DE112014007027T5

DE112014007027T5 - Elektromagnetisch gekoppelte Bandlücken-Transceiver

Info

Publication number: DE112014007027T5
Application number: DE112014007027.0T
Authority: DE
Inventors: Jin Ma; Glenn Andrew WILSON; Iftikhar Ahmed; Li Pan
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Current assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 2014-12-29
Filing date: 2014-12-29
Publication date: 2017-07-20
Also published as: AU2014415641B2; CA2966383C; GB2549002A; WO2016108816A1; CA2966383A1; BR112017008468A2; GB201705385D0; NO20170733A1; MX2017008396A; US10422217B2; US20170298724A1; AU2014415641A1; CN107075943A; GB2549002B

Abstract

Ein Kommunikationssystem zur Verwendung in einem Bohrloch kann ein erstes zylindrisch geformtes Band umfassen, das um ein erstes Außengehäuse eines ersten Untersystems eines Bohrlochwerkzeugs herum angeordnet sein kann. Das erste zylindrisch geformte Band kann betriebsfähig sein, um mit einem zweiten zylindrisch geformten Band elektromagnetisch zu koppeln. Das zweite zylindrisch geformte Band kann um ein zweites Außengehäuse eines zweiten Untersystems des Bohrlochwerkzeugs herum angeordnet sein. Das erste zylindrisch geformte Band kann mit dem zweiten zylindrisch geformten Band über ein elektromagnetisches Feld oder durch Übertragen eines Stroms an das zweite zylindrisch geformte Band durch ein Fluid in dem Bohrloch elektromagnetisch koppeln.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Vorrichtungen zur Verwendung in Bohrlochsystemen. Genauer gesagt, jedoch nicht beschränkend, betrifft diese Offenbarung elektromagnetisch gekoppelte Bandlücken-Transceiver.
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. Bei einigen Beispielen kann ein Kabel verwendet werden, um Daten zwischen den Bohrlochwerkzeugen zu übertragen. Das Kabel kann jedoch verschleißen oder versagen, da die Bohrlochkomponenten sich drehen und vibrieren, um Funktionen im Bohrloch auszuführen. Bei anderen Beispielen können die Bohrlochwerkzeuge Daten drahtlos untereinander übertragen. Die Leistungsübertragungseffizienz einer drahtlosen Kommunikation kann jedoch von einer Vielzahl von Faktoren abhängen, deren Steuerung unpraktisch oder unmöglich sein kann. Beispielsweise kann die Leistungsübertragungseffizienz einer drahtlosen Kommunikation von den Leitfähigkeitseigenschaften der unterirdischen Formation abhängen. Es kann schwierig sein, zwischen Bohrlochwerkzeugen effizient drahtlos zu kommunizieren.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 stellt ein Bohrlochsystem dar, das ein System zur Verwendung elektromagnetisch gekoppelter Bandlücken-Transceiver gemäß einem Beispiel umfasst.
2 stellt ein weiteres Bohrlochsystem dar, das ein System zur Verwendung elektromagnetisch gekoppelter Bandlücken-Transceiver gemäß einem Beispiel umfasst.
3A ist eine Querschnittsendansicht eines Wandlers zur Verwendung mit einem Transceiver oder einem Koppler gemäß einem Beispiel.
3B ist eine Querschnittsseitenansicht des Wandlers von 3A zur Verwendung mit einem Transceiver oder einem Koppler gemäß einem Beispiel.
4 ist eine Querschnittsseitenansicht eines Wandlers zur Verwendung mit einem Transceiver oder einem Koppler gemäß einem Beispiel.
5 ist ein Diagramm, das Leistungsübertragungseffizienzen unter Verwendung elektromagnetisch gekoppelter Bandlücken-Transceiver gemäß einem Beispiel darstellt.
6 ist ein Diagramm, das Spannungen darstellt, die unter Verwendung eines elektromagnetisch gekoppelten Bandlücken-Transceivers gemäß einem Beispiel empfangen werden.
7 ist ein Diagramm, das elektromagnetischen Übertragungen zugeordnete Spannungen darstellt, unter Verwendung elektromagnetisch gekoppelter Bandlücken-Transceiver gemäß einem Beispiel.
8 ist ein Blockdiagramm eines Bandlücken-Transceivers, der gemäß einem Beispiel elektromagnetisch koppeln kann.
9 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zur Verwendung elektromagnetisch gekoppelter Bandlücken-Transceiver gemäß einem Beispiel zeigt.
Detaillierte Beschreibung
Bestimmte Aspekte und Merkmale der vorliegenden Offenbarung sind auf ein Kommunikationssystem gerichtet, das elektromagnetisch gekoppelte Bandlücken-Transceiver umfasst, die betriebsfähig sind, um Daten zwischen Bohrlochwerkzeugkomponenten (z.B. Untersystemen) in einem Bohrloch zu übertragen. Die elektromagnetisch gekoppelten Bandlücken-Transceiver können einen Transceiver mit einem zylindrisch geformten Band umfassen, das um ein Untersystem des Bohrlochwerkzeugs herum angeordnet ist (z.B. koaxial angeordnet ist). Die elektromagnetisch gekoppelten Bandlücken-Transceiver können auch einen weiteren Transceiver mit einem zylindrisch geformten Band umfassen, das um ein anderes Untersystem des Bohrlochwerkzeugs angeordnet ist.
Die Transceiver können über die zylindrisch geformten Bänder elektromagnetisch miteinander kommunizieren (z.B. drahtlos mit elektromagnetischen Feldern kommunizieren). Beispielsweise kann dem zylindrisch geformten Band eines Transceivers Strom zugeführt werden. Der Strom kann eine Spannung zwischen dem zylindrisch geformten Band und dem Außengehäuse des zugeordneten Untersystems erzeugen. Die Spannung kann bewirken, dass das zylindrisch geformte Band ein elektromagnetisches Feld durch ein Fluid in dem Bohrloch und der umgebenden Formation (z.B. der unterirdische Formation) emittiert. Die Spannung kann auch bewirken, dass das zylindrisch geformte Band Strom in das Fluid in dem Bohrloch und der umgebenden Formation überträgt. Wenn das Fluid und die Formation eine hohe Resistivität aufweisen, kann der in das Fluid und die Formation übertragene Strom sich abschwächen und der andere Transceiver kann das von dem Transceiver emittierte elektromagnetische Feld detektieren. Wenn das Fluid und die Formation eine niedrige Resistivität aufweisen, kann sich das von dem Transceiver emittierte elektromagnetische Feld abschwächen, und der andere Transceiver kann den durch das Fluid und die Formation übertragenen Strom detektieren. Auf diese Weise können die Transceiver in Bohrlochumgebungen niedriger Resistivität und hoher Resistivität drahtlos kommunizieren (z.B. drahtlos koppeln).
Bei einigen Beispielen kann die zylindrische Form der Bänder die Leistungsübertragungseffizienz des Kommunikationssystems verbessern. Beispielsweise kann sich das eine Untersystem mit einer anderen Geschwindigkeit und in einer anderen Richtung als ein anderes Untersystem drehen. Wenn die Transceiver beispielsweise asymmetrisch geformte Elektroden verwenden, die auf den Untersystemen angeordnet sind, können sich die Elektroden aufgrund der unterschiedlichen Geschwindigkeiten und Drehrichtungen der Untersysteme derart drehen, dass sie nicht mehr aneinander ausgerichtet sind. Wenn die Elektroden fehlausgerichtet sind, ist die elektromagnetische Kommunikation zwischen den Elektroden möglicherweise nicht effektiv, da das von dem fehlausgerichteten Transceiver empfangene Signal nicht richtig detektiert wird. Dies kann zu unerwarteten Schwankungen der Stärke der empfangenen Signale während der Drehung des Untersystems führen, was die Signaldetektionseffizienz des Kommunikationssystems verringern kann. Umgekehrt können sich die zylindrisch geformten Bänder nicht drehen, dass sie nicht mehr aneinander ausgerichtet sind, da jedes der zylindrisch geformten Bänder den gesamten Umfang seines zugeordneten Untersystems überspannt. Dies kann es drahtlosen Kommunikationen ermöglichen, kürzere Distanzen und ohne Störungen durch das Bohrlochwerkzeug zurückzulegen. Dies kann die Signaldetektionseffizienz des Kommunikationssystems verbessern und für ein stabileres Kommunikationssystem sorgen.
