EA004215B1 - Дроссельная катушка индуктивности для связи и управления в скважине - Google Patents

Abstract

Раскрыто устройство для обеспечения полного сопротивления по току в виде ферромагнитного дросселя в нефтяной скважине, где потенциал напряжения возникает на концах дросселя для питания и связи с устройствами и датчиками в скважине. Нефтяная скважина включает в себя обсаженную скважину в колонне труб, находящейся внутри и продольно простирающейся внутри обсадных труб. Управляемый газлифтный клапан, датчик или другое устройство связано с насосно-компрессорной трубой. Датчик клапана или другое устройство запитывается и управляется с поверхности. Сигналы связи и питание подаются с поверхности с использованием тюбинга, обсадных труб или хвостовика обсадных труб в качестве проводника с землей. Например, переменный ток направляется вниз по обсадным трубам к отводу трубы, где ток наталкивается на дроссель. Обсадные трубы в общем электрически изолированы от земли с помощью цемента, хотя отвод трубы заканчивается в земле.

Description

Настоящее изобретение относится к использованию ферромагнитного дросселя в нефтяной скважине, где на концах дросселя возникает потенциал напряжения для питания и связи с устройствами и датчиками в скважине, использующей другим способом известные и ранее существовавшие металлические структуры скважины в качестве основных токопроводящих путей. В одном аспекте настоящее изобретение относится к подаче питания и/или поддержанию связи со скважинным устройством, размещенным в буровой скважине, с использованием электрической схемы, образованной в трубопроводной структуре, посредством использования по меньшей мере одного неподключенного к питанию индукционного дросселя.

Предшествующий уровень техники

Известно несколько способов размещения управляемых клапанов и других устройств и датчиков, размещенных в скважине, на насоснокомпрессорной колонне в скважине, но во всех таких известных устройствах обычно используется электрический кабель, проходящий вдоль насосно-компрессорной колонны для подачи питания и поддержания связи с устройствами и датчиками. Такой подход является нежелательным, и на практике трудно использовать кабель, проходящий вдоль насосно-компрессорной колонны и выполненный заодно с насоснокомпрессорной колонной или размещенный в кольце между насосно-компрессорной трубой и обсадными трубами, из-за наличия ряда механизмов разрушения, присутствующих в такой системе. Другие способы обеспечения связи внутри буровой скважины описаны в патентах США № 5493288, 5576703, 5574374, 5467083, 5130706.

В патенте США № 6070608 описан газлифтный клапан, управляемый с поверхности, для использования в нефтяных скважинах. Способы возбуждения клапана бывают электрогидравлическими, гидравлическими и пневмогидравлическими. Показания о положении переменного отверстия и критическом давлении флюида с датчиков поступают на пульт, расположенный на поверхности. Однако при описании того, как электроэнергия подводится к скважинным датчикам и клапанам, средство подачи электрической энергии/сигнала к клапанам/датчикам описывается как электрический кабелепровод, который подсоединяется между клапаном/датчиком, расположенным в скважине, и пультом управления, расположенным на поверхности. В патенте США № 6070608 конкретно не описан или не показан путь тока от устройства, расположенного в скважине, до поверхности. На фигурах кабелепровод изображен как стандартный кабелепровод, то есть удлиненная труба с расположенными в ней отдельными проводами, при этом труба обеспечивает механическую защиту, а провода - путь для электрического тока. Но такие стандартные кабелепроводы могут вызвать затруднения при разводке на больших глубинах, около поворотов при изгибах скважин, вдоль многочисленных отводов скважины, имеющей многочисленные боковые отводы, и/или при параллельном расположении со спиральной лифтовой насоснокомпрессорной колонной. Следовательно, существует потребность в системе и способе подачи питания и сигналов связи в скважинные устройства без необходимости использования отдельного кабелепровода, заполненного проводами и прикрепленного вдоль стенки лифтовой насосно-компрессорной колонны.

В патенте США № 4839644 описаны способ и система для беспроводной двухсторонней связи в обсаженной скважине, имеющей насосно-компрессорную трубу. Однако эта система представляет собой скважинную тороидальную антенну для связи электромагнитной энергии в волноводе с ТЕМ-модой с использованием кольца между обсадными трубами и насоснокомпрессорной трубой. Эта тороидальная антенна использует связь с электромагнитной волной, для которой требуется по существу непроводящий флюид (такой, как очищенная, сырая нефть) в кольце между обсадными трубами и насосно-компрессорной трубой и тороидальным резонатором и изоляторами устья скважины. Поэтому способ и система, описанные в патенте США № 4839644, являются дорогостоящими, имеют проблемы с утечкой солевого раствора в обсадные трубы и затруднительны для использования в качестве схемы для скважинной двухсторонней связи.

Другие скважинные схемы связи, такие как телеметрия импульсов давления в столбе бурового раствора (патент США № 4648471, 5887657), демонстрируют успешную связь при низких скоростях передачи данных, но при этом имеют ограниченное применение в качестве схемы связи, где требуются высокие скорости передачи данных или нежелательно иметь сложное скважинное оборудование для телеметрии импульсов давления в столбе бурового раствора. Тем не менее, были предприняты попытки использовать другие способы скважинной связи, смотри патенты США №№ 5467083, 4739325, 4578675, 5883516 и 4468665, а также постоянные скважинные датчики и системы управления - патенты США №№ 5730219, 5662165, 4972704, 5941307, 5934371, 5278758, 5134285, 5001675, 5730219, 5662165.

Общей практикой является работа многочисленных скважин в пределах месторождения при подаче флюидов из каждой скважины в центральное оборудование, где их собирают и могут первоначально обрабатывать перед передачей на нефтехимические заводы для последовательной переработки, например на нефтеперерабатывающие заводы. Желательно преду3 смотреть возможность управления скважинами из этого центрального оборудования месторождения, но на практике это мало что даст, так как реализация такой возможности с помощью известных способов потребует, чтобы питающие и сигнальные линии были рассредоточены по всему месторождению. Такая инфраструктура потребует больших затрат как для установки, так и для обслуживания, и питание и сигнальные линии будут уязвимы с точки зрения их повреждения при перевозке элементов системы или передвижении транспортных средств и будут также подвергаться вандализму или воровству.

Поэтому существенным улучшением в работе нефтяных скважин будет, если насоснокомпрессорная труба, обсадные трубы, хвостовик обсадных труб и другие проводники, установленные в скважине или в качестве вспомогательного поверхностного оборудования, такого как сточный трубопровод, можно будет использовать в качестве проводников для связи и питания для управления и функционирования скважинных устройств и датчиков в нефтяной скважине.

