DE60032920T2 - Vorrichtung zur übertragung von elektrische energie zwischen rotierenden und nicht rotierenden teilen von bohrlochwerkzeugen - Google Patents

Vorrichtung zur übertragung von elektrische energie zwischen rotierenden und nicht rotierenden teilen von bohrlochwerkzeugen Download PDF

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    • E21B47/12Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling

Description

  • Die Erfindung bezieht sich insgesamt auf auf Ölfeldern im Bohrloch einsetzbare Werkzeuge und insbesondere auf Bohranordnungen, die zum Bohren von Bohrlöchern verwendet werden, bei denen elektrische Leistung und Daten zwischen drehenden und nicht drehenden Teilen der Bohranordnung übertragen werden.
  • Zur Gewinnung von Kohlenwasserstoffen, wie Öl und Gas, werden Bohrlöcher oder Bohrschächte gebohrt, indem ein an dem unteren Ende einer Bohranordnung (worauf im Folgenden als "Bohrlochsohlenanordnung" oder "BHA" – Bottom Hole Assembly – Bezug genommen wird) angebrachter Bohrmeißel gedreht wird. Die Bohranordnung ist am unteren Ende eines Bohrstrangs befestigt, bei dem es sich gewöhnlich entweder um ein zusammengesetztes starres Rohr oder um einen relativ flexiblen wickelbaren Rohrstrang handelt, auf den üblicherweise als "Wickelrohrstrang" Bezug genommen wird. Auf den Strang mit dem Rohr und der Bohranordnung wird gewöhnlich als "Bohrstrang" Bezug genommen. Wenn ein zusammengesetztes Rohr als Steigrohr verwendet wird, wird der Bohrmeißel dadurch gedreht, dass das zusammengesetzte Rohr von über Tage aus und/oder durch einen Spülmittelmotor gedreht wird, der in der Bohranordnung enthalten ist. Im Falle eines Wickelrohrstrangs wird der Bohrmeißel durch den Spülmittelmotor gedreht. Während des Bohrens wird ein Bohrfluid (auf das auch als Spülmittel Bezug genommen wird) in das Rohr unter Druck eingeführt. Das Bohrfluid geht durch die Bohranordnung hindurch und tritt dann an der Unterseite des Bohrmeißels aus. Das Bohrfluid sorgt für eine Schmierung des Bohrmeißels und trägt Felsstücke, die von dem Bohrmeißel beim Bohren des Bohrlochs zerkleinert werden, nach über Tage. Der Spülmittelmotor wird durch das Bohrfluid gedreht, das durch die Bohranordnung hindurchgeht. Eine mit dem Motor und dem Bohrmeißel verbundene Antriebswelle dreht den Bohrmeißel.
  • Ein wesentlicher Anteil der gegenwärtigen Bohraktivität ist das Bohren von abgelenkten oder horizontalen Bohrlöchern, um Kohlenwasserstoffreservoirs vollständig auszubeuten. Solche Bohrlöcher können relativ komplexe Schachtprofile haben. Zum Bohren solcher komplexer Bohrlöcher verwendet man Bohranordnungen, die eine Vielzahl von unabhängig betätigbaren Kraftanlegeelementen haben, um eine Kraft auf die Bohrlochwand während des Bohrens des Bohrlochs aufzubringen, um den Bohrmeißel auf einer vorgegebenen Bahn zu halten und um die Bohrrichtung zu ändern. Solche Kraftanlegeelemente können am Außenumfang des Körpers der Bohranordnung oder an einer nicht drehenden Hülse angeordnet werden, die um die sich drehende Antriebswelle herum vorgesehen ist. Diese Kraftanlegeelemente werden radial zum Anlegen der Kraft auf den Bohrschacht bewegt, um den Bohrmeißel zu führen und/oder um die Bohrrichtung nach außen durch elektrische Vorrichtungen oder elektrohydraulische Vorrichtungen zu ändern. Bei solchen Bohranordnungen ist ein Spalt zwischen dem drehenden und dem nicht drehenden Teil vorhanden. Um die Gesamtgröße der Bohranordnung zu reduzieren und um den Rippen mehr Kraft zu geben, sollen die Vorrichtungen (wie der Motor und die Pumpe), die erforderlich sind, um die Kraftanlegeelemente zu betätigen, an dem nicht drehenden Teil angeordnet werden. Auch die elektronischen Schaltungen und bestimmte Sensoren sollen an dem nicht drehenden Teil positioniert werden. Deshalb muss Energie zwischen dem drehenden Teil und dem nicht drehenden Teil übertragen werden, damit elektrisch betätigte Vorrichtungen und die Sensoren in dem nicht drehenden Teil funktionieren. Ferner müssen Daten zwischen dem drehenden und dem nicht drehenden Teil einer solchen Bohranordnung übertragen werden. Zum Übertragen von Energie und Daten werden häufig abgedichtete Schleifringe eingesetzt. Die Dichtungen brechen häufig und verursachen im Bohrloch Werkzeugstörungen.
  • In Bohranordnungen, die eine nicht drehende Hülse, wie vorstehend beschrieben, nicht aufweisen, sollen die Energie und die Daten zwischen der drehenden Bohrwelle eines Bohrmotors und dem stationären Gehäuse, welches die Bohrwelle umgibt, übertragen werden. Die auf die Drehwelle übertragene Energie kann dazu verwendet werden, Sensoren in der Drehwelle und/oder im Bohrmeißel zu aktivieren. Zwischen einem drehenden und nicht drehenden Teil mit einem Spalt dazwischen kann bei anderen Bohrlochwerkzeugausgestaltungen eine Energie- und Datenübertragung ebenfalls zweckmäßig sein.
  • Die WO 98/34003, gegenüber der die unabhängigen Ansprüche gekennzeichnet sind, offenbart einen Bohrstrang mit einer induktiven Koppelungsvorrichtung zur Übertragung von elektrischer Leistung zwischen einem Bohrstrang und einem Stabilisatorkörper.
  • Die US 5,931,239 offenbart ebenfalls eine Bohranordnung, bei der elektrische Leistung von einem drehenden auf ein nicht drehendes Element übertragen wird.
  • Die GB 1 436 455 offenbart eine im Bohrloch befindliche Signalvorrichtung mit einem Induktionsmotor, der zum Bewegen eines drehenden Elements zwischen einer eine Strömung unterbindenden und einer offenen Position verwendet wird.