Bei einigen Beispielen kann ein dazwischenliegendes Untersystem zwischen den Transceivern angeordnet sein. Da das dazwischenliegende Untersystem lang sein kann (z.B. 40 Fuß oder länger), kann der Abstand zwischen den Sendeempfängern bewirken, dass elektromagnetische Kommunikationen zwischen den Transceivern abgeschwächt werden. Dies kann die Leistungsübertragungseffizienz des Kommunikationssystems beeinflussen.
Um die Abschwächung aufgrund des Abstands zwischen den Transceivern zu reduzieren, können bei einigen Beispielen zwei Koppler auf dem dazwischenliegenden Untersystem angeordnet sein. Jeder der Koppler kann ein zylindrisch geformtes Band umfassen, das um das dazwischenliegende Untersystem herum angeordnet ist. Ein Koppler kann nahe (z.B. innerhalb von einem Fuß) einem Längsende des dazwischenliegenden Untersystems und in der Nähe eines der Transceiver angeordnet sein. Die Nähe des Kopplers zu dem Transceiver kann es dem Transceiver ermöglichen, an den Koppler elektromagnetisch ein Signal mit einer niedrigen Signalabschwächung zu übertragen. Der Koppler kann das Signal empfangen und das Signal über einen Leiter (z.B. einen Draht) an den anderen Koppler übertragen. Der andere Koppler kann nahe dem gegenüberliegenden Längsende des dazwischenliegenden Untersystems und in der Nähe des anderen Transceivers angeordnet sein. Die Nähe des anderen Kopplers zu dem anderen Transceiver kann es dem anderen Koppler ermöglichen, an den anderen Transceiver elektromagnetisch ein Signal mit einer niedrigen Signalabschwächung zu übertragen. Durch die Kommunikation über die Koppler (anstelle eines Transceivers, der direkt elektromagnetisch mit dem anderen Transceiver kommuniziert) kann das Kommunikationssystem eine verbesserte Leistungsübertragungseffizienz aufweisen.
In einem Beispiel kann das Bohrlochwerkzeug ein Werkzeug zur stillstandfreien Bohrung (Logging-while-drilling) umfassen, und das dazwischenliegende Untersystem kann einen Schlammmotor umfassen. Einer der Transceiver kann (z.B. drahtlos) Daten elektromagnetisch an einen Koppler übertragen, der an einem Längsende des Schlammmotors angeordnet ist. Beispielsweise kann der Transceiver Daten, die einer Bohrerschütterung, einer Vibration, der Temperatur der Bohrkrone, einer Drehzahl eines Motors und einem Neigungswinkel der Bohrkrone zugeordnet sind, elektromagnetisch an den Koppler übertragen. Der Koppler kann die Daten empfangen und die Daten über einen Leiter an den anderen Koppler übertragen, der am gegenüberliegenden Längsende des Schlammmotors angeordnet ist. Der andere Koppler kann die Daten elektromagnetisch an den anderen Transceiver übertragen. Auf diese Weise können die Transceiver über die Koppler über den Schlammmotor kommunizieren.
Bei einigen Beispielen kann die Verbesserung der Leistungsübertragungseffizienz den Stromverbrauch des Kommunikationssystems senken. Dies kann die Lebensdauer der Transceiver erhöhen (die mit Batteriestrom betrieben werden können). Die Verbesserung der Leistungsübertragungseffizienz kann auch das Signal-Rausch-Verhältnis von Signalen verbessern, die zwischen den Transceivern kommuniziert werden. Dies kann die Qualität der Signale erhöhen und Fehler bei Daten reduzieren, die den Signalen zugeordnet sind (z.B. von diesen abgeleitet sind).
Diese veranschaulichenden Beispiele dienen dazu, dem Leser den hier erörterten allgemeinen Gegenstand nahezubringen, und sollen den Umfang der offenbarten Konzepte nicht beschränken. Die folgenden Abschnitte beschreiben verschiedene zusätzliche Merkmale und Beispiele mit Bezug auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und Richtungsbeschreibungen dazu verwendet werden, um die veranschaulichenden Aspekte zu beschreiben, jedoch, wie die veranschaulichenden Aspekte, nicht verwendet werden sollten, um die vorliegende Offenbarung zu beschränken.
1 stellt ein Bohrlochsystem 100 dar, das elektromagnetisch gekoppelte Bandlücken-Transceiver 118a, 118b gemäß einem Beispiel umfasst. Das Bohrlochsystem 100 umfasst ein Bohrloch 102, das sich durch verschiedene Erdschichten erstreckt. Das Bohrloch 102 erstreckt sich durch eine Kohlenwasserstoff-führende unterirdische Formation 104. Eine Rohrtour 106 erstreckt sich von der Oberfläche 108 zu der unterirdischen Formation 104. Die Rohrtour 106 kann eine Leitung bereitstellen, durch die Formationsfluide, wie etwa Förderfluide, die aus der unterirdischen Formation 104 gefördert werden, von dem Bohrloch 102 an die Oberfläche 108 gelangen können.
Das Bohrlochsystem 100 kann auch mindestens ein Bohrlochwerkzeug 114 (z.B. ein Formationstestwerkzeug) umfassen. Das Bohrlochwerkzeug 114 kann mit einer Wireline, einer Slickline oder einem Spiralrohr 110 gekoppelt sein, die bzw. das beispielsweise unter Verwendung einer Winde 112 in das Bohrloch 102 eingesetzt werden kann.
Das Bohrlochwerkzeug 114 kann einen Transceiver 118a umfassen, der auf einem Untersystem 116 angeordnet ist. Der Transceiver 118a kann einen Wandler umfassen, der auf dem Untersystem 116 angeordnet ist. Der Wandler kann ein zylindrisch geformtes Band oder eine oder mehrere Elektroden umfassen. Beispielsweise kann der Wandler mehrere Elektroden umfassen, die um den Außenumfang des Untersystems 116 angeordnet sind. Als weiteres Beispiel kann der Wandler ein zylindrisch geformtes Band umfassen, das koaxial um das Untersystem 116 herum angeordnet ist. Der Wandler kann ein beliebiges geeignetes leitfähiges Material (z.B. Edelstahl, Blei, Kupfer oder Titan) umfassen.
Das Bohrlochwerkzeug 114 kann auch einen weiteren Transceiver 118b umfassen, der auf einem anderen Untersystem 117 angeordnet ist. Der Transceiver 118b kann einen Wandler umfassen, der auf dem Untersystem 117 angeordnet ist. Beispielsweise kann der Wandler ein zylindrisch geformtes Band umfassen, das koaxial um den Außenumfang des Untersystems 117 herum angeordnet ist. Bei einigen Beispielen können die Transceiver 118a, 118b direkt miteinander elektromagnetisch kommunizieren.