Индукционные дроссели использовались в соединении с чувствительными приборами для защиты от бросков тока и паразитного напряжения. Например, в большинстве персональных компьютеров для такой защиты предусмотрен дроссель определенного типа, который используется в сетевом проводе и в кабеле для передачи видеосигнала. Такие защитные дроссели хорошо работают по своему назначению, но не пригодны для определения схемы питания или связи.

Устройство и способ согласно преамбуле пп.1 и 17 известны из европейской заявки на патент ЕР 0964134. В известном устройстве и способе индукционный дроссель размещается вокруг лифтовой насосно-компрессорной колонны нефтяной скважины. Известный дроссель снабжен электрическим кабелем, который намотан на ферромагнитный сердечник и через который подается электроэнергия в скважинное устройство. Намотка такого электрического кабеля вокруг сердечника является дорогостоящей операцией, и при опускании насоснокомпрессорной трубы через скважину кабель может легко повредиться, подвергнуться перегреванию и выйти из строя.

Все ссылки, упомянутые здесь, содержат в себе ссылку на максимальный объем изобретения, разрешенный законом. Ссылка на объем изобретения может содержаться здесь не полностью, и она содержит в себе ссылку для второстепенных целей и показывает знания специалистов.

Сущность изобретения

Способ и устройство согласно изобретению характеризуются отличительными признаками по пп.1 и 17.

Проблемы и потребности, выделенные выше, в значительной степени решены и удовлетворены с помощью нефтяной скважины, имеющей одно или более устройств для обеспечения полного сопротивления по току, таких как индукционные дроссели, согласно настоящему изобретению. Вообще говоря, нефтяная скважина включает в себя обсаженную скважину, имеющую насосно-компрессорную колонну, размещенную внутри и простирающуюся в продольном направлении внутри обсадных труб. Управляемый клапан, датчик или другое устройство связано с насосно-компрессорной трубой. Питание и управление клапаном, датчиком или другим устройством осуществляется с поверхности. Сигналы связи и питание посылают и подают с поверхности с использованием в качестве проводника насосно-компрессорной трубы, обсадных труб или хвостовика обсадных труб. Например, переменный ток направляют вниз по насосно-компрессорной трубе в точку, где ток встречает на своем пути дроссель. Потенциал напряжения, возникающий на концах дросселя, используется для питания коммуникационных модемов, клапанов, электронных устройств и датчиков, расположенных рядом с дросселем.

Более подробно, компьютер, расположенный на поверхности, включает в себя модем с сигналом переменного тока, передаваемым по электропроводному трубопроводу, такому как насосно-компрессорная труба и/или обсадные трубы. Сигнал переменного тока приводит к возникновению потенциала на концах дросселя, и источник питания вырабатывает постоянное напряжение для питания подсоединенного управляемого клапана, датчика или другого устройства. Предпочтительно, чтобы обсадные трубы или хвостовик обсадных труб заканчивались в земле и использовались в качестве проводника для обратного пути тока через землю, хотя можно использовать и независимый земляной провод или другой проводник. В предпочтительном варианте осуществления газлифтной скважины устройство, подключенное к питанию, содержит управляемый клапан, который регулирует проход газа между кольцом и внутренней частью насосно-компрессорной трубы.

В усовершенствованном виде нефтяная скважина включает в себя один или более скважинных датчиков, которые предпочтительно находятся в контакте со скважинным модулем питания и связи и поддерживают связь с компьютером, расположенным на поверхности. Во многих случаях используются преимущественно такие датчики, как датчики температуры, датчики давления, акустические датчики, датчики положения клапана, датчики скорости потока и дифференциальные манометры. Данные измерений поступают с датчиков в модем для передачи их на поверхность или непосредственно в программируемый контроллер интерфейса, ис5 пользующий скважинное устройство, такое как управляемый клапан для управления газовым потоком через клапан.

В предпочтительном случае устройства для обеспечения полного сопротивления по току настоящего изобретения содержат индукционные дроссели, использующие ферромагнитный материал. Такие ферромагнитные дроссели связаны с проводником (насосно-компрессорной трубой, обсадными трубами, хвостовиком обсадных труб и т.д.) для того, чтобы функционировать как последовательное полное сопротивление для протекающего тока. В одном виде ферромагнитный дроссель размещается вокруг насосно-компрессорной трубы, расположенной в скважине, и переменный ток, используемый для подачи питания и сигнала связи, передается в насосно-компрессорную трубу, обсадные трубы или хвостовик обсадных труб вблизи поверхности. Скважинный дроссель, расположенный вокруг насосно-компрессорной трубы, обсадных труб или хвостовика обсадных труб, создает потенциал, используемый для питания и связи с управляемым клапаном или датчиком.

В другом виде компьютер, расположенный на поверхности, связан через поверхностный главный модем и насосно-компрессорную трубу или обсадные трубы с множеством отводов трубы, каждый из которых имеет скважинный подчиненный модем для обеспечения срабатывания управляемого клапана в отводе трубы. Компьютер, расположенный на поверхности, может принимать данные результатов измерений из разнообразных источников, таких как скважинные датчики, относительно измерения добычи нефти и измерения потока флюида в каждом отводе трубы. При использовании таких измерений компьютер позволяет вычислить оптимальное положение каждого управляемого клапана, а более конкретно, оптимальное количество вырабатываемого флюида из каждого отвода трубы. Возможны и другие усовершенствования, такие как управление количеством сжатого газа, вводимого в скважину на поверхности, управление системой ввода поверхностноактивного вещества и прием результатов измерения добычи и работы из множества других скважин на одном и том же месторождении для того, чтобы оптимизировать добычу месторождения.

Строительство такой нефтяной скважины ведется, по возможности, по правилам известной методологии строительства. То есть процесс завершения строительства скважины содержит цементирование обсадных труб или хвостовика обсадных труб внутри буровой скважины, размещение лифтовой насоснокомпрессорной колонны внутри обсадных труб или хвостовика обсадных труб и, в общем, концентрическое по отношению к таким обсадным трубам или хвостовику обсадных труб и размещение пакера выше зоны выработки для того, чтобы управлять протеканием флюида в кольце между насосно-компрессорной трубой и обсадными трубами или хвостовиком обсадных труб. Завершенная скважина включает в себя дроссель, расположенный концентрически относительно насосно-компрессорной трубы, обсадных труб или хвостовика обсадных труб. После цементирования обсадные трубы частично изолируются от земли. Насосно-компрессорная колонна проходит через обсадные трубы и пакер и обеспечивает связь с зоной выработки. В секции насосно-компрессорной колонны рядом с дросселем датчики или работающие устройства связаны с колонной труб. В предпочтительном виде используется оправка бокового кармана для приема вставляемого талевого каната и извлекаемого датчика или устройства. При такой конфигурации управляемый газлифтный клапан или коллектор датчиков можно вставить в оправку бокового кармана. С другой стороны, такой управляемый газлифтный клапан или коллектор датчика может постоянно быть непосредственно связан с насосно-компрессорной трубой (то есть транспортируемая насоснокомпрессорная труба). Модуль питания и связи использует потенциал напряжения, возникающий на концах дросселя для питания клапана, датчиков и модема.

