DE60018903T2

DE60018903T2 - Erdbohrung mit mehreren seitenbohrungen und elektrischen übertragungssystem

Info

Publication number: DE60018903T2
Application number: DE60018903T
Authority: DE
Inventors: Josephus Johannis DEN BOER; Lawrence Simon FISHER; Evert Anthony KUPERIJ; Foreman John STEWART
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1999-02-01
Filing date: 2000-01-31
Publication date: 2005-07-28
Anticipated expiration: 2020-02-01
Also published as: US6318457B1; ATE291675T1; DE60018903D1; GC0000089A; EP1147283A1; CO5241350A1; AR022006A1; AU766351B2; BR0007908A; CN1339082A; ID29794A; NO20013756D0; WO2000046479A1; CN1283892C; CA2360930C; MY120832A; EA200100850A1; EP1147283B1; OA11825A; CA2360930A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein mehrseitiges Bohrloch und ein elektrisches Übertragungssystem.
Es sind zahlreiche elektrische und nicht elektrische Energie- und Kommunikationssysteme zum Gebrauch in nicht verzweigten oder mehrseitigen Öl- und/oder Erdgasförderungsbohrlöchern bekannt.
Die US-Patente Nr. 5,706,892; 5,706,896 und 5,721,538 offenbaren, daß ein mehrseitiges Bohrloch mit einem fest verdrahteten oder mit einem drahtlosen Kommunikationssystem ausgerüstet ist, und daß ein derartiges drahtloses System vorzugsweise akustische Wellen über einen Strang von Bohrlochrohren, wie beispielsweise das Förderrohr, überträgt. Nachteile des bekannten Systems sind, daß die Installation eines Drahtbaumes in einem mehrseitigen Bohrloch eine komplexe und teure Tätigkeit ist, und daß ein drahtloses akustisches Übertragungssystem durch die hohen Übertragungsverluste und das Hintergrundrauschen leidet. Diese Nachteile sind insbesondere wesentlich, wenn das Bohrloch mit einer erweiterbaren Auskleidung und/oder mit einem Förderrohr ausgerüstet ist. Um ein derartiges erweitertes Bohrlochrohr herum ist kaum oder kein ringförmiger Raum für die elektrischen Kabel übrig, und als Ergebnis des physischen Kontaktes zwischen dem erweiterten Rohr und der umgebenden Formation werden die akustischen Signale in hohem Maß gedämpft.
Es sind zahlreiche andere fest verdrahtete oder drahtlose Energieübertragungs- und Kommunikationssysteme bekannt, denen gemeinsam ist, daß sie eine komplexe und teure Einrichtung erfordern und für den Gebrauch in mehrseitigen Bohrlöchern nicht geeignet sind.
Das US-Patent Nr. 4,839,644 und das europäische Patent Nr. 295178 offenbaren ein als „Tucatran" bekanntes drahtloses Übertragungssystem, welches Antennenströme in einem nicht verzweigten Bohrloch erzeugt, bei dem das Förderrohr und die umgebende Bohrlochauskleidung voneinander elektrisch isoliert sind. Die Forderung nach elektrischer Isolation zwischen dem Rohr und der Auskleidung ist beispielsweise in gekrümmten Bohrlochabschnitten und Bereichen mit in dem Rohr/Auskleidungsringraum vorhandener Sole oft schwierig zu erfüllen. Die internationale Patentanmeldung WO 80/00727 offenbart ein anderes Signalübertagungssystem, welches einen durch ein Förderrohr und einer umgebenden Bohrlochauskleidung gebildeten elektrischen Kreis verwendet.