Bei einigen Beispielen kann das Bohrlochwerkzeug 114 auch einen Koppler 120a umfassen, der an oder nahe (z B. innerhalb von 1 Fuß) einem Längsende 124 eines dazwischenliegenden Untersystems 119 angeordnet ist. Das Bohrlochwerkzeug 114 kann einen weiteren Koppler 120b umfassen, der an oder nahe einem gegenüberliegenden Längsende 126 des dazwischenliegenden Untersystems 119 angeordnet ist. Jeder der Koppler 120a, 120b kann einen Wandler umfassen, der auf dem dazwischenliegenden Untersystem 119 angeordnet ist. Beispielsweise kann jeder der Koppler 120a, 120b zylindrisch geformte Bänder umfassen, die koaxial um den Außenumfang des dazwischenliegenden Untersystems 119 angeordnet sind. Die Wandler der Koppler 120a, 120b können das gleiche leitfähige Material wie oder ein anderes leitfähiges Material als die Wandler der Transceiver 118a, 118b umfassen.
Die Koppler 120a, 120b können durch einen Leiter 122 elektrisch gekoppelt sein. Der Leiter 122 kann einen Draht umfassen. Der Draht kann isoliert sein. Der Leiter 122 kann innerhalb eines Gehäuses des dazwischenliegenden Untersystems 119 angeordnet sein. Beispielsweise kann der Draht innerhalb des Innendurchmessers des Gehäuses des dazwischenliegenden Untersystems 119 liegen oder in dessen Struktur eingebettet sein. Der Leiter 122 kann die Längslänge des dazwischenliegenden Untersystems 119 überspannen.
Der Transceiver 118a kann mit dem Koppler 120a elektromagnetisch koppeln. Der andere Transceiver 118b kann mit dem anderen Koppler 120b elektromagnetisch koppeln. Dies kann einen Kommunikationsweg zwischen den Transceivern 118a, 118b bilden. Beispielsweise kann der Transceiver 118a Daten elektromagnetisch an den Koppler 120a übertragen (z.B. drahtlos Daten unter Verwendung elektromagnetischer Felder übertragen). Der Koppler 120a kann die Daten empfangen und die Daten über den Leiter 122 an den anderen Koppler 120b übertragen. Der andere Koppler 120b kann die Daten elektromagnetisch an den anderen Transceiver 118b übertragen. Auf diese Weise kann der Transceiver 118a über die Koppler 120a, 120b Daten an den anderen Transceiver 118b übertragen. Als weiteres Beispiel kann der Transceiver 118b Daten elektromagnetisch an den Koppler 120b übertragen. Der Koppler 120b kann die Daten empfangen und die Daten über den Leiter 122 an den anderen Koppler 120a übertragen. Der andere Koppler 120a kann die Daten elektromagnetisch an den anderen Transceiver 118a übertragen. Der Transceiver 118a kann die Daten empfangen und beispielsweise die Daten über die Wireline nach oben kommunizieren. Auf diese Weise kann der Transceiver 118b über die Koppler 120a, 120b Daten an den anderen Transceiver 118a übertragen.
Bei einigen Beispielen kann ein Gegenstand zwischen dem einen oder den mehreren der Untersysteme 116, 117, 119 angeordnet sein. Der Gegenstand kann Fluid, ein weiteres Bohrlochwerkzeug, ein Bestandteil des Bohrlochwerkzeugs 114, ein Teil der unterirdischen Formation 104 usw. sein. Die drahtlose Kopplung des Transceivers 118a mit dem Koppler 120a und des anderen Transceivers 118b mit dem anderen Koppler 120b kann einen Kommunikationsweg zwischen den Transceivern 118a, 118b ermöglichen, der ansonsten durch den Gegenstand blockiert werden könnte. Beispielsweise ist dieser Kommunikationsweg bei herkömmlichen drahtgebundenen Kommunikationssystemen nicht möglich, da der Gegenstand verhindern könnte, dass ein Draht zwischen den Untersystemen 116, 117, 119 verläuft.
Bei einigen Beispielen können sich eins oder mehrere der Untersysteme 116, 117, 119 relativ zueinander drehen. Die drahtlose Kopplung des Transceivers 118a mit dem Koppler 120a und des anderen Transceivers 118b mit dem anderen Koppler 120b kann einen Kommunikationsweg zwischen den Transceivern 118a, 118b erzeugen. Dieser Kommunikationsweg ist in einem herkömmlichen drahtgebundenen Kommunikationssystem möglicherweise nicht möglich, da die Drehung der Untersysteme 116, 117, 119 den Draht durchtrennen könnte oder anderweitig verhindern könnte, dass der Draht zwischen den Untersystemen 116, 117, 119 verläuft.
2 stellt ein weiteres Bohrlochsystem 200 dar, das ein System zur Verwendung elektromagnetisch gekoppelter Bandlücken-Transceiver 118a, 118b gemäß einem Beispiel umfasst. Bei diesem Beispiel umfasst das Bohrlochsystem 200 ein Bohrloch 102. Ein Bohrlochwerkzeug 202 (z.B. ein Werkzeug zur stillstandfreien Bohrung (Logging-while-drilling)) kann in dem Bohrloch 102 angeordnet sein. Das Bohrlochwerkzeug 202 kann verschiedene Untersysteme 206, 208, 210, 212 umfassen. Beispielsweise kann das Bohrlochwerkzeug 202 ein Untersystem 206 umfassen, das ein Kommunikationsuntersystem umfassen kann. Das Bohrlochwerkzeug 202 kann auch ein Untersystem 210 umfassen, das ein Saver-Untersystem oder ein lenkbares Drehsystem umfassen kann. Ein rohrförmiger Abschnitt oder ein dazwischenliegendes Untersystem 208 (z.B. ein Schlammmotor oder ein Modul zum Messen während des Bohrvorgangs (Measuring while drilling)) kann zwischen den anderen Untersystemen 206, 210 angeordnet sein. Bei einigen Beispielen kann das Bohrlochwerkzeug 202 eine Bohrkrone 214 zum Bohren des Bohrlochs 102 umfassen. Die Bohrkrone 212 kann mit einem anderen rohrförmigen Abschnitt oder einem anderen Untersystem 212 (z.B. einem Modul zum Messen während des Bohrvorgangs oder einem lenkbaren Drehsystem) gekoppelt sein.
Das Bohrlochwerkzeug 202 kann auch Rohrverbindungen 216a, 216b umfassen. Die Rohrverbindung 216a kann verhindern, dass ein Draht zwischen einem Untersystem 206 und dem dazwischenliegenden Untersystem 208 verläuft. Die Rohrverbindung 216b kann verhindern, dass ein Draht zwischen einem Untersystem 210 und dem dazwischenliegenden Untersystem 208 verläuft.
Das Bohrloch 102 kann das Fluid 220 umfassen. Das Fluid 220 kann in einem Ringraum 218 fließen, der zwischen dem Bohrlochwerkzeug 202 und einer Wand des Bohrlochs 102 angeordnet ist. Bei einigen Beispielen kann das Fluid 220 mit den Transceivern 118a, 118b und den Kopplern 120a, 120b in Kontakt stehen. Dieser Kontakt kann eine elektromagnetische Kommunikation ermöglichen, wie detaillierter mit Bezug auf 3B beschrieben.
Ein Transceiver 118a kann mit einem Untersystem 206 gekoppelt sein, und der andere Transceiver 118b kann mit einem anderen Untersystem 210 gekoppelt sein. Ein Koppler 120a kann an oder nahe einem Längsende des dazwischenliegenden Untersystems 208 und in der Nähe eines Transceivers 118a angeordnet sein (z.B. zum elektromagnetischen Kommunizieren mit dem Transceiver 118a). Der andere Koppler 120b kann an oder nahe einem gegenüberliegenden Längsende des dazwischenliegenden Untersystems 208 und in der Nähe des anderen Transceivers 118b angeordnet sein (z.B. zum elektromagnetischen Kommunizieren mit dem anderen Transceiver 118b). Ein Leiter 122 kann den Koppler 120a mit dem anderen Koppler 120b elektrisch koppeln.
