JP2003014867A - 地層内におけるダウンホールデータ取得のための制御可能なトランシーバユニット - Google Patents

地層内におけるダウンホールデータ取得のための制御可能なトランシーバユニット

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JP2003014867A
JP2003014867A JP2002172065A JP2002172065A JP2003014867A JP 2003014867 A JP2003014867 A JP 2003014867A JP 2002172065 A JP2002172065 A JP 2002172065A JP 2002172065 A JP2002172065 A JP 2002172065A JP 2003014867 A JP2003014867 A JP 2003014867A
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remote sensor
controlling
transmission
antenna
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Jacques R Tabanou
アール タバヌー ジャック
Jaideva C Goswami
シー ゴスワミ ジャイデヴァ
Albert Hoefel
ヘーフェル アルベルト
Bradley Underwood
アンダーウッド ブラッドリー
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Schlumberger Technology BV
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 掘削作業中でもドリルホール内でデータを収
集できる方法及び装置を提供する。 【解決手段】 この装置は、主として、アンテナ及びい
くつかの関連する電子回路を備えている。アンテナは複
数の配列されたトランシーバエレメントを含んでおり、
電子回路は、配列エレメントへの電力の印加を制御する
ことによってアンテナを介しての送信又は受信を制御す
る。動作の際、このようなアンテナを含むトランシーバ
ユニットは、地層内に置かれたリモートセンサの近くに
配置される。そして、無線リンクを介してリモートセン
サと通信するよう、電磁信号が制御される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般には、石油製
品の生産のためなどの井戸の掘削に関連し、具体的に
は、地層圧(formation pressure)や地層浸透率(format
ion permeability)などの地下の地層データ( formatio
n data )の取得に関する。
【0002】
【従来の技術】油井解析サービス(oil well descripti
on services)においては、一部の標準的な地層評価の
ための特性は、貯留層( reservoir )の圧力及び貯留岩
( reservoir rock)の浸透率などに関連している。今日
の業務では、これらの特性を、「地層テスタ(formation
tester)」装置によるワイヤーライン検層(wireline l
ogging)によって、或いはドリルステムテスト(drill
stem tests)によって得ている。これら両タイプの測定
は、「オープンホール(open-hole)」、「ケーストホ
ール(cased-hole)」のいずれでも可能であり、そして
追加のいわゆる「トリップ」を必要とする。通常トリッ
プには、ドリルホール(well bore)からドリルストリ
ング(drill string)を取り外すこと、地層テスタをドリ
ルホールに挿入して地層データを得ること、そして地層
テスタを回収した後にドリルストリングをドリルホール
に再び挿入してさらに掘削することが含まれる。「井戸
をトリップする」には、かなり高価なリグ時間( rig ti
me )を費やすので、通常は地層データが絶対に必要とさ
れる場合、ドリルビットの交換の間、又はドリルストリ
ングが掘削に関する別の理由で取り外されているときに