Das US-Patent Nr. 4,484,627, die UK-Patentanmeldung Nr. 2322740 und die internationalen Patentanmeldungen Nr. PCT/GB79/00158; PCT/GB93/01272 und PCT/EP96/00083 offenbaren andere elektrische Bohrloch-Übertragungssysteme, welche ein außen isoliertes Rohr in einem nicht verzweigten Bohrloch verwenden.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die Nachteile der bekannten Übertragungssysteme zu vermeiden und ein Energie- und/oder ein Signalübertragungssystem zu schaffen, welches dazu verwendet werden kann, elektrische Energie und/oder Signale auf sichere und zuverlässige Weise über ein mehrseitiges Bohrlochsystem zu übertragen, selbst im Falle, daß das Bohrloch erweiterbare Bohrlochrohre aufweist, und ohne das Erfordernis komplexer Drahtbäume oder Förderrohre, welche von den umgebenden Bohrlochauskleidungen elektrisch isoliert sind.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft ein mehrseitiges Bohrloch und ein elektrisches Übertragungssystem, welches eine in einem Hauptbohrloch angeordnete Hauptbohrlochauskleidung und ein in einem Abzweigbohrloch angeordnetes Abzweigbohrlochfutter aufweist, wobei das Abzweigbohrlochfutter mit der Hauptbohrlochauskleidung derart elektrisch leitend verbunden ist, daß die Hauptbohrlochauskleidung und das Abzweigbohrlochfutter eine Verbindung zur Übertragung von elektrischem Strom und/oder Signalen zwischen dem Haupt- und dem Abzweigbohrloch bilden, und wobei die Haupt- und die Abzweigbohrlochrohre eine Verbindung zur Übertragung eines kleinen Stromes von einem ersten Pol einer elektrischen Energiequelle bilden, die elektrisch leitend mit dem Hauptbohrlochrohr und einer elektrisch angetriebenen Einrichtung innerhalb des Abzweigbohrloches verbunden ist, das mit dem Abzweigbohrlochrohr elektrisch verbunden ist. Ein elektrischer Kreis wird durch elektrische Verbindung eines zweiten Poles der elektrischen Energiequelle und der Abzweigbohrlochrohr(e) mit der Erde geschaffen. Es wird auch bevorzugt, daß die Einrichtung eine wiederaufladbare Batterie umfaßt, welche mit einem über die Bohrlochrohre übertragenen kleinen elektrischen Strom puffernd aufladbar ist.
Zweckmäßig wird Niederspannungsenergie als Gleichstrom (DC) mit einer Spannung kleiner als 100 V, vorzugsweise kleiner als 50 V, über die Auskleidung oder das Förderrohr des Hauptbohrloches übertragen, welches von der umgebenden Erdformation durch einen umgebenden Zement oder einem anderen Abdichtmaterial, wie beispielsweise einer additionshärtenden Silikonzusammensetzung, unvollständig isoliert wird.
Gleichzeitig werden impulsförmige elektromagnetische Signale übertragen, welche Änderungen des um den Gleichspannungspegel der Bohrlochrohre bei sehr tiefen Frequenzen (VLF) schwingenden Spannungspegel bilden, wobei die sehr tiefen Frequenzen zwischen 3 und 20 kHz, oder vorzugsweise bei äußerst tiefen Frequenzen (ELF) zwischen 3 und 300 Hz, liegen.
Der Energieerzeuger an der Oberfläche und die Einrichtung oder die Batterie im Bohrloch können eine Elektrode haben, welche mit der Erde derart verbunden ist, daß ein unvollständiger Stromkreis zwischen dem Energieerzeuger und der Einrichtung oder der Batterie im Bohrloch vorhanden ist.
Vorzugsweise ist das Abzweigbohrlochrohr ein radial erweiterbares Rohr, welches aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt und während der Installation innerhalb des Abzweigbohrloches radial erweiterbar ist, wobei eine elektrisch leitende Aufnahme an oder nahe der Abzweigstelle derart angeordnet ist, daß als Ergebnis des Erweiterungsvorganges das erweiterbare Abzweigbohrlochfutter in elektrischen Kontakt mit der Aufnahme drückbar ist.
Ein besonderer Vorteil der Verwendung der zumindest in dem Abzweigbohrloch erweiterbaren Rohre ist, daß als Ergebnis des radialen Erweiterungsprozesses eine Mehrerweiterung in dem erweiterten Rohr geschaffen wird, welche einen engen elektrischen Kontakt zwischen benachbarten Bohrlochrohren sichert, deren Enden sich koaxial überlappen. Ein derartiger enger elektrischer Kontakt wird auch an der Abzweigstelle zwischen dem erweiterten Abzweigbohrloch und der Aufnahme erzeugt, welcher durch das Hauptbohrlochrohr selbst oder durch ein abgezweigtes Verzweigungselement gebildet sein kann.