  • Nach der vorliegenden Erfindung werden eine Bohranordnung, wie sie im Anspruch 1 beansprucht ist, und ein Verfahren bereitgestellt, wie es im Anspruch 9 beansprucht ist.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine kontaktlose und induktive Kopplung für die Übertragung von Energie und Daten zwischen drehenden und nicht drehenden Teilen von Ölfeldbohrlochgeräten bereit, wozu Bohranordnungen gehören, die drehende und nicht drehende Elemente enthalten.
  • Die bevorzugte Ausführungsform stellt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Energie- und Datenübertragung über einen Spalt zwischen drehenden und nicht drehenden Elementen in Ölfeld-Bohrlochgeräten bereit. Der Spalt kann ein nicht leitendes Fluid, beispielsweise ein Bohrfluid oder Öl, für den Betrieb von Hydraulikvorrichtungen in dem Bohrlochwerkzeug enthalten. Bei einer Ausgestaltung ist das Bohrlochwerkzeug eine Bohranordnung, bei welcher eine Welle durch einen im Bohrloch befindlichen Motor gedreht wird, um den Bohrmeißel zu drehen, der am unteren Ende der Welle befestigt ist. Eine im Wesentlichen um die Welle nicht drehende Hülse hat vorzugsweise eine Vielzahl von Kraftaufbringelementen, wobei jedes solche Element radial zwischen einer zurückgezogenen und einer ausgefahrenen Position bewegbar ist. Die Kraftaufbringelemente haben die Funktion, die Kraft auszuüben, die erforderlich ist, die Bohrrichtung aufrechtzuerhalten und/oder zu ändern. Bei einem bevorzugten System sorgen gemeinsame oder gesonderte elektrisch betätigte Hydraulikeinheiten für die Energie (Leistung) für die Kraftaufbringelemente. Eine Übertragungsvorrichtung mit induktiver Koppelung überträgt die elektrische Energie und die Daten zwischen den drehenden und nicht drehenden Elementen. Die Übertragung der Energie und der Daten zwischen dem drehenden Element und dem nicht drehenden Element wird durch eine elektronische Steuerschaltung oder -einheit gesteuert, die dem drehenden Element zugeordnet ist. Eine elektrische Steuerschaltung oder -einheit, die von dem nicht drehenden Element getragen wird, steuert die Energie für die Vorrichtungen in dem nicht drehenden Element sowie die Übertra gung der Daten von Sensoren und Vorrichtungen, die von dem nicht drehenden Element gehalten werden, zu dem drehenden Element.
  • Eine induktive Koppelungsvorrichtung kann Energie von dem im Wesentlichen nicht drehenden Gehäuse auf einen Bohrmotor für die drehende Bohrwelle übertragen. Die auf die drehende Bohrwelle übertragene elektrische Energie kann dazu verwendet werden, einen oder mehrere Sensoren in dem Bohrmeißel und/oder der Lageranordnung zu betreiben. In der Nähe des Bohrmeißels kann eine Steuerschaltung vorgesehen werden, um die Übertragung von Daten von den Sensoren in dem drehenden Element zu dem nicht drehenden Gehäuse zu steuern.
  • Die Daten in den verschiedenen Ausführungsformen werden durch Frequenzmodulation, Amplitudenmodulation oder durch diskrete Signale übertragen.
  • Es wird nun eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beispielsweise nur zusammen mit weiteren Anordnungen beschrieben, die lediglich für Veranschaulichungszwecke vorgesehen sind und sich auf die beiliegenden Zeichnungen beziehen, in denen
  • 1 eine isometrische Ansicht eines Teils einer Bohranordnung ist, die die Relativstellung einer Antriebswelle (das "drehende Element") und einer nicht drehenden Hülse (das "nicht drehende Element") und eine Übertragungsvorrichtung für elektrische Energie und Daten zum Übertragen von Energie und Daten zwischen den drehenden und nicht drehenden Elementen über einen Spalt zeigt,
  • 2 eine Schnittansicht einer Bohranordnung ist, die die Übertragungsvorrichtung für die elektrische Energie und die Daten sowie die elektrische Steuerschaltung zum Übertragen der Energie und der Daten zwischen dem drehenden und nicht drehenden Element der Bohranordnung zeigt,
  • 3A bis 3D schematische Funktionsansichten sind, die eine Ausführungsform und mehrere veranschaulichende Anordnungen bezüglich der in 1 und 2 gezeigten Übertragungsvorrichtung für Energie und Daten und für Betriebsvorrichtungen in einem nicht drehenden Element, wobei die Energie und die Daten verwendet werden, die von dem drehenden auf das nicht drehende Element übertragen werden, und für Betriebsvorrichtungen in einem drehen den Element zeigt, das die Energie und Daten verwendet, die von dem nicht drehenden auf das drehende Element übertragen werden,
  • 4 eine schematische Ansicht eines Teils einer Bohranordnung ist, wobei eine induktive Koppelung gezeigt ist, die an zwei alternativen Stellen für die Übertragung von Energie und Daten zwischen einem drehenden und einem nicht drehenden Element angeordnet ist, und
  • 5A und 5B Schnittansichten von zwei möglichen Ausgestaltungen für die induktive Koppelung eines Werkzeugs sind.
  • 1 ist eine isometrische Ansicht eines Abschnitts oder Teils 100 einer Bohranordnung, die nicht zu der vorliegenden Erfindung gehört und die relative Stellung einer drehenden hohlen Antriebswelle 112 (drehendes Element) und einer nicht drehenden Hülse (nicht drehendes Element) mit einem Spalt 113 dazwischen sowie eine elektrische Energie- und Datenübertragungsvorrichtung 135 zum Überführen von Energie und Daten zwischen der drehenden Antriebswelle und der nicht drehenden Hülse über den Spalt 113 zeigt. Der Spalt 113 kann mit einem Fluid gefüllt sein oder nicht. Das verwendete Fluid kann leitend oder nicht leitend sein.
