Dicke und der Durchmesser) aufweisen, die gleich sind oder sich voneinander unterschneiden. Zum Beispiel können Sendeempfänger Wandler 118 mit zueinander unterschiedlichen Durchmessern umfassen.
2B ist eine seitliche Querschnittansicht des Wandlers 202 aus 2A zur Verwendung mit einem Sendeempfänger gemäß einem Beispiel. In einigen Beispielen kann der Sendeempfänger Elektrizität auf den Wandler 202 anwenden, um ein Funksignal zu übertragen. Zum Beispiel kann der Sendeempfänger eine Wechselstromsignalquelle 216 umfassen. Der positive Anschluss der Wechselstromsignalquelle 216 kann mit dem Wandler 202 gekoppelt sein und der negative Anschluss der Wechselstromsignalquelle 216 kann mit dem Gehäuse 206 des Bohrlochwerkzeugs 200 gekoppelt sein. Die Wechselstromsignalquelle 216 kann eine Spannung 214 zischen dem Wandler 202 und dem Gehäuse 206 des Bohrlochwerkzeugs 200 erzeugen.
Die Spannung 214 kann bewirken, dass der Wandler 202 ein elektromagnetisches Feld durch ein Fluid in dem Bohrloch und der Formation (z. B. der unterirdischen Formation) ausstrahlt. Die Spannung 214 kann ebenfalls bewirken, dass das zylinderförmige Band Strom in das Fluid in dem Bohrloch und der Formation überträgt. Wenn das Fluid und die Formation eine hohe Resistivität aufweisen, kann sich der Strom abschwächen und das elektromagnetische Feld kann sich durch das Fluid und die Formation mit einer höheren Energieübertragungseffizienz ausbreiten. Dies kann eine kabellose Kopplung erzeugen, die primär in der Form eines elektromagnetischen Felds vorliegt. Wenn das Fluid und die Formation eine niedrige Resistivität aufweisen, kann sich das elektromagnetische Feld abschwächen und der Strom kann sich durch das Fluid und die Formation mit einer höheren Energieübertragungseffizienz ausbreiten. Dies kann eine kabellose Kopplung erzeugen, die primär in der Form von Strom vorliegt, der durch das Fluid und die Formation fließt.
Die Kombination aus elektromagnetischem Feld und Strom kann es dem Wandler 202 ermöglichen, sowohl in Umgebungen niedriger Resistivität als auch hoher Resistivität in einem Bohrloch kabellos mit einem anderen Wandler 202 zu kommunizieren (z. B. kabellos Koppeln). Ferner kann die Kombination aus elektromagnetischem Feld und Strom es dem Wandler 202 ermöglichen, die Spannung 211 zwischen dem Wandler 202 und dem Gehäuse 206 auf einen anderen Wandler 202 zu übertragen. Dieses spannungsbasierte kabellose Koppeln kann sich von traditionellen kabellosen Kommunikationssystemen unterscheiden, die spulenbasierte Induktion für kabellose Kommunikation verwenden können.
3 ist eine seitliche Querschnittansicht eines Wandlers 302 zur Verwendung mit einem Sendeempfänger gemäß einem Beispiel. In einigen Beispielen kann das Gehäuse 306 des Bohrlochwerkzeugs 300 eine vertiefte Fläche 304 umfassen. Der Wandler 302 kann innerhalb der vertieften Fläche 304 positioniert sein. Ein Isolator 303 kann innerhalb der vertieften Fläche 304 und zwischen dem Wandler 302 und dem Gehäuse 306 des Bohrlochwerkzeugs 300 positioniert sein. In einigen Beispielen kann der Wandler 302 ähnlich betrieben werden, wie der in Bezug auf 2 beschriebene Wandler 302.
In einigen Beispielen ermöglicht das Positionieren des Wandlers 302 innerhalb der vertieften Fläche 304, dass das Bohrlochwerkzeug 300 und der Wandler 302 weniger Gesamtplatz in dem Bohrlochsystem einnehmen. Ferner kann das Positionieren des Wandlers 302 innerhalb der vertieften Fläche 304 den Wandler 302 vor Beschädigung bewahren. Zum Beispiel kann ein kleinerer Teil des Wandlers 302 Fluid, Temperaturen und Anstoßen an andere Bohrlochsystemkomponenten in einem Bohrloch ausgesetzt sein.
4 zeigt ein weiteres Bohrlochsystem 400, welches Bandabstandssendeempfänger 118a, 118b für Bandabstandskommunikationen über ein Bohrlochwerkzeug 402 mit einem modifizierten Äußeren gemäß einem Beispiel umfasst. In diesem Beispiel umfasst das Bohrlochsystem 400 ein Bohrloch 401. Ein Bohrlochwerkzeug 402 (z. B. ein Logging-While-Drilling-Werkzeug) kann in dem Bohrloch 401 positioniert sein. Das Bohrlochwerkzeug 402 kann verschiedene Teilsysteme 406, 408, 410, 412 umfassen. Zum Beispiel kann das Bohrlochwerkzeug 402 ein Teilsystem 406 umfassen, welches ein Kommunikationsteilsystem umfasst. Das Bohrlochwerkzeug 402 kann ebenfalls ein Teilsystem 410 umfassen, das ein Schonstückteilsystem oder ein lenkbares Rotationssystem umfasst. Ein rohrförmiger Abschnitt oder ein Zwischenteilsystem 408 (z. B. ein Schlammmotor oder ein Measuring-While-Drilling-Modul) kann zwischen den anderen Teilsystemen 406, 410 positioniert sein. In einigen Beispielen kann das Bohrlochwerkzeug 402 einen Bohrmeißel 414 zum Bohren des Bohrlochs 401 umfassen. Der Bohrmeißel 412 kann an einen anderen rohrförmigen Abschnitt oder ein anderes Zwischenteilsystem 412 gekoppelt sein (z. B. ein Measuring-While-Drilling-Modul oder ein lenkbares Rotationssystem).
