FR2891002A1 - Systeme et methode de communication pour site de forage - Google Patents

Abstract

Un système de communication dans les puits de forage pour un site de forage ayant un outil de fond (211) déployé à partir d'un appareil de forage (250) dans un puits de forage (210) pénétrant une formation souterraine est fourni. Le système comprend au moins un capteur de site de forage (202, 204, 206, 208) adapté pour recueillir des données du site de forage, un moins un module de communication mobile (276) positionnable en différents emplacements sur ou aux alentours du site de forage et une unité de surface (272) connectée en fonctionnement à l'au moins un module de communication (276). Le module de communication (276) comprend un boîtier, au moins une interface de communication adaptée pour recevoir des signaux de l'au moins un capteur de site de forage (202, 204, 206, 208), au moins un module de conditionnement des signaux placé dans le boîtier, un bloc d'alimentation et un connecteur adapté pour recevoir un lien de communication avec l'unité de surface (272).

Description

SYSTÈME ET MÉTHODE DE COMMUNICATION POUR SITE DE FORAGE

ANTÉCÉDENTS DE L'INVENTION 1. Domaine de l'invention La présente invention concerne de manière générale des systèmes de communication pour les opérations sur les sites de forage. De manière plus précise, la présente invention concerne des systèmes de communication dans les puits de forage pour transférer des signaux entre une unité de surface et un appareil de forage avec un outil de fond suspendu dans un puits de forage par l'intermédiaire d'une garniture de forage.

2. Antécédents de l'art connexe La récupération des hydrocarbures provenant de formations souterraines implique le forage de puits de forage dans la terre. Pour créer le puits de forage, un outil de forage de fond est suspendu à un appareil de forage et avancé dans la terre par l'intermédiaire d'une garniture de forage. Au fur et à mesure que l'outil de forage est avancé, une boue de forage est pompée à partir d'une fosse à boue à travers l'outil de forage, puis expulsée de l'outil de forage pour refroidir l'outil de forage et emporter les déblais. Le fluide sort de l'outil de forage et retourne à la surface pour recirculation à travers l'outil. La boue de forage est également utilisée pour former un dépôt de boue pour recouvrir le puits de forage.

Au cours de l'opération de forage, il est souhaitable de fournir une communication entre l'équipement de surface et l'outil de fond. Des dispositifs de télémétrie sont typiquement incorporés dans les outils de fond pour permettre, par exemple, aux signaux d'alimentation, de commande et/ou de communication de passer entre une unité de surface et l'outil de fond. Ces signaux sont utilisés pour contrôler et/ou alimenter le fonctionnement de l'outil de fond et envoyer des informations de fond jusqu'à la surface.

La Figure 1 illustre un système pour puits de forage utilisé au cours des opérations de forage. Le système pour puits de forage comprend un système en surface 2, un système en fond de trou 3 et une unité de contrôle en surface 4. Dans la réalisation illustrée, un sondage 11 est formé par forage rotary d'une manière qui est bien connue. L'homme du métier ayant le privilège de cette divulgation appréciera toutefois que la présente invention trouve également une application dans des opérations de forage autres que le forage rotary classique (par exemple, le forage directionnel à moteur à boue) et n'est pas limité aux appareils de forage terrestres.

Le système en fond de trou 3 comporte une garniture de forage 12 suspendue dans le sondage 11 munie d'un outil de forage 15 à son extrémité inférieure. Le système en surface 2 comprend un ensemble plate- forme et derrick terrestre 10 placé au-dessus du sondage 11 pénétrant une formation souterraine F. L'ensemble 10 comprend une table de rotation 16, une tige d'entraînement 17, un crochet 18 et une tête d'injection rotary 19. La garniture de forage 12 est entraînée par la table de rotation 16, actionnée par des moyens non représentés, qui engage la tige d'entraînement 17 à l'extrémité supérieure de la garniture de forage. La garniture de forage 12 est suspendue à un crochet 18, attaché à un moufle mobile (également non représenté) par le biais de la tige d'entraînement 17 et d'une tête d'injection rotary 19 qui permet la rotation de la garniture de forage par rapport au crochet.

Le système en surface comprend de plus du fluide ou de la boue de forage 26 stocké(e) dans un bac à boue 27 aménagé sur le site de forage. Une pompe 29 délivre le fluide de forage 26 à l'intérieur de la garniture de forage 12 par un orifice dans la tête d'injection 19, forçant le fluide de forage à s'écouler vers le bas à travers la garniture de forage 12 comme indiqué par la flèche 9. Le fluide de forage sort de la garniture de forage 12 par des orifices aménagés dans l'outil de forage 15, puis circule vers le haut à travers la région comprise entre l'extérieur de la garniture de forage et la paroi du sondage, dénommée l'espace annulaire, comme indiqué par les flèches 32. De cette manière, le fluide de forage lubrifie l'outil de forage 15 et transporte les déblais de la formation jusqu'à la surface lorsqu'il est renvoyé à la fosse 27 pour recirculation.