Zweckmäßig sind die Haupt- und die Abzweigbohrlochrohre aus formbaren Stahlqualitäten hergestellt, und das Abzweigbohrlochrohr wird während der Installation derart erweitert, daß das erweiterte Abzweigbohrlochrohr einen Innendurchmesser hat, der mindestens 0,9-mal so groß ist wie der Innendurchmesser der Hauptbohrlochrohres, so daß ein im wesentlichen mehrseitiges Einzelbohrungs-Bohrlochsystem geschaffen wird, das jede beliebig gewünschte Menge an Abzweigungen und Unterabzweigungen aufweisen kann.
Vorzugsweise umfaßt die elektrisch angetriebene Bohrlocheinrichtung im Bohrloch eine Meß- und/oder Steuereinrichtung, welche mit einer wiederaufladbaren Lithium-Ion-Hochtemperaturbatterie oder mit einer anderen Batterie und/oder mit einem Superkondensator und/oder mit einem Energieumwandlungssystem im Bohrloch, beispielsweise einem piezoelektrischen System, einer Turbine oder einer Brennstoffzelle im Bohrloch angetrieben und an einem Einrichtungsträgermodul in Form einer Hülse montiert ist, welche innerhalb des Abzweigbohrlochrohres derart lösbar befestigt ist, daß die eine Elektrode der Batterie mit dem Abzweigbohrlochrohr elektrisch verbunden ist, und die andere Elektrode der Batterie mit der das Abzweigbohrloch umgebenden unterirdischen Erdformation elektrisch verbunden ist.
Zweckmäßig überspannt die Hülse einen Zuflußbereich des Abzweigbohrloches, in welchem das Abzweigbohrlochrohr gelocht ist, wobei die erweiterbaren Klemmen aus einem Paar von erweiterbaren Dichtungen gebildet sind, welche einen Ringraum zwischen dem Abzweigbohrlochrohr und der Hülse nahe jedem Ende der Hülse abdichten, und wobei die Hülse mit einer oder mehreren Fluideinlaßöffnungen versehen ist, die durch ein oder mehrere Ventile geöffnet und geschlossen werden können, welche von wiederaufladbaren Batterien angetrieben sind. Die Ansteuerung kann über ein im Bohrloch oder an der Oberfläche betätigtes Steuerungssystem erfolgen.
Bei vielen übermäßig langen mehrseitigen Bohrlochsystemen wird auch bevorzugt, daß zumindest eines der Haupt- und der Abzweigbohrlochrohre mit zumindest einer elektrischen Verstärkungsstation ausgestattet ist, wobei die Station einen elektrisch nicht leitenden Abschnitt des Bohrlochrohres umfaßt und mit den elektrisch leitenden Teilen an beiden Enden des elektrisch nicht leitenden Abschnittes des Bohrlochrohres elektrisch verbunden ist.
Die elektrischen Verstärkungsstationen können in regelmäßigen Abständen über die Länge der Haupt- und Abzweigbohrlöcher verteilt sein. Falls eine elektrische Verstärkungsstation an einer Stelle erforderlich ist, an deren Enden sich zwei benachbarte erweiterbare Bohrlochrohre koaxial überlappen, kann ein elektrisch abdichtendes Material zwischen den sich überlappenden rohrförmigen Abschnitten angeordnet sein, und die elektrische Verstärkungsstation als Hülse innerhalb des äußersten Rohres dem innersten Rohr derart benachbart angeordnet sein, daß eine Elektrode der Verstärkungsstation mit dem innersten Rohr und eine andere Elektrode der Station mit dem äußersten Rohr elektrisch leitend verbunden ist.
Es sei bemerkt, daß die Verstärkungsstation in manchen Fällen an einer Bohrlochabzweigung installiert werden kann, und in diesem Fall bilden die Elektroden der Verstärkungsstation die elektrische Verbindung zwischen den Haupt- und den Abzweigbohrlöchern.
