EA003034B1 - Способ и устройство для определения местоположения в трубе - Google Patents

Abstract

Способ и устройство для определения местоположения в трубе обеспечивает точное определение местоположения и связанных с ним характеристик каждого стыка трубы в скважине пересекающего всю страну трубопровода или другой линии передачи жидкости. Система включает в себя пассивное или активное идентификационное радиоустройство в каждом стыке в трубе или обсадной колонне. Устройства предпочтительно герметизированы в эластичном уплотнении, расположенном между каждым стыком трубы или обсадной колонны. Трубопроводный инструмент включает в себя радиопередатчик и приемник, причем передатчик передает на частоте, выбранной для резонирования идентификационных устройств. Резонансный ответ от каждого устройства обнаруживается приемником в трубопроводном инструменте, причем ответ передается на поверхность по проводной линии связи, к которой присоединен инструмент. Альтернативно, инструмент может включать в себя средство хранения информации до того момента, когда устройство может быть извлечено из скважины или трубы. Система хранения и поиска информации содержит информацию о местоположении каждого из идентификационных устройств в скважине или трубе, например длина или глубина, диаметр трубы или обсадной колонны, заранее зарегистрированные геологические характеристики и пласт на каждом местоположении идентификационного устройства. Система может подсчитывать каждое устройство по мере того, как инструмент проходит по трубе, чтобы определить местоположение инструмента в любой точке. Альтернативно, каждое идентификационное устройство может выдавать отличный от других сигнал, причем этот сигнал передается

Description

Настоящее изобретение относится, в основном, к устройствам для обнаружения промежуточных точек внутри скважин, газовых и нефтяных трубопроводов и тому подобного, а конкретнее - к системам, использующим радиочастотные резонансные устройства, установленные в различных точках в скважине или трубе. Детектор вводится в трубу и обнаруживает резонансные устройства, которые устанавливаются для передачи информации о местоположении или глубине и прочей информации назад к станции, расположенной на поверхности или рядом с трубой. Настоящее изобретение может обеспечивать хранение информации, собранной для загрузки после извлечения устройства из скважины или трубы.

Описание изобретения

Необходимость в точных измерениях глубины пробуренной скважины важна, т.к. часто представляющий интерес пласт в скважине располагается в относительно узкой полосе. Скважины обычно облицовывают после бурения цементом, который заливается между обсадной трубой и стенкой пробуренного отверстия, чтобы герметизировать и укрепить это отверстие. Обсадная труба и цемент перфорируются на желательной глубине для предоставления доступа к представляющему интерес пласту (нефтеносным отложениям, газу, воде и т.п.), при этом обсадная труба и цемент служат для предотвращения утечки и смешивания нежелательных жидкостей с представляющей интерес жидкостью из скважины (например, воды с нефтью и т.п.).

Ввиду вышесказанного, принципиально, чтобы скважина перфорировалась на нужной глубине для предотвращения попадания нежелательной жидкости в скважину и/или потери представляющего интерес необходимого слоя в скважине. Поскольку скважины простираются от немногих до нескольких тысяч футов вглубь от поверхности в случае нефтяных и газовых скважин, точное измерение глубины скважины в пределах несколько футов становится трудной проблемой. Патент США № 5279366 приводит отличное и подробное рассмотрение этой проблемы в разделе существующего уровня техники, столбцы 1-4.

Соответственно в прошлом разработано множество систем и аппаратов для регистрации или измерения точной глубины скважины для перфорирования скважины или других целей, которые могут возникнуть. Такие принципы, как МРВ (магниторезонансная визуализация) (ΜΡΙ). детектирование гамма-излучения и другие, использовались для того, чтобы обеспечить индикатору, опускаемому в обсадную трубу скважины, возможность определить свое положение или глубину в отверстии. Однако ни одна из систем или принципов, использовавшихся в прошлом, не обеспечивали необходимой точно сти, для того чтобы оператор мог точно определить глубину инструмента в отверстии. Очень легко неправильно произвести каротаж скважины или для инструмента определить неправильное место стыка или точку в обсадной трубе и, тем самым, испортить все расчеты и измерения соответственно. Поскольку обсадная труба в скважине имеет длину около 30 футов, очевидно, что ошибка в обнаружении местоположения одного стыка может привести к тому, что перфоратор или другой инструмент совсем не попадет в представляющий интерес слой.

Специалистам известно, что ограничения существующего уровня техники распространяются на другие типы трубопроводов и тому подобного и не ограничиваются только, в основном, вертикальными скважинами Например, стандартная процедура для проверки пересекающего всю страну нефтяного, газового или иного трубопровода состоит в пропускании через трубу капсулы, т. е. в посылке механического прибора (называемого капсулой) через линию, в основном, с помощью пневматических средств. Эта капсула может воспринимать различную информацию, относящуюся к состоянию линии, или другие факторы, и эта информация может быть сохранена в устройстве до тех пор, пока оно не будет извлечено в каком-то пункте в линии. Однако любые трещины или другие проблемы в линии должны быть идентифицированы с привязкой к местоположению, а механические капсулы, используемые для таких операций, не имеют средства определения их положения в линии. Вместо этого, их положение должно определяться снаружи рабочим, перемещающимся вдоль трубы или линии по мере того, как капсула путешествует по линии, который регистрирует прохождение капсулы в различных точках вдоль линии соответственно времени. Зная время, в которое собиралась любая информация в трубопроводе, и время прохождения капсулы в различных точках, местоположение любых аномалий может быть вычислено косвенно.

Однако очевидно, что могут быть трудности с определением точного местоположения различных аномалий или других представляющих интерес точек трубопровода, т.к. обнаружение прохождения капсулы через линию определяется только относительно немногих широко разнесенных вдоль линии точек. Таким образом, когда запись прохождения капсулы проверяется, может оказаться невозможным сузить местоположение некоторых представляющих интерес точек в линии до пространства меньше, чем хотя бы несколько сот футов, а возможно, и больше.

Соответственно, очевидна необходимость в системе, которая бы безоговорочно идентифицировала местоположение или глубину скважинного инструмента в различных точках внутри скважины. Эта система содержит множество пассивных или активных радиочастотных резонансных устройств, которые установлены на нескольких или на всех соединениях в обсадной трубе скважины. Каждое из этих устройств предпочтительно сконструировано или настроено для выдачи уникального индивидуального сигнала. Предусмотрен скважинный инструмент, который передает маломощный и/или направленный сигнал на подходящей частоте для приема его этими устройствами, которые затем резонируют для выдачи ответного сигнала к скважному инструменту. Ответный сигнал передается вверх по проводной линии к оператору скважины на поверхности, который может точно определить положение или глубину скважинного инструмента в скважине. В альтернативном варианте информация может быть сохранена в самом подземном инструменте для загрузки в компьютер или другое подходящее считывающее устройство на поверхности после извлечения инструмента.

