DK170997B1 - Apparat til elektromagnetisk at koble energi- og datasignaler mellem borehulsapparatur og overfladen - Google Patents

Description

DK 170997 B1 i

Opfindelsen angår et apparat af den i krav l's indledning angivne art.

Der er hidtil blevet foreslået forskellige systemer til at sende 5 data- og/eller styresignaler samt elektrisk energi over en eller flere elektriske ledere, som forbinder overfladeudstyr og apparatur under overfladen så som gennemhulningskanoner, forskellige måleapparater nede i hullet eller styringer til undersøiske kilder.

Fagfolk vil imidlertid forstå, at når apparatur under overfladen er 10 anbragt i en rørstreng, er det vanskeligt at tilvejebringe en kontinuerlig, problemfri elektrisk kommunikationsvej mellem apparaturet under overfladen og overfladeudstyret. Den simpleste metode er naturligvis at koble det underjordiske apparatur uafhængigt til et elektrisk kabel og derpå midlertidigt fjerne apparaturet og dets 15 bærekabel fra rørstrengen hver gang, en rørsamling skal fjernes eller tilføjes til rørstrengen. Denne ligefremme metode er særlig nyttig til placering af et måleinstrument i en rørstreng i en færdig boring og til derefter at tilvejebringe målinger efter ønske. Når denne metode anvendes til at foretage forskellige målinger i løbet 20 af en typisk boreoperation, vil der ikke desto mindre være en betydelig forøgelse i mængden af den tid, der kræves til at udføre selv den simpleste måling nede i hullet. Et eksempel på denne tidsrøvende teknik er vist i US-patentskrift nr. 3.789.936.

25 For at minimere antallet af gange, som et måleapparat skal fjernes fra borestrengen under en boreoperation som vist f.eks. i US-patentskrift nr. 3.825.078, har det følgelig været foreslået at understøtte måleinstrumenter af et elektrisk kabel, der har en øverste del med en betydelig overskydende længde, som er anbragt i 30 en eller flere dobbeltløkker i den øverste del af borestrengen. Et lignende arrangement er vist i US-patentskrift nr. 4.416.494, hvor den ekstra del af kablet i stedet er opviklet i en speciel beholder anbragt i borestrengen. Ved at anbringe en elektrisk konnektor på den øverste ende af kablet kan den øverste endedel af kablet i begge 35 tilfælde hurtigt kobles fra overfladeudstyret. På denne måde kan den øverste endedel af kablet let føres gennem en rørsamling, som enten fjernes fra eller føjes til den øverste ende af borestrengen. Kablet bliver derpå igen forbundet med overfladeudstyret, og boreoperationen genoptaget. Yderligere kabel sekti oner bliver periodisk føjet til DK 170997 B1 2 den øverste del af kablet for at forøge den samlede længde af kablet, når boreoperationen fortsætter med at gøre borehullet dybere. Til trods for de tidsbesparende træk, som frembydes af disse komplicerede håndteringsmetoder, er der altid en chance for, at den 5 ekstra kabeldel bliver snoet eller indviklet i borerøret. Da yderligere kabel sektioner kobles til hovedkablet, vil der endvidere være et voksende antal elektriske konnektorer i borestrengen, som er udsat for de skadelige virkninger af boremudderet, som passerer gennem borestrengen.

10

For at undgå håndteringsproblemerne, som et kabel, der er løst anbragt i en rørstreng, frembyder, har det også været foreslået at tilvejebringe en elektrisk leder, som er fastgjort til eller monteret i væggen af hver rørsamling. Eksempelvis som vist i US-15 patentskrift nr. 2.748.358 er et kort stykke elektrisk kabel anbragt i hver rørsamling og understøttet deri ved hjælp af en elektrisk konnektor, der er koaksialt monteret i en opret stilling umiddelbart inden for hundelen eller den såkaldte "box end" (bøsningsende) af rørsamlingen. Den nederste ende af kablet er ikke fastholdt og 20 tillades netop at hænge ned under den såkaldte "pin end" (stiftende) af rørsamlingen, så at de elektriske konnektorer kan sættes sammen og rørstrengen samles eller adskilles uden at forstyrre kabellængderne eller deres sammenhørende konnektorer unødigt. Lignende arrangementer er vist i US-patentskrift nr. 3.184.698 og og US-25 patentskrift nr. 3.253.245. Et andet foreslået arrangement vist i US-patentskrift nr. 4.399.877 anvender en såkaldt "side-entry sub" (sideindføringsdel), som er koblet ind i rørstrengen og har en åbning i den ene sidevæg, gennem hvilken et elektrisk kabel kan føres.

30 I systemerne vist i de forskellige ovennævnte patentskrifter skal deres respektive elektriske konnektorer forbindes manuelt, når rørstrengen føres ned i borehullet. For at undgå spild af tiden, som kræves til manuelt at forbinde et stort antal konnektorer, som er 35 vist i US-patentskrift nr. 4.095.865 og US-patentskrift nr. 4.220.381, er det blevet foreslået også at tilvejebringe sammenhørende kontakter i enderne af hver af rørsamlingerne, som automatisk bliver forbundet, når rørsamlingerne kobles sammen. Med begge disse udførelsesarrangementer vil det naturligvis forstås, at der altid er 3 DK 170997 B1 en betydelig risiko for, at en eller flere af konnektorerne, som kræves for at sammenkoble så mange korte kabler, vil blive skadeligt påvirket af borehulsvæskerne.

5 I betragtning af de mange problemer, som typisk er knyttet til elektriske konnektorer, har det været foreslået i stedet at tilvejebringe induktive koblinger på de modstående ender af rørsamlingerne for at sammenkoble kablerne i hver rørsamling. Eksempelvis US-patentskrift nr. 2.379.800 viser et typisk sæt af induktionsspo-10 ler, der er viklet på respektive ringformede bl ødtjernskerner, som er anbragt i modstående udsparinger på enderne af hver samling og samvirkende anbragt således, at når rørsamlingerne bliver koblet sammen efter hinanden, vil hvert par spoler tilvejebringe en transformatorkobling mellem kablerne i disse rørsamlinger. Eksempelvis 15 US-patentskrift nr. 3.090.031 forsøger at afhjælpe de nødvendigvis høje tab i sædvanlige transformatorkoblinger i typiske oliefeltrørledninger ved tilvejebringelse af en indkapslet transistoriseret forstærker og strømforsyningskilde ved hvert tilknyttet par af induktive viklinger.

20

Fra US patentskrift nr. 3.550.682 kendes et rør, som indeholder en elektromagnetisk kobling. Røret omfatter indre og ydre spoleenheder, der endvidere omfatter indre og ydre kerneorganer.