La garniture de forage 12 comprend de plus un assemblage de fond (BHA), généralement désigné par 40, près de l'outil de forage 15 (en d'autres termes, à quelques longueurs de masses-tiges de l'outil de forage). L'assemblage de fond comprend des moyens de mesure, de traitement, de stockage ainsi que de communication des données avec la surface. Le BHA 40 comprend donc, entre autres choses, un appareil 41 permettant de déterminer et de communiquer une ou plusieurs propriétés de la formation F entourant le sondage 11, telles que la résistivité (ou conductivité) de la formation, le rayonnement naturel, la densité (rayons gamma ou neutrons) et la pression de couche.

Le BHA 40 comprend de plus des masses-tiges 42, 43 pour l'exécution de diverses autres fonctions de mesure. La masse-tige 43 contient un outil de mesure en cours de forage (MWD). L'outil MWD comprend en outre un appareil 45 qui produit de l'énergie électrique pour le système de fond. Bien que la figure illustre un système d'impulsions de boue actionné par l'écoulement du fluide de forage 26 qui s'écoule à travers la garniture de forage 12 et la masse-tige du MWD 43, d'autres systèmes d'alimentation électrique et/ou de batteries peuvent être utilisés.

Des capteurs sont placés sur ou à proximité du site de forage pour recueillir des données, de préférence en temps réel, relatives à l'opération de forage et aux conditions existantes sur le site du forage. Des capteurs ou jauges de surface 5, 6, 7 sont placés sur ou à proximité des systèmes de surface pour fournir des informations relatives à l'unité de surface, telles que la pression dans la colonne montante, la charge sur le crochet, la profondeur, le couple en surface, la vitesse de la table de rotation, etc. Le capteur 5 est de préférence adapté pour recevoir des données du capteur de fond 8. Les capteurs ou jauges de fond 8 sont placés sur ou aux alentours de l'outil de forage et/ou du puits de forage pour fournir des informations relatives aux conditions en fond de trou, telles que la pression dans le puits de forage, le poids sur l'outil, le couple sur l'outil, la direction, l'inclination, la vitesse de rotation des masses-tiges, la température de l'outil, la température dans l'espace annulaire, la surface de l'outil, etc. Les informations recueillies par les capteurs et caméras sont transportées jusqu'au système en surface, système en fond de trou et/ou unité de contrôle en surface.

Les capteurs de surface sont raccordés à l'unité de surface 4 où les données des signaux reçues des capteurs de fond sont traitées et mises dans un format pour permettre aux clients de les étudier. Les capteurs de surface 5, 6 et 7 sont raccordés à l'unité de surface par l'intermédiaire d'une boîte de raccordement 70. La boîte de raccordement permet de combiner des fils ou câbles multiples 64, 68, 69 provenant des capteurs de surface 5, 6 et 7, respectivement, en un gros câble 74. Dans cette boîte de raccordement, les fils d'entrée peuvent être connectés ensemble afin que la boîte de raccordement réduise le nombre de fils qui sortent de la boîte pour être raccordés à l'unité de surface 72. Le câble 74 assure la communication câblée entre la boîte de raccordement 70 et l'unité de surface 72.

L'unité de surface 72 contient différents équipements de traitement pour traiter les signaux qui sont transmis à partir des capteurs de surface. Les signaux analogiques provenant des capteurs de surface sont convertis en valeurs numériques, puis traités dans l'unité de surface. Cette fonction de traitement aboutit à la génération d'affichages reflétant les informations initialement recueillies par les capteurs de fond.

L'outil MWD 43 comprend un sous-ensemble de communication 44 qui communique avec le système de surface. Le sous-ensemble de communication 44 est adapté pour envoyer des signaux à la surface et pour en recevoir par télémétrie par transmission d'impulsions par la boue. Le sousensemble de communication peut comporter, par exemple, un émetteur qui génère un signal, tel qu'un signal acoustique ou électromagnétique représentatif des paramètres de forage mesurés. Le signal généré est reçu en surface par des transducteurs représentés par le numéro de référence 31, qui convertissent les signaux acoustiques reçus en signaux électroniques pour traitement, stockage, encodage et utilisation ultérieurs selon des méthodes et systèmes traditionnels. La communication entre les systèmes de fond et de surface est illustrée comme étant une télémétrie par transmission d'impulsions par la boue telle que celle décrite par le brevet américain N 5517464, cédé au cessionnaire de la présente invention. L'homme de métier comprendra qu'il est possible d'utiliser différents systèmes de télémétrie tels que des systèmes de télémétrie par tiges de forage câblées, des systèmes de télémétrie électromagnétique, acoustique et sismique, ou d'autres systèmes de télémétrie connus.