Далее, очевидна необходимость в системе, способной однозначно идентифицировать местоположение инструмента, который перемещается через трубопровод или тому подобное, и записывать местоположение, соответствующее инструменту в разных точках по времени по мере того, как инструмент проходит через трубопровод. Эта система может использовать активные или пассивные радиочастотные резонансные устройства с сохранением информации в трубопроводном инструменте для дальнейшего ее извлечения, после того как инструмент будет извлечен из линии.

Обсуждение существующего уровня техники, из которого вытекает настоящее изобретение, и его отличий от настоящего изобретения приведено далее.

Патент США № 4572293, выданный 25.02.1986 на имя 1.0. νίίκοη е! а1., называющийся Способ расположения магнитных меток в скважинах с безманжетной обсадной трубой, описывает магнитную поляризацию обсадной трубы скважины при помощи размещения одного или нескольких электромагнитов в обсадной трубе и активации электромагнитов для создания постоянного магнитного поля в местоположении электромагнита(-ов) внутри обсадной колонны или трубы. Магнитно поляризованная зона может быть обнаружена с помощью обычного магнитного считывателя манжет обсадной трубы. Метод νίΚοη е! а1. не предусматривает никаких средств для установления различия магнитно помеченными местами, а также для точного определения местоположения магнитно поляризованных зон на заранее заданных местах в обсадной трубе. Кроме того, νίίκοη е! а1. не раскрывают никаких средств регистрации или определения местоположения устройства в проходящих через всю страну или других жидкостных трубопроводах, как предусмотрено настоящими способом и устройством.

Патент США № 4630044, выданный

16.12.1986 на имя К. Ро1хег. называющийся Программируемый индуктивно связанный ответчик, описывает пассивное идентифицирующее радиоустройство (ПИРУ) (ΡΡ1Ό), включающее в себя память для модуляции ответного сигнала, когда он запускается подходящим передатчиком. Ро1хег описывает размещение резонансного ответчика на движущемся объекте, таком как железнодорожная вагонетка, с инициирующим передатчиком, имеющем стационарное крепление. Эта конфигуция является полной противоположностью настоящего изобретения с его стационарными отвечающими устройствами и инициирующим передатчиком, закрепленным на перемещающемся в отверстии скважины или трубопровода «рщщпд» инструменте. Кроме того, Ро1хег не дает указания по использованию его изобретения для определения глубины или других характеристик в обсадной трубе скважины или в иных жидкостных трубопроводах, как предусмотрено в настоящем изобретении.

Патент США № 4808925, выданный

28.02.1989 на имя О.К. Вайб, называющийся Трехмагнитный локатор для манжетной обсадной трубы, описывает магнитное устройство для обнаружения стыков трубы или обсадной колонны в скважине. Это устройство предусматривает специально сформированное тороидальное магнитное поле, которое магнитно воздействует на ферромагнитную обсадную трубу и стыки обсадной трубы. Локатор, связанный с этим устройством, обнаруживает изменения магнитного поля, когда оно изменяется при прохождении каждого стыка облицовки. Вайб не предусматривает обнаружения каких бы то ни было различий в стыках. Наоборот, каждый стык появляется практически таким же при обнаружении, и оператор не может точно определить, где в обсадной трубе находится устройство. Каждый стык должен быть подсчитан по порядку для определения местоположения, и никакой другой информации устройство Вайб не предоставляет. Вайб не раскрывает какихлибо средств для регистрации или определения точного местоположения капсульного инструмента в пересекающем всю страну или отличном от вертикального жидкостном трубопроводе, как предусмотрено в настоящем изобретении.

Патент США № 5279366, выданный

18.01.1994 на имя Р.Ь. 8ейо1е5, называющийся Способ глубинного контроля работы проводной линии в обсадной трубе скважин, описывает использование как магнитных, так и радиоактивных меток местоположения в обсадной трубе скважины. Обнаруживающее устройство способно обнаруживать и высокоэнергетическую радиацию (гамма-лучи), и магнитные аномалии, тем самым, упрощая подтверждение того, что регистрации глубины скважины с помощью лю бой системы по отдельности правильно увязаны. Патент США '366 представляет прекрасное объяснение проблемы контроля глубины и каротажа скважины, а также важность решения этой проблемы в части описания, касающейся общего уровня техники, как отмечено выше. Однако Зс1ю1с5 не предусматривает никаких средств различения между разными стыками или другими местоположениями по длине обсадной трубы, а также никаких радиочастотных резонансных средств, предназначенных для этого. Кроме того, Зс1ю1с5 молчит относительно каких бы то ни было форм каротажа или определения положения инструмента в линиях, отличных от вертикальных, тогда как настоящая система может быть применена в любой жидкостной линии, в основном, вертикальной или отличной от вертикальной ориентации.

Патент США № 5361838, выданный

08.11.1994 на имя Μ.Ό. Кйдоге, называющийся Локаторное устройство скользящей линейной обсадной трубы и трубных стыков и соответствующие способы, описывает устройство, которое применимо в скользких линиях, таких как моноволоконные металлические или другие линии, не переносящих электрический сигнал. Устройство основывается на интегральном детекторе магнитных аномалий для обнаружения стыков трубы или обсадной колонны. Когда стык обнаружен, устройство приводит в действие структуру, производящую торможение по внутренней поверхности обсадной трубы с регистрацией моментального увеличения в натяжении линии на поверхности при прохождении устройством стыка. Вот почему устройство КПдоге может быть использовано только при вытягивании вверх через трубу и не использует каких-либо радиочастотных резонансных средств. Устройство Кйдоге также не работоспособно в линиях, отличных, в основном, от вертикальных, тогда как настоящая система работоспособна в любых жидкостных линиях независимо от их ориентации.

Патент США № 5457447, выданный

10.10.1995 на имя 8. СНает е! а1., называющийся Портативный источник питания и использующая его РЧ этикетка, описывает радиочастотное (РЧ) (КР) устройство, обеспечивающее опрашивающий сигнал и принимающее ответ на опрашивающий сигнал. Это устройство может запитываться от любого одного или более из нескольких электрических источников, включая обычную батарею питания, солнечные или инфракрасные ячейки и т.п. Однако Сйает е! а1. молчат относительно отвечающего блока для его устройства РЧ этикеток. И хотя настоящее изобретение использует РЧ передатчик и приемник, расположенные внутри опускаемого в скважину инструмента, трубопроводного капсульного инструмента или тому подобного, настоящее изобретение использует также инерционные или активные резонансные отвечающие устройства, которые запускаются при помощи устройства РЧ ответчика скважинного или трубопроводного инструмента, и эти резонансные отвечающие устройства не являются частью рассмотренного Сйает е! а1.

