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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Anwendung
einer konventionellen mit Fett geschmierten Kabeleinrichtung und
einer einzelnen Leiterdrahtleitung in Kombination, um eine „Echtzeit"-Anzeige auf der
Erdoberfläche
von Bohrlochmesswerkzeugen zu erhalten.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Messinstrumente
oder -werkzeuge werden im Allgemeinen in einem Bohrloch nach unten
abgesenkt und in einer unterirdischen Lagerstätte angeordnet, um die Formationseigenschaften
zu messen, wie beispielsweise die Bohrlochdrücke und -temperaturen als eine
Funktion der Zeit. Diese Instrumente sind in „Speicher"- und „Echtzeit"-Konfigurationen verfügbar.
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Die
Werkzeuge vom „Speicher"-Typ werden konventionell
durch einen Rohrstrang, der in einem Bohrloch positioniert ist,
an einem Volldraht mit einem Durchmesser von 1/8'' (3,18
mm) abgesenkt, der als Drahtleitung bezeichnet wird. Diese wirtschaftliche
und erfolgreiche Verfahrensweise und die dazugehörende Ausrüstung sind als eine mit Fett
geschmierte Kabeleinrichtung bekannt und werden hauptsächlich für die Bohrlochdruckprüfung verwendet.
Diese Werkzeuge vom „Speicher"-Typ bleiben im Abwärtsbohrloch,
wobei sie Daten in einem Bohrlochdiagramm für eine endliche Zeitperiode
aufzeichnen. Das Werkzeug wird danach gezogen, um die gemessenen
Daten festzustellen, die über
die gesamte Periode gesammelt wurden.
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Die
mit Fett geschmierte Kabeleinrichtung ist infolge ihrer minimalen
Ausrüstungsforderungen
und ihrer leichten Benutzung beliebt.
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Wenn
sie bei einem bekannten Bohrloch oder Lagerstätte zur Anwendung gebracht
wird, kann der Bediener der mit Fett geschmierten Kabeleinrichtung
im Allgemeinen die Länge
der Zeit einschätzen, über die
das Werkzeug im Abwärtsbohrloch
bleiben muss, und um die gewünschten
Daten zu erhalten. Wenn jedoch das Werkzeug verfrüht gezogen
wird, könnten
die Daten unvollständig
und daher von zweifelhaftem Wert sein. Umgekehrt, es geht wertvolle Zeit
verloren, und es kommt zu einem unnötigen Aufwand, wenn das Werkzeug
länger
als erforderlich im Abwärtsbohrloch
belassen wird. Beispielsweise kann im Fall eines Druckabsenk/aufbauversuches
das Werkzeug im Bohrloch über
eine Anzahl von Tagen mit der Erwartung belassen werden, dass sich
der Druckaufbau bis zu dem Zeitpunkt stabilisiert hat, zu dem das
Werkzeug zurückgebracht
wird – jedoch kann
eine Stabilisierung noch nicht erreicht worden sein.
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Bis
heute waren die mit Fett geschmierten Kabeleinrichtungen auf eine
Anwendung bei Werkzeugen vom „Speicher"-Typ begrenzt, da
eine kompatible Drahtleitung für
das Übertragen
von Signalen, die von „Echtzeit"-Messwerkzeugen erzeugt
werden, zur Erdoberfläche
nicht verfügbar
war.
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Werkzeuge
vom „Echtzeit"-Typ vermeiden die
Zeitunsicherheiten der Werkzeuge vom „Speicher"-Typ und versorgen auch die Bediener
mit Daten auf der Erdoberfläche,
während
sie erzeugt werden. Signale werden bei dem in der Lagerstätte angeordneten
Werkzeug erzeugt und in einer leitenden Drahtleitung zu einem auf
der Erdoberfläche
befindlichen Datenerfassungssystem nach oben übertragen. Die Drahtleitung
weist im Allgemeinen einen einzelnen Leiter auf und wird in einer
Vielzahl von Formen realisiert, die verschiedene Grade an spezialisierter Ausrüstung erfordern,
die bei der mit Fett geschmierten Kabeleinrichtung nicht normal
ist.
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Eine
Form der leitenden Drahtleitung ist ein ¼'' (6,35
mm) Schlauch, innerhalb dessen ein einzelner eindrähtiger elektrischer
Leiter angeordnet wird. Der Leiter ist typischerweise innerhalb
der Öffnung des
Schlauches mit Epoxid oder Teflon gebunden, wodurch der Leiter davon
isoliert wird. Der Schlauch erstreckt sich durch den Bohrlochkopf
und in das Bohrloch hinein. Der Schlauch wird an der Außenseite
des Rohrstranges festgebunden und erstreckt sich nach unten zum
Werkzeug, das typischerweise am unteren Ende des Rohrstranges montiert
ist. Der gebundene Schlauch, der Leiter und die Epoxidisolierung
sind mit Bezugnahme auf ein Biegen oder eine Wärmeeinwirkung nachtragend und
neigen besonders zu einer Beschädigung.