25 For at undgå de forskellige ovenfor omhandlede problemer har det også været foreslået at montere et eller flere måleapparater i den nederste ende af rørstrengen og induktivt koble disse apparater til et elektrisk kabel, som sænkes ned gennem rørstrengen til måleapparaterne nede i hullet. Som det eksempelvis ses i fig. 2 og 7 i 30 US-patentskrift nr. 2.370.818, er et måleapparat, som er monteret i en borekrave, der er koblet til den nederste ende af borestrengen, forsynet med en udgangsspole, der er koaksialt anbragt i en ringformet udsparing omkring den indvendige væg af borekraven. Udgangssignalerne sendes til overfladen ved hjælp af et elektrisk 35 kabel med en tilsvarende koblingsspole på sin nederste ende, hvilken spole er viklet omkring et centralt ferromagnetisk kerneorgan, der er indrettet til at anbringes komplementært i udgangsspolen på måleapparatet.

4 DK 170997 B1 US-patentskrift nr. 3.209.323 omhandler et lignende målesystem med et måleapparat, som er indrettet til at monteres på den nederste ende af en borestreng og anbringes samvirkende dermed for at sende signaler til og fra overfladen ved hjælp af et sammenhørende par af 5 induktionsspoler, der er anbragt i en opadrettet fiskehals, som er koaksialt anbragt i borekraven oven på måleapparatet, og en komplementært dimensioneret koblingsdel, der er uafhængigt ophængt i et typisk elektrisk kabel. Selv om dette særlige arrangement eliminerer mange af de ovennævnte problemer, vil det ses, at da disse induk-10 tionsspoler er omgivet af tykvæggede borerør, vil en betydelig mængde elektrisk energi, som ellers kunne overføres gennem disse spoler, i stedet blive afsat i det elektrisk ledende rør. Det vil således af fagfolk forstås, at med dette kendte arrangement vil det uundgåelige tab af elektrisk energi være så stort, at systemet 15 simpelthen ikke kan sende signaler til og fra overfladen, med mindre disse spoler er anbragt tæt sammen. Dette behov for en tæt pasning mellem disse induktionsspoler vil derfor gøre det vanskeligt at nedsænke koblingsdelen gennem borestrengen med nogen sikkerhed for, at den kan anbringes pålideligt omkring fiskehalsen. I de situatio-20 ner, hvor brøndboremateriale er blevet akkumuleret omkring den opretstående fiskehals på måleapparatet, før koblingsdelen nedsænkes i borestrengen, kan borematerialerne endvidere gøre det vanskeligt eller umuligt at placere koblingsdelen korrekt på fiskehalsen.

25 De forskellige problemer i tilknytning til de forskellige data transmissionssystemer, som er omhandlet i de ovennævnte patentskrifter, svarer i mange henseender til problemerne i tilknytning til kobling af en overfladestrømforsyningskilde til en typisk oliefeltperforeringsanordning. Som vist i US-patentskrift 4.544.035 30 er en perforeringskanon, der er indrettet til at føres ned i et borehul på den nederste ende af en rørstreng, således forsynet med et induktivt koblingsarrangement, der generelt svarer til koblingsarrangementet vist i det ovennævnte US-patentskrift nr. 3.209.323.

35 Til trods for den hastige forøgelse af patenter, som indebærer forskellige systemer af denne art, vil fagmanden umiddelbart se, at ingen af de ovennævnte systemer til overføring af signaler og/eller energi mellem overfladen og apparater ned i hullet i en rørstreng, har været kommercielt vellykkede. I stedet har det hidtil været 5 DK 170997 B1 nødvendigt enten at anvende et kontinuerligt elektrisk kabel, som er direkte forbundet med udstyret nede i hullet for at sende data og energi eller for at anvende et såkaldt måling-under-boring eller "MWB"-værktøj med en indbygget strømforsyning, der er samvirkende 5 indrettet til at sende data til overfladen ved at udsende akustiske signaler gennem væsken i borestrengen.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe et apparat, der er i stand til mere effektivt og mere stabilt at 10 overføre elektrisk energi og/eller elektriske datasignaler mellem en eller flere overflade- og borehulsanordninger uden unødigt at begrænse passagen for andet brøndboreudstyr eller behandlingsvæsker gennem apparatet nede i hullet.

15 Ifølge opfindelsen opnås dette ved at udforme det indledningsvis nævnte apparat som angivet i krav l's kendetegnende del.

Opfindelsen skal herefter forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor 20 fig. 1 skematisk viser koblingsorganer indrettet i henhold til principperne for den foreliggende opfindelse, og som er afbildet, som de typisk kan finde anvendelse med en indre del af koblingsorganerne uafhængigt koblet til den nederste ende af et typisk op-25 hængningskabel, som er blevet sænket ned i en foret brøndboring for samvirkende placering af den indre del af koblingsorganerne i en ydre del af disse, som er monteret oven på typisk brøndboreappara-tur, der tidligere er blevet anbragt i brøndboringen, 30 fig. 2A-C efter hinanden følgende tværsnitsbilleder af en foretrukken udførelsesform for brøndboreapparatur, der anvender koblingsorganerne ifølge opfindelsen, fig. 3 et skematisk diagram over typisk overflade- og underjordisk 35 udstyr, som kan anvendes i forbindelse med brøndboreapparaturet vist i fig. 2A-C, og fig. 4 en typisk spændingsform, der kan optræde over koblingsorganerne ifølge opfindelsen i løbet af en typisk arbejdsoperation af 6 DK 170997 B1 brøndboreapparaturet vist i fig. 2A-C.

I fig. 1 er skematisk vist en foretrukken udførelsesform for koblingsorganerne 10 ifølge den foreliggende opfindelse, som de typisk 5 kan se ud ved anvendelse til at koble en typisk underjordisk anordning eller et typisk brøndboreværktøj 11 til dets tilhørende overfladeudstyr 12, som er indbyrdes forbundet af et typisk brøndbore-ophængningskabel 13, som er egnet til at overføre energi og/eller elektriske data eller styresignaler mellem apparatur under overfla-10 den og overfladeapparatur. Det vil imidlertid forstås, at koblingsorganerne 10 ifølge den foreliggende opfindelse kan anvendes samvirkende med et hvilket som helst egnet elektrisk kabel til at forbinde forskellige typer af anordninger under overfladen og deres tilhørende overfladeudstyr.

15

For at illustrere en typisk situation, hvor koblingsorganerne 10 kan finde effektiv anvendelse, er apparaturet 11 under overfladen vist at omfatte et typisk rørtransporteret perforerings- og testværktøj som beskrevet f.eks. i US-patentskrift nr. 4.509.604. Som det er 20 sædvanligt ved sådanne rørledningstransporterede værktøjer, er værktøjet 11 tidligere blevet koblet til den nederste ende af en samling af stålrørledning 14, som derpå er sænket ned i en foret brøndboring 15 ved successiv samling af en rørstreng 16 af et tilstrækkeligt antal samlinger for at placere perforerings- og 25 testværktøjet i nærheden af en jordformation 17, som indeholder producerbare fossile fluider. Værktøjet 11 indbefatter som vist en testventilenhed 18 (således som vist i US-reissue patentskrift nr. 29.638), der har et fuldboringsventilelement 19, som selektivt åbnes og lukkes i afhængighed af ændringer i trykket af fluiderne i 30 brøndboringen 15 for at regulere fluidtransport gennem ventilen og rørstrengen 16.