Bei einigen Beispielen kann ein Transceiver 118a direkt elektromagnetisch mit dem anderen Transceiver 118b kommunizieren. Bei anderen Beispielen kann der eine Transceiver 118a indirekt über die Koppler 120a, 120b mit dem anderen Transceiver 118b kommunizieren. Dies kann die Gesamtleistungsübertragungseffizienz des Kommunikationssystems (z.B. der Transceiver 118a, 118b und der Koppler 120a, 120b) verbessern. Beispielsweise kann ein Transceiver 118a ein Funksignal an einen zugeordneten Koppler 120a übertragen. Da der Abstand zwischen dem Transceiver 118a und dem Koppler 120a klein sein kann (z.B. 1 Fuß oder kürzer), kann eine geringe Abschwächung des drahtlosen Signals vorliegen. Der Koppler 120a kann das drahtlose Signal empfangen, das drahtlose Signal in ein elektrisches Signal umwandeln und das elektrische Signal über einen Draht an den anderen Koppler 120b übertragen. Es kann eine minimale Abschwächung des elektrischen Signals vorliegen, da das elektrische Signal über den Draht übertragen wird. Der andere Koppler 120b kann das elektrische Signal empfangen, das elektrische Signal in ein Funksignal umwandeln und das drahtlose Signal an den anderen Transceiver 118b übertragen. Da der Abstand zwischen dem anderen Koppler 120b und dem anderen Transceiver 118b klein sein kann, kann eine geringe Abschwächung des drahtlosen Signals vorliegen. Auf diese Weise kann ein Transceiver 118a indirekt über die Koppler 120a, 120b mit dem anderen Transceiver 118b kommunizieren, um die Leistungsübertragungseffizienz des Kommunikationssystems zu verbessern.
3A ist eine Querschnittsendansicht eines Wandlers 302 zur Verwendung mit einem Transceiver oder einem Koppler gemäß einem Beispiel. Bei diesem Beispiel umfasst der Wandler 302 ein zylindrisch geformtes Band. Der Wandler 302 kann um ein Bohrlochwerkzeug 300 (z.B. das Gehäuse 306 des Bohrlochwerkzeugs 300) herum angeordnet sein. Bei einigen Beispielen kann ein Isolator 304 zwischen dem Wandler 302 und dem Gehäuse 306 des Bohrlochwerkzeugs 300 angeordnet sein. Dies kann verhindern, dass der Wandler 302 Elektrizität direkt zu dem Bohrlochwerkzeug 300 leitet. Der Isolator 304 kann ein beliebiges geeignetes elektrisch isolierendes Material (z. B. Gummi, PEEK oder Kunststoff) umfassen.
Der Durchmesser des Wandlers 302 kann größer als der Durchmesser des Gehäuses 306 des Bohrlochwerkzeugs 300 sein. Beispielsweise kann der Durchmesser des Wandlers 302 4,75 Zoll betragen, und der Durchmesser des Gehäuses 306 des Bohrlochwerkzeugs 300 kann 3,2 Zoll betragen. Bei einigen Beispielen kann die Dicke 312 des Wandlers 302 dicker oder dünner als die Dicke 310 des Isolators 304, die Dicke 310 des Gehäuses 306 des Bohrlochwerkzeugs 300 oder beides sein. Beispielsweise kann der Wandler 302 eine Dicke von 312 von 0,2 Zoll aufweisen.
Bei einigen Beispielen kann bei zunehmender Länge (z.B. Länge 311, die in 3B dargestellt ist) des Wandlers 302, die Leistungsübertragungseffizienz zunehmen. Räumliche Beschränkungen (z.B. aufgrund der Konfiguration des Bohrlochwerkzeugs 300) können jedoch die Länge des Wandlers 302 begrenzen. Bei einigen Beispielen kann die Länge des Wandlers 302 im Hinblick auf räumliche Beschränkungen die maximal mögliche Länge sein. Beispielsweise kann die Länge des Wandlers 302 6 Zoll betragen. Die Länge des Isolators 304 kann gleich der oder größer als die Länge des Wandlers 302 sein.
Bei einigen Beispielen kann jeder der Wandler 302 in dem Kommunikationssystem Eigenschaften aufweisen (z.B. die Länge, die Dicke und der Durchmesser), die gleich oder verschieden voneinander sind. Beispielsweise können die Transceiver Wandler 302 mit voneinander unterschiedlichen Durchmessern umfassen. Als weiteres Beispiel können die Koppler Wandler 302 mit voneinander unterschiedlichen Durchmessern enthalten.
3B ist eine Querschnittsseitenansicht des Wandlers 302 von 3A zur Verwendung mit einem Transceiver oder einem Koppler gemäß einem Beispiel. Bei einigen Beispielen kann der Transceiver Elektrizität an den Wandler 302 anlegen, um ein elektromagnetisches Signal zu übertragen. Beispielsweise kann der Sendeempfänger eine Wechselstromsignalquelle 316 umfassen. Die positive Leitung der Wechselstromsignalquelle 316 kann mit dem Wandler 302 gekoppelt sein, und die negative Leitung der Wechselstromsignalquelle 316 kann mit dem Gehäuse 306 des Bohrlochwerkzeugs 300 gekoppelt sein. Die Wechselstromsignalquelle 316 kann eine Spannung 314 zwischen dem Wandler 302 und dem Gehäuse 306 des Bohrlochwerkzeugs 300 erzeugen.
Die Spannung 314 kann bewirken, dass der Wandler 302 ein elektromagnetisches Feld durch ein Fluid in dem Bohrloch und der Formation (z.B. der unterirdischen Formation) überträgt. Die Spannung 314 kann auch bewirken, dass das zylindrisch geformte 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 hohen Leistungsübertragungseffizienz ausbreiten. Dies kann eine drahtlose Kopplung erzeugen, die in erster Linie in Form eines elektromagnetischen Feldes 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 hohen Leistungsübertragungseffizienz ausbreiten. Dies kann eine drahtlose Kopplung erzeugen, die in erster Linie in Form eines Stroms vorliegt, der durch das Fluid und die Formation fließt.
Die Kombination des elektromagnetischen Feldes und des Stroms kann es dem Wandler 302 ermöglichen, drahtlos mit einem anderen Wandler 302 in Bohrlochumgebungen sowohl niedriger Resistivität als auch hoher Resistivität zu kommunizieren (z. B. drahtlos zu koppeln). Weiter kann es die Kombination des elektromagnetischen Feldes und des Stroms dem Wandler 302 ermöglichen, die Spannung 314 zwischen dem Wandler 302 und dem Gehäuse 306 an einen anderen Wandler 302 zu übertragen. Diese spannungsbasierte drahtlose Kopplung kann sich von herkömmlichen drahtlosen Kommunikationssystemen unterscheiden, die möglichweise eine spulenbasierte Induktion für drahtlose Kommunikation verwenden.
4 ist eine Querschnittsseitenansicht eines Wandlers 402 zur Verwendung mit einem Transceiver oder einem Koppler gemäß einem Beispiel. Bei einigen Beispielen kann das Gehäuse 406 des Bohrlochwerkzeugs 400 einen vertieften Bereich 404 umfassen. Der Wandler 402 kann innerhalb des vertieften Bereichs 404 angeordnet sein. Ein Isolator 403 kann innerhalb des vertieften Bereichs 404 und zwischen dem Wandler 402 und dem Gehäuse 406 des Bohrlochwerkzeugs 400 angeordnet sein.