  • Der Abschnitt 100 bildet den untersten Teil der Bohreinrichtung in einer Anordnung. Die Antriebswelle 112 hat einen unteren Bohrmeißelabschnitt 114 und einen oberen Spülmittelmotor-Verbindungsabschnitt 116. Ein Abschnitt der Hohlwelle 112 mit reduziertem Durchmesser verbindet die Abschnitte 114 und 116. Die Antriebswelle 112 hat eine durchgehende Bohrung 118, die den Durchgang für das Bohrfluid 121 bildet, das unter Druck der Bohranordnung von über Tage zugeführt wird. Der obere Verbindungsabschnitt 116 ist mit dem Energieabschnitt eines Bohrmotors oder Spülmittelmotors (nicht gezeigt) über eine flexible Welle (nicht gezeigt) gekoppelt. Ein Rotor in dem Bohrmotor dreht die flexible Welle, die ihrerseits die Antriebswelle 112 dreht. Der untere Abschnitt 114 nimmt einen Bohrmeißel (nicht gezeigt) auf und dreht sich, wenn sich die Antriebswelle 112 dreht. Um die Antriebswelle 112 herum ist zwischen dem oberen Verbindungsabschnitt 116 und dem Bohrmeißelabschnitt 114 eine im Wesentlichen nicht drehende Hülse 120 angeordnet. Während des Bohrens kann die Hülse 120 nicht vollständig stationär bleiben, sondern dreht sich mit einer sehr niedrigen Drehzahl. Gewöhnlich dreht sich die Bohrwelle mit 100 bis 600 Umdrehungen pro Minute (UpM), während sich die Hülse 120 mit weniger als 2 UpM drehen kann. Somit ist die Hülse 120 bezüglich der Antriebswelle 112 im Wesentlichen nicht drehend, so dass hier auf sie als im Wesentlichen nicht drehendes oder nicht drehendes Element bzw. Abschnitt Bezug genommen wird. Die Hülse 120 hat wenigstens eine Vorrichtung 130, die elektrische Energie benötigt. In der Ausgestaltung von 1 betätigt die Vorrichtung 130 ein oder mehrere Kraftaufbringelemente, wie das Element 132.
  • Die Übertragungsvorrichtung 135 für elektrische Energie hat einen Senderabschnitt 142, der an dem Außenumfang der drehenden Antriebswelle 112 befestigt ist, und einen Empfängerabschnitt 144, der an der Innenseite der nicht drehenden Hülse 120 befestigt ist. Bei dem montierten Bohrlochwerkzeug liegen der Senderabschnitt 142 und der Empfängerabschnitt 144 einander mit einem Spalt zwischen ihnen gegenüber. Die Außenabmessungen des Senderabschnitts 142 sind kleiner als die Innenabmessung des Empfängerabschnitts 144, so dass die Hülse 120 mit dem daran befestigten Empfängerabschnitt 144 über den Senderabschnitt 142 gleiten kann. Eine elektronische Steuerschaltung 125 (auf die hier auch als die "Primärelektronik" Bezug genommen wird) in dem drehenden Element 112 sorgt für die gewünschte elektrische Energie für den Sender 142 und steuert auch den Betrieb des Senders 142. Die Primärelektronik 125 sorgt auch für die Daten- und Steuersignale für den Senderabschnitt 142, der die elektrische Energie und die Daten auf den Empfänger 144 überträgt. Von der nicht drehenden Hülse 120 wird eine sekundäre Elektroniksteuerschaltung (auf die hier auch als "Sekundärelektronik" Bezug genommen wird) gehalten. Die Sekundärelektronik empfängt elektrische Energie von dem Empfänger 144, steuert den Betrieb der elektrisch betätigten Vorrichtung 130 in dem nicht drehenden Element 120, empfängt Messsignale aus den Sensoren in dem nicht drehenden Abschnitt 120 und erzeugt Signale, die zu der Primärelektronik über die induktive Koppelung 135 übertragen werden. Die Übertragung von elektrischer Energie und Daten zwischen dem drehenden und nicht drehenden Element wird nachstehend unter Bezug auf 2 bis 4 beschrieben.
  • 2 ist eine Schnittansicht einer Lageranordnung 200 einer Bohranordnung und zeigt u.a. die relative Position der verschiedenen in 1 gezeigten Elemente. Die Lageranordnung 200 hat eine Antriebswelle 201, die an ihrem oberen Ende an einer Koppelung 204 befestigt ist, die ihrerseits an einer flexiblen Stange festgelegt ist, die von dem Spülmittelmotor in der Antriebsanordnung gedreht wird. Um einen Abschnitt der Antriebswelle 201 herum ist eine nicht drehende Hülse 210 angeordnet. Die Lager 206 und 208 haben radiale und axiale Abstützungen für die Antriebswelle 201 während des Bohrens des Bohrlochs. Die nicht drehende Hülse 210 nimmt eine Vielzahl von ausfahrbaren Kraftaufbringelementen auf, beispielsweise die Elemente 220a bis 220b (Rippen). Die Rippe 220a sitzt in einem Hohlraum 224a in der Hülse 210. Der Hohlraum 224a enthält auch abgedichtete elektrohydraulische Komponenten für das radiale Ausfahren der Rippe 220a. Zu den elektrohydraulischen Komponenten kann ein Motor gehören, der eine Pumpe antreibt, die unter Druck stehendes Fluid einem Kolben 226a zuführt, um die Rippe 220a radial nach außen zu bewegen. Diese Komponenten sind nachstehend im Einzelnen unter Bezug auf 3A bis 3D beschrieben.
  • Eine induktive Koppelungsvorrichtung 230 überträgt elektrische Energie zwischen dem drehenden und dem nicht drehenden Element. Die Vorrichtung 230 hat einen Senderabschnitt 232, der von dem drehenden Element 201 gehalten wird, sowie einen Empfängerabschnitt 234, der von der nicht drehenden Hülse 210 gehalten wird. Die Vorrichtung 230 ist vorzugsweise eine induktive Vorrichtung, bei der sowohl der Sender als auch der Empfänger geeignete Spulen haben. Die Primärsteuerelektronik 236 ist vorzugsweise in dem oberen Koppelungsabschnitt 204 angeordnet. Es können auch andere Abschnitte des drehenden Elements für die Aufnahme eines Teils oder der gesamten Primärelektronik 236 verwendet werden. Die Sekundärelektronik 238 ist vorzugsweise angrenzend an den Empfänger 234 angeordnet. In dem drehenden Element 201 angeordnete Leiter und Verbindungsglieder 242 übertragen Energie und Signale zwischen der Primärelektronik 236 und dem Sender 232. Die Energie in Bohrlochwerkzeugen, wie sie in 2 gezeigt sind, werden gewöhnlich durch eine Turbine erzeugt, die von dem Bohrfluid gedreht wird, das der Bohranordnung unter Druck zugeführt wird. Die Energie kann auch von über Tage über elektrische Leitungen in dem Rohrstrang oder durch Batterien in dem Bohrlochwerkzeug zugeführt werden.