Den nederste ende af testventilen 18 er samvirkende indrettet til at kobles til en fuldboringspakker 20 (tætningsstykke). Fagfolk vil 35 forstå, at ved det foretrukne arrangement af værktøjet 11 er pakkeren 20 en permanent pakker med normalt tilbagetrukne "slips" (tunger) og pakelementer, der er anbragt i den forede brøndboring 15 umiddelbart over formationen 17. Når pakkeren 20 med det viste arrangement er blevet anbragt uafhængigt i brøndboringen 15, bliver 7 DK 170997 B1 perforerings- og testværktøjet 11 nedsænket i brøndboringen. Når værktøjet 11 har nået pakkeren 20, bliver ventilen 18, som er typisk fluidmæssigt koblet dertil ved sådanne midler som en ikke vist forsegl ingsnippel med reduceret diameter, som er uafhængigt koblet 5 til testventilen og indrettet til tætsluttende at anbringes i en opad åben tætningsboring i pakkerdornen.

Perforerings- og testværktøjet 11 indbefatter også som vist et med slidser forsynet enderør 21, der er uafhængigt tilkoblet under 10 tætningsniplen med reduceret diameter og passende indrettet til uafhængig understøtning af en perforeringskanon 22, som bærer en eller flere typiske perforeringsanordninger så som formede ladninger (ikke vist), der, når de detonerer, vil frembringe et tilsvarende antal perforeringer så som ved 23 for at sætte jordformationen 17 i 15 forbindelse med det adskilte mellemrum i brøndboringen 15 under pakkeren 20. Det vil naturligvis forstås, at når perforeringskanonen 22 er blevet aktiveret, bliver testventilen 18 selektivt betjent for at regulere fluidforbindelsen mellem det separate mellemrum i brøndboringen 15 og rørstrengen 16.

20

For at illustrere en typisk situation, hvor koblingsorganerne 10 kan anvendes effektivt, er perforerings- og testværktøjet 11 vist at indbefatte måleorganer som angivet generelt ved 24, og som fortrinsvis er anbragt i et eller flere tykvæggede, rørformede legemer 25 25 og 26, der er koblet efter hinanden mellem den nederste rørsam ling 14 og testventilen 18. De forskellige komponenter i måleorganerne 24 er, som det er typisk, på samvirkende måde anbragt på væggene i de rørformede legemer 25 og 26 for derved at tilvejebringe en uhindret eller såkaldt "fuldborings"-gennemstrømningspassage 27 30 gennem hele længden af værktøjet 11.

Det vil forstås, at da koblingsorganerne 10 ifølge den foreliggende opfindelse ikke er begrænset alene til visse typer af målinger, kan måleorganerne 24 indbefatte en eller flere typiske måleanordninger 35 og tilhørende elektroniske kredsløb så som ved 28, der er indrettet til at måle sådanne fluidegenskaber eller brøndboringskarakteristikker som trykkene og/eller temperaturerne af fluider over og under pakkeren 20 samt konduktiviteten, strømningshastigheden og densiteten af disse fluider. Måleorganerne 24 kan indbefatte 8 DK 170997 B1 batterier 29 til at strømforsyne måleanordningerne og deres kredsløb 28 samt et eller flere indbyggede registreringsapparater 30 til optegning af udgangsdataene fra disse anordninger over lange tidsrum.

5

Som beskrevet mere detaljeret nedenfor under henvisning til fig. 2A-2C indbefatter den foretrukne udførelsesform for koblingsorganerne 10 ifølge den foreliggende opfindelse en særlig ydre spoleenhed 31, der er samvirkende anbragt i den øverste del af perforering-10 og testværktøjet 11. Selv om spoleenheden 31 kunne monteres på passende måde i den øverste ende af det tykvæggede, rørformede legeme 25, foretrækkes det i stedet at anbringe den ydre spoleenhed i et rørformet organ 32 med reduceret diameter, som har en langsgående boring, der danner en forlængelse af den aksiale passage 27 15 gennem legemerne 25 og 26. Organet 32 er monteret koaksialt i et ydre rørformet legeme 33 med en udvidet boring, som er passende dimensioneret til samvirkende placering af den ydre spoleenhed 31 omkring den aksiale passage 27 samt til at tilvejebringe en fluid-bypass-passage 34 omkring koblingsorganet 10. En eller flere elek-20 triske ledere (ikke vist i fig. 1) er anbragt i en eller flere ikke viste forbindelsespassager i legemerne 25, 26 og 32 og samvirkende indrettet til at forbinde den ydre spoleenhed 31 i et øverste legeme med komponenterne af måleorganerne 24 i de nederste legemer.

25 Koblingsorganerne 10 indbefatter også en særlig indre spoleenhed 35, der er koaksialt monteret på et tovunderstøttet værktøj eller såkaldt "løbende værktøj" 36, som er dimensioneret til at passere frit gennem rørstrengen 16 og de respektive dele af den aksiale passage 27 gennem de rørformede legemer 25, 26 og 32. Det løbende 30 værktøj 36 er indrettet til ved hjælp af et typisk kabelhoved 37 at kobles hængende på den nederste ende af ophængningskablet 13, som er oprullet på et i fig. 1 ikke vist spil, der er anbragt på overfladen og indrettet til at bevæge løbeværktøjet gennem rørstrengen 16 mellem overfladen og den afbildede driftsposition i det indre legeme 35 32, hvor den indre spoleenhed 35 er anbragt i effektiv elektromag netisk induktiv nærhed af den ydre spoleenhed 31. En eller flere i fig. 1 ikke viste ledere er anbragt i løbeværktøjet 36 for samvirkende at forbinde den indre spoleenhed 35 med lederne i ophængningskablet 13 for elektrisk at forbinde løbeværktøjet og 9 DK 170997 B1 overfladeudstyret 12.

I fig. 2A-2C er vist efter hinanden følgende langsgående tværsnitsbilleder af en foretrukken udførelsesform for koblingsorganerne 10 5 ifølge opfindelsen. Som vist generelt ved 38 indbefatter løbeværk-tøjet 36 et langstrakt legeme, som strækker sig over hele længden af værktøjet. Det vil naturligvis af fagfolk forstås, at for at forenkle fremstillingen og samlingen og vedligeholdelsen af løbeværk-tøjet 36 består legemet 38 nødvendigvis af flere individuelle 10 komponenter eller indbyrdes forbundne enheder.