行われる。
【0003】一方、井戸掘削活動の間にリアルタイムで
貯留層データ( reservoir formation data )を利用でき
ることは有益である。掘削中に得られるリアルタイムの
地層圧は、掘削エンジニア又は掘削作業者をして、掘穿
泥水(drilling mud)の重量や組成の変化、浸透特性(pe
netration characteristics)に関するより早い時期で
の決定を可能ならしめ、掘削作業の改善を促進する。ま
た、リアルタイムで貯留層データ( reservoir formatio
n data )を利用できることは、地層圧(formation press
ure)の変化や浸透率(permeability)の変化に関連する
ドリルビットの重量の正確な制御を可能とするため望ま
しく、その結果、掘削作業はより高い効率で実行可能と
なる。
【0004】したがって、ドリルストリングがドリルホ
ール(well bore)内に存在するときに、地下領域から
関心のある種々の地層データを取得することは望ましい
ことである。このことは、圧力、温度、浸透率などの地
層特性を確認するために地層テスタ(formation tester)
をドリルホール(well bore)に挿入するという、井戸
の全体的なトリップ作業の必要性を回避するか又は最小
限に抑える。このような技術の一つが、2000年2月22日
付けで、発明者Ciglenecらからの譲受人であるSchlumbe
rger Technology Corporationに付与された米国特許第
6,028,534号に開示されている。この技術では、センサ
装置及び関連する電子機器を含んだリモートセンサが、
地層中に配備される。このリモートセンサはまた、ドリ
ルストリングがドリルホール(well bore)内に存在す
る間にドリルカラー(drill collar)上のホストのアン
テナと通信するためのアンテナ及びバッテリを含んでい
る。リモートセンサは一旦配備されると、一又は二以上
の地層の特性を測定する。測定が完了した後、データは
リモートセンサ内に格納される。続いて、リモートセン
サとドリルカラーとの間に、データ伝送のための無線通
信路が確立される。
【0005】データ伝送は通常、掘削作業中少なくとも
数回は行われる。ドリルカラーが設置されたドリルスト
リングは、掘削作業中に回転及び並進の両方を行う。し
かしながらリモートセンサは、地層中に配備されている
ために、実質的な意味での並進も回転もしない。このた
め、データ伝送の際、カラーアンテナのリモートアンテ
ナに対する回転運動及び並進運動が存在しうる。その結
果、カラーアンテナとリモートアンテナとの間の電磁結
合に関して、リモートアンテナの位置決めをすること
と、一旦リモートセンサが見出されたらデータ全体を伝
送するために通信路を維持することという、二つの主要
な側面がしばしば存在する。
【0006】本発明は、前述の問題の一つ又は全てを解
決し、あるいは少なくとも軽減することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、掘削作業中で
もドリルホール(well bore)内下部でデータを収集す
る方法及び装置を含んでいる。装置は、全体として、ア
ンテナ及びいくつかの関連する電子回路を備えている。
アンテナは、配列された複数のトランシーバエレメント
を含んでおり、電子回路は、この配列エレメントへの電
力の印加を制御することによって、このアンテナを介し
ての送信又は受信を制御する。動作時には、このような
アンテナを含んだトランシーバユニットは、層中に置か
れたリモートセンサの近くに配置される。そして、無線
リンクを介してリモートセンサと通信するよう電磁信号
が制御される。
【0008】
【発明の実施の形態】添付の図面とともに以下の説明を
参照することによって、本発明を理解することができ
る。図面中、同様の符号は同種の要素を表す。
【0009】本発明は種々の変更及び異なる形態をとり
うるが、その特定の具体例が図面に示され、ここで詳細
に説明される。しかしながら、ここでの特定の具体例に
ついての説明は、開示された特定の形態に本発明を限定
することを意図するものではなく、特許請求の範囲によ
って定義される発明の思想及び範囲に含まれるすべての