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Das
Biegen tritt auf, wann auch immer die ¼'' (6,35
mm) leitende Drahtleitung installiert oder entfernt wird. Die Drahtleitung
ist im Allgemeinen auf eine Trommel mit einem großen Durchmesser (Durchmesser
von >6 ft.) gewickelt.
Wenn sie gewickelt sind, liegt eine jede der Schlauch-, Isolierungs- und Leiterkomponenten
in unterschiedlichen physikalischen Umfangslängen. Dieser sich verändernde Abstand
führt zu
einer unterschiedlichen Bewegung einer jeden Komponente und zu einer
wiederholten Verformung. Gleichermaßen kommt es zu einer unterschiedlichen
Wärmedehnung
und relativen Bewegung, wenn der Schlauch die Temperatur mit Bezugnahme
auf den Leiter verändert.
Eine mehrfache Verwendung und Wiederverwendung der Drahtleitung führt zu einem
eventuellen Bruch des Leiters, der Isolierung oder beider, was zu
einer dauerhaften Beschädigung
an der Drahtleitung führt.
Aus diesen Gründen
führen
die Handhabung des Schlauches oder die unterschiedliche Wärmedehnung,
die im Bohrloch auftreten, oftmals zu einer irreparablen Beschädigung bei
der kostspieligen Baugruppe.
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Eine
abwechselnde Anordnung für
eine „Echtzeit"-Schlauch- und Leiterbaugruppe
ist so, wie sie im U.S.Patent 5122209 beschrieben wird, das an Moore
erteilt wurde. Eine Vielzahl von isolierten Leitern wurde wendelartig
gewunden und gleichzeitig innerhalb des ¼'' (6,35
mm) Schlauches während
seiner Herstellung installiert. Daher werden der Schlauch und die
Leiter nicht miteinander verbunden, um eine einteilige Einheit zu
bilden. Diese Anordnung verbessert viele der Schwierigkeiten der
unterschiedlichen Bewegung der vorher gebundenen Schlauch/Leiter/Epoxidbaugruppe.
Die Reibung zwischen den wendelartigen Windungen des Leiters und dem
Schlauch beschränkt
die ungehinderte Bewegung innerhalb des Schlauches; jedoch können sich die
Leiter ausdehnen, zusammenziehen und verschieben, um den veränderlichen
Abstand aufzunehmen, wenn gewickelt wird, und um einige der Wärmeauswirkungen
zu lindern. Das Werkzeug und die Drahtleitung werden wiederum an
der Außenfläche des
Rohrstranges gesichert, der aus dem Bohrloch herausgelöst werden
muss, um das Werkzeug zurückzubringen.
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Sowohl
der ¼'' (6,35 mm) Schlauch als auch die Leiterdrahtleitungen
werden im Allgemeinen in dauerhaften Installationen verwendet. Jeder
davon erfordert das Herauslösen
des Rohrstranges, um das Werkzeug zu reparieren oder auszuwechseln.
Die Produktionsverzögerung
oder Einstellung eines Bohrlochbetriebes, um den Schlauch aus einem Bohrloch
herauszulösen,
kann kostspielig sein. Außerdem
ist ein Bohrgerüst
am Bohrloch erforderlich, um das Entfernen des Rohrstranges zu bewirken. Noch
weiter, eine Drahtleitungstrommel und die dazugehörende Ausrüstung von
bedeutend größerem Maßstab sind
erforderlich, als sie bei der mit Fett geschmierten Kabeleinrichtung
verwendet werden.
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Bei
einer noch weiteren Form der Drahtleitung sind ein oder mehrere
isolierte Leiter innerhalb einer elastischen und leitenden geflochtenen
Außenummantelung
enthalten. Die umflochtene Drahtleitung und ein befestigtes Werkzeug
können
in die Öffnung
eines Rohrstranges bewegt und daraus entfernt werden, ohne dass
das Entfernen des Rohrstranges erforderlich ist. Umflochtene Drahtleitungen
mit Durchmessern kleiner als 3/16'' (4,76
mm) (für
einen Leiter) sind dem Erfinder nicht bekannt.