L'unité de surface est typiquement connectée en fonctionnement au système en surface 2 et au système en fond de trou 3 du site de forage pour communiquer avec ceux-ci. Un écran (non représenté) est typiquement prévu au niveau de l'unité de surface, sous la surveillance d'un opérateur. L'opérateur peut envoyer des commandes de l'unité de surface à l'outil de fond. L'opérateur peut également suivre les opérations de fond en examinant les données affichées sur l'écran de l'unité de surface.

Comme illustrées à la Figure 1, les données générées par les systèmes en surface et en fond de trou sont transférées à l'unité de surface individuellement par l'intermédiaire d'un ensemble de câbles. Le premier ensemble de connections câblées 64, 68, 49 est câblé pour transférer les mesures des capteurs sur ou aux alentours du site de forage jusqu'à une boîte de raccordement. Une seconde connexion câblée 74 est nécessaire pour transférer les mesures de la boîte de raccordement à l'unité de surface.

Les connections câblées nécessitent typiquement l'utilisation de nombreux câbles physiques qui connectent les capteurs de surface à l'unité de surface par l'intermédiaire d'une boîte de raccordement. Les systèmes d'acquisition et d'affichage des appareils de forage actuels sont souvent encombrants, lourds et difficiles à monter et démonter. Ces capteurs sont placés à différents emplacements du site de forage. Le câblage entre l'unité de surface et les capteurs de surface peut demander un temps et des efforts substantiels. Ce temps augmente typiquement les coûts des opérations de forage. En plus, les faisceaux de fils du site de forage peuvent interférer avec les opérations du site de forage.

Malgré les progrès réalisés dans les systèmes de transfert des données, il subsiste le besoin de fournir des techniques permettant le transfert efficace des données entre l'outil de fond et un ordinateur de surface. Il est souhaitable qu'un tel système fournisse des moyens souples et efficaces pour transférer les données du système en surface et/ou en fond de trou à un ordinateur en surface. Il est de plus souhaitable de mettre au point une architecture de réseau sans fil adaptable aux conditions difficiles des sites de forage. Un tel système fournirait de préférence un ou plusieurs des avantages suivants, de manière non limitative: communications en temps réel, matériel et/ou liens de communication intégrés, configurations simplifiée du matériel, réduction du temps de montage, installation efficace, exploitation et communications câblées et/ou sans fil, installations souples, portabilité jusqu'aux emplacements souhaités sur ou aux alentours du site de forage, réduction de la longueur des fils, réduction du bruit et installation efficace du matériel.

RÉSUMÉ DE L'INVENTION Dans un aspect, la présente invention concerne un système de communication pour puits de forage pour un site de forage comportant un outil de fond déployé à partir d'un appareil de forage dans un puits de forage pénétrant une formation souterraine. Le système comprend au moins un capteur de site de forage adapté pour recueillir des données du site de forage, au moins un module de communication mobile positionnable en différents emplacements sur ou aux alentours du site de forage et une unité de surface connectée en fonctionnement à l'au moins un module de communication. Le module de communication est connecté en fonctionnement audit au moins un capteur de site de forage pour recevoir des signaux de ce dernier et convertir les signaux reçus en une forme permettant le traitement par une unité de surface.

Dans un autre aspect, la présente invention concerne un module de communication pour transférer des signaux d'au moins un capteur placé sur ou aux alentours du site de forage à au moins une unité de surface. Le site de forage comporte un outil de fond placé dans un puits de forage pénétrant une formation souterraine. Le module comprend un boîtier positionnable sur ou aux alentours du site de forage, au moins une interface de communication placée dans le boîtier, au moins un module de conditionnement des signaux placé dans le boîtier, un bloc d'alimentation et un connecteur adapté pour recevoir un lien de communication avec l'unité de surface. L'interface de communication est adaptée pour recevoir des signaux de l'au moins un capteur du site de forage. Le module de conditionnement des signaux est adapté pour convertir un signal reçu d'un capteur de surface en un format recevable par l'unité de surface.

Finalement, dans un autre aspect, la présente invention concerne une méthode pour la communication entre un site de forage et au moins une unité de surface. La méthode comprend le placement de manière sélective d'au moins un module de communication en un emplacement souhaité du site de forage, la connexion en fonctionnement de l'au moins un module de communication à au moins un capteur sur un site de forage, la connexion en fonctionnement de l'au moins un module de communication à l'unité de surface et le transfert d'un signal de l'au moins un capteur de site de forage à l'unité de surface par l'intermédiaire du module de communication.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS

De manière à comprendre en détails la manière dont les caractéristiques et avantages de la présente invention exposés ci-dessus sont rendus possibles, l'invention, brièvement résumée ci-dessus, peut être décrite de manière plus spécifique par référence à ses modes de réalisation préférés qui sont illustrés sur les dessins joints.