Det vil naturligvis forstås, at når der er en betydelig opadrettet strømning af fluider gennem rørstrengen 16, så som når fossile fluider produceres fra jordformationen 17 (fig. 1), skal det tovun-15 derstøttede værktøj 36 være udløseligt fastgjort i sin fastlagte driftsposition i det rørformede legeme 32 for at være sikker på, at spoleenhederne 31 og 35 er pålideligt opretholdt i effektiv, elektromagnetisk, induktiv nærhed af hinanden. I den foretrukne udførelsesform for koblingsorganerne 10 ifølge opfindelsen vist i fig.

20 2A-2C er der som vist generelt ved 39 dannet en indadvendende udsparing omkring indervæggen af det rørformede legeme 32 og udformet på passende måde for at danne en eller flere i afstand liggende, modstående skuldre 40, 41, der er anbragt i en forud bestemt afstand over den ydre spoleenhed 31.

25

Det tovunderstøttede værktøj 36 er endvidere forsynet med selektivt betjenelige forankringsorganer 42, der er samvirkende anbragt og indrettet til udløseligt at fastgøre værktøjet 36 i det indre rørformede legeme 32. I den foretrukne udførelsesform for løbeværk-30 tøjet 36 vist i fig. 2A-2C, indbefatter forankringsorganerne 42 en langstrakt muffe 43, der er forskydeligt anbragt omkring en del 44 med reduceret diameter af værktøjslegemet 38 og fastgjort mod rotation i forhold dertil på en typisk måde ved hjælp af en eller flere kiler eller noter og tilsvarende langsgående riller (ikke vist 35 på tegningen) på det indre og ydre organ. Den nederste ende af den langstrakte muffe 43 er samvirkende indrettet til understøtning af to eller flere nedadrettede, bøjelige spændepatronfingre 45, der er anbragt med indbyrdes afstand omkring værktøjslegemet 38. Selv om separate fingre kan være anbragt på muffen 43, er 10 DK 170997 B1 spændepatronfingrene 45 fortrinsvis anbragt som nedadrettede, integrerende forlængelser af muffen, som er dannet ved bortskæring af tilstrækkeligt metal fra den nederste del af den indre muffe til at muliggøre, at fingrene bøjes indad. Ansatser eller flade kiler 46 5 er fastgjort i opretstående stillinger på de frie ender af fingrene 45, idet de ydre kanter af disse kiler er passende udformet til at passe komplementært i den indadvendende udsparing 39, når det tovunderstøttede koblingsværktøj 36 er placeret i det rørformede legeme 32. For at kilerne 46 snoes eller vippes i forhold til deres 10 respektive spændepatronfingre 42 er en beskyttende ydre muffe 47 med tilsvarende antal langsgående slidser 48 anbragt koaksialt omkring den indre muffe 45, og kilerne er anbragt i disse slidser for at bevæges sideværts mellem deres viste normale eller "udstrakte" stillinger, hvor de formede ydre kanter af kilerne rager uden for 15 den udvendige overflade af den ydre muffe, og en "tilbagetrukket" stilling, hvor de ydre kanter ligger helt inden for den ydre muffe.

Som vist i fig. 2A indbefatter forankringsorganerne 42 endvidere forspændingsorganer så som en langstrakt skruefjeder 49, der er 20 anbragt mellem den indre muffe og en skulder 50 på den øverste ende af legemet 38 for at presse mufferne 43 og 47 nedad i forhold til legemet fra en hævet "indførings"-stilling mod den nederste "lå-se"-stilling vist på tegningen, når mufferne frit kan bevæge sig i forhold til værktøjslegemet. Den del af værktøjslegemet 38, som skal 25 placeres umiddelbart bag kilerne 46, når mufferne 43 og 47 er i hævet indføringsstilling, reduceres eller udspares ved tilvejebringelse af et tilsvarende antal udad åbne, langsgående riller 51, som er tilpasset til at modtage de bagudvendende dele af kilerne og de bøjelige spændepatronfingre 45, når de tvinges indad fra deres 30 udstrakte stillinger til deres respektive tilbagetrukne stillinger i rillerne. Det vil på den anden side også fremgå af fig. 2B, at når forspændingsvirkningen af fjederen 50 har forskudt mufferne 43 og 47 yderligere nedad langs værktøjslegemet 38, vil de bagudvendende kanter af kilerne 46 derpå være beliggende direkte over en udvidet 35 del 52 af værktøjslegemet, som er dimensioneret til at forhindre kilerne i at bevæge sig indad mod værktøjslegemet. Når mufferne 43, 47 er i deres hævede stilling, kan spændepatronfingrene 45 følgelig afbøjes indad for at trække kilerne 46 tilbage fra udsparingen 39 i det rørformede legeme 32, men når mufferne er i deres nederste 11 DK 170997 B1 "låse"-stilling, er kilerne forhindret i at bevæge sig ud af udsparingen.

Forankringsorganerne 42 indbefatter endvidere organer således som 5 vist generelt ved 53, der er selektivt betjenelige fra overfladen for at styre bevægelsen af den indre muffe 43 i forhold til værktøjslegemet 38. I den foretrukne udførelsesform for det tovophængte værktøj 36 er en indadvendende ringformet udsparing 54 følgelig anbragt i den indre muffe 43 for drejelig understøtning af en 10 kortmuffe 55, der bærer en indadrettet J-stift 56, der er bevægeligt anbragt i et typisk kontinuerligt J-slidssystem 57, der er anbragt på den hosliggende overflade af værktøjslegemet 38. Fagfolk vil naturligvis forstå, at når kilerne 46 er beliggende i udsparingen 39 i det rørformede legeme 32, er mufferne 43 og 47 sikret imod at 15 bevæge sig på langs i forhold til værktøjslegemet 38, og vægten af værktøjslegemet vil blive fuldstændigt understøttet af fjederen 49, når spænding fjernes fra kablet 13. Ved betjening af spillet (ikke vist på tegningen) på overfladen for at slække ophængningskablet 13, når værktøjslegemet 38 bevæges nedad, bliver en første skråtstillet 20 del 58 af det kontinuerlige J-slidssystem 57 således forskudt langs J-stiften 56 og drejer derved muffen 55 i forhold til værktøjslegemet 38 fra dens viste vinkel still ing til en anden vinkelstilling, hvor J-stiften er beliggende over den øverste ende af en langstrakt, langsgående del 59 af J-slidssystemet. Ved denne vinkel stilling af 25 muffen 55 vil forspændingsvirkningen af fjederen 49, når spænding udøves på kablet 13, derpå forskyde de ydre muffer 43 og 47 og spændepatronfingrene 45 nedad, når spændingen på kablet samtidigt bevæger værktøjslegemet 38 opad i forhold til J-stiften 56. Når dette finder sted, vil værktøjet 36 blive låst i sin stilling i det 30 rørformede legeme 32, så længe spænding opretholdes på ophængningskablet 13.