Патент США № 5497140, выданный

05.03.1996 на имя 1К. Ти!!1е, называющийся Электрически запитываемая этикетка для почтовой марки или почты или морской перевозки, работающая с радиочастотной РЧ связью, описывает маленький и очень тонкий радиоприемник и передатчик, включающий микросхему памяти для модуляции передаваемого сигнала, для получения определенной специфической информации, например маршрута и т.п. Описание Ти!11е предусматривает тонкую плоскую батарею для питания устройства и соответственно включает в себя схемы сна и пробуждения, которые инициируются передачей от другого устройства. Настоящее же изобретение не нуждается в каком бы то ни было встроенном источнике энергии в конкретном виде электрической батареи, но резонирует, когда принимает энергию от находящегося поблизости передатчика. Настоящее изобретение может включать в себя активную цепь, нуждающуюся в электрическом питании, но электрическая энергия вырабатывается при помощи электрохимического средства, использующего жидкость внутри скважины или трубы как электролит. Устройство ТШ11е не является резонансным устройством.

Патент США № 5626192, выданный

06.05.1997 на имя М.Ь. Соппе11 е! а1., называющийся Локатор стыков навитых труб и способы его использования, описывает трубу, которая погружается внутрь колонны скважинных труб для определения местоположений стыков трубы. Это устройство включает в себя жидкостный проход, формируемый через него вдоль оси, и электромагнитный детектор стыков, который согласно описанию чувствителен к увеличению массы каждого стыка. Когда стык обнаружен, открывается боковой клапан, тем самым, понижая сопротивление потоку жидкости через устройство и вызывая падение давления, которое передается на поверхность. Устройство Соппе11 е! а1. может только чувствовать каждый стык и не может обнаружить какое-нибудь различие между разными стыками, тогда как настоящее изобретение может обеспечить средство для различения между разными стыками в обсадной трубе скважины или жидкостного трубопровода.

Патент США № 5720345, выданный

24.02.1998 на имя Т.М. Рпсе е! а1., называющийся Детектор стыков обсадной трубы, описывает детектор магнитных аномалий, который обнаруживает изменения магнитного потока через стыки трубы или обсадной колонны, как и в других устройствах, обсужденных выше. Детектор может также измерять дистанцию, пройденную вниз по буровой скважине, и соотносить эту дистанцию с числом пройденных стыков. Однако Рпсе с1 а1. не предусматривают никакого различения между разными стыками обсадных колонн или труб для точного определения того, какой стык пройден в любой заданной точке. Как и с другими детекторами магнитных аномалий, это устройство должно перемещаться на некоторой минимальной скорости по обсадной трубе для генерирования всплеска электромагнитной энергии для выработки сигнала обнаружения. Настоящая же активная или пассивная РЧ система работает на любой реальной скоро сти в вертикальных, горизонтальных или иначе ориентированных жидкостных трубопроводах фактически любых типов, таких как ферромагнитные или из другого материала.

Заявка ЕПВ № 013494, опубликованная 23.07.1980 на имя ΒτίΙΐδΗ Оа§ Согрогайоп, называющаяся Измерение скорости и/или расстояния, описывает устройство, которое создает магнитную аномалию в стенке ферромагнитной трубы, а затем обнаруживает эту аномалию при прохождении устройства. Это устройство может, тем самым, измерять свою скорость прохождения через трубу, измеряя время между созданием магнитной аномалии и ее обнаружением другой частью устройства при известном расстоянии между двумя частями устройства. Как и в других устройствах, использующих магнитные принципы или средства, рассмотренные выше, устройство ВпйШ Оа§ Согрогайоп не может делать различения между разными создаваемыми им магнитными аномалиями, а может только подсчитывать общее число магнитных аномалий по длине трубы и обеспечивать измерение расстояний на основе дистанции между производителем и детектором магнитной аномалии. Ни РЧ средство, ни использование, в основном, в вертикальных скважинах не раскрыто в заявке ВпйЛ Оа§ Согрогайоп.

Заявка ЕПВ № 412535, опубликованная 11.05.1994 на имя М.Ь. διηίΐΐι. называющаяся Устройство определения позиции трубной манжеты и связанные с ним способы для использования с демпфирующим блоком, описывает устройство для электромагнитного обнаружения трубных или стыковых манжет для постепенного открывания или закрывания сбрасывающих давление сальников сбросного клапана. В соответствии с этим не нужны и не рассматриваются какие бы то ни было средства для различения между разными соединениями по длине трубы. 8тйй отмечает, что измерение трубопроводов не может быть совершено с помощью одного лишь одометрического средства из-за слабых изменений в длине трубы и в длине сцепленных резьб в каждом соединении, а настоящее изобретение этой проблеме как раз отвечает. Кроме того, настоящая система приспосабливается и к отверстиям, в основном, вертикальных скважин, и к горизонтальным или ориентированным как-то по другому газовым и прочим жидкостным линиям.

Заявка ЕПВ № 651132, опубликованная 03.05.1995 на имя НаШЬийоп Сотрапу, называющаяся Способ определения соединений труб в скважине, описывает устройство, которое прикладывает боковое давление к стенкам трубы всякий раз, когда обнаружен стык. Возрастающее замедление увеличивает напряженность линии по мере того, как устройство поднимается вверх по трубе, тем самым, позволяя обнаруживать соединения без необходимости в электрической связи между устройством в трубе и поверхностью. Устройство, описанное в заявке ЕПВ '132, сходно с устройством, описанным в патенте США '838, и обсуждалось выше. Те же сходства и различия, что и в приведенном выше рассмотрении, представляются приложимыми и здесь.

Наконец, заявка ЕПВ № 730083, опубликованная 04.09.1996 на имя НаШЬийоп Сотрапу, называющаяся Устройство и способ для использования при установке ограждений в скважине, описывает устройство, использующее обычное средство детектирования магнитных аномалий для обнаружения соединения трубы или обсадной колонны для позиционирования барьера внутри трубы или обсадной колонны, чтобы этот барьер не находился на стыке. Устройству не требуется (и это не рассматривается) различать разные стыки, т. к. все, что необходимо для устройства по заявке НаШЬийоп, - это определить, чтобы барьер или затвор не находился прямо на стыке.