Il convient de noter cependant que les dessins joints illustrent uniquement des réalisations typiques de la présente invention et qu'ils ne doivent par conséquent pas être considérés comme limitant son domaine d'application, car l'invention peut déboucher sur d'autres réalisations tout aussi efficaces.

Sur les dessins: La Figure 1 est une vue du dessus, partiellement en coupe et partiellement sous forme de diagramme fonctionnel, d'un site de forage comportant une unité de surface en communication avec un appareil de forage traditionnel et un outil de fond; La Figure 2 est une vue d'un autre système de communication pour site de forage incorporant un soussystème d'un tiers; La Figure 3 est une vue du système de communication pour site de forage de la Figure 2 avec un module de communication; La Figure 4 est une vue d'un module de communication utilisable avec les systèmes de communication des Figures 2 et/ou 3; La Figure 5 est un diagramme schématique dépeignant le fonctionnement du module de communication de la Figure 4.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE

La Figure 2 est une vue d'un système de communication 200 pour un site de forage comportant un système en surface 2, un système en fond de trou 3 et une unité en surface 272. Le système en surface comprend un appareil de forage 250 au-dessus d'un puits de forage 210. Un outil de fond 211 est avancé dans le puits de forage 210 à partir de l'appareil de forage 250. Un ou plusieurs capteurs 202, 204, 206, 208 sont placés sur ou aux alentours du site de forage.

Le système de communication 200 fournit un ou plusieurs modules de communication 276 positionnables en différents emplacements sur ou aux alentours du site de forage. Ces modules de communication individuels peuvent être adaptés aux besoins particuliers du site de forage. Les caractéristiques des modules permettent également de répartir les modules de communication sur ou aux alentours du site de forage selon les besoins. Dans certains cas, le module de communication 276 est couplé en fonctionnement à l'appareil de forage, à la fosse à boue, à l'unité de surface, au réseau de la plate-forme d'un tiers et/ou à d'autres emplacements. En plus, un ou plusieurs modules de communication peuvent être couplés en fonctionnement en utilisant une variété de liens.

Des capteurs de fond 202 communiquent avec les capteurs de surface 204, 206 et/ou 208 et leur transmettent des informations sur les mesures. Comme illustrés, les capteurs de surface 204, 206, 208 sont connectés en fonctionnement au module de communication 276 par l'intermédiaire des liens de communication en surface 214, 216, 218, respectivement.

Un ou plusieurs capteurs sont placés sur ou aux alentours du site de forage pour effectuer différentes mesures de ce dernier. Une variété de capteurs peuvent être utilisés sur le site de forage. Tels qu'illustrés, les capteurs de surface 204, 206 et 208 sont placés au niveau de l'appareil de forage et de la fosse à boue. Les capteurs de fond 202 sont placés le long de l'outil de fond, par exemple dans le BHA. Un exemple de capteur de fond peut être un outil de mesure en cours de forage. Les capteurs peuvent être couplés ensemble par l'intermédiaire d'un lien de communication. Par exemple, les capteurs de fond peuvent être reliés par télémétrie par transmission d'impulsions par la boue aux capteurs de surface de l'appareil de forage par un lien en fond de trou. D'autres systèmes de télémétrie pour puits de forage, tels que des systèmes de télémétrie par tiges de forage câblées et/ou électromagnétique, acoustique et autres, peuvent être utilisés comme lien de télémétrie en fond de trou pour transmettre les données depuis les capteurs de fond à l'unité de surface.

Chaque lien de communication en surface est raccordé à un module électronique (non illustré) dans le module de communication 276 par l'intermédiaire d'un ou plusieurs liens de communication en surface. Le module électronique effectue une conversion analogique-numérique du signal d'entrée. Les liens de communication peuvent être combinés ou rester séparés quand ils sont reliés au module de communication 276.

Le module de communication 276 est connecté en fonctionnement à l'unité de surface 272 et transmet les données à l'unité de surface pour traitement ultérieur. Un lien de communication de raccordement 278 est fourni pour connecter en fonctionnement le module de communication 276 à l'unité de surface 272.

Le module de communication 276 peut être adapté pour effectuer des activités de conditionnement des signaux sur les signaux reçus des capteurs. Cette activité de conditionnement des signaux est de préférence utilisée pour convertir les données brutes en une forme qui est utile pour le traitement. Le conditionnement du signal (en fonction du signal provenant du capteur particulier) peut comprendre la multiplication de la tension par une certaine valeur (telle que 1,2) ou le décalage de la tension (de 1 ou 2 volts) afin de correspondre au convertisseur A/N. Le signal peut ensuite être envoyé à un convertisseur A/N pour convertir le signal en valeurs numériques. Le signal peut être utilisé pour recueillir des valeurs numériques des convertisseurs A/N à l'intérieur du module de communication.