Bei einigen Beispielen kann ein Leiter 422 (z.B. ein Draht, ein isolierter Draht oder ein beliebiges geeignetes leitfähiges Material) den Wandler 402 elektrisch mit einem anderen Wandler 402 koppeln. Der Leiter 422 kann in dem Gehäuse 406 des Bohrlochwerkzeugs 400 eingebettet sein. Bei einigen Beispielen kann der Leiter 422 innerhalb des Gehäuses 406 des Bohrlochwerkzeugs 400 angeordnet sein (z.B. innerhalb des Innendurchmessers) oder außerhalb des Gehäuses 406 des Bohrlochwerkzeugs 400 angeordnet sein.
5 ist ein Diagramm, das Leistungsübertragungseffizienzen unter Verwendung elektromagnetisch gekoppelter Bandlücken-Transceiver gemäß einem Beispiel darstellt. Bei einigen Beispielen können Hindernisse im Übertragungsweg einer elektromagnetischen Kommunikation die Leistungsübertragungseffizienz der elektromagnetischen Kommunikation beeinflussen. Beispielsweise kann die Leitfähigkeit eines Fluids (und die Leitfähigkeit der unterirdischen Formation) im Übertragungsweg einer elektromagnetischen Kommunikation die Leistungsübertragungseffizienz der elektromagnetischen Kommunikation beeinflussen. 5 stellt Beispiele für Leistungsübertragungseffizienzen dar, wenn der Übertragungsweg eine hohe Resistivität aufweist (z.B. 20 Ohm-m) und wenn der Übertragungsweg eine niedrige Resistivität aufweist (z.B. 1 Ohm-m).
Beispielsweise stellt Zeile 502 ein Beispiel für Leistungsübertragungseffizienzen unter Verwendung einer direkten elektromagnetischen Kommunikation zwischen Transceivern dar, wenn der Übertragungsweg eine hohe Resistivität aufweist. Zeile 504 stellt ein Beispiel für Leistungsübertragungseffizienzen unter Verwendung einer direkten elektromagnetischen Kommunikation zwischen den Transceivern dar, wenn der Übertragungsweg eine niedrige Resistivität umfasst. Zeile 506 stellt ein Beispiel für Leistungsübertragungseffizienzen unter Verwendung einer indirekten elektromagnetischen Kommunikation zwischen Transceivern dar (z.B. Kommunikation über die Koppler), wenn der Übertragungsweg eine hohe Resistivität umfasst. Zeile 508 stellt ein Beispiel für Leistungsübertragungseffizienzen unter Verwendung einer indirekten elektromagnetischen Kommunikation zwischen Transceivern dar, wenn der Übertragungsweg eine niedrige Resistivität umfasst.
Die Verwendung der Koppler kann die Leistungsübertragungseffizienz (z.B. bei Frequenzen größer als 150 kHz) verbessern, und zwar sowohl dann, wenn der Übertragungsweg eine niedrige Resistivität aufweist als auch wenn der Übertragungsweg eine hohe Resistivität aufweist. Dies kann den von den Transceivern verbrauchten Strom senken, was die Lebensdauer der Transceiver erhöhen kann (die mit Batteriestrom betrieben werden können). Bei einigen Beispielen kann die Verbesserung der Leistungsübertragungseffizienz auch das Signal-Rausch-Verhältnis der übertragenen Signale verbessern. Dies kann die Qualität der übertragenen Signale erhöhen und Fehler bei Daten reduzieren, die den Signalen zugeordnet sind (z.B. von diesen abgeleitet sind).
6 ist ein Diagramm, das Spannungen darstellt, die unter Verwendung eines elektromagnetisch gekoppelten Bandlücken-Transceivers gemäß einem Beispiel empfangen werden. Zeile 602 stellt Spannungen von empfangenen elektromagnetischen Signalen bei Verwendung einer direkten elektromagnetischen Kommunikation zwischen Transceivern und wenn der Übertragungsweg eine hohe Resistivität umfasst, dar. Zeile 604 stellt Spannungen von empfangenen elektromagnetischen Signalen bei Verwendung einer direkten elektromagnetischen Kommunikation zwischen Transceivern und wenn der Übertragungsweg eine niedrige Resistivität umfasst, dar. Zeile 606 stellt Spannungen von empfangenen elektromagnetischen Signalen bei Verwendung einer indirekten elektromagnetischen Kommunikation (z.B. Kommunikation über die Koppler) dar, wenn der Übertragungsweg eine hoheeile. Zeile 608 stellt Spannungen von empfangenen elektromagnetischen Signalen bei Verwendung einer indirekten elektromagnetischen Kommunikation dar, wenn der Übertragungsweg eine niedrige Resistivität umfasst. Unter Verwendung indirekter elektromagnetischer Kommunikation können die Transceiver elektromagnetische Signale mit höheren Spannungen bei höheren Frequenzen (z.B. Frequenzen größer als 1 MHz) empfangen als bei direkter elektromagnetischer Kommunikation. Dies kann sowohl auftreten, wenn der Übertragungsweg eine niedrige Resistivität aufweist als auch wenn der Übertragungsweg eine hohe Resistivität aufweist.
Bei einigen Beispielen kann der minimale Spannungspegel, um eine erkennbare elektromagnetische Kommunikation zu empfangen (z.B. eine elektromagnetische Kommunikation, die nicht zu verrauscht ist) – 30 dB betragen. Wie in 6 gezeigt, kann die Übertragungsfrequenz einer erkennbaren elektromagnetischen Kommunikation unter Verwendung einer indirekten elektromagnetischen Kommunikation 3 MHz oder höher betragen, wenn sie über einen Übertragungsweg mit einer niedrigen Resistivität kommuniziert wird. Wie durch Zeile 606 von 7 gezeigt, kann die Übertragungsfrequenz einer erkennbaren elektromagnetischen Kommunikation unter Verwendung einer indirekten elektromagnetischen Kommunikation höher als 200 MHz sein, wenn sie über einen Übertragungsweg mit hoher Resistivität kommuniziert wird. Bei einigen Beispielen können die Transceiver dadurch, dass sie erkennbare elektromagnetische Kommunikationen bei hohen Frequenzen übertragen können, mehr Daten (z.B. mehr als 30 bps) in kürzeren Zeitperioden kommunizieren.
8 ist ein Blockdiagramm eines Beispiels eines Bandlücken-Transceivers 118, der gemäß einem Beispiel elektromagnetisch koppeln kann. Bei einigen Beispielen können die in 8 (z.B. die Rechenvorrichtung 802, die Stromquelle 812 und der Wandler 302) gezeigten Komponenten in eine einzige Struktur integriert sein. Zum Beispiel können sich die Komponenten innerhalb eines einzigen Gehäuses befinden. Bei anderen Beispielen können die in 8 gezeigten Komponenten verteilt sein (z.B. in getrennten Gehäusen) und in elektrischer Kommunikation miteinander stehen.
Der elektromagnetisch gekoppelte Bandlücken-Transceiver 118 kann eine Rechenvorrichtung 802 umfassen. Die Rechenvorrichtung 802 kann einen Prozessor 804, einen Speicher 808 und einen Bus 806 umfassen. Der Prozessor 804 kann einen oder mehrere Operationen zum Betreiben des elektromagnetisch gekoppelten Bandlücken-Transceivers 118 ausführen. Der Prozessor 804 kann Anweisungen 810 ausführen, die in dem Speicher 808 gespeichert sind, um die Operationen auszuführen. Der Prozessor 804 kann eine Verarbeitungsvorrichtung oder mehrere Verarbeitungsvorrichtungen umfassen. Nicht beschränkende Beispiele für den Prozessor 804 umfassen ein Field-Programmable Gate Array („FPGA“), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung („ASIC"), einen Mikroprozessor usw.