Es sei ebenfalls bemerkt, daß in der Beschreibung und in den beiliegenden Ansprüchen der Ausdruck mehrseitiges Bohrlochsystem ein Bohrlochsystem mit einem Haupt- bzw. Mutterbohrloch bezeichnet, das sich vom Bohrlochkopf nach unten zu einer unterirdischen Erdformation und zu zumindest einem Abzweigbohrloch erstreckt, welches das Haupt- oder Mutterbohrloch an einer unterirdischen Stelle schneidet.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Bevorzugte Ausführungsbeispiele des Systems gemäß der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen
1 eine schematische dreidimensionale Ansicht eines mehrseitigen Bohrlochsystems gemäß der Erfindung ist;
2 zeigt, wie ein Bohrlochrohr unter Anwendung eines konischen Erweiterungsdornes erweiterbar ist;
3 eine Verbindung zwischen zwei Bohrlochrohren zeigt, an welcher eine elektrische Verstärkungsstation angeordnet ist;
4 eine Abzweigstelle zeigt, an welcher ein Abzweigbohrloch durch ein Fenster in der Hauptbohrlochauskleidung gebohrt ist;
5 zeigt, wie ein erweiterbares Bohrlochfutter in dem Abzweigbohrloch erweitert und elektrisch mit der Hauptbohrlochauskleidung verbunden wird;
6 eine Abzweigstelle zeigt, an welcher die Abzweigbohrlochauskleidung und die Hauptauskleidung unterhalb der Abzweigstelle innerhalb eines Verzweigungselementes oder eines Verteilers erweitert werden;
7 eine rohrförmige Einrichtungsträgerhülse in derart geöffneter Stellung zeigt, daß das Öl und/oder das Gas über Öffnungen in der Hülse in das Bohrloch fließt; und
8 die Hülse der 7 in geschlossener Stellung zeigt, in welcher die Öffnungen geschlossen sind.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungen
1 zeigt ein mehrseitiges Bohrloch und ein elektrisches Übertragungssystem 1, welche ein Hauptbohrloch 2 und zwei Abzweigbohrlöcher 2 und 3 aufweisen.
Das System 1 erstreckt sich von einem Unterwasser-Bohrlochkopf 4 in den Boden eines Wasserkörpers 6. Eine Öl- und/oder Gasverarbeitungseinrichtung auf einer Bohrplattform 7 ist mit dem Bohrlochkopf 4 über eine Unterwasser-Strömungsleitung 8 verbunden, und ein Stromversorgungskabel 9 erstreckt sich von einem ersten Pol 10A des elektrischen Energieerzeugers 10 auf der Plattform 7 zu einer Hauptbohrlochauskleidung 11 hin, das gegen die Wandung des Hauptbohrloches 2 derart erweitert ist, daß eine ringförmige Schicht (nicht gezeigt) aus Zement oder einem anderen Abdichtungsmaterial, wie beispielsweise einer additionshärtenden Silikonzusammensetzung, zwischen der erweiterten Auskleidung 11 und der Bohrlochwandung vorliegt.
In dem unteren Abzweigbohrloch wurde ein Abzweigbohrlochfutter 12 erweitert und vor Ort zementiert, während in dem oberen Abzweigbohrloch 3 ein Abzweigbohrlochfutter 13 durch Hindurchpumpen oder -drücken eines Erweiterungsdornes 14 in Richtung des Bohrlochbodens erweitert ist.
Als Ergebnis des Erweiterungsprozesses wird eine Mehrerweiterung in der erweiterten Auskleidung oder in dem Futter geschaffen und sichergestellt, daß die erweiterten Abzweigbohrlochfutter 12 und 13 gegen die Abzweigstellen 15 und 16 der Innenwand der Hauptbohrlochauskleidung 11 derart fest angepreßt sind, daß ein ausgezeichneter elektrischer Kontakt zwischen den Abzweigbohrlochfutter 12 und 13 und der Hauptbohrlochauskleidung 11 hergestellt ist.