  • 3A ist ein Funktionsschema der Bohranordnung 300, die nicht zur Erfindung gehört, und zeigt ein Verfahren für eine Energie- und Datenübertragung zwischen dem drehenden und nicht drehenden Element der Bohranordnung. Die Bohranordnungen beziehen sich auch auf Bohrlochsohlenanordnungen oder BHA, die zum Bohren von Bohrlöchern und zum Bereitstellen verschiedener Formationsbewertungsmessungen und für die Ausführung von Messungen während des Bohrens, was an sich bekannt ist, verwendet werden, so dass der ins Einzelne gehende Aufbau und die Funktionen hier nicht beschrieben werden. Die nachstehende Beschreibung erfolgt hauptsächlich im Zusammenhang mit der Übertragung von elektrischer Energie und Daten zwischen dem drehenden und dem nicht drehenden Element.
  • Gemäß 3A ist die Bohranordnung 300 an ihrem oberen oder übertageseitigen Ende 302 mit einem Rohrstrang 310 über eine Koppelungsvorrichtung 304 gekoppelt. Der Rohrstrang 310, der gewöhnlich ein zusammengesetztes Rohr oder ein Wickelrohrstrang ist, wird zusammen mit der Bohranordnung 300 von dem Über-Tage-Bohrturm in das zu bohrende Bohrloch befördert. Die Bohranordnung 300 hat einen Spülmittelmotor-Leistungsabschnitt 320, der innerhalb eines Stators 324 einen Rotor 322 aufweist. Das dem Rohrstrang 310 mit Druck zugeführte Bohrfluid 301 geht durch den Spülmittelmotor-Leistungsabschnitt 320 hindurch, der den Rotor 322 dreht. Der Rotor 322 treibt eine flexible Koppelungswelle 326 an, die ihrerseits die Antriebswelle 328 dreht. Eine Vielzahl von Sensoren zum Messen während des Bohrens (MWD – Measurement While Drilling) und/oder zum Sondieren während des Bohrens (LWD – Logging While Drilling), die insgesamt mit dem Bezugszeichen 340 bezeichnet und von der Bohranordnung 300 gehalten ist, stellt Messungen für verschiedene Parameter bereit, zu denen Bohrlochparameter, Formationsbewertungsparameter und Bohranordnungs-Zustandsparameter gehören. Diese Sensoren können in einem separaten Abschnitt oder Modul, wie einem Abschnitt 341, angeordnet oder auf einen oder mehrere Sektionen in der Bohranordnung 300 verteilt werden. Üblicherweise sind einige der Sensoren in dem Gehäuse 342 der Bohranordnung 300 angeordnet.
  • Die elektrische Leistung wird gewöhnlich von einem turbinengetriebenen Wechselstromgenerator 344 erzeugt. Die Turbine wird durch das Bohrfluid 301 angetrieben. Die elektrische Leistung kann auch von über Tage über geeignete Leiter oder von Batterien in der Bohranordnung 300 eingespeist werden. Bei dem in 3A gezeigten System ist die Antriebswelle 328 das drehende Element und die Hülse 360 ist das nicht drehende Element. Die bevorzugte Energie- und Datenübertragungsvorrichtung 370 zwischen dem drehenden und nicht drehenden Element ist ein induktiver Transformator mit einem von dem drehenden Element 328 getragenen Senderabschnitt 372 und mit einem Empfängerabschnitt 374, der gegenüber dem Sender 372 in der nicht drehenden Hülse 360 angeordnet ist. Der Sender 372 und der Empfänger 374 enthalten jeweils Spulen 376 und 378. Die Energie für die Spulen 376 wird von der primären elektrischen Steuerschaltung 380 zugeführt. Die Primärelektronik 380 erzeugt eine geeignete Wechselspannung und eine geeignete Frequenz für die Anlegung an die Spulen 376. Die an die Spulen 376 angelegte Wechselspannung ist vorzugsweise eine Hochfrequenz von beispielsweise über 500 Hz. Die Primärelektronik erzeugt vorzugsweise auch eine geeignete Gleichspannung, die dann für nicht gezeigte Schaltungen an dem drehenden Element 328 verwendet wird. Die Drehung der Bohrwelle 328 induziert einen Strom in dem Empfängerab schnitt 374, der abgabeseitig eine Wechselspannung liefert. Die sekundäre Steuerschaltung oder die Sekundärelektronik 382 in dem nicht drehenden Element 360 wandelt die Wechselspannung aus dem Empfänger 372 in eine Gleichspannung um. Die Gleichspannung wird dann dazu verwendet, verschiedene elektronische Komponenten in der Sekundärelektronik und irgendwelche elektrisch betätigten Vorrichtungen zu betreiben. Das Bohrfluid 301 füllt üblicherweise den Spalt 311 zwischen dem drehenden Element 328 und dem nicht drehenden Element 360.
  • Die Signale für die elektrische Energie und die Daten aus einer Station im Bohrloch oberhalb des Bohrmotor-Leistungsabschnitts 320 kann zu einer Stelle darunter oder bohrlochabwärts von dem Spülflüssigkeits-Motorleistungsabschnitt auf ähnliche Weise übertragen werden, wie es vorstehend unter Bezug auf die Vorrichtung 370 beschrieben ist. In der Bohranordnung 300 können erzeugte Signale für die elektrische Energie und die Daten aus den Abschnitten 344 und 340 auf die drehenden Elemente 328 über eine induktive Koppelungsvorrichtung 330a übertragen werden, die einen Senderabschnitt 330a, der an einer geeigneten Stelle in dem nicht drehenden Abschnitt 324 (Stator) des Bohrmotors 320 angeordnet sein kann, und einen Empfängerabschnitt 330b aufweist, der in dem drehenden Abschnitt 322 (dem Rotor) vorgesehen werden kann. Die Signale für die elektrische Energie und die Daten werden für den Sender über geeignete Leiter oder Verbindungen 331a bereitgestellt, während die Signale und die Energie für die Daten zwischen dem Empfänger 330b und der Primärelektronik 380 sowie anderen Vorrichtungen in den drehenden Elementen über Verbindungsglieder 331b übertragen werden. Alternativ kann die Übertragungsvorrichtung für die Signale für die elektrische Energie und die Daten zum unteren Ende des Energieabschnitts hin angeordnet werden, wie es durch die Stelle für die Vorrichtung 332 gezeigt ist. Die Vorrichtung 332 hat einen Senderabschnitt 332a und einem Empfängerabschnitt 332b. Die Verbindungsglieder 333a übertragen jeweils Signale für die elektrische Energie und Daten zwischen dem Leistungsabschnitt 344 und dem Sensorabschnitt 340 auf einer Seite und dem Sender 332a, während Verbindungsglieder 333b Signale für Energie und Daten zwischen dem Empfänger 332b und Vorrichtungen oder Schaltungen, wie der Schaltung 380, in den drehenden Abschnitten übertragen.