Das Bohrlochwerkzeug 402 kann ebenfalls rohrförmige Verbindungen 416a, 416b umfassen. Rohrförmige Verbindung 416a kann verhindern, dass ein Kabel zwischen einem Teilsystem 406 und dem Zwischenteilsystem 408 verläuft. Rohrförmige Verbindung 416b kann verhindern, dass ein Kabel zwischen dem anderen Teilsystem 410 und dem Zwischenteilsystem 408 verläuft.
Das Bohrloch 401 kann Fluid 420 umfassen. Das Fluid 420 (z. B. Schlamm) kann in einem Ringraum 418 fließen, der zwischen dem Bohrlochwerkzeug 402 und einer Wand des Bohrlochs 401 positioniert ist. In einigen Beispielen kann das Fluid 420 die Sendeempfänger 118a, 118b berühren. Diese Berührung kann kabellose Kommunikation zwischen den Sendeempfängern 118a, 118b ermöglichen.
In einigen Beispielen kann ein Sendeempfänger 118a eine Spannung an einen assoziierten Wandler anlegen, um eine elektromagnetische Kommunikation zu übertragen. Dies kann bewirken, dass der Wandler ein elektromagnetisches Feld durch ein Fluid in dem Bohrloch 401 und der Formation ausstrahlt. Die Spannung kann ebenfalls bewirken, dass das zylinderförmige Band Strom 422 in das Fluid in dem Bohrloch und der Formation überträgt. In einigen Beispielen, wenn sich das elektromagnetische Feld und/oder der Strom 422 durch das Fluid und die Formation erstrecken/erstreckt, können/kann das elektromagnetische Feld und/oder der Strom 422 mit dem Gehäuse 424 des rohrförmigen Abschnitts oder des Zwischenteilsystems 408 elektrisch interagieren. Zum Beispiel kann ein Teil des Stroms 422 durch das Gehäuse 424 des Zwischenteilsystems 408 elektrisch kurzschließen. Dies kann bewirken, dass sich das elektromagnetische Feld/und oder der Strom 422 abschwächt/abschwächen, wodurch die Energieübertragungseffizienz des Kommunikationssystems reduziert wird.
In einigen Beispielen kann das Gehäuse 424 des rohrförmigen Abschnitts oder des Zwischenteilsystems 408 modifiziert sein, um einen Isolator zu umfassen. Dies kann verhindern, dass das elektromagnetische Feld und/oder der Strom 422 mit dem Gehäuse 424 elektrisch interagieren/interagiert, was die Energieübertragungseffizienz der Sendeempfänger 118a, 118b erhöhen kann. Beispiele für Modifikationen des rohrförmigen Abschnitts oder des Zwischenteilsystems 408 werden unten beschrieben.
5 ist eine Querschnittansicht eines Beispiels für ein Bohrlochwerkzeug 500 mit einem modifizierten Äußeren gemäß einem Beispiel. Das Bohrlochwerkzeug 500 kann in einem Bohrloch 501 positioniert sein. Das Bohrlochwerkzeug 500 kann ein Teilsystem 506, ein weiteres Teilsystem 508 und eine rohrförmige Verbindung 510 umfassen, die zwischen den Teilsystemen 506, 508 positioniert ist (z. B. ähnlich wie die Beispielkonfiguration von 3).
Fluid 520 kann durch das Bohrloch 501 fließen. Das Fluid 520 kann einen Wandler 502, der an ein Teilsystem 506 gekoppelt ist, berühren. Der Wandler 502 kann koaxial um das Außengehäuse 524 des Bohrlochwerkzeugs 500 positioniert sein. In einigen Beispielen kann der Wandler 502 innerhalb einer vertieften Fläche in dem Außengehäuse 524 des Bohrlochwerkzeugs 500 positioniert sein.
In einigen Beispielen kann das Bohrlochwerkzeug 500 zum Reduzieren von Abschwächung gegen Strom und/oder elektromagnetischen Wellen, die durch einen Wandler 502 ausgegeben werden, vollständig oder teilweise isoliert sein. Zum Beispiel kann ein Isolator 503 um einen Innendorn 504 des Bohrlochwerkzeugs 500 positioniert sein. Der Innendorn 504 kann ein Metallmaterial umfassen. Der Isolator 503 kann eine Isolatorhülse umfassen, die koaxial um den Innendorn 504 des Bohrlochwerkzeugs 500 positioniert ist. Der Isolator 503 kann jedes geeignete elektrisch isolierende Material (z. B. Gummi, PEEK, Kunststoff oder ein dielektrisches Material) umfassen. In einigen Beispielen kann der Isolator 503 eine isolierende Farbe, Beschichtung oder Hülse umfassen. Der Isolator 503 kann die Längsausdehnungslänge des Bohrlochwerkzeugs 402 durchziehen. Zum Beispiel kann der Isolator 503 die Längsausdehnungslänge eines Teilsystems 506, eines weiteren Teilsystems 508 und der rohrförmigen Verbindung 510 zwischen den Teilsystemen 506, 508 durchziehen.
In einigen Beispielen kann ein Außengehäuse 524 (z. B. eine Metallhülse) um den Isolator 503 positioniert sein. Da der Isolator 503 möglicherweise die raue Umgebung in einem Bohrloch nicht aushalten kann, kann das Außengehäuse 524 den Isolator 503 schützen (z. B. vor chemischer oder mechanischer Abnutzung). Der Isolator 503 kann in Kombination mit dem Außengehäuse 524 das modifizierte Äußere des Bohrlochwerkzeugs 500 bilden.
Der Isolator 503 kann das Außengehäuse 524 des Bohrlochwerkzeugs 500 gegen den Innendorn 504 des Bohrlochwerkzeugs 500 elektrisch isolieren. Dies kann verhindern, dass Strom und/oder elektromagnetische Wellen von dem Wandler 502 mit dem Innendorn 504 elektrisch interagieren, wodurch Abschwächung bewirkt wird. Beispiele für Energieübertragungseffizienz- und Spannungssteigerungen aufgrund des Modifizierens des Äußeren des Bohrlochwerkzeugs 500 werden in den 6–7 beschrieben.