改変修正、変更、そして均等物を権利範囲に含むことを
意図している。
【0010】以下において、本発明の実施の形態につい
て説明する。明瞭さを担保するために、この明細書で
は、実際に実施されたものの特徴すべてについては説明
していない。実際の具体例の開発において、開発者の特
定の目的を達成するために、システムや事業に関連する
制約に従った実施に特有の種々の決定−これは実施ごと
に異なるだろうが−がなされなければならないことが理
解されるだろう。さらに、このような開発努力は、たと
えそれが複雑で時間のかかるものであっても、この開示
の利益を有するこの分野の通常の知識を有する者にとっ
ては日常的な仕事であろう。
【0011】図1は、ドリルカラー100の特定の一具
体例を示している。ドリルカラー100は、ドリルホー
ル(well bore)105を掘削するためのドリルストリ
ング(図示せず)の一つの部品を備えている。ドリルカ
ラー100には、図2に示すような電源カートリッジ2
00を含むゾンデ部110が設けられており、電源カー
トリッジ200には図3の送信/受信回路300が組み
込まれている。図2に示すように、ドリルカラー100
には、圧力ゲージ205が含まれており、その圧力セン
サ210は、ドリルカラー穴215を介してドリルホー
ル(well bore)105内のボアホール圧力に対して露
出されている。圧力ゲージ205は、地層中の選択され
た深度における環境圧力を検知し、リモートセンサの圧
力較正状態を確認するのに用いられる。ドリルホール内
の環境圧力を示す電子信号(不図示)は、圧力ゲージ2
05を介して電源カートリッジ200の回路へ送信され
る。そして電源カートリッジ200は、図1に最もよく
示してあるようにドリルホールの特定の深さに配置され
たリモートセンサ115の圧力の較正を実行する。
【0012】ドリルカラー100にはまた、図1に示す
ように、一又は二以上のリモートセンサ用のレセプタク
ル120が設けられている。各センサ用レセプタクル1
20には、ドリルホール105と交差する選択された関
心のある地層内での位置決めのためのリモートセンサ1
15を含んでいる。後述するように、この特定の実施形
態では、リモートセンサ115は、ドリルホールが掘削
されているときに設置される。しかしながら、リモート
センサ115を前もって設置し、本発明の制御可能なト
ランシーバユニットと協働して用いることもできる。こ
のような実施形態では、後により完全に説明するよう
に、リモートセンサ115の位置を特定するための労力
が必要となるのが普通である。
【0013】リモートセンサ115は、カプセルに封入
されたインテリジェントなセンサであり、これはドリル
カラー100からドリルホール105を取り囲む地層内
の場所に動かされる。リモートセンサ115は、多くの
特性の中から圧力、温度、岩石の透水性(rock permeab
ility)、多孔度(porosity)、導電率、誘電定数など
の地層特性を検知する。リモートセンサ115は、ドリ
ルカラー100からドリルホール105を取り囲む地層
中に、地層に対し横方向に埋め込まれた状態で移動する
途中における損傷に耐えるよう、十分な構造的な保全性
を有するセンサハウジングの中に適切にカプセル化され
ている。
【0014】図1は、ドリルホール105に対して、す
なわちドリルカラー100に対してほぼ直角な形で埋め
込まれている、リモートセンサ115が一つ示されてい
る。この開示によって利益を得る当業者であれば、この
ような横方向に埋め込む移動は、ドリルホール105に
対して必ずしも直交している必要はなく、所望の地層位
置に対する種々の迎え角で実行できることが理解される
だろう。センサの配置は、(1)ドリルホール壁125
の中へ掘削し、リモートセンサを地層内へ置く、(2)
カプセルに入ったリモートセンサ115を液圧又は他の
機械的な貫入装置で地層内へ打ち込む又は押し込む、
(3)リモートセンサ115を地層内へ推進剤を利用し
て発射する、のうちの一又は二以上を利用して実行する
ことができる。これらの技術はいずれも、実施の仕方に
依存して適切なものである。例えば、例示した実施例で
は液圧機構(以下でより詳しく説明する)を用いてお
り、他の実施例としては弾道学的にリモートセンサ11