Ни одно из вышеуказанных изобретений или патентов, взятых по отдельности или в комбинации друг с другом, не могут описать непосредственно заявленное изобретение.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение включает в себя способ и устройство для определения положения в трубе или подобной конструкции, для обнаружения места стыков труб или обсадных колонн в нефтяных, газовых или других пробуренных скважинах или трубопроводах и для различения стыков. Система включает в себя пассивное идентифицирующее радиоустройство (ПИРУ) (РЕГО) или, альтернативно, активное устройство, установленное на каждом соединении трубы или обсадной колонны, со скважинным или трубопроводным инструментом, включающим радиочастотный передатчик и приемник. Передатчик этого инструмента обеспечивает непрерывно передаваемый сигнал, который ослабляется или направленно модифицируется таким образом, чтобы приниматься только идентификационным устройством в непосредственной близости к стыку трубы или обсадной колонны. Когда это устройство принимает передачу от инструмента, цепь идентификационного устройства резонирует для передачи ответа, который принимается приемником инструмента. Сигнал, принятый приемником, передается затем вверх по проводной линии между устройством и поверхностью, где он обрабатывается. Альтернативно этот инструмент может включать в себя средство для записи принятой информации вместе с информацией, загружаемой из устройства при извлечении этого устройства на поверхность или в точку доступа в трубопроводе.

Информация, связанная с каждым идентификационным радиоустройством, может быть запомнена на поверхности с предоставлением оператору возможности определить в любое время местоположение погруженного инструмента и другие характеристики, которые регистрируются в компьютер или информационную систему, такие как размер трубы или обсадной колонны, геологические характеристики или слой в любой конкретной точке, заранее зарегистрированной и введенной в систему, глубина скважины в этой точке и т.п. Опять же, настоящая система приспосабливаема для использования, в основном, в горизонтальных жидкостных (нефтяных, газовых, водяных и т.п.) трубопроводах, а также, в основном, в вертикальных скважинах, и с тем же успехом может быть использована фактически в любых трубах не горизонтальный и не вертикальной ориентации. Настоящее изобретение может также использовать идентификационные устройства, которые обеспечивают отличный от других сигнал для того, чтобы погружаемый в скважину инструмент был способен отличить друг от друга каждое устройство и, следовательно, каждый стык, с которым связано какое-то конкретное устройство, и физические характеристики, заранее зарегистрированные в этом местоположении.

Хотя в настоящем изобретении могут быть использованы пассивные идентификационные радиоустройства (ПИРУ), которые резонируют, только когда обнаруживаются конкретные частота или частоты, представленные способ и устройство могут также использовать активные устройства, т.е. устройства, требующие для своей работы электропитание. Настоящее изобретение обеспечивает такое электропитание в виде электрической батареи с двумя различными металлами, предусмотренными в резонансном устройстве или резонансном устройстве и инструменте, с жидкостью внутри скважины или трубы, служащей электролитом для этого устройства.

Соответственно, главная цель изобретения состоит в том, чтобы обеспечить усовершенствованные способ и устройство для определения положения в трубе или тому подобном, используя радиочастотные передатчик и приемник в скважинном или трубопроводном инструменте с пассивными идентификационными радиоустройствами (ПИРУ) или активными устройствами, расположенными в каждом стыке труб или обсадной колонны.

Другая цель изобретения состоит в обеспечении усовершенствованного способа и устройства для определения местоположения в трубопроводе, которые могут включать в себя систему хранения и извлечения информации, такую как компьютер, на поверхности или снаружи от трубопровода, со скважинным или трубопроводным инструментом, передающим сигнал к системе всякий раз, когда обнаруживается радиочастотное идентификационное устройство.

Еще одной целью изобретения является обеспечение усовершенствованного способа и устройства для обнаружения местоположения в трубопроводе, которые могут использовать инструмент, имеющий в себе записывающее средство для записи информации, обнаруженной за время прохождения инструмента через трубу, и для загрузки информации из средства записи инструмента после извлечения инструмента.

Еще одной целью изобретения является обеспечение усовершенствованного способа и устройства для определения местоположения в трубопроводе, в котором компьютер или другая информационная система программируется различными фактами, связанными с каждым из идентификационных устройств в скважине или трубопроводе, такими как пластовые или геологические характеристики на каждом идентификационном устройстве, установленном в скважине, диаметр трубы или обсадной колонны, расстояние между каждым идентификационным устройством в трубе иди обсадной колонне и т. п.

Еще одной целью изобретения является обеспечение усовершенствованного способа и устройства для определения местоположения в трубопроводе, в котором идентификационные устройства могут быть отличны друг от друга для того, чтобы инструмент различал конкретное идентификационное устройство, с которым он связывается в каком-либо заданном местоположении в скважине или трубе.

Еще одной целью изобретения является обеспечение усовершенствованного способа и устройства для определения местоположения в трубопроводе, которые могли бы использовать эластичные уплотнения, расположенные между каждым стыком трубы или обсадной колонны, для удержания каждого идентификационного устройства на месте.

Еще одной целью изобретения является обеспечение усовершенствованного способа и устройства для определения местоположения в трубопроводе, которые могут использовать активные РЧ идентификационные устройства, получающие электрическую энергию от электромеханических источников, снабженных различными металлами в РЧ устройстве и/или инструменте с жидкостью внутри скважины или трубы, служащей электролитом.

Целью изобретения является также обеспечение усовершенствованных элементов и размещение этих элементов в устройстве для описанных назначений, которое недорого, надежно и высокоэффективно для достижения его предполагаемых назначений.

Эти и иные цели настоящего изобретения станут понятными после рассмотрения нижеследующего описания и чертежей.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 представляет собой перспективный вид в разрезе секции обсадной колонны и стыка скважины, включающие установку в них радиоидентификационного устройства, и скважный инструмент, включающий в себя радиопередающее средство для связи с устройством.

Фиг. 2 представляет собой условный вид профиля пробуренной скважины и обсадной колонны, показывающей общую работу одного выполнения настоящего изобретения и его связь с поверхностью и компоненты на поверхности, связанные с изобретением.

Фиг. 3 представляет собой вид сбоку в разрезе соединения трубопровода, включающего радиочастотное идентификационное устройство в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 4 представляет собой перспективный вид радиочастотного идентификационного устройства и антенную петлю для использования в настоящем изобретении.

Фиг. 5 представляет собой перспективный вид устанавливаемой в трубе втулки, включающей идентификационное устройство и петлю по фиг. 4.

Фиг. 6 представляет собой вид профиля в разрезе секции трубы со встроенными представленными идентификационным устройством и петлевой антенной, при этом устройство включает электромеханическое средство генерирования энергии, имеющее различные металлы, расположенные в петле и в обнаруживающем инструменте.

Фиг. 7 представляет собой вид профиля, сходный с фиг. 6, но имеющий оба различных металла, встроенных в антенную петлю.