In einigen Beispielen kann der Wandler 502 transversale elektromagnetische Wellen (TEM-Wellen) erzeugen. Eine TEM-Welle kann eine elektromagnetische Welle sein, in welcher das elektrische Feld oder das Magnetfeld transversal zu der Übertragungsrichtung der Welle ist. Durch Positionieren (z. B. Sandwiching) des Isolators 503 zwischen dem Außengehäuse 524 und dem Innendorn 504 können das Außengehäuse 524 und der Innendorn 504 als Wellenleiter dienen. Die TEM-Wellen können vom Außengehäuse 524 und dem Innendorn 504 reflektiert (z. B. zurückgeworfen) werden, um sich in Richtung eines empfangenden Wandlers auszubreiten. Auf diese Weise können TEM-Wellen zusätzlich oder alternativ zum kabellosen Kommunizieren zwischen Sendeempfängern verwendet werden.
6 ist ein Graph, der Energieübertragungseffizienzen von Bandabstandskommunikationen über ein Bohrlochwerkzeug mit einem modifizierten Äußeren gemäß einem Beispiel zeigt. In einigen Beispielen können Hindernisse auf dem Übertragungsweg einer elektromagnetischen Kommunikation die Energieübertragungseffizienz der elektromagnetischen Kommunikation beeinträchtigen. Zum Beispiel kann die Leitfähigkeit eines Fluids (und die Leitfähigkeit der unterirdischen Formation) auf dem Übertragungsweg einer elektromagnetischen Übertragung die Energieübertragungseffizienz der elektromagnetischen Kommunikation beeinträchtigen. 6 zeigt Beispiele für Energieübertragungseffizienzen, wenn der Übertragungsweg (z. B. der Schlamm und die unterirdische Formation) eine hohe Resistivität aufweist (z. B. 20 Ohm-m) und wenn der Übertragungsweg eine niedrige Resistivität aufweist (z. B. 1 Ohm-m).
Wie in 6 gezeigt, beträgt die Energieübertragungseffizienz etwa –5 dB, wenn das Bohrlochwerkzeug ein vollständig isoliertes Äußeres aufweist (z. B. wie in 5 gezeigt), sowohl bei Kommunikation über einen Übertragungsweg hoher Resistivität als auch bei Kommunikation über einen Übertragungsweg niedriger Resistivität. Dies kann 30 dB höher als die Energieübertragungseffizienz sein, wenn das Bohrlochwerkzeug ein ungeschütztes Äußeres aufweist (z. B. wenn das Bohrlochwerkzeug keine Isolationsschicht aufweist) und die elektromagnetischen Kommunikationen bei niedrigen Frequenzen (z. B. 5 kHz) übertragen werden. Dies kann ebenfalls 180 dB höher als die Energieübertragungseffizienz sein, wenn das Bohrlochwerkzeug ein ungeschütztes Äußeres aufweist und die elektromagnetischen Kommunikationen bei hohen Frequenzen (z. B. 1 MHz) übertragen werden.
7 ist ein Graph, der Spannungen von Bandabstandskommunikationen über ein Bohrlochwerkzeug mit einem vollständig isolierten Äußeren gemäß einem Beispiel zeigt. Wie in 7 gezeigt, beträgt die Spannung einer von einem Sendeempfänger empfangenen elektromagnetischen Kommunikation zwischen 5 und 8 dB, wenn das Bohrlochwerkzeug ein vollständig isoliertes Äußeres aufweist, sowohl bei Kommunikation über einen Übertragungsweg hoher Resistivität als auch bei Kommunikation über einen Übertragungsweg niedriger Resistivität. Dies kann 15 dB höher als die Spannung einer von einem Sendeempfänger empfangenen elektromagnetischen Kommunikation sein, wenn das Bohrlochwerkzeug ein ungeschütztes Äußeres aufweist (z. B. wenn das Bohrlochwerkzeug keine Isolationsschicht aufweist) und die elektromagnetischen Kommunikationen bei niedrigen Frequenzen (z. B. 1 kHz) übertragen werden. Dies kann ebenfalls 95 dB höher als die Spannung einer von einem Sendeempfänger empfangenen elektromagnetischen Kommunikation sein, wenn das Bohrlochwerkzeug ein ungeschütztes Äußeres aufweist und die elektromagnetischen Kommunikationen bei hohen Frequenzen (z. B. 1 MHz) übertragen werden.
In einigen Beispielen kann der minimale Spannungspegel zum Empfangen einer erkennbaren elektromagnetischen Kommunikation (z. B. einer elektromagnetischen Kommunikation, die nicht zu verrauscht ist) –30 dB betragen. Wie in 7 gezeigt, kann die Energieübertragungseffizienz einer erkennbaren elektromagnetischen Kommunikation bei einem vollständig isolierten Äußeren 10 MHz oder höher sein. In einigen Beispielen, in welchen erkennbare elektromagnetische Kommunikationen bei hohen Frequenzen übertragen werden können, können die Sendeempfänger mehr Daten (z. B. mehr als 30 bps) ihn kürzeren Zeiträumen kommunizieren.
8 ist eine Querschnittansicht eines Bohrlochwerkzeugs 800 mit einem modifizierten Äußeren gemäß einem Beispiel. Das Bohrlochwerkzeug 800 kann ein Teilsystem 808 umfassen. Das Teilsystem 808 kann an eine rohrförmige Verbindung 810 gekoppelt sein.
In einigen Beispielen kann das Bohrlochwerkzeug 800 einen Innendorn 802 umfassen. Der Innendorn 802 kann ein Metallmaterial umfassen. Ein Isolator 804 kann um den Innendorn positioniert sein. Der Isolator 804 kann jedes geeignete elektrisch isolierende Material (z. B. Gummi, PEEK, Kunststoff oder ein dielektrisches Material) umfassen.
Ein Außengehäuse 812 (z. B. eine Metallhülse) kann um den Isolator 804 und zwischen isolierenden Puffern 806a, 806b positioniert sein. Die isolierenden Puffer 806a, 806b (z. B. O-Ringe) können um den Innendorn 802 (z. B. koaxial darum positioniert) und nahe den Längsenden des Innendorns 802 positioniert sein. Zum Beispiel können die isolierenden Puffer 806a, 806b neben jedem Ende des Außengehäuses 812 positioniert sein. Die isolierenden Puffer 806a, 806b können jedes geeignete elektrisch isolierende Material (z. B. Gummi, PEEK, Kunststoff oder ein dielektrisches Material) umfassen. Die isolierenden Puffer 806a, 806b können dasselbe isolierende Material wie der Isolator 804 umfassen oder nicht. Die isolierenden Puffer 806a, 806b und der Isolator 804 können das Außengehäuse 812 gegen den Innendorn 802 und die rohrförmigen Verbindung 810 elektrisch isolieren. Das Außengehäuse 812 kann verhindern, dass Strom und/oder elektromagnetische Wellen mit dem Innendorn 802 elektrisch interagieren, wodurch Abschwächung bewirkt wird.