Датчик и коллектор связи можно вставить без необходимости включения в себя управляемого газлифтного клапана или другого устройства управления. То есть электронный модуль, имеющий датчики давления, датчики температуры или акустические датчики, источник питания и модем, вставляется в оправку бокового кармана для связи с компьютером, расположенным на поверхности, с использованием проводников насосно-компрессорной трубы и обсадных труб. С другой стороны, такие электронные модули можно устанавливать непосредственно на насосно-компрессорную трубу и не выполнять с заменяемым талевым канатом, если непосредственно установленный на насоснокомпрессорную трубу электронный модуль или устройство можно только заменить путем извлечения всей колонны насосно-компрессорных труб. В другом виде изолированную секцию насосно-компрессорной трубы, расположенную рядом с устьем скважины, можно использовать для обеспечения электрической изоляции.

В широком аспекте настоящее изобретение относится к токовому устройству полного сопротивления, в частности, используемому в нефтяных скважинах, содержащему цилиндрический дроссель из ферромагнитного материала, имеющего кольцевое отверстие, простирающееся в нем в продольном направлении и приспособленное для приема в нем цилиндрического проводника нефтяной скважины. Конечно, возможны многочисленные модификации таких ферромагнитных дросселей, применяющихся в обсадных трубах, насосно-компрессорной труΊ бе, хвостовике обсадных труб и приемном коллекторе и других скважинных проводниках, используемых в нефтяной скважине, а также в поверхностной системе трубопроводов, таких как сточные трубопроводы.

Перечень фигур чертежей

Другие задачи и преимущества изобретения станут очевидными после прочтения следующего подробного описания и после ссылки на сопроводительные чертежи, где фиг. 1 схематически изображает нефтяную скважину, в состав которой входят индукционные дроссели и связанные средства коммуникации, измерительные и управляющие коллекторы согласно способам настоящего изобретения;

фиг. 2 относится к фиг. 1 и изображает электрическую эквивалентную схему скважины (фиг. 1);

фиг. 3 а относится к фиг. 1 и изображает полную сборку одного из дросселей (фиг. 1);

фиг. 3Ь относится к фиг. 3а и подробно изображает элементы, используемые в конструкции дроссельной сборки (фиг. 3а);

фиг. 4а изображает продольное сечение дросселя, расположенного между насоснокомпрессорной трубой и обсадными трубами;

фиг. 4Ь изображает осевое сечение дросселя (фиг. 4а), расположенного между насоснокомпрессорной трубой и обсадными трубами;

фиг. 4с изображает продольное сечение дросселя, расположенного снаружи насоснокомпрессорной трубы и обсадными трубами;

фиг. 46 изображает осевое сечение дросселя (фиг. 4с), расположенного снаружи насоснокомпрессорной трубы и обсадными трубами;

фиг. 5 схематически изображает нефтяную скважину, иллюстрирующую электрическую схему индукционного дросселя;

фиг. 6 схематически изображает нефтяную скважину с многочисленными отводами, включающую в себя электрические дроссели настоящего изобретения;

фиг. 7 схематически изображает использование дросселей для обеспечения электропитания и связи между центральным оборудованием месторождения и отдельными устьями скважины с использованием сточных трубопроводов в качестве путей передачи;

фиг. 8 изображает скважину согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, в котором множество дросселей обеспечивают питание для скважинных электрических модулей с использованием последовательной конфигурации подачи питания;

фиг. 9 изображает систему согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, в котором множество дросселей обеспечивают подачу питания в скважинные электрические модули с использованием параллельной конфигурации подачи питания;

фиг. 10а изображает скважину согласно способам настоящего изобретения, в которых токовый трансформатор используется для подачи питания в скважинный электрический модуль;

фиг. 10Ь относится к фиг. 10а и более подробно изображает конструкцию токового трансформатора (фиг. 10а); и фиг. 11 изображает скважину согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, в котором дроссели расположены снаружи насосно-компрессорной трубы и обсадных труб.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

На чертежах изображена нефтяная скважина согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг. 1 изображена нефтяная скважина, состоящая из обсадных труб 36, простирающихся от поверхности, и содержащая лифтовую насоснокомпрессорную колонну 34. В устье скважины верхняя часть лифтовой насосно-компрессорной колонны электрически изолирована от нижней части посредством электрической изоляции подвески 146 насосно-компрессорной колонны. На глубине, внутри скважины круглое пространство между обсадными трубами 36 и насосно-компрессорной трубой 34 занимает раствор 82 для заканчивания скважины, и электрически проводящий пакер 56 гидравлическим способом изолирует раствор для заканчивания скважины от зоны 66 добычи. Таким образом, флюиды из зоны 66 добычи подаются на поверхность посредством прохождения через лифтовую насосно-компрессорную колонну 34. На фиг. 1 показано расположение двух дросселей 32 на глубине внутри скважины, каждый из которых используется для питания электрического коллектора 40. Эти коллекторы осуществляют любую комбинацию функций связи, измерения и управления для оказания помощи при работах по эксплуатации скважины.

Обсадные трубы 36, в общем, известны, то есть их обычно цементируют в секциях в буровой скважине во время завершения скважины. Аналогично, колонна 34 насоснокомпрессорных труб также известна и содержит множество удлиненных трубчатых секций эксплуатационных труб, соединенных с помощью резьбовых соединений на каждом конце каждой секции насосно-компрессорной трубы.

На фиг. 1 изображено общее размещение поверхностного оборудования, которое состоит из поверхностного источника 8 питания переменного тока, силового трансформатора 11 с коэффициентом трансформации по току 1:10 и поверхностного модема 39. Одни выводы силового трансформатора 11 и схемы модема 39 электрически подсоединены через герметизированный ввод 76 к секции лифтовой насоснокомпрессорной колонны 34 ниже электроизоляционной муфты 146. Другие выводы силового трансформатора 11 и схемы поверхностного модема 39 электрически подсоединены к обсадным трубам 36 скважины.