Det vil imidlertid forstås, at værktøjet 36 kan frigives ved blot at slække ophængningskablet 13, så at vægten af løbeværktøjet igen 35 bliver understøttet på fjederen 49. Når dette finder sted, er vægten af værktøjet 36 tilstrækkelig til at bevæge værktøjslegemet 38 nedad i forhold til mufferne 43 og 47, som igen vil indstille den udvidede legemsdel 52 under slidserne 48, så at de bagudvendende kanter af spændepatronfingrene 45 og kilerne 46 igen frit kan trækkes tilbage 12 DK 170997 B1 ind i udsparingerne 51. Når værktøjsiegernet 38 bevæges nedad, bevirker en anden skrå del 60 af J-slidssystemet 57 drejning af muffen 55 til en tredje vinkelstillling, hvor J-stiften 56 er beliggende i den øverste ende af den anden skrå del. Når J-stiften 5 56 er i denne stilling 60 af J-slidssystemet 57, vil gentilførsel af spænding til kablet 13 igen dreje muffen 55 til dens begyndelsesstilling og derved føre J-stiften 56 tilbage til den første del 58 af J-slidssystemet 57. Når muffen 55 er i sin begynde!sesvi nkel-stilling, er spændepatronfingrene 45 og kilerne 46 i stand til at 10 blive trukket tilbage. Når spænding føres til ophængningskablet 13, vil de øverste skrå skuldre 61 på kilerne 46 således indgribe med de modstående overflader 40 i legemet 32 og presse kilerne indad, når løbeværktøjet 36 til at begynde med bevæges opad i rørstrengen 16 for at føre værktøjet tilbage til overfladen.

15 I fig. 2C viser den nederste del af apparatet 11 under overfladen et foretrukket arrangement af den ydre og indre spoleenhed 31 og 35 i koblingsorganerne 10 ifølge den foreliggende opfindelse. Som tidligere nævnt er den ydre spoleenhed 31 monteret i et rørformet 20 legeme 32, der er indkoblet i rørstrengen 16, idet spoleenheden er koaksialt anbragt omkring den aksiale passage 27 i legemet. I den foretrukne udførelsesform for den ydre spoleenhed 31 er en flervindingsvikling 62 af en isoleret leder eller tråd anbragt i et eller flere lag med ensartede diametre inde i en særlig rørformet 25 kerne 63 med øverste og nederste endestykker 64 og 65 med større diametre. Kernen 63 og dens endestykker 64 og 65 er anbragt i en komplementær indad åben udsparing i den indvendige væg af det rørformede legeme 32 og fastgjort sikkert deri. Selv om elektrisk isolation ikke er påkrævet, foretrækkes det at fastgøre kernestyk- 30 kerne 63-65 i legemet 32, så som ved hjælp af en ikke ledende indstøbningssammensætning.

Som vist i fig. 2B og 2C består den nederste del af værktøjslegemet 38 af et rørformet hus 66, der er indrettet til tætsluttende at 35 omslutte det elektroniske kredsløb i værktøjet 36 samt til at understøtte en stang eller et aksialt organ 67 med reduceret diameter, på hvilket den indre spoleenhed 35 er monteret. Det skal bemærkes, at p.g.a. de særlige elektromagnetiske egenskaber ved koblingsorganerne 10 kan understøtningsorganet 67 være dannet af 13 DK 170997 B1 stål eller et hvilket som helst materiale, der anses for at have til strækkel ig styrke til at tåle store slagkrafter, når løbeværk-tøjet 36 nedsænkes i en brøndboring så som den forede brøndboring 15. Et egnet næsestykke 68 er anbragt på den nederste ende af 5 understøtningsstangen 67 for at tjene som et styr for værktøjet 36.

I den foretrukne udførelsesform for den indre spoleenhed 35 er en fjervindingsvikling 69 af en egnet leder eller isoleret tråd viklet i et eller flere lag med ensartet diameter omkring den midterste del 10 af et langstrakt, tykvægget, rørformet kerneorgan 70, der er koaksialt anbragt omkring understøtningsorganet 67 med reduceret diameter og fastgjort derpå mellem øverste og nederste endestykker 71 og 72. En rørformet skærm 73 af et umagnetisk materiale så som et elektrisk, ikke ledende, armerende plastmateriale er koaksialt 15 anbragt omkring den indre spoleenhed 35 og passende indrettet til fysisk at beskytte spolen. Selv om denne skærm 73 skal være dannet af et umagnetisk materiale, kan den også være fremstillet af et elektrisk ledende metal så som aluminium, rustfrit stål eller messing, der fortrinsvist er anbragt på en sådan måde, at den ikke 20 kortslutter den induktive kobling mellem spoleenhederne 31 og 35.

Fagfolk vil også forstå, at hvis skærmen 73 er fremstillet af metal, skal flere langs omkredsen fordelte, langsgående slidser være anbragt omkring skærmen for i det mindste at reducere og eventuelt forhindre effekttab fra uønskede hvirvelstrømme.

25

Det er af særlig betydning at bemærke, at med koblingsorganerne 10 ifølge den foreliggende opfindelse er det ikke absolut nødvendigt at indstille den indre spoleenhed 35 i tæt radial nærhed af den ydre spoleenhed 31, hvilket ellers ville være tilfældet med en kendt 30 induktiv koblingsanordning så som en hvilken som helst af de ovenfor omhandlede anordninger. I stedet for vil fagmanden ud fra fig. 2C erkende, at det ringformede billedrum mellem de to spoleenheder 31 og 35 er betydeligt større, end hvad der ville blive anset for muligt for effektivt at overføre elektrisk energi mellem kendte 35 spoleenheder ved anvendelse af sædvanlige kernematerialer. For at opnå effektiv energioverførsel med betydelige spillerum mellem to spoleenheder som ved 31 og 35 har det vist sig, at en betydelig forøgelse af den elektromagnetiske, induktive kobling mellem spoleenhederne opnås ved at danne indre og ydre kerne således som vist 14 DK 170997 B1 ved 63 og 70 af typiske ferritmaterialer med et curie-temperatur-punkt, som er i det mindste lig med eller fortrinsvis noget større end den forventede maksimale underjordiske eller brøndboringstemperatur, ved hvilken koblingsorganerne 10 forventes at skulle 5 fungere.

I tydelig modsætning til de kernematerialer, der typisk anvendes hertil ved kendte induktive koblinger således som beskrevet i US-patentskrift nr. 3.209.323, har ferritkernematerialerne, som 10 anvendes ved udøvelse af opfindelsen, en høj jævnstrømsvolumen-resistivitet, en meget lav magnetisk remanens og en moderat, magnetisk permeabilitet. Det vil naturligvis af fagmanden forstås, at ferriter er keramiske, magnetiske materialer, som er dannet af ionkrystaller med den generelle kemiske sammensætning (Me)Fe203, 15 hvor (Me) repræsenterer en hvilken som helst af et antal metalioner udvalgt blandt gruppen bestående af mangan, nikkel, zink, magnesium, cadmium kobolt og kobber. Eksempler på typiske ferriter, der anses for egenede til koblingsorganerne 10 for effektiv anvendelse i kommerciel borehulsdrift, er dem, der dannes af en eller flere af de 20 første tre af disse ioner, og som har en volumenresistivitet, der er større end 10.000 ohm-meter.