Les états de différents interrupteurs peuvent alors être lus et/ou enregistrés pour compiler les données en un paquet (tels qu'un paquet de type Ethernet) pour transmission à l'unité de surface. Un traitement et une transmission ultérieurs des signaux, tels que pour différentes interfaces client, peuvent également être prévus. L'unité de surface peut être n'importe quel processeur ou ordinateur de surface typique, tel qu'un système informatique de diagraphie des puits de forage utilisé pour recevoir des données du site de forage, traiter les données, envoyer des commandes, afficher des informations et effectuer d'autres procédés de site de forage.

Les informations traitées peuvent être transmises à des emplacements et/ou dispositifs d'affichage sur et/ou à l'extérieur du site. L'unité de surface peut envoyer les informations à une variété de destinations de sortie. Par exemple, de telles destinations de sortie peuvent comprendre des assistants numériques personnels (PDA) 280 ou une unité de surface secondaire 282 (c'est-à-dire un bureau de la société habituellement situé à plusieurs dizaines ou centaines de mètres de l'unité de surface). D'autres destinations de sortie, telles qu'une tablette ou des ordinateurs portatifs, (les affichages sur le plancher de l'appareil de forage, ou d'autres équipements sur ou à l'extérieur du site, de pair avec les liens de communication de sortie correspondants, peuvent être utilisées. Ces destinations de sortie peuvent optionnellement être portables et/ou mobiles. Ces destinations de sortie peuvent être - 12 - utilisées pour afficher des informations concernant le site de l'appareil de forage, et y répondre. De préférence, ces destinations de sortie sont certifiées sûres pour le site de forage.

Des liens de communication de sortie 286, 288 sont prévus pour relier l'unité de surface 272 aux PDA de sortie 280 et à l'unité de surface secondaire 282, respectivement. Un ou plusieurs liens de communication en surface supplémentaires 290 peuvent être connectés à un capteur de surface 284 pour une communication directe avec l'unité de surface. De plus, un lien de communication en fond de trou peut être prévu à partir de l'unité de surface 272 vers les capteurs de fond 202, par exemple en utilisant une télémétrie électromagnétique telle que décrite dans la demande de brevet US n 20050167098.

Les liens de communication fournis dans les présentes peuvent être sans fil, optiques, câblés ou une combinaison de ces derniers. Des liens sans fil peuvent être utilisés pour assurer la souplesse de positionnement de la boîte de raccordement et/ou des modules de communication aux emplacements souhaités sur ou aux alentours du site de forage. Par exemple, les câbles peuvent être des câbles Ethernet ou d'autres câbles utilisés pour transporter des signaux. Le lien sans fil peut être par exemple un lien RF entre un émetteur, un récepteur ou émetteur-récepteur RF sur les unités respectives.

À titre d'exemple, un émetteur-récepteur RF peut être placé dans un ou plusieurs boîtiers de relais pour communication avec un émetteurrécepteur RF placé dans l'unité de surface. Un ou plusieurs de ces liens de communication câblés ou sans fil peuvent être installés entre un ou plusieurs des composants comme dépeints. Dans certains cas, il peut être souhaitable d'utiliser une combinaison de connections câblées et sans fil en fonction des besoins de communication. Dans certains cas, il peut également être souhaitable de positionner certains modules à proximité de certains capteurs, ou à l'écart de certains dispositifs générateurs de bruit.

- 13 - La Figure 3 est une vue d'un autre système de communication 200a utilisable avec le site de forage de la Figure 2. Ce système de communication peut être le même que le système de communication de la Figure 2, sauf que de multiples modules de communication 276a, 276b et 292 sont utilisés.

Les modules de communication 276a et 276b sont de préférence placés en étroite proximité des capteurs de surface 268b et 266, respectivement. Dans cette configuration, chaque module 276a, 276b comporte un lien de communication en surface séparé 278a, 278b avec l'unité de surface 272.

Sur un site de forage, des tiers peuvent désirer avoir de l'équipement sur le site de forage pour recueillir des données sur la formation et le puits au cours des activités de forage. Par conséquent, le capteur d'un tiers 291 peut être placé sur le site de forage pour recevoir des informations des capteurs 202, 266, 268a et/ou 268b et transmettre ces informations à l'équipement de tiers. Comme illustré, le capteur de surface du tiers 291 est situé sur l'appareil de forage 250 et est raccordé au module de communication du tiers 292.

Ce module de communication 292 est connecté en fonctionnement à l'unité de surface 272 par l'intermédiaire du lien de communication d'un tiers 295a pour communication avec celle-ci. Le module de communication du tiers peut également être connecté en fonctionnement à l'équipement du tiers 294 par l'intermédiaire du lien de communication d'un tiers 295b. Le module 292 peut effectuer les mêmes fonctions de traitement que les modules de communication 276a et 276b.