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Bei
der Ausführung
der umflochtenen Drahtleitung wird das Werkzeug in den Rohrstrang
durch eine isolierende Schmiereinrichtung eingeführt, die am Bohrlochkopf montiert
ist. Die umflochtene Drahtleitung erfordert bedeutende Bemührungen
und eine spezialisierte Ausrüstung,
um sie an der Schmiereinrichtung abzudichten. Typischerweise ist
eine zusätzliche
Person erforderlich, die zur Verfügung gestellt wird, um ein
Druckfettdichtungssystem zu handhaben. Die Umflechtung passt in
der Länge
zur Leiterlänge,
wobei sie für
eine mehrfache Benutzung robuster und geeigneter ist als es die ¼'' (6,35 mm) Schlauch- und Leiterbaugruppen
sind. Die Umflechtung ist jedoch kostspielig, und infolge der großen Oberfläche und
der Neigung der Umflechtung zur Konosion sind kostspielige und außergewöhnliche
Materialien erforderlich, wenn sie für den sauren (H2S) Betrieb
eingesetzt werden. Die Forderung nach einem erhöhten Arbeitsaufwand und einer
spezialisierten Ausrüstung
und die sehr hohen Kosten für
die Längeneinheit
der umflochtenen Leiter beschränken die
Anwendung dieses Systems hauptsächlich
bei der Produktionsbohrlochmessung.
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Zusammenfassend,
keine der Drahtleitungen nach dem bisherigen Stand der Technik ist
dafür zugänglich,
dass sie bei der vorhandenen mit Fett geschmierten Kabeleinrichtung
bei „Echtzeit"-Versuchsanwendungen zur Anwendung kommt.
Die umflochtene Drahtleitung ist für eine Verwendung anders als
bei der Produktionsbohrlochmessung im Allgemeinen zu kostspielig
und erfordert eine spezialisierte Ausrüstung, die bei den vorhandenen
mit Fett geschmierten Kabeleinrichtungen nicht verfügbar ist. Die ¼'' (6,35 mm) Drahtleitungen leiden an
den folgenden Unvereinbarkeiten für eine Verwendung bei der mit
Fett geschmierten Kabeleinrichtung: der Durchmesser der Drahtleitung
ist zu groß und
zu unelastisch für
ein Aufwickeln auf konventionelle Trommeln für die mit Fett geschmierte
Kabeleinrichtung; die Drahtleitung ist zu unelastisch, um nach unten
in das Bohrloch allein unter dem Gewicht der befestigten Werkzeuge
gezogen zu werden, wodurch ein spezialisiertes Hebewerk erforderlich
ist; und die Drahtleitung erfordert eine größere Führungsseilrolle und Packungsdichtung
an der Schmiereinrichtung.
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung einer
leitenden Drahtleitung, die für einen
Einsatz bei der konventionellen mit Fett geschmierten Kabeleinrichtung
zugänglich
ist, die gegenwärtig
eine beliebte und weitverbreitete Anwendung findet, um eine „Echtzeit"-Anzeige auf der
Erdoberfläche
für sowohl
Bohrlochdruckprüfungs-
als auch Produktionsbohrlochmessanwendungen zu erhalten.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Entsprechend
einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Leiterdrahtleitung
für eine
Verwendung mit einer mit Fett geschmierten Kabeleinrichtung in Bohrlöchern bereitgestellt,
die aufweist:
einen Metallschlauch mit einem Außendurchmesser und
einer Wanddicke und mit einem isolierten Leiter, der in einem wendelartig
gewundenen Zustand bereitgestellt wird, wobei der Außendurchmesser
und die Wanddicke so ausgewählt
werden, dass der Metallschlauch ausreichend elastisch ist, um sich
auf eine Trommel für
die mit Fett geschmierte Kabeleinrichtung zu wickeln, wobei der
isolierte Leiter einen Durchmesser aufweist und sich in gleichem
Umfang durch den Metallschlauch erstreckt, wobei der Metallschlauch
aus einem Streifen von flachem Material gebildet und geschweißt wird,
während
gleichzeitig der isolierte Leiter darin eingeführt wird, und wobei danach
der Durchmesser durch Ziehen des Schlauches auf einen endgültigen Innendurchmesser
verringert wird, wobei der endgültige
Innendurchmesser größer ist
als der Durchmesser des isolierten Leiters, so dass ein ringförmiger Raum
zwischen dem isolierten Leiter und dem Metallschlauch gebildet wird,
wobei der wendelartig gewundene isolierte Leiter in Reibschluss
mit dem Metallschlauch ist.