Одинаковые ссылочные позиции указывают соответствующие признаки во всех приложенных чертежах.

Подробное описание предпочтительных выполнений

Настоящее изобретение включает в себя способ и устройство для определения местоположения в трубе или подобной конструкции для нефтяных, газовых и других буровых скважин, имеющих состыкованную обсадную колонну внутри, и для пересекающих всю страну трубопроводов и других не вертикальных газовых, нефтяных, водяных и других жидкостных скважин и трубопроводов. Представленная система обеспечивает определение точного местоположения скважинного или трубопроводного инструмента внутри обсадной колонны или трубы и связанных с местоположением инструмента характеристик скважины или трубы.

Фиг. 1 представляет собой перспективный вид в разрезе скважинной обсадной колонны или трубы 10, образованной из множества секций 12, причем каждая секция 12 имеет стык 14 с соседними, содержащий соединяющиеся концы 16 с наружной резьбой и соединительную втулку 18 с сопряженной внутренней резьбой, скрепляющей оба конца 16 вместе. Подобные стыки 14 обычно включают в себя, по меньшей мере, тонкий зазор 20 между каждым соединяющимся концом 16 секций 12 обсадной колонны или трубы с эластичным уплотнительным кольцом 22, располагающимся в зазоре 20 во время сборки стыка 14. Опускаемый в скважину инструмент 24 также показан на фиг. 1 на нижнем конце проводной линии 26, которая служит как держатель инструмента 24 внутри обсадной колонны 10, так и для электрического питания и связи между инструментом 24 и поверхностью, как показано на фиг. 2 и обсуждается далее ниже.

Скважинный инструмент 24 включает в себя радиочастотный передатчик и приемник 28, показанный пунктиром на фиг. 1. Радиочастотное идентифицирующее устройство 30 установлено в каждом соединительном стыке 14 трубной или обсадной колонны 10 с помощью герметизации, заделки или иного крепления устройства 30 в эластичном уплотнительном кольцевом слое 22 в каждом стыке 14. Радиочастотное идентификационное устройство 30 может быть в виде пассивного идентификационного радиоустройства (известного как ПИРУ). Подобные ПИРУ обычны и используются для защиты товаров в розничной торговле, для защиты библиотек и т. п. и, в основном, содержат твердотельные печатные схемы, которые сконфигурированы для резонанса при получении радиочастотной энергии от радиопередачи соответствующей частоты и интенсивности. Такие устройства не требуют каких-либо дополнительных источников энергии, т.к. энергия, получаемая от радиопередачи, является достаточной для того, чтобы устройство ответило слабой и/или периодически повторяющейся передачей, пока оно принимает соответствующую передачу.

Альтернативно отвечающее устройство 30 может быть сформировано как активное устройство, требующее отдельного источника электрической энергии (такого как электрический аккумулятор или другое средство электропитания). Подобные устройства также общеизвестны и могут быть сконфигурированы практически не потребляющими электрическую энергию до приема радиочастотного сигнала, после которого они электрически запитываются для осуществления ответной передачи.

Приемопередатчик 28, заключенный внутри скважинного инструмента 24, также общеизвестен и использует радиочастотный передаваемый сигнал на соответствующей частоте для возбуждения ПИРУ или активного устройства 30 в любом заданном местоположении стыка 14. Приемопередатчик 28 также включает в себя приемник, настроенный для приема ответа от ПИРУ или активного устройства 30, ответ которого передается на частоте, отличной от частоты передатчика, используемой приемопередатчиком 28, чтобы передаваемый сигнал от приемопередатчика 28 не был помехой для принимаемого сигнала от ПИРУ или активного устройства 30. Передатчик и антенная система приемопередатчика 28 предпочтительно сконфигурированы для обеспечения относительно слабого сигнала, обнаружить который может только ПИРУ или активное устройство 30 в относительно малой близости от приемопередатчика 28, например на расстоянии 1 фут или около того.

Альтернативно антенна приемопередатчика 28 может быть сконфигурирована для предоставления точно направленного сигнала, наприме, радиально поляризованного или экранированного для предоставления только узкой в радиальном направлении диаграммы направленности, чтобы передаваемый сигнал от приемопередатчика 28 излучался, по существу, горизонтально от приемопередатчика 28 и скважинного инструмента 24. В этом случае приемопередатчик 28 не может инициировать более одного ПИРУ или активного устройства 30 в любой точке при прохождении приемопередатчика 28 через колонну обсадных труб 10 и должен находиться в непосредственной близости, например несколько дюймов, от точной глубины отвечающего ПИРУ или активного устройства 30. Альтернативно приемная антенна может обеспечивать только узкую в радиальном направлении полосу приема для точности.

Фиг. 2 представляет условный вид спереди пробуренной скважины 32, включающей установленную в ней колонну обсадных труб 10. Проводная линия 26 показана выходящей из стандартной головки 34 проводной линии (содержащей барабан и/или другое выпускающее или вытягивающее средство для проводной линии 26 и стандартное средство для передачи электрической энергии или сигналов по проводной линии 26 и, тем самым, к скважинному инструменту 24 на ее нижнем конце) со скважинным инструментом 24, расположенным в конкретном стыке 14, имеющем установленное в нем конкретное ПИРУ или активное устройство 30а. Радиочастотная передача приемопередатчика 28 инициирует ответ от смежного ПИРУ или активного устройства 30а, побуждающий устройство 30а резонировать в соответствии с передаваемой частотой от приемопередатчика 28 и передавать отвечающий сигнал на отличающейся частоте. Эта отличающаяся частота передачи от отвечающего устройства 30а обнаруживается приемной частью приемопередатчика 28 в скважинном инструменте 24 и транс лируется назад к головке 34 проводной линии для обработки на поверхности.

Во многих случаях линия 26, используемая для погружения инструмента 24 в отверстие и для извлечения инструмента 24 из него, не является электрической линией. В соответствии с этим инструменты 24, используемые с такими не электрическими линиями, включают в себя записывающее средство для того, чтобы информация, записанная записывающим устройством, загружалась в удаленный компьютер или базу данных после извлечения инструмента из скважины или трубопровода. Подобная информация, записанная скважинным инструментом, общепринята и используется в скважинной и трубопроводной промышленности.

Обычно буровые скважины подвергаются каротажу перед установкой обсадной трубы, чтобы определить точные глубины конкретных геологических структур (таких как непроницаемый камень, нефте- и/или газосодержащий слой и т. п.). Информация каротажа, а также иная информация, такая как диаметр и размер обсадной трубы, имя и/или номер скважины, глубина скважины и т. п., вводится в информационную базу данных системы хранения и поиска, обычно компьютер 36, включающий в себя соответствующее программирование для приложения.