5を据え付けることができる。
【0015】図2は、例示した実施例において、この目
的で用いられる、液圧で駆動されるラム(ram)220
を示している。ラム220は、リモートセンサ115を
配置するとともに、ドリルホール105のボアホール1
30から外側に向かって、地層の選択された特性を検知
できるよう地層内の十分な位置までリモートセンサを進
入させる。センサの配置のために、ドリルカラー100
には内側に円柱状のボア222が設けられており、その
内部にはカプセルに入れられたリモートインテリジェン
トセンサ115を駆動できるよう配置されたラム220
を有するピストンエレメント225が設けられている。
ピストンエレメント225は、液圧システム235から
液圧供給路240を介してピストンチェンバー230に
つながる液圧にさらされている。液圧システム235
は、電力カートリッジ200によって選択的に駆動さ
れ、これによりリモートセンサ115を、前述のように
地層深さにおいて、周囲のボアホール圧に対して較正す
ることができる。そしてリモートセンサ115は、レセ
プタクル120からボアホールの壁125を越えて地層
の中へと移動することができ、これにより地層の圧力特
性はボアホールの効果を受けなくなる。
【0016】図3を参照する。ドリルカラー100の電
力カートリッジ200には、発振回路315によって決
定される周波数でトランシーバ用電力ドライブ310
(例えば電力増幅回路)によって駆動されるトランシー
バユニット305が含まれている。トランシーバユニッ
ト305は、後述のように、リモートセンサ115によ
ってドリルカラー100のゾンデ部110に送信される
信号を受信する。2対1の比は本発明の実施には必須で
はなく、他の比を用いてもよい。トランシーバユニット
305には、配列されたアンテナ325と、実施状況に
応じて一又は二以上のトランシーバ330が含まれてい
るが、これについては後に詳しく説明する。
【0017】図4A、図4B、図4C、図4Dは、電力
カートリッジ200の配列されたアンテナ325のそれ
ぞれに異なる実施手段を例示している。これらの各実施
手段は、複数のトランシーバエレメント400を用いて
いる。図4Aの実施では、各トランシーバエレメントに
は、ファライトコア410の溝415に巻かれたコイル
405が含まれている。図4Bは、複数のコイル420
が、ドリルカラー100の内側に丸めることができる柔
軟な絶縁ボード425上に配列された実施状況を例示し
ている。電力は、それぞれのフィード端子430によっ
て各コイル420に供給される。コイル420は、この
分野で周知の任意の形状とすることができる。図4Cの
具体例は、図4Bの具体例とかなり似ているが、円弧状
のコイル420の代わりに螺旋コイル435が用いられ
ている。コイル420、435は、他の具体例において
は、事実上、任意の形状及び種類のコイルと置き換える
ことができる。図4Dは、複数のスロットアンテナ44
0が金属シート445に配置された実施状況を例示して
いる。金属シート445は、ドリルカラー100に沿う
ようにすることができる。これらの各実施手段は、信号
の送信及び受信の両方に用いることができるので、これ
らを一般に、配列されたトランシーバエレメントと呼ぶ
ことができる(すなわちコイル405、コイル420、
コイル435、スロットアンテナ440)。また、図4
A、図4B、図4C、図4Dの実施例の種々の側面を組
み合わせて、図5Bに示すような実施例(これについて
は後述する)とすることができる。
【0018】配列エレメント400は、実施に応じて、
直列、並列、直列と並列の組合せなどとして構成するこ
とができる。このような構成は、配線によることもでき
るし、トランシーバの電力ドライブ310によって制御
することもできる。これについては、後に図5A、図5
Bとの関連でさらに議論する。図4A、図4B、図4
C、図4Dに例示した送信/受信エレメントの実施手段
は、軸方向に大きく拡大・縮小できる。しかしながら、
いくつかのコイル又はスロットを含む軸方向に長いアン
テナを励起するには、ある種の困難が伴う。特に、電力
の必要条件が制限要因となりうる。このような困難は、
軸方向の大きな適用範囲を必要とする応用において、そ
のコイル又はスロットの一部だけを所定の時間だけ励起