  • Wie vorstehend erwähnt, treibt gemäß 3A ein Motor 350, der von der Sekundärelektronik 382 betätigt wird, eine Pumpe 364 an, die ein Arbeitsfluid, wie Öl, von einer Quelle 365 einem Kolben 366 zuführt. Der Kolben 366 bewegt seine zugehörige Rippe 368 von dem nicht drehenden Element 360 radial nach außen und übt eine Kraft auf das Bohrloch aus. Die Pumpgeschwindigkeit wird zur Steuerung der Kraft gesteuert oder moduliert, die von der Rippe an der Bohrlochwand angelegt wird. Alternativ kann ein Fluiddurchsatzsteuerventil 367 in der Hydraulikleitung 369 zum Kolben verwendet werden, um die Fluidzuführung zum Kolben und dadurch die von den Rippen 368 angelegte Kraft zu steuern. Die Sekundärelektronik 362 steuert den Betrieb des Ventils 369. Das nicht drehende Element 360 trägt eine Vielzahl von beabstandeten Rippen (üblicherweise drei), von denen jede unabhängig durch eine gemeinsame oder gesonderte Sekundärelektronik betätigt wird.
  • Die Sekundärelektronik 382 empfängt Signale von den Sensoren 379, die von dem nicht drehenden Element 360 gehalten werden. Wenigstens einer der Sensoren 379 liefert Messungen, die die von der Rippe 368 angelegte Kraft anzeigen. Jede Rippe hat einen entsprechenden Sensor. Die Sekundärelektronik 382 konditioniert die Sensorsignale und kann Werte der entsprechenden Parameter berechnen und liefert solche Parameter kennzeichnende Signale zu dem Empfänger 372, der die Signale zu dem Sender 372 überträgt. Zum Übertragen von Daten zwischen dem drehenden und nicht drehenden Abschnitt kann ein gesonderter Sender und Empfänger verwendet werden. Zum Übertragen von Informationen zwischen dem Sender und dem Empfänger oder umgekehrt können Frequenz- und/oder Amplitudenmoduliertechniken sowie Übertragungstechniken für diskrete Signale verwendet werden, die bekannt sind. Die Informationen von der Primärelektronik kann Befehlssignale zum Steuern des Betriebs der Vorrichtungen in der nicht drehenden Hülse aufweisen.
  • Bei den nicht zur Erfindung gehörenden Anordnungen sind die Primärelektronik und der Sender in dem nicht drehenden Abschnitt angeordnet, während die Sekundärelektronik und der Empfänger in dem drehenden Abschnitt des Bohrlochwerkzeugs angeordnet sind, wodurch elektrische Leistung von dem nicht drehenden Element auf das drehende Element übertragen wird. Diese Anordnungen werden nachstehend im Einzelnen unter Bezug auf 4 beschrieben.
  • Bei einer Anordnung werden elektrische Energie und Daten zwischen einer drehenden Bohrwelle und einer nicht drehenden Hülse der Bohranordnung über eine induktive Koppelung übertragen. Die übertragene Energie wird dazu verwendet, elektrische Vorrichtungen und Sensoren zu betreiben, die von der nicht drehenden Hülse gehalten werden. Die Rolle von Sender und Empfänger kann umgekehrt werden.
  • 3B ist ein teilweises Funktionsdiagramm einer Ausgestaltung einer Bohranordnung 30, die nicht zur vorliegenden Erfindung gehört und die die Verwendung der Signalübertragungsvorrichtung für elektrische Energie und Daten der vorliegenden Erfindung zeigt. Die gezeigte Bohranordnung 30 hat einen oberen Abschnitt 32, der aus mehr als einem hintereinander gekoppelten Abschnitt oder Modul zusammengesetzt sein kann. Der obere Abschnitt 32 hat einen Leistungsabschnitt oder eine Leistungseinheit, die elektrische Energie aus einer Quelle dafür bereitstellt, MWD/LWD-Sensoren und eine Zwei-Wege-Telemetrieeinheit. Die elektrische Energie kann von über Tage zugeführt oder in dem Abschnitt 32, wie nachstehend beschrieben, erzeugt werden. Der obere Abschnitt ist mit einem unteren Abschnitt 34 gekoppelt, der ein drehendes Element 36 hat, das einen Bohrmeißel 35 dreht. Um das drehende Element 36 herum ist ein nicht drehendes Element oder eine Hülse 38 angeordnet.
  • Die Bohranordnung 30 ist mit einem Bohrrohr 31 gekoppelt, das von über Tage gedreht wird. Das Bohrrohr 31 dreht den oberen Abschnitt 32 der Bohranordnung 30 und das drehende Element 36. Das nicht, drehende Element 38 bleibt bezüglich des drehenden Elements 36 im Wesentlichen stationär. Die Linie 37a zeigt die Übertragung von elektrischer Energie aus dem oberen Abschnitt 32 zum nicht drehenden Abschnitt 38 über die Übertragungsvorrichtung 37, während die Leitung 37b die Zwei-Wege-Verbindung für Daten/Signale zwischen dem drehenden Element 36 und dem nicht drehenden Abschnitt 38 anzeigt.
  • 3C zeigt ein Funktionsbild einer weiteren Ausgestaltung einer Bohranordnung 40, die den Abschnitt 32 und 34 von 3B sowie einen Bohrmotor im Bohrloch oberhalb von dem Abschnitt 32. Bei dieser Ausgestaltung dreht ein Rotor 44 eines Bohrmotors 42 den Abschnitt 32 und das an dem Bohrmeißel 35 befestigte drehende Element 36. Das Steigrohr 45 kann ein Bohrrohr oder ein Wickelrohrstrang sein. Wenn ein Bohrrohr als Steigrohr 45 verwendet wird, kann es von über Tage gedreht werden. Die Drehung des Bohrrohrs kann auf die Bohrmotordrehung aufgesetzt werden, um die Drehzahl des Meißels 35 zu erhöhen. Die Signale für die elektrische Energie und die Daten werden zwischen dem nicht drehenden Abschnitt 38 und dem drehenden Abschnitt 36 über eine Vorrichtung 37 übertragen, wie sie vorstehend unter Bezug auf 3B beschrieben ist.