Таким образом, по мере того, как опускаемый в скважину инструмент 24 проходит каждое ПИРУ или активное устройство 30, 30а в каждом стыке 14, 14а по всей глубине смонтированной обсадной трубы 10 скважины, каждое отвечающее устройство 30, 30а отвечает сигналом, который транслируется на поверхность и, в конце концов, в компьютер 36. При помощи подсчета числа ПИРУ или активных устройств 30, 30а, которые пройдены скважинным инструментом 24 по мере опускания через обсадную трубу 10 и сравнения каждого последующего ПИРУ 30, 30а с соответствующими данными предварительного каротажа, компьютер может индицировать условия в местоположении погружаемого в скважину инструмента 24 в обсадной трубе 10 скважины. Как пример, данные предварительного каротажа могут индицировать, что нефтесодержащий слой находится между 12000 и 12200 футами под поверхностью. Поскольку длина каждой из секций 12 обсадной трубы известна, компьютеру 36 нужно только разделить глубину слоя на длину секций 12 обсадной трубы для определения того, сколько секций 12 обсадной трубы (и, тем самым, сколько стыков 14 со связанными с ними ПИРУ или активными устройствами 30) лежит между поверхностью и желательным слоем. Это позволяет перфорировать обсадную трубу 10 скважины точно на желательный слой, что обеспечивает получение хорошего потока желательного вещества без каких-либо примесей нежелательных веществ (воды и т.п.).

Можно увидеть, что каждое из ПИРУ или активных устройств 30, 30а может быть сконфигурировано для предоставления отличного от других или уникального ответа, если это желательно, или, по меньшей мере, несколько различных ответов могут предоставляться для множества ПИРУ или активных устройств 30, используемых в настоящем изобретении. Подобные устройства могут быть сконфигурированы для представления ответов на различных частотах и/или для модуляции ответов некоторым образом (амплитудной, частотной, импульсной), чтобы каждое устройство выдавало отличный от других ответов.

Таким образом, каждое ПИРУ или активное устройство 30, 30а может быть установлено вдоль колонны 10 обсадных труб, причем каждое обеспечивает отличный от других ответ. Различные ответы, соответствующие каждому ПИРУ, вводятся в компьютер 36, тем самым, доступна информация о точном местоположении каждого независимого ПИРУ или активного устройства 30, 30а и т.п. Это может быть важно в том случае, когда система пропускает ответ от одного или более устройств 30, установленных вдоль обсадной колонны 10 трубы. В подобной ситуации, если все устройства 30, 30а и т.п. используют одинаковые ответные сигналы, потеря, например, двух ответных сигналов от ПИРУ или активных устройств может привести к ошибке порядка 60 футов в определении глубины скважинного инструмента 24. При предоставлении каждым ПИРУ отличного от других сигнала ответа компьютер 36 способен определить точное местоположение каждого данного ПИРУ или активного устройства, даже если ответный сигнал не был получен от одного или более устройств вдоль колонны обсадных труб

10.

Далее будет видно, что нет необходимости обеспечения отдельных и отличных ответных сигналов для каждого из ПИРУ или активных устройств 30 вдоль колонны 10. Обеспечение, например, пяти различных ответов при установке каждого идентичного ответа через пять секций обсадной трубы с повторением, например, в порядке 1, 2, 3, 4, 5, 1, 2, 3, 4, 5 и т.д., будет обеспечивать достаточное разрешение для определения местоположения скважинного инструмента внутри трубы или обсадной колонны 10 даже в случае, если ответы от одного, двух или даже четырех следующих друг за другом ПИРУ или активных устройств 30 не были приняты. Таким образом, точное представление местоположения скважинного инструмента 24 в каждом стыке 14 может быть получено с использованием настоящего изобретения.

Хотя обсуждение до этого места направлено на скважину по фиг. 1 и 2, будет видно, что настоящее изобретение не ограничивается использованием только, в основном, в вертикальных буровых скважинах и подобных конструк циях. Представленный способ для определения местоположения в трубопроводе может быть использован, если это необходимо, в других трубопроводных структурах, таких как, в основном, горизонтальные пересекающие всю страну газовые, нефтяные или другие жидкостные трубопроводы, или в других ориентациях трубопроводов.

Как пример такого использования в пересекающем всю страну трубопроводе, такие линии обычно используются для транспортировки нефти, газа и т.п. между различными точками. Необходимо время от времени проверять внутренность подобных линий, и это обычно производится при помощи средства автоматического инструмента, называемого капсула, которое проходит по трубопроводу (в основном, продувается через линию посредством увеличения давления с той стороны, где находится инструмент). Подобные инструменты могут включать в себя средства определения различных трещин внутри трубопровода, но могут не включать никаких средств определения их местоположения в линии. Соответственно рабочий, находящийся вдоль трубопровода, регистрирует время, когда проходит капсула, и перемещается к другой точке вдоль линии, в которой эта процедура повторяется. Когда капсула извлекается из трубопровода, информация, записанная стандартным средством записи данных, загружается в одно из средств извлечения данных (таких как компьютер и база данных). Время, в которое какие-либо аномалии в линии были записаны средством записи данных в капсуле, отмечается и сравнивается со временем, зарегистрированным рабочим, который отмечал прохождение капсулы в различных точках вдоль линии.

Как можно видеть, это обеспечивает только очень приблизительное представление о местоположении капсулы в какой-либо точке, где была записана аномалия трубопровода, путем интерполяции времени прохождения в различных точках. Таким образом, сужение местоположения, где требуется более детальный осмотр и/или ремонт, может быть длительным и дорогим. Кроме того, подобная система может привести к ненужной замене более длинного участка трубопровода, чем это действительно необходимо, просто из-за того, что точное местоположение трещины не может быть правильно определено.

Настоящее изобретение обеспечивает решение поставленной выше проблемы с помощью установки ряда ПИРУ или активных радиочастотных устройств в различных заранее заданных местоположениях внутри трубопровода. Подобные ПИРУ или активные устройства могут быть установлены на стыках в трубопроводе примерно так же, как описано выше для обсадных колонн скважин или труб, или в других зонах трубопровода по желанию. Капсула может включать в себя передатчик и приемник, одинаковые с общеизвестными блоками, которые могут использоваться в погружаемых скважинных инструментах, как описано выше, с передающим блоком, посылающим непрерывный сигнал, который принимается каждым радиочастотным устройством по мере того, как капсула проходит по трубопроводу. Эти устройства последовательно представляют ответы, когда они инициируются передатчиком в капсуле, приемник в капсуле принимает ответные сигналы, а стандартное записывающее средство внутри капсулы запоминает сигналы местоположения от ПИРУ или активных устройств аналогично тому, как описано выше для погружаемых в скважину инструментов, имеющих собственное записывающее средство внутри.