В целях иллюстрации, на фиг. 1 показан каждый коллектор, используемый для питания и управления газлифтного клапана 40. Для этой цели подходящий вариант осуществления коллектора состоит из силового трансформатора 11 2:15 В и главной печатной платы (НИ (РСВ)), содержащей подчиненный модем 39 и другие электрические компоненты для питания и управления газлифтного клапана и сопряжения с датчиками, которые может поддерживать коллектор для измерения локальных физических или химических переменных, таких как давление в кольце, давление в насоснокомпрессорной трубе, состав флюидов и т.д. Модемы внутри коллекторов поддерживают связь с модемом на поверхности, позволяя при этом передавать данные из каждого коллектора на поверхность и подавать команды с поверхности для управления газлифтным клапаном.

Хотя на фиг. 1 изображен случай, где два скважинных модуля действуют в скважине, ясно, что тот же самый принцип можно использовать для выбора произвольного числа скважинных модулей. Это может быть полезным в приложении, где проводящий раствор для заканчивания скважины присутствует в кольце перед разгрузкой газлифтной скважины. Каждый дроссель не будет работать достаточно хорошо для того, чтобы развить потенциал напряжения в своем соответствующем устройстве, когда дроссель погружен в проводящий флюид. Так как проводящий флюид постепенно удаляется в процессе разгрузки, то каждое устройство может получать питание и/или связь (и таким образом быть управляемым), когда соответствующий дроссель больше не погружен в проводящий флюид. Следовательно, так как уровень проводящего флюида падает во время разгрузки, устройства последовательно становятся управляемыми, что может способствовать в достижении более управляемой разгрузки или процедуры начала бурения бокового ствола (зарезки). Следовательно, настоящее изобретение полезно во всех операциях разгрузки скважины, начала бурения бокового ствола или добычи.

Часть насосно-компрессорной трубы 34 и обсадных труб 36 между изолирующим подвесным устройством 146 и дросселями 32 можно рассматривать как путь подачи питания и для поддержания связи. Как правило, такая конфигурация не позволяет подавать питание по переменному току или электрические сигналы вверх или вниз по скважине с использованием насосно-компрессорной трубы в качестве одного проводника и обсадных труб в качестве другого проводника. Однако размещение дросселей 32 изменяет электрические характеристики металлической структуры скважины, выполняя систему и способ пропускания питания по пе ременному току и сигналы связи вверх и вниз по буровому отверстию скважины. В общем смысле термин трубопроводая структура используется для обозначения насоснокомпрессорной трубы, обсадных труб, подвесных устройств, хвостовика обсадных труб, механизмов для подъема труб или любого из множества металлических проводников, обычно подповерхностных, но также возможно и поверхностное применение. Термин беспроводный обозначает отсутствие известного, изолированного электрического проводника, такого как выделенный изолированный провод, при этом насосно-компрессорная труба, обсадные трубы или другая трубопроводная структура не рассматриваются в качестве проволочного проводника.

Дроссели 32 изготовлены из материала, имеющего высокую магнитную проницаемость на частотах питания переменным током и несущей частоты связи модема.

Используя фиг. 2, можно проанализировать электрическую эквивалентную схему этой цепи питания и связи. Обсадные трубы и насосно-компрессорная труба образуют главные цепи передачи для питания и сигналов связи. Обсадные трубы представлены проводником 101. Насосно-компрессорная труба представлена проводником 102. Резистор 18 представляет собой суммарное распределенное сопротивление, которое имеет обсадные трубы и насоснокомпрессорную трубу, и составляет обычно порядка 1 Ом. Нолные сопротивления дросселя представлены катушками 32 индуктивности. На частоте питания переменным током реактивное сопротивление, которое имеет каждый дроссель, составляет порядка 2 Ом.

Как показано на фиг. 2, поверхностный модемный набор 39 представлен резистором 12 для своего приемника и источником 14 переменного тока для своего передатчика. Вход для питания переменным током на поверхности представлен источником 16 переменного тока. Скважинные электронные коллекторы, связанные с каждым дросселем, представлены силовым преобразователем и модемными наборами 122, состоящими из резисторов 106 для силовых преобразователей и приемников модема и источников 108 переменного тока для передатчиков модема. Схема завершается металлическим пакером 56, который имеет ничтожно маленькое электрическое полное сопротивление.

Как видно из фиг. 2, скважинные коллекторы питаются переменным напряжением, возникающим на насосно-компрессорной трубе с помощью дросселей, которые вызывают обратную ЭДС, создаваемую за счет прохождения тока по насосно-компрессорной трубе, которая проходит через дроссель. Дроссели разработаны так, чтобы возникало напряжение приблизительно 2 В при прохождении через них переменного тока, и этот переменный ток преобра11 зуется в постоянный ток в схеме регулирования мощности, которая соединена через входной трансформатор источника питания, следуя стандартной практике для такого преобразования переменного тока в постоянный и схемам регулирования. Это постоянное напряжение обычно подается на датчики коллектора, модем и схемы управления и составляет приблизительно 15 В, и мощности источника питания порядка 10 Вт обычно достаточно для питания этих скважинных подсистем.

Конструкцию подходящего дросселя можно описать со ссылкой на фиг. 3 а и 3Ь. Дроссель для данного применения можно разделить на многочисленные части по его длине (Ь). Другими словами, размещение многочисленных подсекций дросселей 134 вместе вдоль оси 60 дросселя, как показано на фиг. 3 а и 3Ь, дает тот же самый эффект, как и один большой дроссель длиной (Ь). Многочисленные подсекции 134, размещенные при наложении одной подсекции на верхнюю часть другой, действуют как ряд полных сопротивлений, которые при сложении вместе имеют то же самое полное сопротивление, как и отдельный дроссель, имеющий ту же самую полную длину ферромагнитного материала в качестве собранных подсекций.

На фиг. 3Ь изображены детали подходящей дроссельной сборки, хотя специалистам будет ясно, что можно выполнить и альтернативные конструкции. Секция насосно-компрессорной трубы 34 состоит из нержавеющей стали марки 316 и обычно имеет внешний диаметр 3,5 дюйма и длину 10 футов. Каждый конец секции 34 лифтовой насосно-компрессорной колонны снабжен наружной резьбой Νο\ν УАМ, с помощью которой присоединяются сопряженные секции известной лифтовой насосно-компрессорной колонны (Νον УАМ - зарегистрированная торговая марка фирмы Уа11оигес Маппектап & Сак Егапсе (Валлоурес Маннесман энд Газ Франс), определяет форму резьбы, подходящую для этой цели). На верхнем и нижнем концах секции дросселя находятся сварные муфты 50 с внутренним диаметром 3,55 дюйма, длиной 2 дюйма и толщиной стенки четверть дюйма. Секция 34 насосно-компрессорной трубы между сварочными муфтами покрыта термоусадочной ПТФЭ трубой 20 с толщиной стенки 0,020 дюйма, и, таким образом, труба 20 находится между секцией 34 лифтовой насосно-компрессорной колонной и внутренними стенками всех подсекций 134 дросселя. Каждый конец дроссельной сборки снабжен пластмассовым центратором 114, обработанным на станке. Подходящей механически обрабатываемой пластмассой служит полиэфирэфиркетон (ПЭЭК (РЕЕК)), который является товарным материалом, поставляемым из многих коммерческих источников.