することによって克服できる。この設計上の制約は、図
5A、図5Bとの関連で以下により詳しく議論する方法
で現実化する。
【0019】配列アンテナ325の構成がフィールドの
生成及び伝播に影響する点には注意が必要である。図4
Aの実施例を考えると、これは軸対称のフィールドを生
成する。各コイルに同じの電流が流れていると仮定する
と(これは本発明の実施に必須ではなく、単にこの方法
の説明するためだけである)、目標は、関数J(p,
d)
【数1】 を最大にする各コイル内における電流の方向pk及び対
応する位置dkを見出すことであり、これはフィールド
の均一性と振幅の目安となる。ここで、式(1)の右辺
第1項は、フィールドの平均値を最大とし、かっこ内第
2項は、軸方向に沿った均一性を確保する。式(1)か
ら、コイル405の間の距離(d)が連続変数のとき、
これらを通る電流(p)の方向は、正又は負のただ2つ
の値だけを取りうる。
【0020】結果として、通常の最適化技術は、効果が
ないか又は効率が悪い。一つの特定の実施状況では、ラ
ンダムサーチ法(random search method)を用いた遺伝
的アルゴリズム(genetic algorithm)が用いられ、最
適化のために不連続変数を用いてうまく実行できる。購
入可能な、MATLABTMと共に用いるGEATbxlという遺伝的
かつ進化的アルゴリズムのツールボックスなどが適して
いる。各項に適切な重みづけをするために、正の定数C
1及びC2が選択される。遺伝的アルゴリズムは、目標関
数(objective function)を最大化するので、かっこ内
の項を正の値にするために十分に大きい正の定数C3
選ばれる。これらの定数は、主として電子回路の要求及
び信号対雑音比に基づいて経験的に選択される。例え
ば、受信機によって検出することができる信号レベルに
は下限がある。さらに、ツールが動くときの信号レベル
の変動に耐えるための電子回路の性能についての制約も
存在する。これらの基準が、定式化において用いること
ができる定数についての一つの考えを与える。これらの
定数の値は、一般的に言って、大体1から10(両者を
含んで)までの範囲とすべきである。式(1)におい
て、実施例として例示された直列に構成されたコイル4
05の数はNで表される。間隔vは、フィールドの空間
的変化が最適化される領域を表している。
【0021】最適化プロセスでは、各パラメータ(p,
d)に対して、フィールドは間隔vのすべての点で計算
される。これはまず、単一のコイル405についての基
本フィールドを生成させ、続いて重ね合わせを用いて全
体の配列されたアンテナ325についての全フィールド
を計算することを含んでいる。重ね合わせは、正確には
成り立たないが、間隔vがドリルカラー100に近づき
すぎていなければ、これは低周波数の応用については合
理的な仮定である。重ね合わせによる合計フィールドの
計算は、計算時間を大幅に削減する。一旦最適な組
(p,d)が得られれば、配列されたアンテナ325全
体の有限要素法(FEM)解析が実行される。図4Aに
例示した実施例では一様なフィールドが得られ、その大
きさは、検層ツールが通常動作する環境では非常に制限
される利用可能な電力に大きく依存する。検層ツール
は、しばしば約5キロメートルという典型的な深さで動
作し、高温(175℃程度)及び高圧(通常20,00
0psi)の環境に耐えなければならない。
【0022】ここで図4Bの実施例を考える。式(1)
の目標関数は、
【数2】 と変形される。ここで、
【数3】 は、フィールドの望ましい空間変動である。これらのフ
ィールドは計算しやすいよう規格化される。前に言及し
たように、弾丸を保持しカラーアンテナを一定の通信状
態に維持するために、データ伝送プロセスの間、電磁フ
ィールドの空間的な変動を変化させることが必要であ
る。結果として、
【数4】 と、従って電流の方向及びコイルの位置である(p,
d)のいくつかの組が存在する。これらは計算でき、リ
アルタイムでの応用のために格納することができる。
【0023】図5A及び図5Bは、どのようにアンテナ
配列エレメント500を個々に励起して所望の電磁フィ
ールドの空間分布を生成するかを例示している。さら
に、これらの空間分布を、二つのアンテナの間の相対運