9 ist eine Querschnittansicht eines Bohrlochwerkzeugs 900 mit einem modifizierten Äußeren gemäß einem Beispiel. Das Bohrlochwerkzeug 900 kann Teilsystem 808 umfassen. Das Teilsystem 808 kann an eine rohrförmige Verbindung 810 gekoppelt sein. Das Bohrlochwerkzeug 800 kann einen Innendorn 802 umfassen. Isolierende Puffer 806a, 806b (z. B. O-Ringe) können um den Innendorn 802 positioniert (z. B. koaxial darum positioniert) sein. Die isolierenden Puffer 806a, 806b können neben dem Außengehäuse 812 positioniert sein. Mindestens ein isolierender Puffer 806a kann zudem neben der rohrförmigen Verbindung 810 positioniert sein.
Das Bohrlochwerkzeug 900 kann zudem mehrere innere isolierende Puffer 906a–e umfassen. Die inneren isolierenden Puffer 906a–e (z. B. O-Ringe) können um den Innendorn 802 positioniert (z. B. koaxial darum positioniert) sein. In einigen Beispielen können die inneren isolierenden Puffer 906a–e gleichmäßig entlang der Längsausdehnung des Innendorns 802 beabstandet sein. Die inneren isolierenden Puffer 906a–e können jedes geeignete elektrisch isolierende Material (z. B. Gummi, PEEK, Kunststoff oder ein dielektrisches Material) umfassen. Die inneren isolierenden Puffer 906a–e können einen Raum 902 zwischen dem Innendorn 802 und einem Außengehäuse 812 schaffen, welches um die inneren isolierenden Puffer 906a–e positioniert ist. Der Raum 902 kann das Außengehäuse 812 gegen den Innendorn 802 elektrisch isolieren. Dies kann verhindern, dass Strom und/oder elektromagnetische Wellen mit dem Innendorn 802 elektrisch interagieren, wodurch Abschwächung bewirkt wird.
In einigen Beispielen kann das Außengehäuse 812 Rillen 904 (z. B. Schlitze) umfassen. Die Rillen 904 können die inneren isolierenden Puffer 906a–e aufnehmen. Die Rillen 904 können beim Positionieren der inneren isolierenden Puffer 906a–e helfen.
10 ist ein Graph, der Energieübertragungseffizienzen von Bandabstandskommunikationen über ein Bohrlochwerkzeug mit einem modifizierten Äußeren gemäß einem Beispiel zeigt. Linie 1002 zeigt ein Beispiel für Energieübertragungseffizienzen, wenn das Bohrlochwerkzeug ein ungeschütztes (z. B. unisoliertes) Außengehäuse aufweist und wenn der Übertragungsweg eine hohe Resistivität beinhaltet. Linie 1004 zeigt ein Beispiel für Energieübertragungseffizienzen, wenn das Bohrlochwerkzeug ein ungeschütztes Außengehäuse aufweist und wenn der Übertragungsweg eine niedrige Resistivität umfasst. Linie 1006 zeigt ein Beispiel für Energieübertragungseffizienzen, wenn das Bohrlochwerkzeug ein teilweise isoliertes Außengehäuse aufweist (z. B. wie in den 8–9 gezeigt) und wenn der Übertragungsweg eine niedrige Resistivität umfasst. Linie 1008 zeigt ein Beispiel für Energieübertragungseffizienzen, wenn das Bohrlochwerkzeug ein teilweise isoliertes Außengehäuse aufweist und wenn der Übertragungsweg eine niedrige Resistivität umfasst.
Die Energieübertragungseffizienz kann zwischen –32 dB und –18 dB betragen, wenn das Bohrlochwerkzeug ein teilweise isoliertes Außengehäuse aufweist und wenn die elektromagnetischen Kommunikationen unter Verwendung von Frequenzen bis zu 1 MHz übertragen werden. Im Gegensatz dazu kann die Energieübertragungseffizienz zwischen –180 dB und –60 dB betragen, wenn das Bohrlochwerkzeug ein ungeschütztes Außengehäuse aufweist und wenn die elektromagnetischen Kommunikationen unter Verwendung von Frequenzen bis zu 1 MHz übertragen werden. Wie weiter in 11 gezeigt, kann die Energieübertragungseffizienz zwischen –95 dB und –50 dB betragen, wenn das Bohrlochwerkzeug ein teilweise isoliertes Außengehäuse aufweist und wenn die elektromagnetischen Kommunikationen unter Verwendung von Frequenzen bis zu 100 MHz übertragen werden.
12 ist ein Graph, der Spannungen von Bandabstandskommunikationen über ein Bohrlochwerkzeug mit einem modifizierten Äußeren gemäß einem Beispiel zeigt. Linie 1202 zeigt Spannungen von empfangenen elektromagnetischen Signalen, wenn ein Bohrlochwerkzeug mit einem ungeschützten Außengehäuse verwendet wird und wenn der Übertragungsweg eine hohe Resistivität umfasst. Linie 1204 zeigt Spannungen von empfangenen elektromagnetischen Signalen, wenn ein Bohrlochwerkzeug mit einem ungeschützten Außengehäuse verwendet wird und wenn der Übertragungsweg eine niedrige Resistivität umfasst. Linie 1206 zeigt Spannungen von empfangenen elektromagnetischen Signalen, wenn ein teilweise isoliertes Außengehäuse verwendet wird und wenn der Übertragungsweg eine hohe Resistivität umfasst. Linie 1208 zeigt Spannungen von empfangenen elektromagnetischen Signalen, wenn ein teilweise isoliertes Außengehäuse verwendet wird und wenn der Übertragungsweg eine niedrige Resistivität beinhaltet. Wenn das Bohrlochwerkzeug ein teilweise isoliertes Außengehäuse umfasst, können die Sendeempfänger elektromagnetische Signale mit höheren Spannungen bei höheren Frequenzen (z. B. Frequenzen über 1 MHz) empfangen als wenn das Bohrlochwerkzeug ein ungeschütztes Außengehäuse umfasst. Dies kann erfolgen, wenn der Übertragungsweg sowohl eine niedrige Resistivität aufweist als auch wenn der Übertragungsweg eine hohe Resistivität aufweist.