  • 3D zeigt ein teilweises Funktionsbild einer Ausführungsform einer Modulbohranordnung 50, die die Signalübertragungsvorrichtung für Energie und Daten der vorliegenden Erfindung verwendet. Die Bohranordnung 50 hat einen unteren Abschnitt 54, einen Bohrmotorabschnitt 52, einen Energieabschnitt oder ein Modul 56 zwischen dem Bohrmotor 52 und dem unteren Abschnitt 54 sowie einen Sensor-/Telemetrieabschnitt 58 im Bohrloch oberhalb des Bohrmotors 52. Bei dieser Ausgestaltung kann ein gemeinsames Modul 56 für elektrische Energie verwendet werden, um dem unteren Abschnitt 54 und dem Sensor-/Telemetrieabschnitt 58, der sich über dem Spülflüssigkeitsmotor befindet, elektrische Energie zuzuführen. Bei dieser Ausführung dreht der Bohrmotor sowohl das Energiemodul 56 als auch ein drehendes Element 66. Eine Kommunikationsverbindung 67a zeigt die Übertragung von elektrischer Energie aus dem Energiemodul 56 auf das nicht drehende Element 68 über eine induktive Koppelungsvorrichtung 67 an, während Glieder 67b eine Zwei-Wege-Daten-/Signalübertragung zwischen dem drehenden Element 66 und dem nicht drehenden Element 68 anzeigen. Energie und Daten zwischen dem Energieabschnitt 56 und dem Sensor-/Telemetrieabschnitt 58 können über eine induktive Koppelung 70 übertragen werden, die einen Sender 70a in dem Rotor 51 und einen Empfänger 70b in dem stationären Abschnitt 53 (Statorabschnitt) hat. Die Energie- und Datenübertragung zwischen dem Stator 53 und dem Sensor-/Telemetrieabschnitt kann über Kommunikationsglieder 73 erfolgen. Die Energie- und Datenübertragungsvorrichtung 70 kann an jeder anderen geeigneten Stelle, beispielsweise nahe am oberen Ende, wie es durch die gestrichelt gezeichnete Vorrichtung 77 gezeigt ist, angeordnet werden. Mit dem oberen Ende des Abschnitts 58 ist ein Steigrohr 79 gekoppelt. Als Steigrohr 79 kann ein Bohrgestängestrang oder ein Wickelrohrstrang verwendet werden. Wenn ein Bohrgestängestrang als Steigrohr 79 verwendet wird, kann er von über Tage gedreht werden. In diesem Fall wird die Gestängestrangdrehung auf die Bohrmotordrehung aufgesetzt, wie es oben anhand von 3C beschrieben ist.
  • 4 ist eine schematische Darstellung eines Abschnitts 400 einer Bohranordnung, die nicht zur vorliegenden Erfindung gehört und zwei alternative Anordnungen für die Leistungs- und Datenübertragungsvorrichtung zeigt. 4 zeigt einen Bohrmotorabschnitt 415, der einen Rotor 416 hat, der in einem Stator 418 angeordnet ist. Der Rotor 416 ist mit einer flexiblen Welle 422 an eine Koppelung 424 gekoppelt. Mit dem untere Ende 420 der flexiblen Welle 422 ist eine Bohrwelle 430 verbunden. Die Bohrwelle 430 ist in einer Lageranordnung mit einem Spalt 436 dazwischen angeordnet. Das von über Tage mit Druck zugeführte Bohrfluid 401 geht durch den Energieabschnitt 410 des Motors 400 hindurch und dreht den Rotor 416. Der Rotor dreht die flexible Welle 422, die ihrerseits die Bohrwelle 430 dreht. Wenn sich die Bohrwelle dreht, dreht sich ein Bohrmeißel (nicht gezeigt), der am unteren Ende 438 der Bohrwelle 430 aufgenommen ist. Lager 442 und 494 sorgen für eine radiale und axiale Stabilität an der Bohrwelle 430. Das obere Ende 450 des Motorleistungsabschnitts 410 ist mit MWD-Sensoren über geeignete Verbindungsstücke gekoppelt. Für den Spülflüssigkeitsmotorabschnitt 415 kann ein gemeinsames oder durchgehendes Gehäuse 445 verwendet werden.
  • Bei einer Anordnung werden Energie und Daten zwischen dem Lageranordnungsgehäuse 461 und der drehenden Antriebswelle 430 durch eine induktive Koppelungsvorrichtung 470 übertragen. Der Sender 471 ist an dem stationären Gehäuse 461 angeordnet, während sich der Empfänger 472 an der drehenden Treibwelle 430 befindet. Von einer geeigneten Stelle über dem Spülflüssigkeitsmotor 410 aus laufen ein oder mehrere Energie- und Datenverbindungsglieder 480 zu dem Sender 471. Den Energie- und Datenverbindungsgliedern 480 kann von einer geeigneten Leistungsquelle in der Bohranordnung 400 oder von über Tage elektrische Energie zugeführt werden. Die Verbindungsglieder 480 können mit einer primären Steuerelektronik (nicht gezeigt) und den MWD-Vorrichtungen gekoppelt werden. In dem Bohrmeißel ist eine Vielzahl von Sensoren, beispielsweise ein Drucksensor S1, Temperatursensoren S2, Vibrationssensoren S3 usw. angeordnet.
  • Die sekundäre Steuerelektronik 482 wandelt die Wechselspannung aus dem Empfänger in eine Gleichspannung um und führt sie zu den verschiedenen elektronischen Komponenten der Schaltung 482 oder zu den Sensoren S1 bis S3. Die Steuerelektronik 482 konditioniert die Sensorsignale und überträgt sie auf den Datenübertragungsabschnitt der Vorrichtung 470, die solche Signale zum Sender 371 sendet. Diese Signale werden dann von einer Primärelektronik in der Bohranordnung 400 benutzt. Bei der vorstehend beschriebenen Anordnung überträgt also eine induktive Koppelungsvorrichtung elektrische Energie aus dem nicht drehenden Abschnitt der Lageranordnung auf ein drehendes Element. Die induktive Koppelungsvorrichtung überträgt auch Signale zwischen diesem drehenden und nicht drehenden Element. Die auf das drehende Element übertragene elektrische Energie wird dazu verwendet, Sensoren und Vorrichtungen in dem drehenden Element zu betätigen. Die induktiven Vorrichtungen stellen auch eine Zwei-Wege-Datenkommunikationsverbindung zwischen dem drehenden und dem nicht drehenden Element her.