Подсекции 134 дросселя образованы путем намотки листа слоистого материала из ферромагнитного сплава с высокой проницаемостью, такого как Регта11оу (Пермалой) (Регта11оу зарегистрированная торговая марка компании ХУеЧегп Е1ес1пс Сотрапу (Вестерн Электрик Компани). Пермалой представляет собой сплав никеля и железа с содержанием никеля в диапазоне от 35 до 90% и поставляется как товарный материал из многих коммерческих источников. Подходящий сплав состоит из никеля 86% и железа 14%, и слоистость имеет толщину 0,014 дюймов и ширину 2,35 дюймов, так что конечными размерами каждой секции дросселя являются внутренний диаметр 3,6 дюйма, внешний диаметр 5,45 дюйма и 2,35 дюйма в направлении оси 60 дросселя. Пятнадцать таких дроссельных секций укладывают в стопу для образования полной дроссельной сборки, подходящей для обычных частот электросети 50 или 60 Гц. В частотах питания до нескольких сотен герц слоистый ферромагнитный сплав можно использовать для построения дроссельных секций, как в стандартной на практике конструкции трансформатора, и так, как описано выше. Слоистая структура требуется для того, чтобы уменьшить потери на вихревых токах, которые в противном случае приведут к снижению эффективности дросселя. Для материала с абсолютной магнитной проницаемостью 50000, работающего на частоте 60 Гц, требуемая толщина слоистой структуры для двойной глубины поверхностного слоя составляет 0,8 мм (0,031 дюйма), что реально на практике.

Между каждой секцией дросселя предусмотрена политетрафторэтиленовая (ПТФЭ (РТЕЕ)) прокладка 136 с внутренним диаметром 3,6 дюйма, внешним диаметром 5,45 дюйма и толщиной 0,030 дюйма. В итоге, дроссели навинчивают на насосно-компрессорную трубу, всю секцию дросселей закрывают трубой 138 из термоусадочного ПТФЭ, имеющего толщину стенки 0,020 дюйма. Стержень 51 из нержавеющей стали диаметром 0,125 дюйма покрыт полиэтиленовой (РЭ (РЕ)) термоусадочной трубкой и простирается по длине законченного дроссельной сборки, прикрепляется к верхней сварочной муфте 50 и проходит через отверстия в центраторах 114. Его нижний конец электрически подсоединен к входу электрического коллектора, который находится ниже дроссельной сборки.

Полное сопротивление дросселя представляет собой большую проблему для реализации, так как оно определяет долю от полной электроэнергии, подводимой к трубе, которая будет потеряна за счет утечки через дроссель, и долю, которая будет доступна для питания и связи с устройствами, установленными в изолированной секции трубы. Так как полное сопротивление катушки индуктивности увеличивается с частотой, частота питающего переменного тока используется в теоретическом анализе и испытании альтернативных конфигураций дросселя, так как она обычно равна или ниже частоты связи.

На фиг. 4а-6 показаны переменные, используемые при анализе конструкции дросселя. На фиг. 4а (продольное сечение) и 4Ь (осевое сечение) изображен случай, где дроссель размещается внутри кольца 58 между насоснокомпрессорной трубой 34 и обсадными трубами 36. На фиг. 4с (продольное сечение) и 46 (осевое сечение) изображен случай, где дроссель размещается вне обсадных труб 36. Основание для анализа является одинаковым в обоих случаях, но для реализации важно, чтобы значение (I) электрического тока, используемое в анализе конструкции, было равно полному току, связанному с дросселем. В случае, где дроссель расположен в кольце (фиг. 4а и 4Ь), ток протекает по одной насосно-компрессорной трубе. Когда дроссель расположен снаружи обсадных труб (фиг. 4с и 46), ток равен векторной сумме отдельных токов, протекающих по обсадным трубам и насосно-компрессорной трубе. Таким образом, если бы эти токи были равны, но имели противоположную фазу, не было бы эффекта результирующего дросселирования с помощью конфигурации, показанной на фиг. 4с и 46.

Определяющими переменными и самосогласованным набором единиц физических величин являются

Ь - длина дросселя в метрах, а - внутренний радиус дросселя в метрах, Ь - внешний радиус дросселя в метрах, г - расстояние от оси дросселя в метрах,

I - полный ток ЭДС через дроссельную секцию в амперах, ω - угловая частота тока утечки в радианах в секунду, т - абсолютная магнитная проницаемость материала дросселя с радиусом г, равная абсолютной проницаемости свободного пространства (4π х 10^-7 Гн/м), умноженного на относительную проницаемость магнитного материала дросселя.

По определению, ω=2πί, где ί - частота в герцах.

На расстоянии г от тока I магнитное поле Н свободного пространства ЭДС в генри на метр определяется:

Н=1/2пг.

Поле Н имеет круговую симметрию относительно оси дросселя, и могут быть показаны магнитные линии силы, образующей круги вокруг этой оси.

Для точки внутри материала дросселя магнитное поле В ЭДС в теслах имеет вид:

В=тН=р1/2пг.

Магнитный поток Р ЭДС, возникающий внутри тела дросселя, в веберах определяется формулой:

Р= В 68, где 8 - площадь поперечного сечения дросселя в квадратных метрах (фиг. 4Ь и 46), и интегрирование по всей площади 8.

При интегрировании от внутреннего радиуса дросселя (а) до внешнего радиуса дросселя (Ь) по длине дросселя (Ь) получаем:

Р=рЫ 1п (Ь/а)/2п, где 1п - функция натурального логарифма.

Напряжение, произведенное потоком Р в вольтах, определяется:

ν=ωΡ=2ωί Ρ=μΜί 1п(Ь/а)

Следует отметить, что обратная ЭДС (V) прямо пропорциональна длине (Ъ) дросселя для постоянных значений (а) и (Ь), внутреннего и внешнего радиусов элемента дросселя. Таким образом, изменяя длину дросселя, можно выработать любую требуемую обратную ЭДС для данного тока.