動があるときのカラー100とリモートセンサ115の
アンテナ605を一定の通信状態に維持するために、リ
アルタイムで変化させることができる。図5Aにおい
て、例えば前述の図4Aの実施例のように、アンテナ配
列505は軸対称である。この場合は、配列されたアン
テナ505を軸方向において制御可能なことのみが必要
とされる。すなわち、ドリルカラー100及びリモート
センサ115のアンテナ605の相対位置が与えられた
とすると、配列エレメント500の適当な部分集合を、
スイッチ515のような切換可能なエレメントの配列5
10を用いて起動することができる。図5Bは、配列エ
レメント500を駆動するための一般的な場合を例示し
ている。ここでは、励起の角度方向の制御と軸方向の制
御の両方が可能となる。図5Aでは、配列エレメント5
00は直列に構成されている。しかしながら、図5A及
び図5Bの両方において、図5Aの実施例に対していく
らか(僅かに)変形して、個々の配列エレメントを直列
に、並列に、あるいはこれらを組み合わせて接続するこ
とができる。
【0024】より詳しく、まず図5Aを参照すると、配
列エレメント500は軸対称の電磁フィールドを生成す
るので、前述のように軸方向の制御のみが必要である。
配列エレメント500は、図4Aの場合と同様に、ファ
ライトコア(不図示)に巻かれたコイルである点に注意
する。スイッチ515が、個々の配列エレメント500
への電力を制御することによって、このような制御を行
う。スイッチ515は、さらに電子制御ロジック520
によって制御される。一旦制御ロジック520がフィー
ルドを変えたいと望むパターンを決定すると、変化に影
響を与えるように、スイッチ515を開いたり閉じたり
する。このような決定はリアルタイムで行うこともでき
るし、予め決めておくこともできる。例えば、主たる関
心が適切な電力をすべての配列エレメント500に与え
ることにあるとすると、これらに順次連続的に電力を供
給するよう、スイッチ515を動作させることができ
る。上記関心が、全てではないいくつかの配列エレメン
トを通して複数のリモートセンサ115からデータを取
得することにあるとすると、配列エレメント500が電
力を受ける更に別の選択可能性を示すことができる。
【0025】ここで、図5Bを参照する。ここには配列
エレメント500、スイッチ515の配列510、そし
て図5Aにおける実施例の制御ロジック520が含まれ
ている。図5Bの実施例は、電磁フィールドについて、
図5Aの実施例について上で述べたのと同じ方法で軸方
向の制御を行う。しかしながら、図5Bの実施例には、
また、配列エレメント525のいくつかのレイヤーが含
まれている。配列エレメント525は、上で述べた図4
B、図4Cの実施例のように、ドリルカラー100の内
側の表面に沿ったシート530に形成されたコイルとす
ることができる。配列エレメント525への電力は、ス
イッチ540の第2の配列535によって制御され、ス
イッチ540の動作は制御ロジック545によって制御
される。いくつかの実施例では、単一の制御ロジックブ
ロックを生成するために、制御ロジック545の機能を
制御ロジック520のそれと組み合わせることができ
る。一旦制御ロジック545がフィールドを変えたいと
望むパターンを決定すると、変化に影響を与えるよう
に、スイッチ515を開いたり閉じたりする。このよう
な決定は、軸方向の変化の場合と同じく、リアルタイム
で行うこともできるし、予め決めておくこともできる。
これらの特定の実施例では、軸方向の制御に一つのトラ
ンシーバ550を、そして角度の制御には、配列エレメ
ント525の各レベルについて一つずつ複数のトランシ
ーバ555を用いている。
【0026】このように、図5Bの実施例では、アンテ
ナ560は、磁気ループアンテナ500、525の一つ
の配列からなり、このそれぞれは上で説明した「配列エ
レメント」である。ループ525は、主として半径方向
又は角度方向におけるフィールドを与え、ループ500
は主として軸方向におけるフィールドを与える。ループ
500、525は、制御ロジック520、545によ
り、そしてスイッチ515、540により構成すること
ができる。この方法で、事実上任意のループ500、5
25の組合せで、直列又は並列で動作させ、オン・オフ