En plus des tiers ayant de l'équipement sur le site de forage, dans certaines circonstances, l'équipement des tiers peut avoir une interface avec les modules 276b. Le module du tiers 292 peut alors communiquer avec l'unité de surface 272 ou d'autres modules en étant relié à un ou plusieurs des modules de communication 276. Dans certains cas, des - 14 dispositifs intermédiaires supplémentaires peuvent être utilisés. Par exemple, le module d'un tiers est dépeint comme étant couplé en fonctionnement à un capteur de surface sur le site de forage, et au module de communication. D'autres dispositifs intermédiaires peuvent être placés à différents emplacements le long d'un ou plusieurs des liens de communication.

Le module de communication 276 utilisé aux présentes assure de préférence la souplesse de configuration du système sur le site de forage et du placement de équipement sur le site de forage. Le module de communication 276 est de préférence dans un boîtier certifié sûr (par exemple résistant aux flammes) contenant des blocs d'alimentation, une pluralité de conditionneurs de signaux, une radio dans un boîtier de relais, une pluralité de barrières de sécurité (passives et/ou actives) et une antenne. Un ou plusieurs de ces modules peuvent être utilisés et placés en différents emplacements sur ou aux alentours du site de forage. En répartissant les modules de communication sur et aux alentours du site de forage, plutôt qu'en en faisant des parties intégrantes de l'unité de surface, le module de communication peut être de taille réduite et placé selon les besoins. De préférence, le système de communication fourni aux présentes est évolutif de manière à ce que le nombre de modules puisse être très facilement augmenté ou réduit en fonction des besoins du projet. Les modules peuvent être couplés en fonctionnement selon une variété de configurations en utilisant une variété de liens de communication.

La Figure 4 est une vue détaillée d'un module de communication 276. Le module de communication comprend différents composants électroniques placés dans un boîtier 300. Le boîtier 300 est de préférence certifié sûr (par exemple résistant aux flammes) pour permettre le fonctionnement du module dans des milieux dangereux. Des connecteurs 302 sont fournis pour connecter en fonctionnement le module de communication à un ou plusieurs capteurs et/ou à un lien de communication associé à celui-ci. - 15 - Les composants électroniques comprennent de préférence un module

d'alimentation électrique 312, des modules de conditionnement 308, des barrières de sécurité 310, une antenne 304 et une radio de module de communication 306. Une variété de composants électroniques peuvent être utilisés pour traiter les signaux reçus du site de forage pour utilisation par une unité de surface et vice versa.

Le module d'alimentation électrique 312 peut être n'importe quel bloc d'alimentation courant capable de convertir l'énergie, par exemple de CA en CC. Un module de conditionnement des signaux 308 est fourni pour effectuer des fonctions telles que la conversion des signaux, d'analogique en numérique, ou d'encodeur en numérique ou d'autres conversions. En plus, les fonctions de conditionnement des signaux peuvent comprendre une multiplication des tensions des signaux ou un décalage des tensions. La radio du module de communication 106 est de préférence un émetteur-récepteur utilisé pour communiquer avec d'autres radios placées sur ou aux alentours du site de forage. Les barrières de sécurité 310 peuvent être des barrières passives ou actives utilisées pour limiter l'énergie passant d'une enceinte certifiée sûre à la zone dangereuse afin d'éviter l'inflammation du milieu dangereux. Une antenne 304 est également prévue pour communiquer des signaux entre le module de communication et l'unité de surface. De préférence, l'antenne est placée à l'intérieur du boîtier pour la protéger.

La Figure 5 est un diagramme schématique 400 d'un diagramme donné à titre d'exemple dépeignant le fonctionnement du module de communication 276 illustré à la Figure 4. Comme illustré, le module de communication comporte trois capteurs de surface 421, 422 et 423 positionnables sur ou aux alentours du site de forage pour effectuer des mesures, et est connecté au module par l'intermédiaire des liens 402a, b, c. Les capteurs et les liens peuvent être les mêmes capteurs que ceux utilisés aux Figures 2 et 3. Ces capteurs - 16 - transmettent les données reçues sur le site de forage. L'alimentation peut également être fournie à partir d'un bloc d'alimentation 412, et distribuée aux différents composants électroniques dans le module 400 par l'intermédiaire de régulateurs de courant 414 comme illustrés.

Le module de communication reçoit ces informations transmises par l'intermédiaire de ces liens 402. Ces informations peuvent revêtir différentes formes. Comme indiqué, le module de communication 276 assure les procédures de conditionnement des signaux sur les signaux reçus des capteurs de surface. Les signaux traversent les barrières de sécurité 410 a, b, c et les conditionneurs de signaux 408 a, b, c. Les signaux peuvent traverser par l'intermédiaire d'un convertisseur analogique-numérique 424. En fonction du type de signal, les signaux peuvent alors traverser des dispositifs supplémentaires pour traitement. Comme illustrés, les signaux 422 et 423 traversent un convertisseur analogique-numérique 424 et un accumulateur 425, respectivement, mais le signal 421 ne traverse pas de dispositif supplémentaire.