Et ferritmateriale, som er blevet anvendt til at fremstille en foretrukken udførelsesform for den ydre og indre spoleenhed 31 og 35 25 ifølge den foreliggende opfindelse, består af 18% zinkoxid, 32% nikkeloxid og 50% jernoxid, som blev fremstillet og omdannet i overenstemmelse med velkendte processer til den særlige ferrit ved kontrollerede høje temperaturer for at danne en polykrystallinsk struktur, der ligner spinel, og hvor overgangsmetalionerne er 30 adskilt af oxygenioner. Den magnetiske permeabilitet af dette ferritmateriale er tilnærmelsesvis 100-200 gange større end permeabil i teten af det frie rum, og dets jævnstrøms volumenresistivitet er større end 1 million ohm-meter. Dette foretrukne materialer har også en særlig lav magnetisk remanens. Da 35 denne særlige ferrit har en curie-temperatur over 250*C (d.v.s. 480* Fahrenheit), vil det forstås, at disse respektive funktionsegenskaber vil udvises ved en hvilken som helst brøndboringstemperatur op til denne temperatur. Det har med denne og andre lignende ferriter vist sig, at koblingsorganerne 10 ifølge opfindelsen vil fungere 15 DK 170997 B1 effektivt og stabilt over et bredt frekvensbånd, der strækker sig fra kun nogle få hertz til adskillige mega-hertz.

Det skal bemærkes, at når ferriter så som den ovenfor beskrevne 5 endvidere indeholder op til ca. 10% zirconiumdioxid i en krystal linsk eller ikke-krystallinsk form, vil sejheden, den mekaniske styrke og korrosionsmodstand af materialet blive stærkt forbedret uden at påvirke de elektriske eller magnetiske egenskaber ved ferritmaterialet. Når der er en mulighed for, at koblingsorganerne 10 10 ifølge opfindelsen kan blive udsat for betydelige vibrations- eller slagkræfter, skal ferriter indeholdende zirkoniumoxid således tages i betragtning i det mindste til den ydre spoleenhed så som ved 31. En typisk situation, hvor sådanne ferriter kan komme i betragtning, er eksempelvis når koblingsorganerne 10 skal anvendes til at 15 overføre elektrisk energi og/eller data mellem overfladeudstyr og en eller flere sensorer, registrerings- eller måleanordninger nede i borehullet i en borestreng, og som midlertidigt standses fra tid til anden for at muliggøre, at en kabel ophængt anordning så som løbe-værktøjet 36 bevæges gennem borestrengen til anordningen nede i 20 hullet.

I fig. 3 er vist et skematisk diagram over et typisk elektronisk kredsløb, som kan anvendes i forbindelse med koblingsorganerne 10 ifølge opfindelsen til at forbinde værktøjet 11 nede i hullet med 25 overfladeudstyret 12. Som vist indbefatter overfladeudstyret 12 en typisk datamat 74, der er koblet til overfladeenhederne af ledere 75 og 76 i ophængningskablet 13 ved hjælp af en typisk veksel strøms/-jævnstrømsseparator og kombinator 77. En signaldriver 78 er, som det er typisk, indkoblet mellem datamaten 74 og kombinatoren 77 og er 30 indrettet til selektivt at sende signaler fra overfladeudstyret 12 til værktøjet 11 nede i hullet. På lignende måde er en signaldetektor 79 anbragt mellem datamaten 74 og kombinatoren 77 for at modtage signaler fra det underjordiske udstyr 11 og omsætte disse signaler til passende indgangssignaler for datamaten. Overfladeudstyret 12 35 kan også indbefatte en strømforsyning 80, der f.eks. vil være i stand til at levere energi til det underjordiske udstyr for at affyre perforeringskanonen 22 samt til at drive en hvilken som helst anden anordning i udstyret 11.

16 DK 170997 B1

Som tidligere beskrevet under henvisning til fig. 2C er løbeværk-tøjet 36 nede i hullet ophængt i kablet 13, og den indre spoleenhed 35 i værktøjet er samvirkende forbundet med lederne 75 og 76 i ophængningskablet. I den foretrukne udførelsesform for løbeværktøjet 5 36 er kabellederne 75 og 76 forbundet med spoleenheden 35 ved hjælp af en trådledningsmodtager/driver og en jævnstrøms/jævnstrøms-omsætter i en lukket patron 90, der er indrettet til at tilvejebringe en egnet grænseflade mellem ophængningskablet 13 og spoleviklingen 69. I den viste udførelsesform for det underjordiske 10 udstyr 11 er den ydre spoleenhed 31 samvirkende koblet til måleorganerne 24 nede i hullet ved hjælp af en typisk frekvens omtastningsdemodulator 81 og en synkron impulsdriver 82, der igen er koblet til en typisk mikroprocessor eller datamat 83 ved hjælp af en universal asynkron modtager-sender 84. For at levere energi fra 15 overfladeudstyret 12 til en eller flere anordninger i det underjordiske udstyr 11, er en ensretter 85 forbundet over viklingen 62 i den ydre spoleenhed 31 og virksomt indrettet til at drives, når man ønsker at levere energi til disse anordninger. Som tidligere nævnt kan det indbyggede batteri 29 også være indrettet til at levere 20 energi til en eller flere af komponenterne i udstyret 11 nede i hullet. Da det også kan være ønskeligt at genoplade batteriet 29, medens det stadig er nede i hullet, er ensretteren 85 også fortrinsvis indrettet til at anvendes til genopladning af batteriet.

25 Fagfolk vil naturligvis forstå, at den rørledningstransporterede perforationskanon 22 kan aktiveres på forskellige måder. Eksempelvis som beskrevet mere detaljeret i det ovennævnte US-patentskrift nr. 4.509.604 kan perforationskanonen 22 tændes selektivt ved at variere trykket af fluiderne i den øverste del af den forede brøndboring 15 30 over pakkeren 20. Der er også andre antændingssystemer, som anvender en såkaldt "faldstang", der indføres i overfladeenden af den understøttende rørstreng, idet forventningen er, at den faldende stang vil ramme en slagfølsom detonator med tilstrækkelig kraft til at aktivere en perforeringskanon så som kanonen 22. Andre systemer, der 35 er blevet foreslået, indebærer en induktiv kobling, der som fuldstændigt beskrevet i US-patentskrift nr. 4.544.035 er anbragt på den nederste ende af et brøndboringskabel for at koble en strømforsyningskilde ved overfladen til perforeringskanonen. Der har også været forslag om at kombinere to eller flere affyringssystemer for 17 DK 170997 B1 således at få et alternativt affyringssystem, når det er muligt.