を切り換え、又は逆極性で動作させることができる。し
たがって、アンテナ560を、特定の方向においてフィ
ールドを最大とするよう構成することができ、その特定
の方向からのフィールドの受信について、より敏感とな
るだろう。
【0027】軸方向のループ500に対しただ一つのト
ランシーバ550があり、半径方向のループ525に対
してはいくつかのトランシーバ555がある点に注意す
る。カラーアンテナ560のリモートセンサ115に対
する位置に依存して、半径方向のループ525は異なる
信号振幅で駆動される。カラーアンテナ560の、リモ
ートセンサ115のアンテナ606(図6)に対する相
対位置を測定するために、リモートセンサ115のアン
テナ605は、カラーアンテナ560が送信を停止した
ときはいつでも、短いトーンを送る。カラーのトランシ
ーバ555は、これらのトーンを検出する。図5Cに示
すように、各カラーのトランシーバ555は、送信機5
65、受信機570、送受切換機575からなる。トラ
ンシーバ555は、配列されたアンテナ560及び送受
切換機575を介して受信機570によってトーンを検
出し(図5Bに示してある)、これはその後プロセッサ
580に供給される。プロセッサ580は、例示した実
施例ではディジタル信号プロセッサ(DSP)である。
【0028】そして、プロセッサ580は、三角測量技
術を用いてリモートセンサ115の位置を計算する。こ
の位置情報は、最初の構成段階における正しいスイッチ
選択のために用いられ、その後異なる半径方向ループ5
25の振幅の計算のために用いられる。送信機565は
電力増幅回路からなる。電力増幅回路585は、プログ
ラム可能発振器(不図示)によって駆動される。各電力
増幅回路585の供給電圧(不図示)もまた、プログラ
ム可能である。各トランシーバ555の出力増幅回路
(不図示)は、供給電圧を介してプログラム可能であ
る。効率をより良くするために、供給電圧はプログラム
可能なスイッチング電源で生成する。送信回路565の
出力振幅は、供給電圧を介して、パルス幅変調(PW
M)によって変化し、いくつかの別々の駆動送信ループ
によって生成される異なる振幅の重ね合わせのフィール
ドによって、信号が正しい方向となるよう方向制御す
る。
【0029】図6には、リモートスマートセンサ115
の電子回路が、符号600として、ブロックダイアグラ
ムによって示されており、これは少なくとも一つの送信
回路/受信回路用コイル605又はRFアンテナを含ん
でおり、この受信回路は出力610を検出回路615か
ら制御回路620へ与える。制御回路620には複数あ
る制御出力625の一つが設けられ、これは圧力ゲージ
630に供給され、そしてゲージ出力信号はアナログ−
ディジタル変換器(ADC)/メモリ635へ送られ
る。これは圧力ゲージから導線640を介して信号を受
信し、また制御回路620から導線645を介して制御
信号を受信する。バッテリー650はリモートセンサ回
路600内に設けられ、電力導線655、670、67
5によってセンサ115の種々の回路部品と接続され
る。ADC/メモリ回路635のメモリ出力680は、
受信コイル用制御回路685に供給される。受信コイル
用制御回路685は、導線690を介して、送信/受信
用コイル605のためのドライバー回路として機能し、
データを送信/受信回路300に送信する。
【0030】完全な送信シーケンス全体を通して、図3
に示したトランシーバユニット305は、受信回路とし
ても用いられる。受信信号の振幅が最大のときは、リモ
ートセンサ115は、最適な送信のために、ドリルカラ
ー100とリモートセンサ115の間の近い所に位置す
る。
【0031】図7を参照する。動作中、リモートセンサ
115が据え付けられると、データの収集を開始する。
一つの特定の実施例においてリモートセンサ115は、
電子回路600(図6に示す)のパワーアップ(power
up)を周期的に初期化するタイマーを含んでいる。そし
てリモートセンサ115はデータを取得し、これをAD
C/メモリ635に格納し、スリープ状態に戻る。配列
されたアンテナ325がリモートセンサ115のアンテ
ナ605と整列(アライン)したときは、電力増幅回路
(不図示)を備えるカラー送信回路700は、配列され