Les signaux peuvent alors être convertis par les convertisseurs 426a, b, c en un format série pour transmission par l'intermédiaire d'un bus de communication à grande vitesse 427. Les signaux sont alors envoyés à l'unité de surface par l'intermédiaire d'un lien de communication. Le module de communication peut avoir un composant de communication câblé 428b ou un composant de communication sans fil 428a le reliant à l'unité de surface. Ces composants peuvent être, par exemple comme illustrés, série à Ethernet et/ou Ethernet à radio. Comme illustrée, une transmission de données câblée est réalisée par l'intermédiaire du lien de communication 430, et la transmission de données sans fil est réalisée par l'intermédiaire de l'antenne 404. Ces liens peuvent être les mêmes que les liens décrits ci-dessus aux présentes dans le cadre des Figures 2 et 3. Un ou plusieurs composants de communication peuvent être utilisés. Un interrupteur 432 peut être prévu pour permettre l'activation sélective d'un ou plusieurs composants câblés, sans fil pour transmission. L'interrupteur peut être un composant physique ou un logiciel.

Bien que l'invention ait été décrite en utilisant un nombre limité de réalisations, l'homme de métier, ayant le bénéfice de cette divulgation, appréciera que d'autres variations sont possibles sans s'écarter de l'étendue de l'invention telle que dévoilée aux présentes ou de son caractère vrai. Par conséquent, le domaine d'application de l'invention ne doit être limité que par les revendications jointes.

Cette description n'est donnée qu'à des fins d'illustration et ne doit pas être interprétée dans un sens limitatif. Seul le langage des revendications qui suivent doit déterminer l'étendue de cette invention. Le terme comprenant dans les revendications est entendu signifier comprenant au moins , de telle sorte que la liste d'éléments indiquée dans une revendication constitue un groupe ouvert.

Un , une et les autres termes au singulier sont entendus inclure leurs formes au pluriel, sauf exclusion expresse.

Claims (27)

REVENDICATIONS Les revendications couvrent:

1. Un système de communication dans les puits de forage pour un site de forage ayant un outil de fond déployé à partir d'un appareil de forage dans un puits de forage pénétrant 5 une formation souterraine, comprenant: au moins un capteur de site de forage (202, 204, 206, 208) adapté pour recueillir des données du site de forage; au moins un module de communication mobile (276) positionnable en différents emplacements sur ou aux alentours du site de forage, ledit module de communication (276) étant connecté en fonctionnement audit au moins un capteur de site de forage (202, 204, 206, 208) pour recevoir des signaux de celui-ci et convertir les signaux reçus en une forme pour traitement par une unité de surface; et une unité de surface (272) connectée en fonctionnement à l'au moins un module de communication (276).

2. Le système de communication pour puits de forage de la revendication 1, comprenant de plus au moins un lien de communication (214, 216, 218, 278) qui connecte en fonctionnement ledit au moins un module de communication à l'unité de surface, à l'au moins un capteur de site de forage et à des combinaisons de ces derniers.

3. Le système de communication de la revendication 2, caractérisé en ce que ledit au moins un lien de communication (214, 216, 218, 278) est câblé, sans fil, optique ou des combinaisons de ces derniers.

4. Le système de communication de la revendication 1, caractérisé en ce que l'au moins un capteur de site de forage comprend de plus au moins un capteur de surface (204, 206, 208), au moins un capteur de fond (202) et des combinaisons de ces derniers. - 19-

5. Le système de communication de la revendication 4, caractérisé en ce que ledit au moins un capteur de surface (202, 204, 206, 208) est adapté pour recevoir des signaux de l'au moins un capteur de fond.

6. Le système de communication de la revendication 1, caractérisé en ce que le module de communication (276) est connecté en fonctionnement à l'au moins un capteur de site de forage (202, 204, 206, 208) par l'intermédiaire soit d'un lien de communication câblé, un lien de communication sans fil, un lien de communication optique ou une combinaison de ces derniers.

7. Le système de communication de la revendication 1, caractérisé en ce que ledit au 10 moins un module de communication (276) comprend: un boîtier (300) positionnable sur ou aux alentours du site de forage; au moins une interface de communication (306) placée dans le boîtier (300), l'interface de communication étant adaptée pour recevoir des signaux de l'au moins un capteur de site de forage (202, 204, 206, 208); au moins un module de conditionnement des signaux (308) placé dans le boîtier (300), le module de conditionnement des signaux étant adapté pour convertir un signal reçu d'un capteur de surface (204, 206, 208) en un format recevable par l'unité de surface; un bloc d'alimentation (312) ; et un connecteur (302) adapté pour recevoir un lien de communication avec l'unité de 20 surface (272).

8. Le système de communication de la revendication 1, comprenant de plus au moins un module d'un tiers connecté (292) en fonctionnement soit à l'au moins un capteur de surface (204, 206, 208), l'au moins un module de communication (276), l'unité de surface (272) et des combinaisons de ces derniers pour communication avec ces derniers.