In einigen Beispielen kann der minimale Spannungspegel zum Empfangen einer erkennbaren elektromagnetischen Kommunikation (z. B. einer kabellosen Kommunikation, die nicht zu verrauscht ist) –30 dB betragen. Wie in 12 gezeigt, kann bei Verwendung eines Bohrlochwerkzeugs mit einem teilweise isolierten Außengehäuse die Übertragungsfrequenz einer erkennbaren elektromagnetischen Kommunikation höher als 10 MHz sein, wenn durch einen Kommunikationsweg mit entweder einer niedrigen Resistivität oder einer hohen Resistivität kommuniziert wird. Wie in 13 gezeigt, kann bei Verwendung eines Bohrlochwerkzeugs mit einem teilweise isolierten Außengehäuse die Übertragungsfrequenz einer erkennbaren elektromagnetischen Kommunikation höher als 200 MHz sein, wenn über einen Kommunikationsweg mit einer hohen Resistivität kommuniziert wird. Die Übertragungsfrequenz einer erkennbaren elektromagnetischen Kommunikation kann höher als 15 MHz sein, wenn über einen Kommunikationsweg mit einer niedrigen Resistivität kommuniziert wird. In einigen Beispielen, in welchen erkennbare elektromagnetische Kommunikationen bei hohen Frequenzen übertragen werden können, können die Sendeempfänger mehr Daten (z. B. mehr als 30 bps) ihn kürzeren Zeiträumen kommunizieren.
14 ist ein Blockdiagramm eines Sendeempfängers, der über ein Bohrlochwerkzeug mit einem modifizierten Äußeren übertragen/kommunizieren kann. In einigen Beispielen können die in 14 gezeigten Komponenten (z. B. die Rechenvorrichtung 1402, die Energiequelle 1412 und der Wandler 202) in eine einzelne Struktur integriert sein. Zum Beispiel können sich die Komponenten in einem einzelnen Gehäuse befinden. In anderen Beispielen können die in 14 gezeigten Komponenten verteilt sein (z. B. in separaten Gehäusen) und in elektrischer Kommunikation miteinander stehen.
Der Sendeempfänger 118 kann eine Rechenvorrichtung 1402 umfassen. Die Rechenvorrichtung 1402 kann einen Prozessor 1404, einen Speicher 1408 und einen Bus 1406 umfassen. Der Prozessor 1404 kann eine oder mehrere Operationen zum Betreiben eines Sendeempfängers ausführen. Der Prozessor 1404 kann Anweisungen 1410 ausführen, die im Speicher 1408 gespeichert sind, um die Operationen durchzuführen. Der Prozessor 1404 kann eine Verarbeitungsvorrichtung oder mehrere Verarbeitungsvorrichtungen umfassen. Nicht einschränkende Beispiele für den Prozessor 1404 umfassen einen Universalschaltkreis („FPGA“), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung („ASIC“), einen Mikroprozessor usw.
Der Prozessor 1404 kann über den Bus 1406 mit dem Speicher 1408 kommunikativ gekoppelt sein. Der nichtflüchtige Speicher 1408 kann jeden Speichervorrichtungstyp umfassen, der gespeicherte Informationen beibehält, wenn er ausgeschaltet ist. Nicht einschränkende Beispiele für den Speicher 1408 umfassen elektrisch löschbare und programmierbare Festwertspeicher („EEPROM“), Flash-Speicher oder jeden anderen nichtflüchtigen Speichertyp. In einigen Beispielen kann mindestens ein Teil des Speichers 1408 ein Medium umfassen, von welchem der Prozessor 1404 die Anweisungen 1410 lesen kann. Ein computerlesbares Medium kann elektronische, optische, magnetische oder andere Speichervorrichtungen umfassen, die zum Bereitstellen von computerlesbaren Anweisungen oder anderem Programmcode an den Prozessor 1404 in der Lage sind. Nicht einschränkende Beispiele für ein computerlesbares Medium umfassen (unter anderem) Magnetplatte(n), Speicherchip(s), ROM, Direktzugriffsspeicher („RAM“), eine ASIC, einen konfigurierten Prozessor, optischen Speicher oder jedes andere Medium, von welchem ein Computerprozessor Anweisungen lesen kann. Die Anweisungen können prozessorspezifische Anweisungen umfassen, die durch einen Compiler oder einen Interpreter aus Code erzeugt werden, der in einer beliebigen geeigneten Computerprogrammiersprache verfasst ist, zum Beispiel unter anderem C, C++, C# usw.
Der Sendeempfänger 118 kann eine Energiequelle 1412 umfassen. Die Energiequelle 1412 kann in elektrischer Kommunikation mit der Rechenvorrichtung 1402 und dem Wandler 202 stehen. In einigen Beispielen kann die Energiequelle 1412 eine Batterie umfassen (z. B. zur Stromversorgung des Sendeempfängers 118). In anderen Beispielen kann der Sendeempfänger 118 an ein elektrisches Kabel gekoppelt sein und durch dieses mit Strom versorgt werden (z. B. eine Wireline).
Zusätzlich oder alternativ kann die Energiequelle 1412 einen Wechselstromsignalgenerator umfassen. Die Rechenvorrichtung 1402 kann die Energiequelle 1412 betreiben, um ein Übertragungssignal auf den Wandler 202 anzuwenden. Zum Beispiel kann die Rechenvorrichtung 1402 die Energiequelle 1412 dazu veranlassen, eine modulierte Reihe von Spannungen auf den Wandler 202 anzuwenden. Die modulierte Reihe von Spannungen kann mit Daten assoziiert sein, die an einen anderen Sendeempfänger 118 übertragen werden sollen. Der Wandler 202 kann die modulierte Reihe von Spannungen empfangen und die Daten an den anderen Sendeempfänger 202 übertragen. In anderen Beispielen kann die Rechenvorrichtung 1402 anstatt der Energiequelle 1412 das Übertragungssignal auf den Wandler 202 anwenden.