При подстановке характерных значений μ=50000 х (4π х 10^-7), Ь=1 м, 1=10 А, ί=60 Гц, а=0,045 м (3,6 дюйма - внутренний диаметр), Ь=0,068 м (5,45 дюймов - внешний диаметр) получается обратная ЭДС, равная ν=2,6 В, показывая, что такой дроссель является эффективным при выработке требуемого скважинного напряжения, и делает так, когда реальные и безопасные токи и напряжения прикладываются к насосно-компрессорной трубе и передаются из устья скважины в скважинное оборудование. Этот пример также показывает, что этот способ для распределения мощности питания имеет рабочую характеристику при низких напряжениях и относительно высоких токах и по этой причине нечувствителен к маленьким значениям тока утечки между проводниками или в землю.

На фиг. 5 изображены более подробно электрические соединения и устройства интерфейса, используемые для обеспечения передачи питания и сигналов связи модема по насоснокомпрессорной трубе и обсадным трубам в скважине (фиг. 1). На фиг. 5 поверхностные и скважинные модемы по существу подобны, и их приемники и передатчики соединены через конденсаторы и трансформатор данных параллельно дросселю для скважинных коллекторов и между обсадными трубами и насоснокомпрессорной трубой ниже дросселя 30 для поверхностного модема. Питание для каждого скважинного коллектора 40 подается через силовой трансформатор на двухполупериодный выпрямительный диодный мост, как показано на фиг. 5, и постоянный ток из выпрямительного моста используется для питания скважинных модемов и другого оборудования, такого как контроллеры интерфейса для двигателей и/или датчиков, расположенных в каждом скважинном коллекторе 40. Поверхностный модем предусматривает средство для поддержания связи между компьютером и модемами внутри каждого скважинного коллектора 40 в любом направ15 лении. Таким образом, средство предусматривает, какой компьютер может передавать команды в скважинные устройства управления, такие как электроприводные клапаны управления током, и для компьютера - принимать данные из скважинных датчиков. Модемы, в общем, представляют собой тип широкополосных цифровых модемов, которые поставляются многими поставщиками стандартного оборудования, хотя они могут быть также узкополосными и/или аналоговыми модемами для уменьшения стоимости, где низкая скорость передачи данных приемлема в специфических случаях. (Следует отметить, что термин модем, который используется здесь, не ограничен обычными модемами, которые продаются для подсоединения компьютеров с коммутируемой телефонной сетью общего пользования, но включает в себя любое устройство связи для двунаправленной передачи данных, приспособленное к передаче сигналов по проводному каналу связи.)

На фиг. 6 изображен предпочтительный вариант осуществления для случая скважины с многосторонним завершением, простирающимся в виде буровой скважины с обсадными трубами 36 от поверхности 64 и на глубине ответвляющейся на отводы 88 с обсадными трубами или хвостовиком обсадных труб, которые являются продолжением обсадных труб 36 главной буровой скважины. Конечно, изобретение может применяться ко всем типам таких многосторонних известных окончаний, где используется только хвостовик обсадных труб или имеется насосно-компрессорная труба в открытом отверстии и т. д. На фиг. 6 лифтовая насоснокомпрессорная колонна 34 подобна ответвлениям в насосно-компрессорную трубу для каждого отвода трубы. В этом примере каждый отвод трубы снабжен сборкой 40 для измерения, связи и управления, подробно показанной на фиг. 6. Этот модуль запитывается напряжением, возникающим на концах дросселя 31, как описано ранее со ссылкой на фиг. 1-3 и 5.

Как показано на фиг. 6, переменный ток подается внизу на насосно-компрессорные трубы 34 из источника питания переменного тока, находящегося внутри поверхностного оборудования 38. Так как отводы трубы заканчиваются внутри продуктивного пласта, каждая боковая секция лифтовой насосно-компрессорной колонны за пределами дросселей 31 находится в близком электрическом контакте с пластовыми флюидами и, таким образом, эффективно заземлена на расстоянии от главной буровой скважины, как показано с помощью земляных соединений 72. Это замыкание через землю используется для завершения электрической цепи между поверхностным оборудованием и скважинными модулями.

В устье скважины предусмотрен дроссель

30, выполняющий роль полного сопротивления для протекающего тока между насоснокомпрессорной трубой и обсадными трубами посредством подвесного устройства 54 насоснокомпрессорных труб, которое в противном случае обеспечивало бы цепь короткого замыкания между насосно-компрессорной трубой и обсадными трубами. Для выполнения той же самой цели, как изображено на фиг. 1, изолирующую соединительную муфту 146 для насоснокомпрессорных труб можно заменить на дроссель 30 (фиг. 5). Дроссель 32 выполнен на глубине на главной секции насосно-компрессорной трубы буровой скважины ниже точки связи самого нижнего отвода трубы. Этот дроссель 32 предотвращает потери тока, подаваемого вниз к насосно-компрессорным трубам 34, с тем, чтобы подавалось питание для модулей, расположенных в отводах трубы.

После достижения бокового отвода трубы переменный ток, подаваемый по насоснокомпрессорной трубе на поверхность, попадает в дроссель 31, который действует как полное сопротивление. Следовательно, на секции насосно-компрессорной трубы образуется потенциал напряжения, где он подается через каждый дроссель 31, и этот потенциал можно использовать для питания электронных устройств.

В частности, каждый модуль 40 питает датчики 120, например, давления, тока, температуры, спектра акустического сигнала, состава добытых флюидов и так далее и поддерживает связь для передачи данных из датчиков на поверхность. Точно так же модуль 40 питает клапан 126 управления, который приводится в действие электродвигателем 124 под управлением электронного модуля 110, который принимает команды управления, посланные из поверхностного модема, расположенного внутри поверхностного оборудования 38, посредством скважинных модемов 122. Такой клапан можно использовать для того, чтобы регулировать поток флюидов в и из каждого отвода 38 трубы. Так как каждый модуль, устройство и датчик на каждом отводе трубы являются раздельно адресуемыми с поверхности, то каждое такое устройство или датчик можно независимо использовать или контролировать с поверхности. В таком многоотводном завершении необходимо и желательно управлять потоком флюида независимо в каждом отводе трубы во время добычи. Знание скорости потока, подпитки флюидов, давления, температуры и т. д. в каждом отводе трубы является ценным для оптимизации эффективности добычи.

На фиг. 7 изображен вариант осуществления, использующий способы настоящего изобретения в случае, где желательно расположить поверхностное оборудование для обеспечения питания и связи на расстоянии от устья скважины. Элементы питания и связи, расположенные в центральном оборудовании 201 месторождения, содержат коллекторную насоснокомпрессорную трубу 134, дроссель 30, источ17 ник 8 питания, приемник модема, представленный своим входным полным сопротивлением 12, и передатчик модема, представленный своим генератором 14 переменного тока. С одной стороны элементы питания и модема подсоединены к земле 72, а с другой стороны к коллекторной насосно-компрессорной трубе 134.