Информация, сохраненная в записывающем средстве, включая ответные сигналы от ПИРУ или других активных отвечающих устройств, загружается после извлечения капсулы и изучается для определения того, имеются ли какие-либо трещины или другие аномалии в трубопроводе. Если какая-то аномалия отмечена в информации о трубопроводе, ее местоположение легко определить сравнительно точно, отмечая сигнал от ПИРУ или активного устройства в этом месте или с любой стороны от местоположения аномалии. Рабочие могут затем устранить проблему, если это требуется, без необходимости затрачивать большое количество времени и прикладывать усилия по поиску относительно длинного проблемного участка трубопровода и/или заменять большой кусок линии для того, чтобы быть уверенными, что проблема устранена.

Может быть желательно предусмотреть относительно короткие секции трубы, которые содержат внутри отвечающее устройство и которые могут добавляться в существующий трубопровод или колонну по необходимости. Подобный элемент 38, или переходник, показан на фиг. 3 чертежей. Переходниковый элемент 38 включает в себя часть 40 с внутренней резьбой на одном конце и часть 42 с внешней резьбой на конце, противоположном части 40 с внутренней резьбой, тем самым, позволяя вставлять переходниковый элемент 38 между двумя секциями трубы или колонны для действия в качестве стыка между ними. Переходниковый элемент 38 сконфигурирован специально для установки ПИРУ или активного устройства внутри него посредством внутренней канавки или канала 44, предусмотренного на внутренней окружности элемента 38. Канал 44 может включать в себя ПИРУ или другое радиочастотное ответное устройство 30, вставленное внутрь него, с помощью прозрачного для радиочастот материала 46 (например, эластичной резины или эластичного материала, пластика и т.п.), установленного внутри канавки или канала 44 для закрепления в нем ПИРУ или активного устройства 30. В этом исполнении ряд подобных переходниковых стыков 38 со встроенным в каждый из них ПИРУ или активным устройством 30 могут производиться и устанавливаться в полевых условиях в трубопроводах или скважинных колоннах по необходимости. Следует отметить, что, хотя на фиг. 3 проиллюстрированы резьбовые соединительные концы 40 и 42 для переходникового стыка 38, могут быть предусмотрены и другие соединительные средства (фланцы и т.п.) при необходимости и в соответствии с конфигурацией линии, в которой должен быть установлен переходниковый стык, без отхода от объема настоящего изобретения.

Как отмечено ранее, интенсивность сигнала отвечающих устройств (ПИРУ или активных устройств) не нужна очень высокой, т. к. приемник в трубопроводном инструменте будет всегда находится в непосредственной близости от пассивного или активного отвечающего устройства. Однако дополнительная интенсивность сигнала может потребоваться при некоторых обстоятельствах, в особенности в случае с ПИРУ, которые не имеют какого-либо дополнительного электропитания, но зависят от электромагнитной энергии, обеспечиваемой передаваемым сигналом. В соответствии с этим может быть желательно предусмотреть некоторое средство усиления сигнала, принимаемого для подобных ПИРУ. Одно из таких устройств представлено на фиг. 4, где ПИРУ или активное устройство 30 включает в себя круглую антенную петлю 48, установленную вместе с ним. Антенная петля 48 сконфигурирована для плотного вхождения в соответствующую секцию или стык трубопровода, обсадной трубы и т.п., как отмечено при помощи секции антенной петли 48, показанной установленной в секции переходникового стыка 38 на фиг. 3.

Антенная петля 48 также включает в себя навитую или намотанную часть 50, окружающую передающее ПИРУ или активное устройство 30, установленное вместе с ней. Относительно большая антенная петля 48 (сама по себе по сравнению с относительно малой собственной антенной ПИРУ или другого устройства 30) способна принимать сигнал значительно большей интенсивности от передатчика, когда он проходит эту точку в трубе, т. к. полностью окружает передатчик во время прохождения передатчика. Навитая или намотанная часть 50 антенной петли окружает ПИРУ или активное устройство 30 и, тем самым, переизлучает принятый сигнал к устройству 30, обеспечивая таким образом более мощный сигнал к устройству 30, нежели тот, который был бы возможен без использования антенной петли 48.

В некоторых случаях бывает невозможно или неудобно устанавливать ПИРУ или другое радиочастотное отвечающее устройство 30 в местоположении стыка в трубопроводе или колонне труб. Соответственно фиг. 5 иллюстрирует средство установки подобных отвечающих устройств 30 в какой-нибудь промежуточной точке трубопровода или колонны без необходимости в специализированных компонентах трубы. Фиг. 5 иллюстрирует втулку 52, сформированную из прозрачного для радиочастот материала (пластика и т.п.), которая может быть установлена внутри трубы или колонны. Втулка 52 включает в себя ПИРУ или активное отвечающее устройство 30 и может также включать в себя антенную петлю 48. Как и в случае с отвечающим устройством 30 и петлевой антенной 48 по фиг. 4, антенна 48 может включать в себя меньшую петлю 50, окружающую ПИРУ или активное устройство 30 и обеспечивающую преимущества, описанные выше. Отвечающее устройство 30 и антенная петля 48 могут быть заключены в капсулу в стенке пластиковой втулки в процессе производства.

Как здесь уже отмечено, отвечающее устройство 30 может быть двух классов. Один класс содержит ПИРУ, или пассивные идентификационные радиоустройства, которые не требуют каких бы то ни было дополнительных форм электрической энергии. Однако другой класс активных отвечающих устройств требует электрическую энергию в какой-либо форме для обеспечения ответной радиочастотной передачи. В соответствии с этим такие устройства нуждаются в какой-нибудь форме источника электрической энергии. Для таких активных устройств можно предусмотреть общеизвестные электрические аккумуляторы, если это необходимо, с большим сроком их использования, достигаемым посредством спящих цепей в подобных активных устройствах для снижения потребления электрической энергии практически до нуля в отсутствие принимаемого радиосигнала.

Однако настоящее изобретение может включать в себя и другие средства генерирования электрической энергии для подобных активных отвечающих устройств, как показано на фиг. 6 и

7. Фиг. 6 и 7 показывают уплотнительные кольца, соответственно 22а и 22Ь, установленные в соответствующих зазорах 20а и 20Ь между секциями трубы 12а, 12а и 12Ь, 12Ь и окруженные соединениями трубы соответственно 14а и 14Ь на двух чертежах. Фиг. 6 также иллюстрирует часть трубного или скважинного инструмента 24, расположенного внутри трубы 12а. Канавка или зазор 20а на фиг. 6 включает в себя первую металлическую составляющую 54 электрохимического реагирования, при этом скважинный или трубопроводный инструмент 24 включает в себя вторую металлическую составляющую 56 электрохимического реагирования, расположенную на его наружной поверхности. Две металлические компоненты 54 и 56 образуют разнородные металлы, например медь и цинк и т. п., имеющие разные электролитические свойства.