In der ersten Hauptbohrlochauskleidung 11 ist eine elektrische Verstärkungsstation 17 an einer Stelle angeordnet, an der die elektrische Isolationshülse 18 innerhalb der Auskleidung 11 befestigt ist, wobei die Auskleidung 11 über einen vorbestimmten Abstand weggefräst ist. Die Verstärkungsstation 17 weist eine Elektrode 18 auf, welche mit dem Auskleidungsabschnitt oberhalb der Aussparung elektrisch verbunden ist, und eine andere Elektrode 19, welche unterhalb der Aussparung elektrisch verbunden ist. Ebenso ist eine ähnliche Verstärkungsstation 17 in dem unteren Abzweigbohrloch 4 angeordnet und weist zwei Elektroden 18, 19 auf, welche mit Abschnitten des Abzweigbohrlochfutters 12 verbunden sind, die einander koaxial überlappen, aber voneinander durch eine elektrische Isolationshülse 22 elektrisch isoliert sind. Anstatt koaxiale elektrisch isolierte rohrförmige Abschnitte zu verwenden, kann die elektrische Isolation auch durch die Verwendung eines vorinstallierten Kunststoffabschnittes in dem Bohrlochrohr erreicht werden, wobei der Kunststoffabschnitt auf die gleiche Art erweitert wird, wie die Stahlteile des Rohrstranges.
Der Klarheit halber sind die Stromverstärkerstationen 17 außerhalb des Bohrloches gezeigt, aber im allgemeinen werden diese Stationen 17 in einer ringförmigen Trägerhülse innerhalb des Bohrlochrohres befestigt, wie es die 3 veranschaulicht. 1 zeigt auch schematisch, daß ein zweiter Pol 10B des elektrischen Energieerzeugers 10 mit der Erde verbunden ist, und daß auch die Abzweigbohrlochfutter 12 und 13 mit der Erde an einer oder mehreren ausgewählten Stellen 21 und 23 verbunden sind, derart, daß die Erde 5 eine elektrische Rückleitung von dem Bohrlochfutter 12 und 13 und dem zweiten Pol 10B bildet, wie durch die Phantomlinie 20 dargestellt.
2 zeigt, wie ein unteres Bohrlochrohr erweitert ist, welches aus einer formbaren Stahlqualität 24 gebildet ist, inner halb des unteren Endes eines vorliegenden Bohrlochrohres 25 unter Anwendung eines Erweiterungsdornes 26 mit einer konischen und keramischen Außenfläche mit einem halben Scheitelwinkel A von 10° und 40°, und vorzugsweise zwischen 20° und 30°. Die obere Bohrlochauskleidung 25 wurde innerhalb des Bohrloches 28 zementiert, und als Ergebnis des Erweiterungsprozesses erhält das untere Bohrlochrohr eine Mehrerweiterung, derart, daß ihr Innendurchmesser länger als die Außendurchmesser des Rohres 26 wird, und das erweiterte untere Rohr 24 gegen die sich überlappenden Teile 27 des oberen Rohres 25 derart fest angepreßt wird, daß eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen den unteren und oberen Bohrlochrohren 24 und 25 geschaffen wird.
3 zeigt eine Stelle, an der ein unteres Rohr 30 innerhalb eines erweiterten unteren Endes 31 eines unteren Bohrlochrohres 32 erweitert wurde, und eine zwischen den koaxialen rohrförmigen Teilen angeordnete elektrische Isolationshülse 33.
Eine ringförmige elektrische Energieerzeugungsstation 34 ist innerhalb des erweiterten unteren Endes 31 des oberen Rohres 32 genau über dem oberen Ende des unteren Rohres 30 angeordnet. Die Station 34 ist mit Elektroden 35 ausgestattet, welche eine elektrische Verbindung zwischen den Rohren 30 und 32 schaffen.
4 zeigt, wie ein Abzweigbohrloch 40 von einem Hauptbohrloch 41 über eine Öffnung 42 weggebohrt ist, welche in der Hauptbohrlochauskleidung 43 und in dem umgebenden Zementringraum 44 gefräst ist.
5 zeigt, wie ein erweiterbares Abzweigbohrlochfutter 45 in dem Abzweigbohrloch 40 der 4 durch einen Erweiterungs dorn 46 erweitert wird, welcher dem in 2 gezeigten Dorn 26 ähnlich ist.
Als Ergebnis der Mehrerweiterung während des Erweiterungsprozesses ist das Abzweigbohrlochfutter 45 gegen die Innenwand der Hauptbohrlochauskleidung 43 und gegen den Rand der Öffnung elastisch angepreßt, wodurch eine feste elektrische Verbindung zwischen der Hauptbohrlochauskleidung 43 und dem Abzweigbohrlochfutter 44 geschaffen wird, wobei die Verbindung während der gesamten Lebensdauer des Bohrloches zuverlässig bestehen bleibt.