Der Sendeempfänger 118 kann einen Wandler 202 umfassen. Wie oben beschrieben, kann eine Spannung auf den Wandler 202 angewendet werden (z. B. über Energiequelle 1412), um den Wandler 202 zu veranlassen, Daten an einen anderen Wandler 202 zu übertragen (z. B. ein mit einem anderen Sendeempfänger assoziierten Wandler 202).
In einigen Beispielen kann der Wandler 202 eine elektromagnetische Übertragung empfangen. Der Wandler 202 kann Daten (z. B. Spannungen) an die Rechenvorrichtung 1402 kommunizieren, die mit der elektromagnetischen Übertragung assoziiert sind. In einigen Beispielen kann die Rechenvorrichtung 1402 die Daten analysieren und eine oder mehrere Funktionen ausführen. Zum Beispiel kann die Rechenvorrichtung 1402 eine Antwort auf der Grundlage der Daten erzeugen. Die Rechenvorrichtung 1402 kann ein Antwortsignal veranlassen, dass ein Antwortsignal, das mit der Antwort assoziiert ist, an den Wandler 202 übertragen wird. Der Wandler 202 kann die Antwort an den anderen Sendeempfänger 118 kommunizieren. Auf diese Weise kann die Rechenvorrichtung 1402 Kommunikationen von einem anderen Sendeempfänger 118 empfangen, analysieren und darauf antworten.
15 ist ein Ablaufdiagramm, welches ein Beispiel für ein Verfahren zum Produzieren eines Bohrlochwerkzeugs mit einem modifizierten Äußeren gemäß einem Beispiel zeigt.
Bei Block 1502 überträgt ein zylinderförmiges Band ein Funksignal (z. B. ein elektromagnetisches Signal) an ein anderes zylinderförmiges Band. Ein zylinderförmiges Band kann mit einem Teilsystem assoziiert sein und das andere zylinderförmige Band kann mit dem anderen Teilsystem assoziiert sein. Die Teilsysteme können Bohrlochwerkzeug-Teilsysteme sein. In einigen Beispielen kann das zylinderförmige Band ein elektromagnetisches Feld ausstrahlen, um das Funksignal zu übertragen. In anderen Beispielen kann das zylinderförmige Band Strom auf ein Fluid (z. B. in dem Bohrloch und zwischen den zylinderförmigen Bändern) und die Formation anlegen, um das Funksignal zu übertragen.
Bei Block 1504 kann ein Teil eines Innendorns gegen elektrisches Interagieren mit dem Funksignal isoliert werden. In einigen Beispielen kann Isolieren vollständiges Eliminieren der elektrischen Interaktion des Funksignals mit dem Innendorn umfassen. In anderen Beispielen kann Isolieren wesentliches Reduzieren, jedoch nicht vollständiges Eliminieren, der elektrischen Interaktion des Funksignals mit dem Innendorn umfassen.
Der Teil des Innendorns kann vor elektrischem Interagieren mit dem Funksignal über einen Isolator isoliert werden, der um einen Teil des Innendorns positioniert ist. Der Innendorn kann mit einem Zwischenteilsystem (z. B. einem Schlammmotor) assoziiert sein, welches zwischen den anderen Teilsystemen positioniert sein kann. Ein zylinderförmiges Band kann das Funksignal über das Zwischenteilsystem mit reduzierter Abschwächung aufgrund des Isolators übertragen.
In einigen Aspekten werden Bandabstandskommunikationen über ein Bohrlochwerkzeug mit einem modifizierten Äußeren gemäß einem oder mehreren der folgenden Beispiele bereitgestellt:
Beispiel Nr. 1: Ein Kommunikationssystem kann ein erstes Teilsystem eines Bohrlochwerkzeugs umfassen. Das erste Teilsystem kann ein erstes zylinderförmiges Band umfassen, das um das erste Teilsystem positioniert und betriebsfähig ist, um elektromagnetisch mit einem zweiten zylinderförmigen Band zu koppeln. Das Kommunikationssystem kann ebenfalls ein zweites Teilsystem des Bohrlochwerkzeugs umfassen. Das zweite Teilsystem kann das zweite zylinderförmige Band umfassen, das um das zweite Teilsystem positioniert ist. Das Kommunikationssystem kann ebenfalls ein Zwischenteilsystem umfassen, das zwischen dem ersten Teilsystem und dem zweiten Teilsystem positioniert ist. Das Zwischenteilsystem kann einen Isolator umfassen, der koaxial um das Zwischenteilsystem positioniert ist.
Beispiel Nr. 2: Das Kommunikationssystem aus Beispiel Nr. 1 kann das Zwischenteilsystem aufweisen, welches einen Schlammmotor und eine rohrförmige Verbindung, die zwischen dem ersten Teilsystem und dem Zwischenteilsystem positioniert ist, aufweist.
Beispiel Nr. 3: Das Kommunikationssystem aus einem der Beispiele Nr. 1–2 kann eine Metallhülse aufweisen, die koaxial um den Isolator positioniert ist.
Beispiel Nr. 4: Das Kommunikationssystem aus Beispiel Nr. 3 kann den Isolator aufweisen, der in mehrere Isolatoren eingeschlossen ist, die zwischen einem Innendorn des Zwischenteilsystems und der Metallhülse positioniert sind.
Beispiel Nr. 5: Das Kommunikationssystem aus Beispiel Nr. 4 kann eine Metallhülse aufweisen, die mehrere Rillen zum Aufnehmen der mehreren Isolatoren umfasst. Die mehreren Isolatoren können betriebsfähig sein, um einen Raum zwischen dem Innendorn und der Metallhülse zu schaffen.
Beispiel Nr. 6: Das Kommunikationssystem aus einem der Beispiele Nr. 3–5 kann zwei isolierende Puffer aufweisen, die um den Innendorn und an gegenüberliegenden Längsenden der Metallhülse positioniert sind.