Der Prozessor 804 kann über den Bus 806 kommunikativ mit dem Speicher 808 gekoppelt sein. Der nichtflüchtige Speicher 808 kann eine beliebige Art von Speichervorrichtung umfassen, die gespeicherte Informationen beim Ausschalten beibehält. Nicht beschränkende Beispiele für Speicher 808 umfassen elektrisch löschbaren und programmierbaren Nur-Lese-Speicher („EEPROM“), Flash-Speicher oder einen beliebigen anderen Typ eines nichtflüchtigen Speichers. Bei einigen Beispielen kann zumindest ein Teil des Speichers 808 ein Medium umfassen, von dem der Prozessor 804 die Anweisungen 810 lesen kann. Ein computerlesbares Medium kann elektronische, optische, magnetische oder andere Speichervorrichtungen umfassen, die dem Prozessor 804 computerlesbare Anweisungen oder einen anderen Programmcode bereitstellen können. Nicht beschränkende Beispiele für eine computerlesbares Medium umfassen (sind aber nicht beschränkt auf) Magnetplatte(n), Speicherchip(s), ROM, Speicher mit wahlfreiem Zugriff („RAM“), ein ASIC, einen konfigurierten Prozessor, optischen Speicher oder ein beliebiges anderes Medium, von dem ein Computerprozessor Anweisungen lesen kann. Die Anweisungen können prozessorspezifische Anweisungen umfassen, die von einem Compiler oder einem Interpreter aus einem in einer geeigneten Computerprogrammiersprache geschriebenen Code erzeugt werden, einschließlich beispielsweise C, C++, C# usw.
Der elektromagnetisch gekoppelte Bandlücken-Transceiver 118 kann eine Stromquelle 812 umfassen. Die Stromquelle 812 kann in elektrischer Verbindung mit der Rechenvorrichtung 802 und dem Wandler 302 stehen. Bei einigen Beispielen kann die Stromquelle 812 eine Batterie umfassen (z.B. zur Stromversorgung des elektromagnetisch gekoppelten Bandlücken-Transceivers 118). Bei anderen Beispielen kann der elektromagnetisch gekoppelte Bandlücken-Transceiver 118 mit einem elektrischen Kabel (z.B. einer Wireline) gekoppelt und mit diesem mit Strom versorgt werden.
Zusätzlich oder alternativ kann die Stromquelle 812 einen Wechselstromsignalgenerator umfassen. Die Rechenvorrichtung 802 kann die Stromquelle 812 betreiben, um ein Übertragungssignal an den Wandler 302 anzulegen. Beispielsweise kann die Rechenvorrichtung 802 bewirken, dass die Stromquelle 812 eine modulierte Reihe von Spannungen an den Wandler 302 anlegt. Die modulierte Reihe von Spannungen kann Daten zugeordnet sein, die an einen anderen Wandler 302 übertragen werden sollen (z.B. einen Wandler 302, der einem Koppler oder einem anderen elektromagnetisch gekoppelten Bandlücken-Transceiver 118 zugeordnet ist). Der andere Wandler 302 kann die modulierte Reihe von Spannungen empfangen und die Daten an einen weiteren Wandler 302 übertragen. Bei anderen Beispielen kann die Rechenvorrichtung 802 anstelle der Stromquelle 812 das Übertragungssignal an den Wandler 302 anlegen.
Der elektromagnetisch gekoppelte Bandlücken-Transceiver 118 kann einen Wandler 302 umfassen. Wie oben beschrieben, kann eine Spannung an den Wandler 302 (z.B. über die Stromquelle 812) angelegt werden, um zu bewirken, dass der Wandler 302 Daten an einen anderen Wandler 302 (z.B. einen Wandler 302, der einem Koppler zugeordnet ist) überträgt.
Bei einigen Beispielen kann der Wandler 302 eine drahtlose Übertragung empfangen. Der Wandler 302 kann der drahtlosen Übertragung zugeordnete Daten (z.B. Spannungen) an die Rechenvorrichtung 802 kommunizieren. Bei einigen Beispielen kann die Rechenvorrichtung 802 die Daten analysieren und eine oder mehrere Funktionen ausführen. Beispielsweise kann die Rechenvorrichtung 802 eine auf den Daten basierende Reaktion erzeugen. Die Rechenvorrichtung 802 kann bewirken, dass ein der Reaktion zugeordnetes Reaktionssignal an den Wandler 302 übertragen wird. Der Wandler 302 kann die Reaktion an einen anderen elektromagnetisch gekoppelten Bandlücken-Transceiver 118 kommunizieren. Auf diese Weise kann die Rechenvorrichtung 802 Kommunikationen von einem anderen elektromagnetisch gekoppelten Bandlücken-Transceiver 118 empfangen, analysieren und darauf antworten.
9 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel eines Verfahrens zur Verwendung elektromagnetisch gekoppelter Bandlücken-Transceiver gemäß einem Beispiel zeigt.
In Block 902 überträgt ein zylindrisch geformtes Band ein Funksignal (z.B. ein elektromagnetisches Signal) an einen Koppler. Das zylindrisch geformte Band kann um ein Untersystem eines Bohrlochwerkzeugs herum angeordnet sein. Der Koppler kann um ein dazwischenliegendes Untersystem des Bohrlochwerkzeugs herum (z.B. koaxial um ein Außengehäuse davon) und an einem Längsende davon angeordnet sein. Bei einigen Beispielen kann das zylindrisch geformte Band ein elektromagnetisches Feld emittieren, um das drahtlose Signal zu übertragen. Bei anderen Beispielen kann das zylindrisch geformte Band einen Strom an einem Fluid und der Formation anlegen, um das drahtlose Signal zu übertragen.
In Block 904 kann der Koppler ein dem drahtlosen Signal zugeordnetes elektrisches Signal über einen Leiter (z.B. einen Draht) an einen anderen Koppler übertragen. Der andere Koppler kann um das dazwischenliegende Untersystem des Bohrlochwerkzeugs herum (z.B. koaxial um ein Außengehäuse davon) und an einem anderen Längsende davon angeordnet sein. Der Leiter kann sich innerhalb oder außerhalb des dazwischenliegenden Untersystems befinden oder darin eingebettet sein (z.B. innerhalb des Gehäuses des Untersystems).
In Block 906 kann der andere Koppler ein anderes Funksignal (z.B. ein dem elektrischen Signal zugeordnetes Funksignal) an ein anderes zylindrisch geformtes Band übertragen. Das zylindrisch geformte Band kann um ein anderes Untersystem des Bohrlochwerkzeugs angeordnet sein. Das zylindrisch geformte Band kann das drahtlose Signal empfangen. Bei einigen Beispielen kann das zylindrisch geformte Band das empfangene drahtlose Signal an eine Rechenvorrichtung, ein weiteres Bohrlochwerkzeug-Untersystem und/oder nach oben übertragen.
In einigen Aspekten wird ein System für elektromagnetisch gekoppelte Bandlücken-Transceiver gemäß einem oder mehreren der folgenden Beispiele bereitgestellt:
Beispiel Nr. 1: Ein Kommunikationssystem zur Verwendung in einem Bohrloch kann ein erstes zylindrisch geformtes Band umfassen. Das erste zylindrisch geformte Band kann um ein erstes Außengehäuse eines ersten Untersystems eines Bohrlochwerkzeugs herum angeordnet sein. Das erste zylindrisch geformte Band kann betriebsfähig sein, um mit einem zweiten zylindrisch geformten Band über ein elektromagnetisches Feld und/oder durch Übertragen eines Stroms durch ein Fluid in dem Bohrloch an das zweite zylindrisch geformte Band elektromagnetisch zu koppeln. Das zweite zylindrisch geformte Band kann um ein zweites Außengehäuse eines zweiten Untersystems des Bohrlochwerkzeugs herum angeordnet sein.