Det vil følgeligt forstås, at koblingsorganerne 10 ifølge den foreliggende opfindelse er særskilt indrettet til at tilvejebringe 5 et alternativt affyringssystem, hvis kanonen 22 ikke skulle affyres i afhængighed af en ændring af trykket i den forede brøndboring 15 som beskrevet i US-patentskrift nr. 4.509.604. Som vist i fig. 3 kan en typisk driver 86 kobles til datamaten 83 nede i hullet og være indrettet til selektivt at styre et typisk relæ 87, som kobler en 10 elektrisk reagerende detonator 88 til viklingen 62 i den ydre spoleenhed 31. Når datamaten 74 ved overfladen betjenes for at sende et korrekt kommandosignal ned til datamaten 83 i borehullet, vil relæet 87 således blive sluttet for at koble detonatoren 88 til strømforsyningen 80 ved overfladen. Strømforsyningen 80 ved over-15 fladen bliver naturligvis betjent efter behov for at affyre kanonen 22.

For at vise virkemåden af kredsløbet i fig. 3 viser fig. 4 en repræsentativ, pulserende jævnspændingsbølgeform, som almindeligvis 20 vil optræde over viklingen 62 i den ydre spoleenhed 31 under normal funktion af koblingsorganerne 10 ifølge den foreliggende opfindelse.

I overensstemmelse med den tidligere beskrivelse af kredsløbet nede i borehullet vist i fig. 3 sendes jævnstrømsenergi fra strømforsyningen 80 ved hjælp af kablet 13 til den elektroniske patron 90, 25 hvor typisk strømforsyningsskiftekredsløb bevirker, at jævnstrømsenergien omsættes til en pulserende jævnspænding, der leveres til det elektroniske kredsløb i det underjordiske udstyr 11 ved hjælp af den induktive kobling mellem spoleenhederne 31 og 35 i koblingsorganerne 10. Ensretteren 85 bevirker naturligvis, at den pulserende 30 jævnspænding, som overføres over spoleenhederne 31 og 35, omsættes til den spænding, der kræves af udstyret 11.

Det vil naturligvis af fagfolk forstås, at datakommunikation mellem det underjordiske udstyr 11 og overfladeudstyret 12 kan udføres på 35 en hvilken som helst af forskellige måder. Med den foretrukne udførelsesform for det elektroniske kredsløb vist i fig. 3 anvender kommunikation mellem det underjordiske udstyr 11 og overfladeudstyret 12 ikke desto mindre et typisk system med bipolær modulation, som er halv duplex i sin art. Som vist skematisk i fig. 4 er 18 DK 170997 B1 trådledningsmodtager/driveren og jævnstrøms/jævnstrømsomsætteren i den indbyggede patron 90 indrettet til normalt at frembringe en typisk firkantudgangsbølgeform over viklingen 62. Datakommunikation mellem kredsløbet i patronen 90 og kredsløbet i det underjordiske 5 udstyr 11 udføres ved hjælp af typisk frekvensomtastningsteknik eller såkaldt "FSK"-modulation af jævnstrømsbølgeformen. Datakommunikation i modsat retning mellem det elektroniske kredsløb i det underjordiske udstyr 11 og patronen 90 udføres fortrinsvis ved anvendelse af typisk synkron impedansmodulation af jævnspændings-10 bølgeformen. Med denne metode bliver driveren 82 selektivt betjent for at tilføre betydelige impedansændringer over viklingen 62 i den ydre spoleenhed 31. Som f.eks. vist i fig. 4 bliver driveren 82 for at signalere en binær bit betjent for at skabe en momentan kortslutning over viklingen 62 under en i positiv retning gående halv-15 periode 91 af bølgeformen. Denne momentane kortslutning vil natur ligvis midlertidigt reducere eller afskære spændingen over viklingen 62 i et forud bestemt tidsrum som vist ved spændingsudsvingene vist ved 92 og 93. På lignende måde bliver den modsatte binære bit repræsenteret ved at betjene driveren 82 til momentant at reducere 20 spændingen over viklingen 62 under en i negativ retning gående halvperiode af jævnspændingsbølgeformen i et forud bestemt tidsrum som vist ved spændingsudsvingene ved 95 og 96. Driftfrekvensen for det viste kredsløb ligger mellem 20 og 100 kHz. En typisk periode for drift af driveren 82 til at frembringe de afbildede spændings-25 udsving som f.eks. mellem udsvingene 92 og 93 er cirka 20-30% af tiden for en halvperiode.

Det vil naturligvis forstås, at strømforsyningen 80 i overfladeudstyret 12 også kan være indrettet til at tilvejebringe en kilde for 30 vekselspænding. Koblingsorganerne 10 kan følgelig også være indret tet til effektivt at overføre energi mellem overfladeudstyret 12 og perforeringskanonen 22. For at udføre dette er strømforsyningen 80 indrettet til at arbejde i et frekvensområde mellem 100 og 1000 kHz og tilvejebringe en udgangsspænding på op til 800 volt effektiv med 35 en udgangsstrøm på mindst 1 ampere. Ved at vælge en udgangsfrekvens, som er optimeret i forhold til det pågældende ophængningskabel så som ved 13, som anvendes til en perforeringsoperation, vil der således være en effektiv overførsel af elektrisk energi mellem strømforsyningen 80 og detonatoren 88. Denne optimale frekvens er 19 DK 170997 B1 således, at den effektive indgangsimpedans af spolen 69 vil være tilnærmelsesvis lig med den matematiske komplekse konjugerede af den karakteriske impedans af ophængningskablet så som ved 13. Det vil imidlertid forstås, at da koblingsorganerne 10 udviser lave tab og 5 stabile karakteriske egenskaber over et bredt frekvensområde, kan optimeringen af frekvensen anvendes til at optimere overførslen af elektrisk energi over koblingsorganerne 10 for en stor mangfoldighed af brøndboringskabler så som typiske armerede enkeltlederkabler eller såkaldte "monokabler" eller typiske flerlederkabler. Det vil 10 derfor forstås, at denne optimerede overførsel af elektrisk energi også kan opnås fuldstændig udafhængigt af det elektriske kredsløb vist i fig. 3, hvor der ikke er noget behov for at overføre data mellem overfladen og udstyret nede i hullet. Hvis udstyret nede i hullet således kun består af en perforeringskanon, kan detonatoren 15 (så som ved 88) forbindes direkte over viklingen 62 i den ydre spoleenhed 31, uden at der kræves nogen andre elektriske eller elektroniske komponenter nede i borehullet.