6 zeigt eine Abzweigstelle in einem mehrseitigen Bohrlochsystem, wobei ein Verzweigungselement 50 oder einen Verteiler mit einer oberen Hauptbohrlochauskleidung 51 befestigt und elektrisch verbunden ist (wahlweise über eine elektrische Verstärkungsstation, wie in 3 gezeigt).
Ein unterer Hauptauskleidungsabschnitt 52 und ein Abzweigbohrlochfutter 53 sind jeweils radial durch einen Erweiterungsdorn 54 innerhalb der Haupt- und Abzweigbohrlöcher derart erweitert, daß die oberen Enden des unteren Hauptauskleidungsabschnittes 52 und das Futter gegen die unteren Abzweigungen des Verzweigungselementes 50 fest angedrückt werden, welche als elektrischer Kontakt und als Aufnahme 55 dienen.
7 zeigt einen Einströmabschnitt des Abzweigbohrloches 60, an dem das Abzweigbohrlochfutter 61 Öffnungen 62 aufweist, über welchen möglich ist, daß das Öl und/oder das Gas aus der umgebenden Öl- und/oder Gaslagerformation 63 in das Bohrloch 60 fließt, wie durch den Pfeil 64 gezeigt.
Eine Einrichtungsträgerhülse 65 ist innerhalb des Futters 61 mittels eines Paares von erweiterbaren Dichtungen 66 abdichtend befestigt.
Die Hülse 65 umfaßt Öffnungen 67 und ist von einem beweglichen hülseförmigen Ventilkörper 68 umgeben, welcher Öffnungen aufweist, die in der in 7 gezeigten Position mit den Öffnungen 67 der Hülse 65 ausgerichtet sind. Wegen dieser Ausrichtung der Öffnungen 67 und 69 kann Öl und/oder Gas aus dem Bohrloch 60 fließen.
8 zeigt, wie sich ein hülsenförmiger Ventilkörper 68 derart bewegt, daß die Öffnungen 67 und 69 nicht ausgerichtet sind, und der Strom des Öls und/oder Gases aus der Formation 63 in das Bohrloch 60 unterbrochen ist.
Die Bewegung des hülsenförmigen Ventilkörpers 68 wird durch ein elektrisches Stellglied 70 gebildet, welches durch eine wiederaufladbare Lithium-Ion-Hochtemperaturbatterie 71 angetrieben wird, die eine mit der umgebenden Formation elektrisch verbundene Elektrode 72 und eine andere mit dem Futter 61 elektrisch verbundene Elektrode 73 aufweist.
Der elektrische Gleichstrom (DC), welcher über die Hauptauskleidung (nicht gezeigt) zu dem Abzweigbohrlochfutter 61 übertragen wird, wird zum Pufferspeichern der Batterie 71 verwendet. Die Batterie 71 treibt das Ventilstellglied 70 und wahlweise auch den Strom, den Druck, die Temperatur, den Aufbau, die Reservoirbildgebung und/oder die von der Hülse 65 getragenen seismischen Einrichtungen (nicht gezeigt) an, wobei die von der Einrichtung erzeugten Signale zu einer Oberflächen-Überwachungseinrichtung übertragen werden, durch die Übertragung von pulsförmigen elektromagnetischen VLC- oder ELC-Signalen, welche Spannungspegelschwingungen um den Gleichspannungs pegel des Abzweigbohrlochfutters 61 umfassen, über die Elektrode 72 und über das Futter 61 zu der Hauptbohrlochauskleidung (nicht gezeigt) und einem mit dem oberen Ende der Auskleidung (wie in 1 gezeigt) bis zu dem Überwachungs- und/oder Steuerungseinrichtung an der Oberfläche verbundenen elektrischen Kabel.