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Entsprechend
einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
zur Herstellung eines Metallschlauches für eine Verwendung mit einer
mit Fett geschmierten Kabeleinrichtung und der einen darin angeordneten
isolierten Leiter aufweist bereitgestellt, das die folgenden Schritte
aufweist:
Bereitstellen eines Streifens des flachen Materials und
Formen des Materials zum Metallschlauch, während gleichzeitig ein isolierter
Leiter mit einem Durchmesser darin zugeführt wird, wobei der isolierte
Leiter in einem wendelartig gewundenen Zustand bereitgestellt wird;
Schweißen des
Materials des Metallschlauches, während der isolierte Leiter
vor der Wärme
des Schweißvorganges
geschützt
wird; und
Ziehen des Schlauches, um so den Durchmesser des Metallschlauches
zu verringern, so dass der Metallschlauch einen Außendurchmesser,
einen Innendurchmesser und eine Wanddicke aufweist, die vom Außen- und
Innendurchmesser bestimmt werden, wobei der Außendurchmesser und die Wanddicke
so ausgewählt
werden, dass der Metallschlauch ausreichend elastisch ist, um sich
auf die Trommel für
die mit Fett geschmierte Kabeleinrichtung zu wickeln, und wobei
der Innendurchmesser größer ist
als der Durchmesser des isolierten Leiters, wobei ein ringförmiger Raum
zwischen dem isolierten Leiter und dem Metallschlauch gebildet wird,
und wobei der wendelartig gewundene isolierte Leiter mit dem Metallschlauch
in Reibschluss ist.
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In Übereinstimmung
mit der Erfindung wird die im U.S. Patent 5122209 an Moore beschriebene Drahtleitung
mit einem kleinen Durchmesser und in elastischer Form bereitgestellt,
so dass sie in Verbindung mit der konventionellen mit Fett geschmierten Kabeleinrichtung
verwendet werden kann, um ein Mittel für das Bewegen eines Bohrlochmesswerkzeuges
durch den Komplettierungsstrang eines Bohrloches bereitzustellen,
um eine Eigenschaft der unterirdischen Formation (wie beispielsweise
den Lagerstättendruck
oder die Widerstandsfähigkeit)
zu messen und eine „Echtzeit"-Anzeige auf der
Erdoberfläche
davon zu erhalten.
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Bei
einer bevorzugten Ausführung
wird durch Nutzen eines kontinuierlichen Schlauches aus nichtrostendem
Stahl mit einem Außendurchmesser von
etwa 1/8'' (3,18 mm) und einer
Wanddicke von etwa 0,022 in. (0,55 mm) ein leitender Schlauch bereitgestellt,
der als ein Leiter im Werkzeugstromkreis funktionieren und das Gewicht
des Werkzeuges tragen kann, der dennoch ebenfalls ausreichend elastisch
ist, um bei einer Trommel für
die mit Fett geschmierte Kabeleinrichtung zur Anwendung zu kommen,
und der durch eine Schmiereinrichtung für die mit Fett geschmierte
Kabeleinrichtung ohne eine dauerhafte Verformung geführt wird.
Durch Bereitstellen eines wendelartig gewundenen, elektrisch und
thermisch isolierten leitenden Drahtes mit einem Durchmesser, der
bedeutend kleiner ist als die Öffnung
des Schlauches, um sich in gleichem Umfang durch die Öffnung des
Schlauches zu erstrecken, wird ein Leiter bereitgestellt, der einer
Begradigung widerstehen wird, und der daher nicht infolge seines Eigengewichtes brechen
wird, und der sich unabhängig
dehnen und zusammenziehen und seitlich bewegen kann, um Wärmeeinflüsse und
Aufwickeleffekte ohne Bruch oder Kurzschluss aufzunehmen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung der mit Fett geschmierten Kabeleinrichtung
und Drahtleitung der vorliegenden Erfindung, des Bohrloches und
eines Bohrlochmesswerkzeuges, das in der Formation angeordnet ist;
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2 eine
Schnittdarstellung der Drahtleitung;
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3 eine
schematische Draufsicht der Drahtleitungstrommel und der Oberflächenverbindung
der Drahtleitung;
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4 eine
Schnittdarstellung der Oberflächen-„T-Stück"-Verbindung für einen
Ringabschluss und ein Unterdrucksetzen;
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5 eine
auseinandergezogene Schnittdarstellung des Kabelabschlussadapters
und des Ziehzapfens (oder „Fishnecks");
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6 eine
Ansicht des Endes des Drahtleitungsschlauches und des vorstehenden
dicht gewickelten Abschnittes des Drahtes für eine Verbindung mit dem Kabelabschlussadapter;
und
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7 eine
Ansicht des Kabelabschlussadapters im zusammengebauten Zustand,
kombiniert aus den Bauteilen, die in 5 und 6 abgebildet werden.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG
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Mit
Bezugnahme auf 1 wird eine mit Fett geschmierte
Kabeleinrichtung 1 bereitgestellt, die eine Drahtleitung 2 für das Tragen
eines Bohrlochmesswerkzeuges 3 in einem Bohrloch 5 aufweist, das
sich in eine unterirdische Formation 6 erstreckt.