Det vil også af fagfolk forstås, at koblingsorganerne 10 ikke 20 spærrer den aksi ale strømningspassage 27 gennem hele længden af værktøjet 11 nede i borehullet. Når perforatoren 22 aktiveres for at etablere fluid forbindelse gennem jordformationen 17 og den forede brøndboring 15 under pakkeren 20, kan fossile fluider let strømme ind i den afsondrede del af brøndboringen og passere direkte gennem 25 strømningspassagen 27 til rørstrengen 16. Når løbeværktøjet 36 sænkes ned gennem rørstrengen 16 og bevæges ind i det rørformede legeme 32, vil spændepatronfingrene 45 og ansatserne 46 fungere som tidligere beskrevet og træde ind i udsparingen 39. Når spænding udøves på ophængningskablet 13, vil legemet 38 derpå trænges opad i 30 forhold til mufferne 43 og 47 for at tillade kropsdelen 52 med udvidet diameter at bevæge sig bag spændepatronfingrene 45. Som tidligere beskrevet vil dette låse løbeværktøjet 36 i det rørformede organ 32. Det vil forstås, at når værktøjet 36 er låst i sin stilling, vil fluidstrøm afledes omkring værktøjet gennem en eller flere 35 omledeåbninger 89 i den nederste ende af det rørformede organ 32, som derved står i forbindelse med den aksiale boring 27 i legemet 25 med den ringformede omledningspassage 34 afgrænset omkring det rørformede organ 32.

DK 170997 B1 20

Det vil forstås, at løbeværktøjet 36 kan anvendes på forskellige måder. Eksempelvis kan løbeværktøjet 36 placeres i det rørformede organ 32, og overfladedatamaten 74 betjenes efter behov for at forbinde en eller flere af sensorne 28 med overfladedatamaten for at 5 få en række samtidsmålinger af udgangssignalerne, som tilvejebringes af disse sensorer. Kommunikation mellem udstyret 11 nede i hullet og overfladeudstyret 12 vil naturligvis blive udført i overensstemmelse med de foregående beskrivelser af fig. 3 og 4. På lignende måde kan det trådledningsunderstøttede løbeværktøj 36 placeres fra tid til 10 anden i det rørformede organ 32, og overfladedatamaten 74 betjenes for at koble optegningsapparatet 30 ned i hullet sammen med overfladedatamaten. Derefter kan overfladedatamaten 74 betjenes efter behov for at forespørge optegningsapparatet 30 nede i borehullet og anvende de ovenfor beskrevne kommunikationsmetoder til overføring af 15 data, som tidligere er blevet lagret på optegningsapparatet nede i hullet til lageret i overfladedatamaten, medens løbeværktøjet 36 ikke var placeret i udstyret 11 ned i hullet. Det skal ligeledes erindres, at værktøjet 36 kan anvendes efter behov til genopladning af batteriet 29 samt til at drive perforeringskanonen 22. Det vil 20 følgelig forstås, at den foreliggende opfindelse tilvejebringer et apparatur til at udføre forskellige test- og færdiggørelsesoperationer indbefattende særlige koblingsorganer, der er indrettet til at kobles til den nederste ende af et typisk brøndboringsophængningskabel til overføring af elektriske data og/eller energi mellem 25 overfladeapparatur og apparatur nede i en brøndboring.

30 35

Claims (9)

21 DK 170997 B1

1. Apparat (10) til elektromagnetisk kobling af elektriske ledere i et brøndboringsophængningskabel (13) til brøndboringsapparatur 5 (11) med mindst én elektrisk anordning (24), hvilket apparat omfat ter: indre og ydre spoleenheder (31,35) anbragt samvirkende, således at den indre spoleenhed kan anbringes teleskopisk inden i den ydre spoleenhed, idet de indre og ydre spoleenheder (31,35) indbefatter 10 indre og ydre spoler (62,69), der er indrettet til at sammenkobles induktivt, når den indre spoleenhed (35) er anbragt inden i den ydre spoleenhed (31), hvor en af spolerne er forbundet med ledere i ophængningskablet (13), og den anden af spolerne er forbundet med den elektriske anordning (24), idet den indre spoleenhed (35) 15 indbefatter et indre kerneorgan (70) med forstørrede endestykker (71,72), som afgrænser en udadåbnende fordybning mellem sig, og hvor den indre spole (69) er viklet i fordybningen, kendetegnet ved, at den ydre spoleenhed (31) endvidere omfatter et ydre kerneorgan (63) med forstørrede endestykker (64,65), som afgrænser en 20 indadåbnende fordybning mellem sig, at den ydre spole (62) er viklet i denne fordybning, og at det ydre kerneorgans endestykker (64,65) vender mod det indre kerneorgans endestykker (71,72), når den indre spoleenhed (35) er anbragt inden i den ydre spoleenhed (31), og at det indre og ydre kerneorgan (63,70) er dannet i hovedsagen af 25 ferritmaterialer med en jævnstrømsvolumenresistivitet, der er større end 10.000 ohm-meter.

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at kerne organerne (63,70) er dannet af ferritter udvalgt blandt gruppen af 30 metalioner bestående af mangan, nikkel, zink, magnesium, cadmium, kobolt og kobber.

3. Apparat ifølge krav 2, kendetegnet ved, at ferriterne yderligere indbefatter et additiv af op til ca. 10% efter 35 vægt af zirkoniumoxid

4. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at kerneorganerne (63,70) er dannet af ferritter udvalgt blandt gruppen af metalioner bestående af mangan, nikkel, zink, magnesium, cadmium, DK 170997 B1 22 kobolt og kobber med et curie-temperaturpunkt, som er i det mindste lig med de maksimale forventede brøndboringstemperaturer, som spoleenhederne (31,35) vil blive udsat for.

5. Apparatur ifølge krav 4, kendetegnet ved, at ferriterne yderligere indbefatter et additiv til ferritmaterialet på ikke mere end ca. 10% efter vægt af zirkoniumoxid i en krystallinsk eller ikke-krystallinsk form.

6. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at kerne organerne (63,70) er dannet af ferriter udvalgt blandt gruppen bestående af nikkel-zinkferrit, jernoxidmagnetit, nikkelferrit og magnesiumferrit og har et curie-temperaturpunkt, der i det mindste er lig med de maksimale forventede brøndboringstemperaturer, som 15 spoleenhederne (31,35) vil blive udsat for.

7. Apparat ifølge krav 6, kendetegnet ved, at ferritterne yderligere indbefatter et additiv til ferritmaterialet på ikke mere end ca. 10% efter vægt af zirkoniumoxid i en krystal -20 linsk eller ikke-krystal linsk form.

8· Apparat ifølge krav 6, kendetegnet ved, at det indre og ydre kerneorgan (63,70) er dannet af det samme ferritmateriale.

9. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at i det mindste et af kerneorganerne (63,70) er dannet af en ferrit sammensat af cirka 18% zinkoxid, 32% nikkeloxid og 50% jernoxid. 30 35