Beispiel Nr. 7: Das Kommunikationssystem aus Beispiel Nr. 6 kann einen der beiden isolierenden Puffer aufweisen, die neben einer rohrförmigen Verbindung positioniert sind.
Beispiel Nr. 8: Das Kommunikationssystem aus einem der Beispiele Nr. 1–3 kann zwei isolierende Puffer aufweisen, die um einen Innendorn des Zwischenteilsystems und an gegenüberliegenden Längsenden der Metallhülse positioniert sind. Der Isolator kann sich entlang einer gesamten Längsausdehnungslänge des Innendorns zwischen den beiden isolierenden Puffern erstrecken. Einer der beiden isolierenden Puffer kann neben einer rohrförmigen Verbindung positioniert sein.
Beispiel Nr. 9: Das Kommunikationssystem aus einem der Beispiele Nr. 1–8 kann den Isolator aufweisen, der betriebsfähig ist, um eine Metallhülse gegen das Zwischenteilsystem elektrisch zu isolieren.
Beispiel Nr. 10: Das Kommunikationssystem aus einem der Beispiele Nr. 1–9 kann den Isolator aufweisen, der betriebsfähig ist, um die Metallhülse von einem Innendorn des Zwischenteilsystems zu trennen.
Beispiel Nr. 11: Eine Baugruppe kann einen Innendorn umfassen, der innerhalb eines Zwischenteilsystems eines Bohrlochwerkzeugs positioniert ist. Die Baugruppe kann einen Isolator umfassen, der koaxial um den Innendorn positioniert ist. Die Baugruppe kann ferner eine Metallhülse umfassen, die koaxial um den Isolator positioniert ist und ein Außengehäuse des Zwischenteilsystems bildet. Die Baugruppe kann ebenfalls zwei isolierende Puffer umfassen, die koaxial um den Innendorn und an gegenüberliegenden Längsenden der Metallhülse positioniert sind.
Beispiel Nr. 12: Die Baugruppe aus Beispiel Nr. 11 kann das Zwischenteilsystem aufweisen, das einen Schlammmotor umfasst, und wobei einer der beiden isolierenden Puffer neben einer rohrförmigen Verbindung positioniert ist.
Beispiel Nr. 13: Die Baugruppe aus einem der Beispiele Nr. 11–12 kann den Isolator aufweisen, der in mehrere Isolatoren eingeschlossen ist, die zwischen dem Innendorn und der Metallhülse positioniert sind.
Beispiel Nr. 14: Die Baugruppe aus einem der Beispiele Nr. 11–13 kann die Metallhülse aufweisen, die mehrere Rillen zum Aufnehmen von mehreren Isolatoren umfasst. Die mehreren Isolatoren können betriebsfähig sein, um einen Raum zwischen dem Innendorn und der Metallhülse zu schaffen.
Beispiel Nr. 15: Die Baugruppe aus einem der Beispiele Nr. 11–14 kann den Isolator aufweisen, der betriebsfähig ist, um die Metallhülse gegen das Zwischenteilsystem elektrisch zu isolieren.
Beispiel Nr. 16: Die Baugruppe aus einem der Beispiele Nr. 11–15 kann den Isolator aufweisen, der betriebsfähig ist, um die Metallhülse von dem Innendorn zu trennen.
Beispiel Nr. 17: Die Baugruppe aus einem der Beispiele Nr. 11–16 kann ein erstes zylinderförmiges Band aufweisen, das um ein erstes Teilsystem des Bohrlochwerkzeugs positioniert ist. Das erste zylinderförmige Band kann betriebsfähig sein, um elektromagnetisch mit einem zweiten zylinderförmigen Band zu koppeln. Das zweite zylinderförmige Band kann um ein zweites Teilsystem des Bohrlochwerkzeugs positioniert sein. Das Zwischenteilsystem kann zwischen dem ersten Teilsystem und dem zweiten Teilsystem positioniert sein.
Beispiel Nr. 18: Ein Verfahren kann Übertragen eines elektromagnetischen Signals durch ein zylinderförmiges Band, das mit einem ersten Teilsystem eines Bohrlochwerkzeugs assoziiert ist, an ein weiteres zylinderförmiges Band, das mit einem zweiten Teilsystem des Bohrlochwerkzeugs assoziiert ist, umfassen. Das Verfahren kann ebenfalls Isolieren durch einen Isolator, der um ein Zwischenteilsystem positioniert ist, das zwischen dem ersten Teilsystem und dem zweiten Teilsystem positioniert ist, eines Teils eines Innendorns des Zwischenteilsystems vor elektrischem Interagieren mit dem elektromagnetischen Signal umfassen.
Beispiel Nr. 19: Das Verfahren aus Beispiel Nr. 18 kann den Isolator aufweisen, der in mehrere Isolatoren eingeschlossen ist, die koaxial um den Innendorn des Zwischenteilsystems positioniert sind. Eine Metallhülse kann koaxial um die mehreren Isolatoren positioniert sein und kann mehrere Rillen zum Aufnehmen der mehreren Isolatoren umfassen. Die mehreren Isolatoren können den Innendorn von der Metallhülse trennen.
Beispiel Nr. 20: Das Verfahren aus einem der Beispiele Nr. 18–19 kann das Zwischenteilsystem aufweisen, das einen Schlammmotor umfasst. Das Verfahren kann ebenfalls zwei isolierende Puffer aufweisen, die an gegenüberliegenden Längsenden einer Metallhülse positioniert sind, die den Isolator koaxial umgibt. Einer der beiden isolierenden Puffer kann neben einer rohrförmigen Verbindung positioniert sein.
Die vorstehende Beschreibung bestimmter Beispiele, einschließlich der dargestellten Beispiele, wurde nur zur Veranschaulichung und Beschreibung bereitgestellt und ist nicht als erschöpfend oder die Offenbarung auf die genauen offenbarten Formen einschränkend aufzufassen. Einschlägige Fachleute werden zu zahlreichen Modifikationen, Anpassungen und Verwendungen davon gelangen, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen.