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Das
Bohrloch 5 weist einen Rohrstrang 4 mit einer
axialen Öffnung 10 auf.
Ein Bohrlochkopf 11 ist oben am Komplettierungsstrang 4 auf
der Erdoberfläche 8 angeordnet.
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Die
mit Fett geschmierte Kabeleinrichtung 1 weist außerdem eine
angetriebene Trommel 14 der Größe und des Typs auf, die konventionell
bei der Volldrahtleitung von 0,125 bis 0,092 in. (3,18 mm bis 2,34
mm) zur Anwendung kommt. Die Drahtleitung 2 wird auf die
Trommel 14 gewickelt und erstreckt sich durch die Rollen 15 und über die
Seilrollen 16 zur Oberseite einer Schmiereinrichtung 9.
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Die
Schmiereinrichtung 9 ermöglicht, dass das Werkzeug 3 und
die Drahtleitung 2 in das Bohrloch 5 eingesetzt
und daraus entfernt werden können.
Genauer gesagt, die Schmiereinrichtung 9 bildet eine aufrechtstehende
rohrförmige
Kammer 150 mit einem Absperrventil 17 an ihrem
unteren Ende, befestigt am vorhandenen Bohrlochkopf 11,
und einer Dichtung 102 an ihrem oberen Ende. Die Drahtleitung 2 erstreckt
sich durch die Dichtung 102, durch die Schmiereinrichtung 9 und
in die Öffnung 10 des Rohrstranges 4.
Eine kleine Hydraulikpumpe 100 setzt die Dichtung 8 unter
Druck, wodurch sie in die Lage versetzt wird, um die Drahtleitung 2 herum
abzudichten.
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Wie
in 2 gesehen wird, weist die Drahtleitung 2 einen
elektrisch leitenden Schlauch 18 aus nichtrostenden Stahl
mit einem Außendurchmesser von
1/8'' (3,18 mm) und mit
einer Wanddicke von 0,022 in. (0,56 mm) auf. Der Schlauch 18 bildet
eine innere sich in Längsrichtung
erstreckende Öffnung 19.
Ein einzelner isolierter Leiter 20 erstreckt sich in gleichem
Umfang durch die Öffnung 19.
Der Leiter 20 zeigt einen kleineren Querschnitt als die Öffnung 19, so
dass ein ringförmiger
Raum 21 zwischen dem isolierten Leiter 20 und
dem Schlauch 18 gebildet wird.
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Auf
diese Weise werden zwei leitende Pfade 18, 20 bereitgestellt,
die für
das Übermitteln
von Signalen von konventionellen „Echtzeit"-Bohrlochmesswerkzeugen geeignet sind.
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In
der Industrie bezieht man sich auf eine Standarddrahtleitung als
eine, die einen einzelnen Leiter (den isolierten Leiter 20)
aufweist, wobei der zweite Erdpfad (der Schlauch 18) vorausgesetzt wird.
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Der
isolierte Leiter 20 wird aus einem verseilten 20-er versilberten
Kupferdraht 22 gemäß ASTM Standard
B298-74A hergestellt. Der Leiter weist eine zweiteilige Isolierabdeckung 23 auf.
Die primäre
Isolierung wird durch zwei Polymidbänder („Capton", geliefert von DuPont, Markenname)
bereitgestellt, die gegenwendelartig auf den Draht mit einer minimalen 50%igen Überdeckung
bei jeder Wicklung aufgebracht werden. Eine sekundäre Deckschicht
aus aromatischen Polymidharz wird aufgebracht, um das Band abzudichten
und die Haltbarkeit zu verbessern. Der Durchmesser des gesamten
fertigen Leiters 20 beträgt etwa 0,055'' + 0,002'' (1,4
mm + 0,05 mm).
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Die
Drahtleitung 2 wird zuerst durch Installieren des isolierten
Leiters in einen ¼'' (6,35 mm) Schlauch hergestellt, wobei
ein Verfahren angewandt wird, wie es im U.S. Patent 5122209, das
an Moore erteilt wurde, im Detail beschrieben wird. Ein Streifen des
flachen Materials wird zum Schlauch geformt, während gleichzeitig der isolierte
Leiter 20 darin eingeführt
wird. Der isolierte Leiter 20 wird speziell während des
Schweißverfahrens
geschützt,
das angewandt wird, um die Längsnaht
des Schlauches abzudichten.