Beispiel Nr. 2: Das Kommunikationssystem von Beispiel Nr. 1 kann das erste zylindrisch geformte Band aufweisen, das betriebsfähig ist, um über das elektromagnetische Feld mit dem zweiten zylindrisch geformten Band als Reaktion darauf elektromagnetisch zu koppeln, dass eine Resistivität des Fluids unterhalb einer Schwelle liegt. Das erste zylindrisch geformte Band kann weiter betriebsfähig sein, um durch einen durch das Fluid übertragenen Strom mit dem zweiten zylindrisch geformten Band als Reaktion darauf elektromagnetisch zu koppeln, dass die Resistivität des Fluids oberhalb der Schwelle liegt.
Beispiel Nr. 3: Das Kommunikationssystem von irgendeinem der Beispiele Nr. 1–2 kann das zweite Untersystem mit einem Schlammmotor aufweisen. Das erste zylindrisch geformte Band und das zweite zylindrisch geformte Band können zur elektromagnetischen Kopplung über eine rohrförmige Verbindung angeordnet sein, die zwischen dem ersten Untersystem und dem Schlammmotor angeordnet ist.
Beispiel Nr. 4: Das Kommunikationssystem von irgendeinem der Beispiele Nr. 1–3 kann einen Schlammmotor aufweisen, der zwischen dem ersten Untersystem und dem zweiten Untersystem angeordnet ist. Das erste zylindrisch geformte Band kann betriebsfähig sein, um über den Schlammmotor mit dem zweiten zylindrisch geformten Band elektromagnetisch zu kommunizieren.
Beispiel Nr. 5: Das Kommunikationssystem von irgendeinem der Beispiele Nr. 1–4 kann das zweite zylindrisch geformte Band aufweisen, das mit einem Längsende des zweiten Untersystems und mit einem Leiter gekoppelt ist, der in das zweite Außengehäuse eingebettet ist. Der Leiter kann mit einem dritten zylindrisch geformten Band gekoppelt sein, das um das zweite Außengehäuse herum und an einem gegenüberliegenden seitlichen Ende des zweiten Untersystems angeordnet ist.
Beispiel Nr. 6: Das Kommunikationssystem von irgendeinem der Beispiele Nr. 1–5 kann ein drittes zylindrisch geformtes Band aufweisen, das betriebsfähig ist, um mit einem vierten zylindrisch geformten Band elektromagnetisch zu koppeln, das um ein drittes Außengehäuse eines dritten Untersystems des Bohrlochwerkzeugs angeordnet ist.
Beispiel Nr. 7: Das Kommunikationssystem von irgendeinem der Beispiele Nr. 1–6 kann einen Isolator aufweisen, der zwischen dem ersten zylindrisch geformten Band und dem ersten Außengehäuse des ersten Untersystems angeordnet ist.
Beispiel Nr. 8: Das Kommunikationssystem von irgendeinem der Beispiele Nr. 1–7 kann das zweite Außengehäuse des zweiten Untersystems mit einem vertieften Bereich aufweisen. Das zweite zylindrisch geformte Band kann innerhalb des vertieften Bereichs angeordnet sein.
Beispiel Nr. 9: Das Kommunikationssystem von irgendeinem der Beispiele Nr. 1–8 kann einen Isolator aufweisen, der innerhalb des vertieften Bereichs und zwischen dem zweiten zylindrisch geformten Band und dem zweiten Außengehäuse angeordnet ist.
Beispiel Nr. 10: Eine Baugruppe kann ein Bohrlochwerkzeug umfassen. Die Baugruppe kann auch ein erstes zylindrisch geformtes Band umfassen, das um ein Außengehäuse herum und an einem Längsende eines Untersystems des Bohrlochwerkzeugs angeordnet ist. Das erste zylindrisch geformte Band ist betriebsfähig, um mit einem Transceiver elektromagnetisch zu koppeln. Die Baugruppe kann weiter ein zweites zylindrisch geformtes Band umfassen, das um das Außengehäuse herum und an einem gegenüberliegenden Längsende des Untersystems angeordnet ist. Das zweite zylindrisch geformte Band kann betriebsfähig sein, um mit einem anderen Transceiver elektromagnetisch zu koppeln. Das erste zylindrisch geformte Band kann durch einen Leiter mit dem zweiten zylindrisch geformten Band gekoppelt sein.
Beispiel Nr. 11: Die Baugruppe von Beispiel Nr. 10 kann das erste zylindrisch geformte Band aufweisen, das betriebsfähig ist, um über ein elektromagnetisches Feld mit dem Transceiver als Reaktion darauf elektromagnetisch zu koppeln, dass eine Resistivität eines Fluids in einem Bohrloch unterhalb einer Schwelle liegt. Das erste zylindrisch geformte Band kann ebenfalls betriebsfähig sein, um über einen durch das Fluid übertragenen Strom mit dem Transceiver als Reaktion darauf zu koppeln, dass die Resistivität des Fluids oberhalb der Schwelle liegt.
Beispiel Nr. 12: Die Baugruppe von irgendeinem der Beispiele Nr. 10–11 kann den Leiter aufweisen, der in das Außengehäuse eingebettet ist.
Beispiel Nr. 13: Die Baugruppe von irgendeinem der Beispiele Nr. 10–12 kann das Untersystem mit einem Schlammmotor aufweisen. Das erste zylindrisch geformte Band kann für eine elektromagnetische Kopplung über eine rohrförmige Verbindung angeordnet sein, die zwischen dem Schlammmotor und einem anderen Untersystem angeordnet ist.
Beispiel Nr. 14: Die Baugruppe von irgendeinem der Beispiele Nr. 10–13 kann einen Isolator aufweisen, der zwischen dem ersten zylindrisch geformten Band und dem Außengehäuse angeordnet ist.
Beispiel Nr. 15: Die Baugruppe von irgendeinem der Beispiele Nr. 10–14 kann das Außengehäuse mit einem vertieften Bereich aufweisen. Das erste zylindrisch geformte Band kann innerhalb des vertieften Bereichs angeordnet sein.
Beispiel Nr. 16: Die Baugruppe von irgendeinem der Beispiele Nr. 10–15 kann einen Isolator aufweisen, der innerhalb eines vertieften Bereichs und zwischen dem ersten zylindrisch geformten Band und dem Außengehäuse angeordnet ist.
Beispiel Nr. 17: Ein Verfahren kann das Übertragen eines elektromagnetischen Signals durch ein zylindrisch geformtes Band auf einen Koppler umfassen, der um ein Außengehäuse herum und an einem Längsende eines Untersystems eines Bohrlochwerkzeugs angeordnet ist. Das Verfahren kann auch das Übertragen eines dem elektromagnetischen Signal zugeordneten elektrischen Signals durch den Koppler über einen Draht an einen anderen Koppler umfassen. Der andere Koppler kann um das Außengehäuse herum und an einem anderen Längsende des Untersystems angeordnet sein. Das Verfahren kann weiter das Übertragen eines anderen elektromagnetischen Signals durch den anderen Koppler an ein anderes zylindrisch geformtes Band umfassen, das um ein anderes Untersystem des Bohrlochwerkzeugs herum angeordnet ist.
Beispiel Nr. 18: Das Verfahren von Beispiel Nr. 17 kann das Außengehäuse mit einem vertieften Bereich aufweisen. Der Koppler kann innerhalb des vertieften Bereichs angeordnet sein.
Beispiel Nr. 19: Das Verfahren nach irgendeinem der Beispiele Nr. 17–18 kann einen Isolator aufweisen, der innerhalb eines vertieften Bereichs und zwischen dem Koppler und dem Außengehäuse angeordnet ist. Der Draht kann in das Außengehäuse eingebettet sein.