  • Bei einer anderen Anordnung kann eine gesonderte Unteranordnung oder ein Modul 490, die/das eine induktive Vorrichtung 491 enthält, über dem Spülmittelmotor 415 oder im Bohrloch oberhalb von ihm angeordnet werden. Das Modul 490 hat ein Element 492, das drehbar in einem nicht drehenden Gehäuse 493 angeordnet ist. Das Element 492 wird vom Spülmittelmotor 410 gedreht. Der Sender 496 ist an dem nicht drehenden Gehäuse 493 angeordnet, während der Empfänger 497 an dem drehenden Element 492 befestigt ist. Für den Sender 496 werden Energie und Signale über Leiter 494 bereitgestellt, während die empfangene Energie zu den drehenden Abschnitten über Leiter 495 übertragen wird. Die Leiter 495 können auch durch den Rotor, die flexible Welle und die Bohrwelle verlaufen. Die den drehenden Abschnitten zugeführte Energie kann dazu verwendet werden, irgendeine Vorrichtung oder einen Sensor in den drehenden Abschnitten, wie vorstehend beschrieben, zu betätigen. Somit wird bei dieser Anordnung elektrische Energie auf die drehenden Elemente der Bohranordnung durch einen gesonderten Modul oder eine gesonderte Einheit über dem Spülmittelmotor übertragen.
  • 5A und 5B sind Schnittansichten von zwei möglichen Ausgestaltungen einer induktiven Koppelung zur Verwendung bei den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wie sie vorstehend beschrieben und in den 1 bis 4 gezeigt sind. In 5A hat eine Bohranordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ein Drehelement 502 und ein nicht drehendes Element 504. Die in 5A nicht gezeigten Elemente der Ausführungsform sind im Wesentlichen identisch mit den Elementen, wie sie vorstehend in den 1 bis 4 beschrieben und gezeigt sind.
  • Mit der Bohranordnung 500 ist ein drehendes Element 502 gekoppelt. Mit dem drehenden Element 502 ist ein Sender 506 gekoppelt. Der Sender 506 hat Senderwicklungen 510 aus isolierten Drähten. Der Sender 506 hat wenigstens einen Abschnitt 522, der ein weiches ferromagnetisches Material aufweist, beispielsweise Weicheisen oder Ferrit, das dazu verwendet wird, ein später zu beschreibendes Magnetfeld zu konzentrieren.
  • Koaxial um das drehende Element 502 ist ein nicht drehendes Element 504 angeordnet. Mit dem nicht drehenden Element 504 ist ein Empfänger 509 gekoppelt. Der Empfänger 509 hat Empfängerwicklungen 508 aus isolierten Drähten. Der Empfänger 509 hat wenigstens einen Abschnitt 524, der ein weiches ferromagnetisches Material, wie Weicheisen oder Ferrit, aufweist, das dazu verwendet wird, ein magnetisches Feld über den Empfängerwicklungen 508 zu konzentrieren.
  • Die Senderwicklungen 510 und die Empfängerwicklungen 508 sind voneinander durch einen Spalt 520 getrennt. Der Spalt 520 kann gefüllt oder evakuiert sein. Wenn der Spalt gefüllt ist, kann er mit einem Fluid oder einem Gas oder einer Flüssigkeit gefüllt sein, wobei das Fluid entweder leitend oder nicht leitend sein kann.
  • Von einer elektronischen Steuerschaltung (siehe Bezugszeichen 125 von 1) bereitgestellter elektrischer Strom strömt durch die Senderwicklungen 510, um ein elektromagnetisches Feld 512 zu erzeugen. Das Feld 512 überquert den Spalt 520 und umschließt die Empfängerwicklungen 508. In den Empfängerwicklungen 508 wird immer dann ein Strom erzeugt, wenn das Feld 512 ein Wechselfeld ist. Das Feld 512 ist dann ein Wechselfeld, wenn der Strom in den Senderwicklungen 510 ein Wechselstrom ist.
  • Der in den Empfängerwicklungen 508 induzierte Strom kann dazu verwendet werden, für verschiedene elektrische Komponenten, die an dem nicht drehenden Element 504 gehalten werden, Energie, Daten oder beides bereitzustellen. In 5A sind spezielle elektrische Komponenten nicht gezeigt, obwohl Beispiele für elektrische Komponenten vorstehend beschrieben und in 1 bis 4 gezeigt sind. Zur Verbindung der Schaltungen mit dem Empfänger 509 werden eine oder mehrere Punkte 514, 516 und 518 an den Empfängerwicklungen 508 verwendet. Der Fachmann sieht, dass ein an der Empfängerwicklung 508 ausgewählter spezieller Punkt 514 eine spezielle Spannung einstellt, die auf einen vorgegebenen Masse(oder neutralen)Punkt bezogen ist, der ein anderer Punkt 518 längs der Empfängerwicklung 508 ist.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform (nicht gezeigt) hat der Empfänger 509 einen Vielzahl von Empfängerwicklungsabschnitten, die elektrisch und körperlich voneinander getrennt sind. Jede Empfängerwicklung kann dazu verwendet werden, Energie und/oder Datensignale von dem Sender 506 zu empfangen. Jede Empfängerwicklung kann dann die Energie- und/oder Datensignale zu einer unabhängigen elektrischen Komponente in der nicht drehenden Hülse 504 leiten.
  • 5B zeigt einen Teilquerschnitt einer Bohranordnung 500 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer alternativen Ausgestaltung einer induktiven Koppelung. Elemente der Ausführungsform, die in 5B nicht gezeigt sind, sind im Wesentlichen identisch mit Elementen, die vorstehend beschrieben und in den 1 bis 4 gezeigt sind.
  • Die in 5B gezeigte Ausgestaltung hat einen Sender 544, der mit einem drehenden Element 540 der Bohranordnung 500 gekoppelt ist. Mit dem Sender ist eine Vielzahl von Senderelementen (Schuhen) 552 so gekoppelt, dass die Schuhe 522 sich mit dem drehenden Element 540 drehen. Jeder Senderschuh 552 hat eine Senderwicklung 546, die sich mit dem drehenden Element 540 dreht. Der Sender 544 hat wenigstens einen Abschnitt 564, der ein weiches ferromagnetisches Material, wie Weicheisen oder Ferrit, aufweist, das dazu verwendet wird, ein Magnetfeld über die Senderwicklungen 546 zu konzentrieren. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist jeder Senderschuhaufbau in dem Abschnitt 564 eingeschlossen.