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Der
Schlauch 18 kann aus nichtrostendem Stahl oder INCOLOY
825 (Markenname) (Huntington Alloys, Huntington, WV.) hergestellt
werden. Diese Legierungen können
bei H2S-Betriebsanwendungen infolge der
nichthaftenden sauberen Außenfläche des
Schlauches eingesetzt werden.
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Der
isolierte Leiter 20 wird in einem wendelartig gewundenen
Zustand bereitgestellt. Der isolierte Leiter 20 ist in
gleichem Umfang wie die und in Reibungskontakt mit der Innenwand
des Schlauches 18. Dieser Kontakt ermöglicht das Auftreten einer
relativ freien Längsbewegung
zwischen dem Schlauch 18 und dem Leiter 20 im
Ergebnis einer unterschiedlichen Wärmezunahme, wobei er dennoch
reibschlüssig
den Leiter vor einer Begradigung und einem Fallenlassen auf den
Boden des Schlauches unter Schwerkraftbelastung zurückhält. Längen des
isolierten Leiters 20 von bis zu 20000 ft. können auf
diese Weise innerhalb eines Schlauches 18 mit kleinem Durchmesser
bereitgestellt werden.
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Die
1/4'' (6,35 mm) Baugruppe
aus Schlauch und Leiter 18, 20 wird mechanisch
bis zu einem Durchmesser von 1/8'' (3,18 mm) mit einer
Wand von etwa 0,022'' (0,56 mm) für eine Verwendung
bei der mit Fett geschmierten Kabeleinrichtung 1 gezogen.
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Gibson
Tube of Bridgewater, New Jersey, testete ein geeignetes Ziehverfahren
für diesen Zweck
und liefert kommerziell Schlauch mit einem Durchmesser von 1/8'', der den wendelarig gewundenen Leiter
enthält.
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Mit
Bezugnahme auf 3 wird die Drahtleitung 2 auf
die Trommel 14 gewickelt. Die Trommel 14 wird
mit einem hydraulischen Antriebs- und Transmissionsmittel 24 angetrieben.
Das Oberflächenende 25 der
Drahtleitung ragt aus der Trommel 14 heraus und endet mit
einer Konusverschraubung an einer Schlauch-T-Stück-Verbindung 26.
Ein Verbinderschlauch 27 ist mit dem T-Stück 26 verbunden
und endet mit einer darin eingeschraubten hermetischen Dichtung 28,
wie es detailliert in 4 gezeigt wird. Die hermetische
Dichtung 28 ermöglicht,
dass der isolierte Leiter 20 geradlinig durch das T-Stück 26 hindurch- und herausgelangt,
während
der ringförmige
Raum 21 abgedichtet wird. Der Stiel des T-Stückes 26 ist
mit einem Ventilmittel 99 ausgestattet und, wenn es geöffnet wird,
gestattet es, dass der ringförmige
Raum 21 der Drahtleitung 2 unter Druck gesetzt wird,
vorzugsweise mit Stickstoff. Das ermöglicht das Neutralisieren des
Bohrlochdruckes, wodurch verhindert wird, dass der Schlauch 18 zerquetscht
oder anderweitig beschädigt
wird. Der isolierte Leiter 20 wird danach zurück zur Achse
der Trommel 14 zu einer kommerziellen Verbindeningbaugruppe 29 gelenkt, wie
sie beispielsweise von der IEC Corporation, Austin, Texas, Modell
IEC-2-GO (Markenname) verfügbar
ist. Ein Erddraht 30 ist elektrisch mit dem T-Stück 26 verbunden
und wird gleichermaßen
zur Verbindeningbaugruppe 29 gelenkt. Die Verbindeningbaugruppe 29 stellt
eine elektrische Verbindung vom isolierten Leiter 20 und
dem Erddraht 30 her, die sich mit der Trommel 14 zu
einer sich nicht drehenden Stromleitung 3l, die mit dem
isolierten Leiter 20 verbunden ist, und zu einer sich nicht
drehenden Erdleitung 32 drehen, die mit dem leitenden Schlauch 18 verbunden
ist. Die Leitungen 31, 32 komplettieren einen elektrischen
Stromkreis mit den Bohrlochmesswerkzeugen 3 und ermöglichen
die Übertragung
der erzeugten Signale zu den Registrier- und Anzeigemitteln 7 auf
der Erdoberfläche 8.
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Das
Registrier- und Anzeigemittel 7 ist ein konventionelles
Datenerfassungssystem, das auf das Bohrlochmesswerkzeug 3 abgestimmt
ist.