Beispiel Nr. 20: Das Verfahren von irgendeinem der Beispiele Nr. 17–19 kann das Untersystem mit einem Schlammmotor aufweisen. Das zylindrisch geformte Band und der Koppler können für eine elektromagnetische Kopplung über eine rohrförmige Verbindung angeordnet sein, die zwischen dem zylindrisch geformten Band und dem Koppler angeordnet ist.
Die vorstehende Beschreibung bestimmter Beispiele, einschließlich der dargestellten Beispiele, wurde lediglich zum Zwecke der Veranschaulichung und Beschreibung präsentiert und ist nicht dazu gedacht, erschöpfend zu sein oder die Offenbarung auf die genau die Formen zu beschränken, die offenbart werden. Zahlreiche Modifikationen, Anpassungen und Verwendungen davon sind den einschlägigen Fachleuten ersichtlich, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen.

Claims

Kommunikationssystem zur Verwendung in einem Bohrloch, wobei das Kommunikationssystem Folgendes umfasst: ein erstes zylindrisch geformtes Band, das um ein erstes Außengehäuse eines ersten Untersystems eines Bohrlochwerkzeugs herum angeordnet ist, wobei das erste zylindrisch geformte Band betriebsfähig ist, um mit einem zweiten zylindrisch geformten Band, das um ein zweites Außengehäuse eines zweiten Untersystems des Bohrlochwerkzeugs herum angeordnet ist, über ein elektromagnetisches Feld oder durch Übertragen eines Stroms an das zweite zylindrisch geformte Band durch ein Fluid in dem Bohrloch elektromagnetisch zu koppeln.
Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei das erste zylindrisch geformte Band betriebsfähig ist, um (i) mit dem zweiten zylindrisch geformten Band über das elektromagnetische Feld als Reaktion darauf elektromagnetisch zu koppeln, dass eine Resistivität des Fluids unterhalb einer Schwelle liegt, und (ii) mit dem zweiten zylindrisch geformten Band über den durch das Fluid übertragenen Strom als Reaktion darauf elektromagnetisch zu koppeln, dass die Resistivität des Fluids oberhalb der Schwelle liegt.
Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei das zweite Untersystem einen Schlammmotor umfasst und wobei das erste zylindrisch geformte Band und das zweite zylindrisch geformte Band zur elektromagnetischen Kopplung über eine rohrförmige Verbindung angeordnet sind, die zwischen dem ersten Untersystem und dem Schlammmotor angeordnet ist.
Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei ein Schlammmotor zwischen dem ersten Untersystem und dem zweiten Untersystem angeordnet ist und das erste zylindrisch geformte Band betriebsfähig ist, um über den Schlammmotor hinweg mit dem zweiten zylindrisch geformten Band elektromagnetisch zu kommunizieren.
Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei das zweite zylindrisch geformte Band mit einem Längsende des zweiten Untersystems und mit einem Leiter gekoppelt ist, der in das zweite Außengehäuse eingebettet ist, wobei der Leiter mit einem dritten zylindrisch geformten Band gekoppelt ist, das um das zweite Außengehäuse herum und an einem gegenüberliegenden seitlichen Ende des zweiten Untersystems angeordnet ist.
Kommunikationssystem nach Anspruch 5, wobei das dritte zylindrisch geformte Band betriebsfähig ist, um mit einem vierten zylindrisch geformten Band elektromagnetisch zu koppeln, das um ein drittes Außengehäuse eines dritten Untersystems des Bohrlochwerkzeugs herum angeordnet ist.
Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei ein Isolator zwischen dem ersten zylindrisch geformten Band und dem ersten Außengehäuse des ersten Untersystems angeordnet ist.
Kommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei das zweite Außengehäuse des zweiten Untersystems einen vertieften Bereich umfasst und wobei das zweite zylindrisch geformte Band innerhalb des vertieften Bereichs angeordnet ist.
Kommunikationssystem nach Anspruch 8, wobei ein Isolator innerhalb des vertieften Bereichs und zwischen dem zweiten zylindrisch geformten Band und dem zweiten Außengehäuse angeordnet ist.
Baugruppe, umfassend: ein Bohrlochwerkzeug; ein erstes zylindrisch geformtes Band, das um ein Außengehäuse herum und an einem Längsende eines Untersystems des Bohrlochwerkzeugs angeordnet ist, wobei das erste zylindrisch geformte Band betriebsfähig ist, um mit einem Transceiver elektromagnetisch zu koppeln; und ein zweites zylindrisch geformtes Band, das um das Außengehäuse und an einem gegenüberliegenden Längsende des Untersystems angeordnet ist, wobei das zweite zylindrisch geformte Band betriebsfähig ist, um mit einem anderen Transceiver elektromagnetisch zu koppeln, wobei das erste zylindrisch geformte Band durch einen Leiter mit dem zweiten zylindrisch geformten Band gekoppelt ist.
Baugruppe nach Anspruch 10, wobei das erste zylindrisch geformte Band betriebsfähig ist, um (i) mit dem Transceiver über ein elektromagnetisches Feld als Reaktion darauf elektromagnetisch zu koppeln, dass eine Resistivität eines Fluids in einem Bohrloch unterhalb einer Schwelle liegt, und (ii) mit dem Transceiver über einen durch das Fluid übertragenen Strom als Reaktion darauf elektromagnetisch zu koppeln, dass die Resistivität des Fluids oberhalb der Schwelle liegt.
Baugruppe nach Anspruch 10, wobei der Leiter in das Außengehäuse eingebettet ist.
Baugruppe nach Anspruch 10, wobei das Untersystem einen Schlammmotor umfasst und wobei das erste zylindrisch geformte Band zur elektromagnetischen Kopplung über eine rohrförmige Verbindung hinweg angeordnet ist, die zwischen dem Schlammmotor und einem anderen Untersystem angeordnet ist.
Baugruppe nach Anspruch 10, wobei ein Isolator zwischen dem ersten zylindrisch geformten Band und dem Außengehäuse angeordnet ist.
Baugruppe nach Anspruch 10, wobei das Außengehäuse einen vertieften Bereich umfasst und wobei das erste zylindrisch geformte Band innerhalb des vertieften Bereichs angeordnet ist.
Baugruppe nach Anspruch 15, wobei ein Isolator innerhalb des vertieften Bereichs und zwischen dem ersten zylindrisch geformten Band und dem Außengehäuse angeordnet ist.
Verfahren, umfassend: Übertragen eines elektromagnetischen Signals durch ein zylindrisch geformtes Band an einen Koppler, der um ein Außengehäuse herum und an einem Längsende eines Untersystems eines Bohrlochwerkzeugs angeordnet ist; Übertragen eines dem elektromagnetischen Signal zugeordneten elektrischen Signals durch den Koppler über einen Draht an einen anderen Koppler, wobei der andere Koppler um das Außengehäuse herum und an einem anderen Längsende des Untersystems angeordnet ist; und Übertragen eines anderen elektromagnetischen Signals durch den anderen Koppler an ein anderes zylindrisch geformtes Band, das um ein anderes Untersystem des Bohrlochwerkzeugs herum angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Außengehäuse einen vertieften Bereich umfasst und wobei der Koppler innerhalb des vertieften Bereichs angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei ein Isolator innerhalb des vertieften Bereichs und zwischen dem Koppler und dem Außengehäuse angeordnet ist und wobei der Draht in das Außengehäuse eingebettet ist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Untersystem einen Schlammmotor umfasst und wobei das zylindrisch geformte Band und der Koppler für eine elektromagnetische Kopplung über eine rohrförmige Verbindung hinweg angeordnet sind, die zwischen dem zylindrisch geformten Band und dem Koppler angeordnet ist.