  • Um das drehende Element 542 herum ist ein im Wesentlichen nicht drehendes Element 542 angeordnet. Mit dem nicht drehenden Element 542 ist ein Empfänger 545 gekoppelt. Mit dem Empfänger 545 ist eine Vielzahl von Empfängerelementen (Schuhe) 550 gekoppelt, wobei jeder Empfängerschuh 550 eine Empfängerwicklung 548 hat. Der Empfänger 545 hat wenigstens einen Abschnitt 562, der ein weiches ferromagnetisches Material, wie Weicheisen oder Ferrit, aufweist, das dazu verwendet wird, ein Magnetfeld über die Empfängerwicklungen 548 zu konzentrieren. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist jeder Schuhaufbau in den Abschnitt 562 eingeschlossen.
  • Ein Spalt 560 trennt den Empfänger 545 von dem Sender 544. Der Spalt 560 kann gefüllt oder evakuiert sein. Wenn der Spalt gefüllt ist, kann er mit einem Fluid oder einem Gas oder einer Flüssigkeit gefüllt sein, die entweder leitend oder nicht leitend ist. Vorzugsweise ist der Spalt 560 mit einem im Wesentlichen nicht leitenden Fluid gefüllt.
  • Wie vorstehend beschrieben und in 5A gezeigt ist, kann eine Vielzahl von nicht gezeigten elektrischen Komponenten unter Verwendung der Energie und Datensignale betätigt werden, die von dem Empfänger 545 erhalten werden. Eine andere Komponente kann mit dem Empfänger 545 an irgendeiner Anzahl von Punkten 554, 556 und 558 verbunden werden. Jeder Verbindungspunkt ist vorzugsweise eine Wicklung 548 eines speziellen Empfängerschuhs 550.
  • Die vorstehende Beschreibung richtet sich auf spezielle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zur Veranschaulichung und Erläuterung. Für den Fachmann ist es jedoch offensichtlich, dass viele Modifizierungen und Änderungen der angegebenen Ausführungsform möglich sind, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims (9)

  1. Bohranordnung zur Verwendung beim Bohren eines Bohrlochs – mit einem Bohrmotor, der ein drehbares Element (51) und ein nicht drehbares Element (53) mit einem Spalt dazwischen aufweist, und – mit einer drehenden Antriebswelle (66) und einer nicht drehenden Hülse (68), die um die drehende Antriebswelle (66) herum mit einem Spalt dazwischen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohranordnung weiterhin – einen Leistungsabschnitt (56), der zwischen dem Bohrmotor und der drehenden Antriebswelle (66) sowie so angeordnet ist, dass er sich mit dem drehbaren Element (51) und mit der drehenden Antriebswelle (66) dreht, – eine erste induktive Koppelungsvorrichtung (67), die der drehenden Antriebswelle (66) und der nicht drehenden Hülse (68) zugeordnet und so angeordnet ist, dass sie – (i) von dem Leistungsabschnitt (56) erzeugte elektrische Leistung auf die nicht drehende Hülse (68) überträgt und – (ii) für eine Zwei-Weg-Daten-/Signalübertragung zwischen der drehenden Antriebswelle (66) und der nicht drehenden Hülse (68) sorgt, und – eine zweite induktive Koppelungsvorrichtung aufweist, die für eine Übertragung von durch den Leistungsabschnitt (56) erzeugter elektrischer Leistung und von Daten zwischen dem drehbaren Element (51) des Bohrmotors und dem nicht drehbaren Element (53) des Bohrmotors angeordnet ist.
  2. Bohranordnung nach Anspruch 1, bei welcher die Spalte im Einsatz mit einem Fluid gefüllt sind.
  3. Bohranordnung nach Anspruch 2, bei welcher das Fluid Bohrfluid, zwischen der Antriebswelle (66) und der nicht drehenden Hülse (68) abdichtend eingeschlossenes Öl, ein leitendes Fluid oder ein nicht leitendes Fluid aufweist.
  4. Bohranordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei welcher jede induktive Koppelungsvorrichtung (67) einen Senden und einen Empfänger hat.
  5. Bohranordnung nach einem vorhergehenden Anspruch, welche weiterhin eine elektrisch betätigte Vorrichtung aufweist, die an der nicht drehenden Hülse (68) angeordnet ist.
  6. Bohranordnung nach Anspruch 5, bei welcher die elektrisch betätigte Vorrichtung eine elektrisch betätigte Pumpe, ein Steuerventil, ein Sensor oder ein Elektromotor ist.
  7. Bohranordnung nach Anspruch 5 oder 6, bei welcher die nicht drehende Hülse (68) eine Vielzahl von Kraftaufbringelementen trägt, die von der elektrisch betätigten Vorrichtung betätigt werden.
  8. Bohranordnung nach einem vorhergehenden Anspruch, bei welcher die Daten durch Frequenzmodulation, Amplitudenmodulation oder diskrete Signale übertragen werden.
  9. Verfahren zum Übertragen von Leistung und Daten zwischen drehenden und nicht drehenden Elementen einer Bohranordnung, die einen Bohrmotor mit einem drehbaren Element (51) und einem nicht drehbaren Element (53) und einem Spalt zwischen ihnen sowie eine drehende Antriebswelle (66) und eine nicht drehende Hülse (68) aufweist, die um die drehende Antriebswelle (66) mit einem Spalt dazwischen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verfahren – Leistung in einem Leistungsabschnitt (56) erzeugt wird, der zwischen dem Bohrmotor und der drehenden Antriebswelle (66) für eine Drehung mit dem drehbaren Element (51) und der drehenden Antriebswelle (66) angeordnet ist, – von dem Leistungsabschnitt (56) erzeugte elektrische Leistung auf die nicht drehende Hülse (68) unter Verwendung einer ersten induktiven Koppelungsvorrichtung (67) übertragen wird, die der drehenden Antriebswelle (66) und der nicht drehenden Hülse (68) zugeordnet ist, – eine Zwei-Weg-Daten-/Signalübertragung zwischen der drehenden Antriebswelle (66) und der nicht drehenden Hülse (68) unter Verwendung der ersten induktiven Koppelungsvorrichtung (67) vorgesehen wird, und – von dem Leistungsabschnitt (56) erzeugte elektrische Leistung und Daten zwischen dem drehbaren Element (51) des Bohrmotors und dem nicht drehbaren Element (53) des Bohrmotors unter Verwendung einer zweiten induktiven Koppelungsvorrichtung übertragen werden.
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