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Eine
Stromquelle 101 ist für
die Energieversorgung des Stromkreises und das Befähigen des Werkzeuges 3 vorhanden,
Signale zu erzeugen, die die Formationseigenschaft anzeigen, für die es
konstruiert ist. Die Stromquelle 101 ist auf das Bohrlochmesswerkzeug 3 abgestimmt.
Beispielsweise liefert die Computalog aus Fort Worth, Texas, Anpassungsbohrlochmesswerkzeuge,
Stromquellen (typischerweise 300 V) und Anzeigemittel.
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Mit
Bezugnahme auf 5, 6 und 7 endet
die Drahtleitung 2 am Bohrlochmesswerkzeugende mit einem
Kabelabschlussadapter 33, der für eine Verbindung mittels Gewindegängen mit
dem Bohrlochmesswerkzeug 3 (nicht gezeigt) geeignet ist.
Der Kabelabschlussadapter 33 weist einen Metallkörper 41 auf,
der mit der Drahtleitung 2 an ihrem oberen Ende mit einer
Konusverschraubung 34 verbunden ist. Der Adapterkörper 41 ist
hohl, wobei er eine Öffnung 35 bildet,
in die sich der isolierte Leiter 20 von der Drahtleitung 2 erstreckt.
Der Leiter 20 ist elektrisch mit einem Stecker 36 verbunden,
der für eine
elektrische Verbindung mit dem Bohrlochmesswerkzeug 3 ausgelegt
ist. Der Adapterkörper 41 erdet elektrisch
am Werkzeug. Der Stecker 36 ist lösbar am unteren Ende des Adapterkörpers 41 mit
einem mechanischen Haltemittel 37 gesichert. Ein Ziehzapfen
oder „Fishneck" 38 ist
an der Oberseite des Adapters 33 befestigt, um das Zurückbringen
des Werkzeuges 3 zu erleichtern, wenn es unten im Bohrloch 5 verlorengegangen
ist.
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Während des
schnellen Hineinbewegens oder Absenkens der Drahtleitung 2 in
den Rohrstrang 4 kann sich der Schlauch 18 infolge
der Wärmeeinflüsse mit
einer höheren
Geschwindigkeit verlängern als
der Leiter 20. Unter extremen Verhältnissen könnte der Leiter 20 innerhalb
des Schlauches 18 vollkommen gezogen werden, wodurch die
Verbindung mit dem Stecker 36 gedehnt und zerrissen werden kann.
Daher werden annähernd
5 ft. des unteren Endes des isolierten Leiters 20 zu einer
dichten Windung 42 über
eine Länge
von etwa 6'' (152 mm) geformt,
die eine Überschusslänge des
Leiters liefert und in die Lage versetzt, dass der Leiter 20 in
gleichem Umfang mit dem Schlauch 18 bleibt.
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Der
ringförmige
Raum 21 der Drahtleitung wird zur inneren Öffnung 35 des
Adapters 33 offengelassen, die mit einem nichtleitenden
Fluid 39 gefüllt ist,
wie beispielsweise dem, das in elektrischen Transformatoren verwendet
wird, eingespritzt durch eine Seitenöffnung 40. Sollte
ein Leck in der Drahtleitung 2 auftreten, sind Öl oder Wasser
nicht in der Lage, das schwere nichtleitende Fluid 39 zu
verdrängen und
die elektrische Verbindung am Stecker 36 nachteilig zu
beeinflussen. Auf diese Weise wird das Leck nicht ein verfrühtes Ende
bei der Prüfung
erzwingen. Sobald ein Versuch abgeschlossen ist, kann das Leck repariert
werden, und der ringförmige
Raum 21 kann mit Stickstoff ohne dauerhafte Beschädigung freigeblasen
und ausgetrocknet werden.
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Die
Drahtleitung 2 kann vor jeder Benutzung bei Verwendung
des Ventilmittels 99 und des T-Stückes 36 mit
Stickstoff leicht einer Druckprüfung
unterworfen werden. Lecks können
bei Anwendung eines Wasserbad- und Blasenverfahrens nachgewiesen und
durch Löten
repariert werden.
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In
Vorbereitung der Bohrlochmessung der Eigenschaften der unterirdischen
Formation 6 werden die mit Fett geschmierte Kabeleinrichtung 1 und ihre
Drahtleitung 2 benachbart dem Bohrloch 5 positioniert,
und eine Länge
der Drahtleitung wird von der Trommel abgewickelt.
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Um
die Drahtleitung 2 herzustellen und mit dem Bohrlochmesswerkzeug 3 zu
verbinden, werden etwa 5 ft. des Schlauches 18 vom unteren
Ende der Drahtleitung beschnitten, wobei der isolierte Leiter 20 daraus
vorstehend zurückbleibt.