Жидкость, которая течет через трубопровод или осадную колонну 12а пробуренной скважины, обычно обладает некоторой электри ческой проводимостью и служит электролитом для разнородных металлов 54 и 56. В соответствии с этим образуется электрический потенциал между двумя разнородными металлами 54 и 56, которые могут использоваться для обеспечения относительно малой электрической энергии, необходимой для работы активных идентификационных радиоустройств. Отметим, что хотя на фиг. 6 и 7 не показаны никакие электрические соединения, такие соединения стандартны и общеизвестны в уровне техники.

В качестве примера, первый электрический разъем может быть подключен между одним выводом активного отвечающего устройства и первой составляющей 54 разнородных металлов со взаимно заземленным разъемом между вторым выводом отвечающего устройства и второй металлической компонентой 56 трубопроводного инструмента 24 посредством электрического контакта между внешней поверхностью инструмента 24 и вторым выводом отвечающего устройства. Электролитическая реакция разнородных металлов 54 и 56 и, по меньшей мере, немного электролитически реагирующая жидкость 58 вызывают ток, текущий между двумя металлами 54 и 56 и через отвечающее устройство посредством электрического контакта между инструментом 24 и вторым выводом отвечающего устройства.

Фиг. 7 иллюстрирует вариант узла по фиг. 6 с двумя разнородными металлическими составляющими 54 и 56, устанавливаемыми в стенке трубы 12Ь в зазоре 20Ь, сформированном в ней на стыке узла. Жидкость, протекающая через трубопровод (не показана на фиг. 7 для ясности), течет вокруг и мимо двух механических составляющих 54 и 56, служа, тем самым, электролитом между ними. Две составляющих 54 и 56 могут быть электрически соединены с выводами активного идентификационного радиоустройства, как это обычно делается при использовании электрических аккумуляторов для подобных устройств. Однако обеспечение двух электрохимически разнородных металлов 54 и 56 на фиг. 6 служит для генерирования некоторой величины электрической энергии, которой достаточно для удовлетворения относительно малых потребностей в электрической энергии подобных активных идентификационных радиоустройств при использовании в настоящем изобретении.

В итоге, представленные способ и устройство для определения местоположения в трубопроводе обеспечивают весьма необходимую систему для легкого и точного определения местоположения скважинного инструмента внутри пробуренной нефтяной, газовой или другой скважины, имеющей состыкованную обсадную колонну, или местоположения трубопроводного инструмента или капсулы внутри трубопровода. Представленная система относительно проста и устойчива с используемыми ПИРУ или актив ными устройствами и имеет большую износостойкость и надежность. Встраивание или герметизация каждого из ПИРУ или активного устройства внутри эластичного уплотнительного кольца (резины, тефлона и т.п.), расположенного в каждом стыке обсадной колонны или трубы, обеспечивает дополнительную защиту для устройств с одновременной их установкой точно в каждом стыке. Предварительное занесение характеристик скважных отверстий, таких как геологические характеристики, глубина различных представляющих интерес пластов, имя и/или номер скважины, диаметр подлежащей использованию обсадной трубы и т.п., в базу данных обеспечивает оператора на поверхности всей необходимой информацией для определения соответствующего действия, которое надо предпринять, и для соответствующего позиционирования инструмента для перфорации обсадной трубы или других операций в трубе.

Специалисты оценят, что данное изобретение может быть использовано в любых трубах или обсадных колоннах, как вертикальной, так и горизонтальной ориентации, и как основа в нефтеперерабатывающих, химических заводах, нефтяных и газовых трубопроводах, подземных водных системах или в любых системах, где необходимо знать точное местоположение инструмента, движущегося через трубу в любой конкретной системе труб. Использование общеизвестного записывающего средства, содержащегося внутри скважинного или трубопроводного инструмента, позволяет использовать настоящее изобретение с инструментами типа ШсНше (шлифовочная линия), поскольку через эту линию не требуется никакой электрической или иной связи. В соответствии с этим представленная система может обеспечивать буровиков и операторов, трубопроводных операторов и других рабочих, работающих с подобными системами, очень нужным средством быстрого, легкого и относительно недорогого определения точного местоположения скважинного инструмента в скважине и сопоставления этой информации с заранее занесенной информацией для точных операций.

Понятно, что настоящее изобретение не ограничивается представленным выше описанием, но охватывает любые выполнения в объеме нижеследующей формулы изобретения.

Claims (8)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Способ расчета местоположения инструмента в жидкостной линии передачи, включающий в себя (a) размещение радиочастотного передатчика и радиочастотного приемника в упомянутом инструменте;

   (b) размещение множества идентификационных радиоустройств в линии через заранее заданные интервалы вдоль нее, при этом каждое упомянутое устройство сконфигурировано для приема сигнала от передатчика и передачи сигнала в ответ на прием первого сигнала;

   (c) перемещение инструмента в линии мимо упомянутых устройств, когда передатчик передает сигнал к этим устройствам, а приемник принимает ответный сигнал от этих устройств; и (ά) определение местоположения инструмента в линии с помощью ответных сигналов.
2. 2. Способ по п.1, в котором линия содержит множество стыков, а идентификационные радиоустройства прикреплены к этим стыкам.
3. 3. Способ по п.1, в котором линия содержит скважину, а устройства расположены на известных глубинах в скважине.
4. 4. Способ по п.1, включающий выполнение каротажа в линии, предоставление компьютеру данных каротажа, передачу ответных сигналов в компьютер во время операции перемещения и использование компьютера для выполнения операции определения местоположения с последующим перфорированием линии по полученным данным.
5. 5. Устройство для определения местоположения инструмента в жидкостной линии, содержащее (a) размещенный в инструменте радиочастотный приемопередатчик; и (b) множество идентификационных радиоустройств, приспособленных для приема сигналов от приемопередатчика и ответного сигнала к приемопередатчику при прохождении инструмента поблизости от упомянутого радиоустройства.
6. 6. Устройство по п.5, в котором линия представляет собой подземную скважину.
7. 7. Устройство по п.5, содержащее компьютер, сконфигурированный для приема ответных сигналов от радиоустройств и для количественного определения местоположения инструмента в линии.
8. 8. Устройство по п.5, в котором линия содержит множество соединений, а радиоустройства расположены на упомянутых соединениях.