In dem in 7 gezeigten Beispiel ist die Batterie 71 eine rohrförmige keramische Lithium-Ion-Hochtemperaturbatterie, und eine Reihe von Reservoir-Bildgebungssensoren 75 sind in die das Bohrloch 60 umgebenden Formation 63 eingebettet. Diese Sensoren 75 übertragen und/oder empfangen Signale über induktive Koppler 76, welche mit einer auf der Hülse befestigten Signale verarbeitenden Einrichtung verbunden sind. Die verarbeitende Einrichtung kann den Ventilkörper 68 betätigen und/oder elektrische Reservoir-Bildgebungsdaten übertragen, welche von Sensoren 75 über eine Wandung des Bohrlochfutters 61 und Bohrlochrohre in dem Haupt- oder Mutterbohrloch zur Förderungs-Überwachungseinrichtung auf der Plattform oder zu anderen Einrichtungen an der Oberfläche erhalten wurden, wie in 1 dargestellt.

Claims

Mehrseitiges Bohrloch und elektrisches Übertragungssystem, umfassend: – eine in einem Hauptbohrloch (2) angeordnete elektrisch leitende Hauptbohrlochauskleidung (11), und – ein elektrisch leitendes Abzweigbohrlochfutter (12, 13), das in einem Abzweigbohrloch (3) angeordnet ist, wobei das Abzweigbohrlochfutter (12, 13) mit der Hauptbohrlochauskleidung (11) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptbohrlochauskleidung (11) und das Abzweigbohrlochfutter (12, 13) miteinander elektrisch leitend verbunden sind und eine elektrische Verbindung zur Übertragung von elektrischen Strom und/oder Signalen zwischen dem Haupt- und den Abzweigbohrloch (2, 3) von einem ersten Pol einer elektrischen Stromquelle (10) bilden, die elektrisch leitend mit der Hauptbohrlochauskleidung (11) und einer elektrisch angetriebenen Einrichtung (68, 70, 75) innerhalb des Abzweigbohrloches verbunden ist, das mit dem Abzweigbohrlochfutter elektrisch verbunden ist, und wobei ein zweiter Pol (10B, 21, 23, 72) der elektrischen Stromquelle (10) und des Abzweigbohrlochfutters (12, 13) mit der Erde (5) elektrisch verbunden ist.
Mehrseitiges Bohrloch und elektrisches Übertragungssystem nach Anspruch 1, bei welchem die elektrisch angetriebene Einrichtung eine wiederaufladbare Batterie (71) umfaßt, welche mit einem über die Bohrlochauskleidung und das Bohrlochfutter (11, 12, 13) übertragenen kleinen elektrischen Strom puffernd aufladbar ist.
Mehrseitiges Bohrloch und elektrisches Übertragungssystem nach Anspruch 1, bei welchem das Abzweigbohrlochfutter (12, 13) ein radial erweiterbares Rohr ist, welches aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt und während der Installation innerhalb des Abzweigbohrloches (3) radial erweiterbar ist, und wobei eine elektrisch leitende Aufnahme (43) an oder nahe der Abzweigstelle derart angeordnet ist, daß als Ergebnis des Erweiterungsvorganges das erweiterbare Abzweigbohrlochfutter in elektrischen Kontakt mit der Aufnahme (43) drückbar ist.
Mehrseitiges Bohrloch und elektrisches Übertragungssystem nach Anspruch 3, bei welchem die Aufnahme (43) durch die Hauptbohrlochauskleidung (43) selbst gebildet ist, und das Abzweigfutter (45) ein unteres Ende aufweist, welches gegen eine Innenwandung der Hauptbohrlochauskleidung (43) radial erweiterbar ist, und sich über ein Fenster (42) in der Hauptbohrlochauskleidung (43) in das Abzweigbohrloch (40) erstreckt.
Mehrseitiges Bohrloch und elektrisches Übertragungssystem nach Anspruch 3, bei welchem die Aufnahme durch einen rohrförmigen Abzweigabschnitt eines Verzweigungselementes (50) gebildet ist, wobei das Verzweigungselement (50) einen Hauptabschnitt aufweist, der mit der Hauptbohrlochauskleidung (51) elektrisch verbunden ist, und der Abzweigabschnitt sich von dem Hauptbohrloch in das Abzweigbohrloch erstreckt.