Как показано на фиг. 7, коллекторная насосно-компрессорная труба 134 простирается от центрального оборудования 201 к месторасположению 202 устья скважины. В устье скважины коллекторная насосно-компрессорная труба снабжена дросселем 30, и по электрическому кабелю 140 обеспечивается питание и связь по переменному току через изолированное сквозное соединение 76 к лифтовой насоснокомпрессорной колонне ниже верхнего дросселя скважины. Это означает, что питание и связь по переменному току не требуется подавать по секции лифтовой насосно-компрессорной колонны, где она входит в скважину. При стандартном построении скважины на практике эта секция насосно-компрессорной трубы 34 электрически связана с обсадными трубами 36 в точке, где она проходит через подвесное устройство 54 насосно-компрессорных труб, и в этом случае требуется отдельное электрическое соединение 140. Если на практике используется нестандартное построение, то использование электроизоляционной муфты насоснокомпрессорной трубы и сквозных соединений позволяет устранить потребность в отдельном проводнике 140 и своих связанных дросселях.

На глубине 204 в скважине лифтовая насосно-компрессорная колонна 34 снабжена дросселем 32 и электрическим коллектором 110. Они функционируют, как описано со ссылкой на фиг. 1 и 2, с обратной связью со скважинным оборудованием, осуществляемой через скважинное земляное соединение 7.

Специалистам будет ясно, что действие индуктивных дросселей, обладающих полным сопротивлением для переменного тока, можно использовать разнообразными способами, в качестве альтернативных вариантов осуществления, для обеспечения и распределения питания и связи по металлическим трубопроводным структурам скважин.

На фиг. 8 показано применение нефтяной скважины согласно альтернативному варианту осуществления настоящего изобретения. Этот вариант осуществления подобен первому варианту осуществления (см. фиг. 1), но изображает возможность применения множества дросселей 31 со связанными устройствами 40 в любом месторасположении между верхними и нижними дросселями 30, 32. Этот вариант осуществления может быть полезен в приложении, где электропроводный флюид 82 присутствует в кольце 58 перед разгрузкой газлифтной скважины. Каждый дроссель 31, 32 не будет работать в достаточной мере для образования потенциала на пряжения в своем соответствующем устройстве 40 при погружении дросселя в электропроводный флюид 82. Так как электропроводный флюид 82 постепенно удаляется в процессе разгрузки, каждое устройство 40 может получать питание и/или связь (таким образом быть управляемым), когда свой соответствующий дроссель (31 или 32) больше не погружается в электропроводный флюид. Следовательно, когда уровень электропроводного флюида падает во время разгрузки, устройства 40 постепенно становятся управляемыми, что помогает при достижении более управляемой процедуры разгрузки. В конфигурации, показанной на фиг. 8, электрические потенциалы, вырабатываемые дросселями 31, последовательно складываются для определения напряжения, которое должно прикладываться в устье скважины с помощью поверхностного оборудования 38 через проводник 44.

На фиг. 9 схематически изображена скважина, подобная той, которая показана на фиг. 8, снабженная множеством модулей 40 для скважинного электрического управления, измерения и связи. В этом варианте осуществления питание для каждого коллектора получают из напряжения, образующегося между насоснокомпрессорной трубой 34 и обсадными трубами 36, с помощью дросселей 30 и 32. В отличие от последовательных соединений варианта осуществления (фиг. 7), в варианте осуществления (фиг. 9) электрические подсоединения к скважинным модулям 40 являются параллельными. Поэтому в этом варианте осуществления напряжение, которое должно прикладываться в устье скважины с помощью поверхностного оборудования 39 через проводник 44, остается тем же самым независимо от числа скважинных модулей, но величина тока, который должен подаваться, пропорциональна числу скважинных модулей. Этот вариант осуществления будет нерабочим до тех пор, пока электропроводный флюид не появится в кольце выше нижнего дросселя 32, но в этом случае преимущество заключается в том, что электрический потенциал в устье скважины остается низким и поэтому безопасным независимо от числа скважинных модулей.

На фиг. 10а и 10Ь показано применение нефтяной скважины согласно другому альтернативному варианту осуществления настоящего изобретения. Этот вариант осуществления относится к варианту осуществления, изображенному на фиг. 1, но использует альтернативный способ подачи питания к скважинным модулям, основанный на использовании трансформатора 90 электрического тока. Следовательно, на фиг. 10а изображен альтернативный способ подачи электроэнергии для питания устройства 40 при использовании трубопроводной структуры как части пути протекания тока для электрической схемы. Переменный ток, протекающий внутри насосно-компрессорной трубы 34, действует как ток в первичной обмотке трансформатора 90 и наводит ток, протекающий во вторичной обмотке 92 трансформатора тока. Этот ток вторичной обмотки трансформатора можно использовать для обеспечения электрического питания и/или связи с устройством 40, электрически подсоединенным к трансформатору 90. Аналогичным образом трансформатор тока можно также использовать для связи двунаправленных коммуникационных сигналов между насоснокомпрессорной трубой и модемом, расположенным внутри электронного модуля 40 с тем, чтобы можно было установить связь между поверхностным оборудованием и скважинными модулями.

На фиг. 10Ь показаны элементы трансформатора 90 тока (фиг. 10а). Трансформатор 90 содержит цилиндрический ферромагнитный сердечник 94, намотанный так, чтобы главные длины обмоток 92 были в общем параллельны оси насосно-компрессорной трубы 96, следуя известной практике для такого трансформатора. Насосно-компрессорная труба 34 действует эффективно как первичная обмотка такого трансформатора 90, создавая круговое магнитное поле с осевой симметрией относительно оси насосно-компрессорной трубы 96, которая выровнена с осью трансформатора. Это магнитное поле наводит электрический ток во вторичной обмотке 92, и этот ток используется для питания электрического или электронного оборудования внутри устройства 40, которое электрически соединено со вторичной обмоткой 92 трансформатора тока. Геометрия, число витков, длина и материалы могут изменяться для трансформатора 90, в зависимости от прикладных потребностей. Хотя на фиг. 10а показан только один трансформатор 90 тока и связанный электрический модуль 40, на практике может быть множество таких устройств, расположенных вдоль насосно-компрессорной трубы 34, при этом каждый трансформатор тока индивидуально питает свой связанный электрический модуль и обеспечивает связь для двунаправленных коммуникационных сигналов.