9. Le système de communication de la revendication 8, comprenant de plus au moins un capteur d'un tiers (291) positionnable sur le site de forage adapté pour recueillir des données du site de forage, l'au moins un capteur de tiers (291) connecté en fonctionnement à l'au moins un capteur de site de forage(202, 204, 206, 208), l'au moins un module d'un tiers (292), l'au moins un module de communication (276), l'unité de surface (272) et des combinaisons de ces derniers.

10. Le système de communication de la revendication 1, comprenant de plus au moins une destination de sortie (280).

11. Le système de communication de la revendication 10, caractérisé en ce que la destination de sortie (280) est soit un PDA, un ordinateur de bureau, une unité de surface supplémentaire ou une combinaisons de ces derniers.

12. Un module de communication (276)pour transférer des signaux depuis au moins un capteur (202, 204, 206, 208) placé sur ou aux alentours d'un site de forage à au moins une unité de surface (272), le site de forage ayant un outil de fond (211) placé dans un puits de forage (210) pénétrant une formation souterraine comprenant: un boîtier (300) positionnable sur ou aux alentours du site de forage; au moins une interface de communication (306) placée dans le boîtier (300), l'interface de communication étant adaptée pour recevoir des signaux de l'au moins un capteur de site de forage (202, 204, 206, 208) ; au moins un module de conditionnement des signaux (308) placé dans le boîtier (300) , le module de conditionnement de signaux étant adapté pour convertir un signal reçu d'un capteur de surface (204, 206, 208) en un format recevable par l'unité de surface (272) ; un bloc d'alimentation (312) ; et un connecteur (302) adapté pour recevoir un lien de communication avec l'unité de surface (272).

13. Le module de communication de la revendication 12, comprenant de plus au moins un boîtier radio (306) pour permettre au module de communication (276) de communiquer avec d'autres équipements sur le site de forage.

14. Le module de communication de la revendication 12, comprenant de plus au moins une barrière de sécurité (410) placée à l'intérieur du module de communication pour limiter l'énergie traversant le module de communication.

15. Le module de communication de la revendication 12, comprenant de plus un convertisseur analogique-numérique (424).

16. Le module de communication de la revendication 12, comprenant de plus un accumulateur (425).

17. Le module de communication de la revendication 12, caractérisé en ce que le conditionneur de signaux (308) comporte un convertisseur pour convertir le signal en série (426).

18. Le module de communication de la revendication 12, caractérisé en ce que ledit boîtier (300) est un boîtier certifié pour permettre le fonctionnement du module de communication dans des milieux dangereux.

19. Le module de communication de la revendication 12, caractérisé en ce que l'au moins un connecteur (302) est soit un connecteur câblé, un connecteur sans fil ou une combinaison de ces derniers pour connexion en fonctionnement à un lien de communication câblé.

20. Le module de communication de la revendication 12, comprenant de plus un interrupteur (432) pour activer de manière sélective au moins un des au moins un connecteur.

- 22

21. Une méthode pour communiquer entre un site de forage et au moins une unité de surface (272), le site de forage comportant un outil de fond (211) placé dans un puits de forage (210) pénétrant une formation souterraine, comprenant: le placement sélectif d'au moins un module de communication (276) à un 5 emplacement souhaité du site de forage; la connexion en fonctionnement de l'au moins un module de communication (276) à au moins un capteur d'un site de forage; la connexion en fonctionnement de l'au moins un module de communication (276) à l'unité de surface (272) ; et le transfert d'un signal depuis l'au moins un capteur de site de forage (202, 204, 206, 208) à l'unité de surface (272) par l'intermédiaire du module de communication (276).

22. La méthode de la revendication 21, comprenant de plus la conversion du signal reçu de l'au moins un capteur de site de forage (202, 204, 206, 208) pour traitement dans l'unité de surface (272).

23. La méthode de la revendication 22, caractérisée en ce que ladite étape de conversion des signaux comprend le décalage des tensions des signaux, la multiplication des tensions et la conversion des signaux analogiques en numériques.

24. La méthode de la revendication 21, comprenant de plus le transfert d'un signal depuis au moins un capteur de site de forage (202, 204, 206, 208) à un module d'un tiers (292).

25. La méthode de la revendication 24, comprenant de plus le transfert d'un signal depuis le module du tiers (292) à l'unité de surface (272) par l'intermédiaire du module de communication (276).

- 23

26. La méthode de la revendication 24, comprenant de plus le transfert d'un signal depuis le module du tiers (292) à l'unité de surface (272) par l'intermédiaire d'un module d'un tiers (292).

27. La méthode de la revendication 21, comprenant de plus le transfert de signaux depuis l'unité de surface jusqu'à au moins une destination de sortie (280).