Claims

Kommunikationssystem, umfassend: ein erstes Teilsystem eines Bohrlochwerkzeugs, wobei das erste Teilsystem ein erstes zylinderförmiges Band umfasst, das um das erste Teilsystem positioniert und betriebsfähig ist, um elektromagnetisch mit einem zweiten zylinderförmigen Band zu koppeln; ein zweites Teilsystem des Bohrlochwerkzeugs, wobei das zweite Teilsystem ein zweites zylinderförmiges Band umfasst, das um das zweite Teilsystem positioniert ist; und ein Zwischenteilsystem, das zwischen dem ersten Teilsystem und dem zweiten Teilsystem positioniert ist, wobei das Zwischenteilsystem einen Isolator umfasst, der koaxial um das Zwischenteilsystem positioniert ist.
Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei das Zwischenteilsystem einen Schlammmotor umfasst, und wobei eine rohrförmige Verbindung zwischen dem ersten Teilsystem und dem Zwischenteilsystem positioniert ist.
Kommunikationssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Metallhülse koaxial um den Isolator positioniert ist.
Kommunikationssystem nach Anspruch 3, wobei der Isolator in eine Vielzahl von Isolatoren eingeschlossen ist, die zwischen einem Innendorn des Zwischenteilsystems und der Metallhülse positioniert ist.
Kommunikationssystem nach Anspruch 4, wobei die Metallhülse eine Vielzahl von Rillen zum Aufnehmen der Vielzahl von Isolatoren umfasst, und wobei die Vielzahl von Isolatoren betriebsfähig ist, um einen Raum zwischen dem Innendorn und der Metallhülse zu schaffen.
Kommunikationssystem nach Anspruch 5, wobei zwei isolierende Puffer um den Innendorn und an gegenüberliegenden Längsenden der Metallhülse positioniert sind.
Kommunikationssystem von Anspruch 6, wobei einer der beiden isolierenden Puffer neben einer rohrförmigen Verbindung positioniert ist.
Kommunikationssystem nach Anspruch 3, wobei zwei isolierende Puffer um den Innendorn des Zwischenteilsystems und an gegenüberliegenden Längsenden der Metallhülse positioniert sind, wobei sich der Isolator entlang einer gesamten Längsausdehnungslänge des Innendorns zwischen den beiden isolierenden Puffern erstreckt und wobei einer der beiden isolierenden Puffer neben einer rohrförmigen Verbindung positioniert ist.
Kommunikationssystem nach Anspruch 3, wobei der Isolator betriebsfähig ist, um die Metallhülse gegen das Zwischenteilsystem elektrisch zu isolieren.
Kommunikationssystem nach Anspruch 3, wobei der Isolator betriebsfähig ist, um die Metallhülse von einem Innendorn des Zwischenteilsystems zu trennen.
Baugruppe, umfassend: einen Innendorn, der innerhalb eines Zwischenteilsystems eines Bohrlochwerkzeugs positioniert ist; einen Isolator, der koaxial um den Innendorn positioniert ist; eine Metallhülse, die koaxial um den Isolator positioniert ist und ein Außengehäuse des Zwischenteilsystems bildet; und zwei isolierende Puffer, die koaxial um den Innendorn und an gegenüberliegenden Längsenden der Metallhülse positioniert sind.
Baugruppe nach Anspruch 11, wobei das Zwischenteilsystem einen Schlammmotor umfasst und einer der beiden isolierenden Puffer neben einer rohrförmigen Verbindung positioniert ist.
Baugruppe nach Anspruch 11, wobei der Isolator in eine Vielzahl von Isolatoren eingeschlossen ist, die zwischen einem Innendorn und der Metallhülse positioniert ist.
Baugruppe nach Anspruch 13, wobei die Metallhülse eine Vielzahl von Rillen zum Aufnehmen der Vielzahl von Isolatoren umfasst, und wobei die Vielzahl von Isolatoren betriebsfähig ist, um einen Raum zwischen dem Innendorn und der Metallhülse zu schaffen.
Baugruppe nach Anspruch 11, wobei der Isolator betriebsfähig ist, um die Metallhülse gegen das Zwischenteilsystem elektrisch zu isolieren.
Baugruppe nach Anspruch 11, wobei der Isolator betriebsfähig ist, um die Metallhülse von dem Innendorn zu trennen.
Baugruppe nach Anspruch 11, wobei ein erstes zylinderförmiges Band um ein erstes Teilsystem des Bohrlochwerkzeugs positioniert und betriebsfähig ist, um mit einem zweiten zylinderförmigen Band elektromagnetisch zu koppeln, welches um ein zweites Teilsystem des Bohrlochwerkzeugs positioniert ist, wobei das Zwischenteilsystem zwischen dem ersten Teilsystem und dem zweiten Teilsystem positioniert ist.
Verfahren, umfassend: Übertragen eines elektromagnetischen Signals durch ein zylinderförmiges Band, das mit einem ersten Teilsystem eines Bohrlochwerkzeugs assoziiert ist, an ein weiteres zylinderförmiges Band, das mit einem zweiten Teilsystem des Bohrlochwerkzeugs assoziiert ist; und Isolieren durch einen Isolator, der um ein Zwischenteilsystem positioniert ist, das zwischen dem ersten Teilsystem und dem zweiten Teilsystem positioniert ist, eines Teils eines Innendorns des Zwischenteilsystem gegen elektrisches Interagieren mit dem elektromagnetischen Signal.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei der Isolator in eine Vielzahl von Isolatoren eingeschlossen ist, die koaxial um den Innendorn des Zwischenteilsystems positioniert ist, wobei eine Metallhülse koaxial um die Vielzahl von Isolatoren positioniert ist und eine Vielzahl von Rillen zum Aufnehmen der Vielzahl von Isolatoren umfasst, und wobei die Vielzahl von Isolatoren den Innendorn von der Metallhülse trennt.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Zwischenteilsystem einen Schlammmotor umfasst, und wobei zwei isolierende Puffer an gegenüberliegenden Längsenden einer Metallhülse positioniert sind, welche den Isolator koaxial umgibt, und wobei einer der beiden isolierenden Puffer neben einer rohrförmigen Verbindung positioniert ist.