Mehrseitiges Bohrloch und elektrisches Übertragungssystem nach Anspruch 3, bei welchem die Hauptbohrlochauskleidung (11) und das Abzweigbohrlochfutter (12, 13) aus einem formbaren Werkstoff hergestellt sind und das Abzweigbohrlochfutter während der Installation derart erweitert ist, daß das erweiterte Abzweigbohrlochfutter (12, 13) einen Innendurchmesser hat, der mindestens 0,9-mal so groß ist wie der Innendurchmesser der Hauptbohrlochauskleidung (11).
Mehrseitiges Bohrloch und elektrisches Übertragungssystem nach Anspruch 2, bei welchem die elektrisch angetriebene Einrichtung (68, 70, 75) eine Meß- und/oder Steuereinrichtung umfaßt, welche mit einer wiederaufladbaren Lithium-Ion-Hochtemperaturbatterie (71) angetrieben und an einem Einrichtungsträgermodul (65) montiert ist, welcher innerhalb des Abzweigbohrlochfutters (61) derart lösbar befestigt ist, daß die eine Elektrode (73) der Batterie (71) mit dem Abzweigbohrlochfutter elektrisch verbunden ist und die andere Elektrode (72) der Batterie mit der das Abzweigbohrloch (60) umgebenden unterirdischen Erdformation (63) elektrisch verbunden ist.
Mehrseitiges Bohrloch und elektrisches Übertragungssystem nach Anspruch 7, bei welchem der Einrichtungsträgermodul durch eine Hülse (65) gebildet ist, welche innerhalb des Abzweigbohrlochfutters (61) mittels einer Anzahl von erweiterbaren Klemmen (66) lösbar verbunden ist.
Mehrseitiges Bohrloch und elektrisches Übertragungssystem nach Anspruch 8, bei welchem die Hülse (65) einen Zuflußbereich des Abzweigbohrloches (60) umfasst, bei welchem das Abzweigbohrlochfutter (61) gelocht ist, die erweiterbaren Klemmen aus einem Paar von erweiterbaren Dichtungen (66) gebildet sind, welche eine ringförmige Aussparung zwischen dem Abzweigbohrlochfutter (61) und der Hülse (65) nahe jedem Ende der Hülse abdichten, und wobei die Hülse (65) mit einer oder mehreren Fluideinlaßöffnungen (67) versehen ist, die durch ein oder mehrere Ventile (68) ge öffnet und geschlossen werden können, welche von wiederaufladbaren Batterien (71) angetrieben sind.
Mehrseitiges Bohrloch und elektrisches Übertragungssystem nach Anspruch 1, bei welchem die Hauptbohrlochauskleidung (11) und/oder das Abzweigbohrlochfutter (11, 12, 13) mit zumindest einer elektrischen Verstärkungsstation (17) ausgestattet ist, wobei die Station einen elektrisch nicht leitenden Abschnitt der Bohrlochauskleidung oder des Futters (11, 12, 13) umfaßt und mit den elektrisch leitenden Teilen an beiden Enden (18, 19) des elektrisch nicht leitenden Abschnittes der Bohrlochauskleidung oder des Futters elektrisch verbunden ist.
Mehrseitiges Bohrloch und elektrisches Übertragungssystem nach Anspruch 10, bei welchem der elektrisch nicht leitende Abschnitt der Bohrlochauskleidung oder des Futters (11, 12, 13) durch eine elektrisch nicht leitende ringförmige Dichtung (22) gebildet ist, die zwischen sich überlappenden koaxialen Abschnitten der Bohrlochauskleidung oder des Futters angeordnet ist, und wobei die elektrische Verstärkungsstation (17) innerhalb des äußersten Abschnittes (12) der Bohrlochauskleidung oder des Futters nahe dem Ende des innersten Abschnittes der Bohrlochauskleidung oder des Futters derart angeordnet ist, daß eine Elektrode (18) der elektrischen Verstärkungsstation (17) mit dem äußersten Abschnitt und eine andere Elektrode (19) der Station (17) mit dem innersten Abschnitt elektrisch leitend verbunden ist.
Mehrseitiges Bohrloch und elektrisches Übertragungssystem nach Anspruch 11, welches eine Vielzahl von Abzweigbohrlöchern (3, 4) und eine Vielzahl von elektrischen Verstärkungsstationen (17) umfaßt.