Der Schlauch 18 und der Leiter 20 werden durch
die Dichtung 8 an der Schmiereinrichtung 9, den
Ziehzapfen oder „Fishneck" 38, die
Konusverschraubung 34 und durch den Kabelabschlussadapter 33 gefädelt. Der überschüssige isolierte
Leiter 20 wird dicht gewickelt, und der Draht 22 wird
mit dem Stecker 36 verbunden. Die Wicklung 42 wird
in den Adapterkörper 41 gesteckt. Der
Stecker 36 wird am Körper 41 an
seinem unteren Ende gesichert. Die Konusverschraubung 34 wird angezogen,
und das nichtleitende Fluid 39 wird in den jetzt abgedichteten
Adapterhohlraum 35 eingeführt. Der Ziehzapfen oder „Fishneck" 38 wird
auf dem Kabelabschlussadapter 33 angezogen.
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Das
Bohrlochmesswerkzeug 3 wird mit dem Kabelabschlussadapter 33 verbunden.
Die Drahtleitungs- und Werkzeugbaugruppe 2, 3 wird
in der Schmiereinrichtung 9 installiert, und die Dichtung 8 wird
daran gesichert. Die Hydraulikpumpe 100 dichtet die Dichtung
um die Drahtleitung ab, und das Absperrventil 17 wird zum
Rohrstrang 4 geöffnet.
Man beachte, dass das zustande gebracht werden kann, ohne dass die
Produktion oder eine andere Funktion des Bohrloches gestört werden.
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Wenn
der Druck im Bohrloch hoch ist, wird das Ventilmittel 99 geöffnet, und
der ringförmige Raum 21 der
Drahtleitung 2 wird von einer Stickstoffquelle unter Druck
gesetzt. Das Ventilmittel 99 wird geschlossen, die Stickstoffquelle
wird entfernt, und die Trommel 14 wird für eine Drehung
freigegeben.
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Das
Werkzeug 3 wird durch die Öffnung 10 des Komplettierungsstranges 4 durch
Abwickeln der Drahtleitung 2 von der Trommel abgesenkt,
um die Formation 6 zu durchlaufen. Das Gewicht des angebrachten
Werkzeuges ist ausreichend, um die Drahtleitung mit dem Werkzeug
nach unten zu ziehen. Der Stromkreis wird eingeschaltet, wenn das
Werkzeug der Formation oder dem Abschnitt des Bohrloches, der von
Interesse ist, gegenüberliegt.
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Das
Bohrlochmesswerkzeug 3 misst die speziellen Eigenschaften
der Formation 6, für
die es konstruiert ist und sendet Signale aus, die die Messungen
anzeigen, wobei die Signale durch die Drahtleitung 2 übermittelt
werden. Das Registrier- und Empfangsmittel 7 auf der Erdoberfläche empfängt und
registriert die Signale von der Drahtleitung 2.
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Bei
Abschluss des Versuches werden die Drahtleitung 2 und das
befestigte Werkzeug 3 aus dem Bohrloch 4 durch
Aufwickeln der Drahtleitung 2 auf die Trommel 14 herausgezogen,
um das Werkzeug für
eine Rückführung in
die Schmiereinrichtung 9 zu heben.
-
Es
wurde ermittelt, dass die Erfindung durch die folgenden Vorteile
gekennzeichnet wird:
- – die Isolierung und der Draht
werden nicht durch Wärmeeinwirkungen,
das Wickeln und Biegen beschädigt;
- – erstmalig
wurde die konventionelle mit Fett geschmierte Kabeleinrichtung bei
der „Echtzeit"-Bohrlochmessung durch den Rohrstrang oder
einen anderen Komplettierungsstrang verwendet;
- – die
Bohrlochdruckprüfung
kann jetzt ohne die Schwierigkeiten durchgeführt werden, dass das Werkzeug
zu früh
zurückgezogen
wird, oder dass es länger
im Bohrloch verbleibt als erforderlich;
- – mit
Fett geschmierte Kabeleinrichtungen können jetzt bei der Produktionsbohrlochmessung auf
einer „Echtzeit"-Basis zur Anwendung
gebracht werden;
- – die
Drahtleitung der mit Fett geschmierten Kabeleinrichtung, die aus
einer relativ billigen Legierung gebildet wird, kann jetzt in korrosiven
Bohrlöchern
eingesetzt werden, ohne dass die hohen Kosten der umflochtenen Drahtleitung
entstehen; und
- – die
Kosten für
die Bohrlochmessung können verringert
werden.