Если электропроводный флюид 82 находится в кольце 58 выше уровня трансформатора тока, такой электропроводный флюид будет действовать как токопроводящая дорожка между насосно-компрессорной трубой и обсадными трубами, и небольшой ток вторичной обмотки будет наводиться в трансформаторе 90. В случае газлифтной скважины, в процессе разгрузки уровень затрубных флюидов постепенно понижается за счет притока транспортирующего газа. Таким образом, в такой скважине, снабженной множеством трансформаторов тока и скважинными модулями, при продолжении процесса разгрузки модули, расположенные в точках постепенного понижения в скважине, станут запитанными и управляемыми, помогая при этом управлению процессом разгрузки.

На фиг. 11 показано применение нефтяной скважины согласно другому альтернативному варианту осуществления настоящего изобретения, в котором необходимо подавать питание в модули скважинного измерения, управления и связи, расположенные за пределами обсадных труб. Смотри также фиг. 4с и 46. В этом варианте осуществления трубопроводная структура, используемая для пропускания тока, содержит насосно-компрессорную трубу 34 и обсадные трубы 36, расположенные вместе. Обратный путь электрического тока проходит через землю 72. Следовательно, насосно-компрессорная труба 34 и обсадные трубы 36 должны быть по существу электрически изолированы от земли 72. Цемент 70 между обсадными трубами 36 и землей 72 может обеспечить некоторую изоляцию, в зависимости от типа цемента. Кроме того, можно использовать хвостовик обсадных труб, непроводящий электрический ток, или покрытие, между обсадными трубами 36 и цементом 70, между цементом 70 и землей 72 или в обоих местоположениях. В частности, обычные покрытия для борьбы с коррозией на наружной стороне обсадных труб будут в значительной степени служить в качестве электрической изоляции между обсадными трубами и землей. Изоляторы 84 используются около поверхности для электрической изоляции насоснокомпрессорной трубы 34 и обсадными трубами 36 от земли 72. Электромагнитный принцип этого варианта осуществления остается тем же самым, как и в предыдущих вариантах осуществления, анализ которых проведен со ссылкой на фиг. 4с и 46, в результате чего показано, что действие дросселя 30 (фиг. 11) проявляется в полном сопротивлении для протекающего тока как в насосно-компрессорной трубе 34, так и в обсадных трубах 36, и поэтому вырабатывает разность потенциалов между секцией обсадных труб выше дросселя по отношению к секции обсадных труб, расположенной ниже дросселя. Важно обратить внимание на то, что насоснокомпрессорную трубу 34 нельзя использовать в качестве пути для обратного тока для тока, подаваемого на обсадные трубы, так как такой обратный ток будет затем связывать дроссель, который станет в результате неработающим. Обратный путь через землю не связывает дроссель, и поэтому он необходим. Таким образом, этот вариант осуществления настоящего изобретения является еще одним способом достижения цели обеспечения электрического питания и/или связи со скважинным устройством 40 с использованием насосно-компрессорной трубы 34 и обсадных труб 36 как части электрического пути в схеме. Следует отметить, что термин скважинное устройство является всеохватывающим термином, который является тождественным ряду устройств, указанных в описании под номером 40.

Claims (17)

1. Система для обеспечения питания скважинного устройства (40), содержащая трубопроводную структуру (34), скважинное устройство (40), индукционный дроссель (32), окружающий часть трубопроводной структуры (34), обеспечивающий полное сопротивление по току, отличающаяся тем, что скважинное устройство электрически подсоединено к трубопроводной структуре (34), причем первая точка подключения расположена непосредственно перед индукционным дросселем (32), а вторая точка подключения расположена непосредственно после индукционного дросселя (32).

2. Система по п.1, в которой дроссель (32) имеет в общем цилиндрическую форму, через него проходит буровая скважина, имеющая в общем цилиндрическую форму, при этом буровая скважина приспособлена для приема части трубопроводной структуры (34), расположенной в ней.

3. Система по п.1, дополнительно содержащая изоляционную оболочку (138), которая, по существу, закрывает поверхности индукционного дросселя (32).

4. Система по п.1, в которой индукционный дроссель (32) содержит ферромагнитный материал.

5. Система по п.1, в которой дроссель (32) имеет относительную проницаемость в диапазоне 1,000-150,000.

6. Система по п.1, в которой трубопроводная структура (34) содержит нефтяную скважину, имеющую два или более индукционных дросселей (31), распределенных внутри по меньшей мере одного отвода (88) скважины.

7. Система по п.6, в которой трубопроводная структура включает в себя по меньшей мере часть лифтовой насосно-компрессорной колонны (34) для скважины и переменный ток передается вдоль части лифтовой насоснокомпрессорной колонны (34).

8. Система по п.6, в которой трубопроводная структура включает в себя по меньшей мере часть обсадных труб (36) для скважины и переменный ток передается вдоль части скважины обсадных труб (36).

9. Система по п.1, в которой трубопроводная структура содержит трубы в нефтеочистительном заводе и имеет два или более индукционных дросселей (32), распределенных внутри по меньшей мере одного отвода труб.

10. Система по п.1, в которой обратный электрический путь содержит по меньшей мере часть заземленной земли (72).

11. Система по п.10, в которой обратный электрический путь содержит по меньшей мере часть электропроводного флюида (82).

12. Система по п.1, в которой устройство содержит модуль (31) управления, приспособленный для управления и связи по меньшей мере с одним дополнительным электронным элементом, электрически подсоединенным к нему.

13. Система по п.1, в которой устройство содержит электрически управляемый и электроприводной клапан (40).

14. Система по п.1, в которой устройство содержит датчик для сбора данных.

15. Система по п.1, дополнительно содержащая электрический изолятор (84), расположенный в первом конце трубопроводной структуры (34), причем изолятор (84) располагается между трубопроводной структурой (34) и обратным электрическим путем так, что трубопроводная структура электрически изолирована от обратного электрического пути вдоль упомянутого первого конца.

16. Система по п.1, дополнительно содержащая компьютерную систему (39), адаптированную для передачи в и приема данных из устройства (40) через электрическую схему.

17. Способ действия нефтяной скважины, имеющей трубу (34), расположенную в земле, содержащий этапы, в соответствии с которыми соединяют индукционный дроссель (32) с трубой (34), расположенной в скважине и в окружении по отношению на трубе (34), обеспечивают связь переменного тока с трубой (34), отличающийся тем, что создают на концах дросселя (32) потенциал напряжения и осуществляют функционирование устройства (40), связанного с трубой (34), снабженной дросселем (32), с помощью потенциала напряжения.