たアンテナ325を介してウェークアップトーンをリモ
ートセンサ115に送る。ウェークアップトーンはリモ
ートセンサ115の共振周波数に近い周波数で送信され
る。リモートセンサ115は、配列されたアンテナ32
5が十分に近い場合には、このトーンを、アンテナ60
5を介して受信し、受信回路のウェークアップ回路70
5を介して受信信号を検出し、そして、信号が正しい周
波数の場合には目覚める(ウェークアップする)。その
後リモートセンサ115はアクノレッジ信号をカラー送
信機700へ送り、コマンドの受信を待つ。
【0032】リモートセンサ115は、カラー送信機7
00によって目覚めたときは、データの取得、データの
送信、メモリの読み出し、メモリの書き込みなど多数の
コマンドを受信し、実行することができる。最も普通に
は、カラー送信機700は、リモートセンサ115にデ
ータを送信するよう命じるだろう。リモートセンサ11
5は送信回路710からアンテナ605を介して測定デ
ータを送信/受信回路300に送信し、そしてスリープ
状態に戻る。送信/受信回路300内の受信回路715
は、データを増幅し、復調し、そしてデコードする。カ
ラー回路内の送受切換回路720は、カラー100内で
受信回路715を保護する。カラー100内の配列され
たアンテナ325は、リモートセンサ115の送信周波
数と共振するよう同調される。送信/受信回路300
は、共振周波数同調回路725に加え、動作するアンテ
ナ配列エレメント400及びその極性を選択するための
スイッチの配列(図5A、図5Bに示した)を有してい
る。
【0033】より具体的には、ドリルカラー100は、
リモートセンサ115の近くに配置される。いくつかの
実施手段では、ドリルカラー100は実際にリモートセ
ンサ115を据え付けるのに用いられ、その場合、ドリ
ルカラー100はリモートセンサ115の近くにあるだ
ろう。リモートセンサ115が前もって据え付けられて
いる場合には、その位置はその据え付けに関する記録か
ら決定できる。最後の手段として、ドリルホール105
内でドリルカラー100を動かすことによって、トラン
シーバユニット305を、リモートセンサ115の位置
決めをするのに用いることができる。電磁波は、ドリル
カラー100内の送信/受信回路300から送信され、
リモートセンサ115を「スイッチオン」し、識別のた
めのコード化信号を送り返すようリモートセンサ115
を誘導する。この「ハンドシェーキング」プロセスは、
リモートセンサ115の位置を識別するのに用いること
ができる。なぜなら、リモートセンサ115からのハン
ドシェーキング信号の受信は、ドリルカラー100がリ
モートセンサ115の十分近くに位置していることを示
すからである。
【0034】リモートセンサ115は、一旦その位置が
特定されたならば、その位置は追跡されなければならな
い。ドリルカラー100とリモートセンサ115との間
の通信は、典型的には掘削作業の間に行われる。ただ
し、これは本発明を実施するのに必須のことではない。
このため、通常は、トランシーバユニット305のリモ
ートセンサ115に対するある程度の並進運動及び回転
運動が存在するだろう。そして、この運動を追跡すべき
である。これは、配列エレメント400が軸方向及び角
度方向の両方に配列されていると仮定して、配列エレメ
ント400又は配列エレメント400のグループを特定
し、ハンドシェーキング信号をリモートセンサ115か
ら長時間受信することによって達成される。この情報か
ら、トランシーバユニット305のエレメントとリモー
トセンサ115の間の相対位置を推定することができ
る。一旦この相対位置が推定されると、制御ロジック
(例えば図5A、図5Bの制御ロジック520、54
5)は、どのようにしてトランシーバユニット305に
よって生成された電磁フィールドを変化させ、ドリルカ
ラー100とリモートセンサ115との間の連続的な接
触を維持したいかを決定することができる。
【0035】リモートセンサ115が地層内へ据え付け
られたドリルホール105からの距離も決定すべきであ
る。この決定を行う一つの方法は、三つ又はそれ以上の
配列エレメント400において受信されたときのハンド
シェーキング信号の位相差から三角測量を行うことであ
る。この距離の決定は、位置の特定のあとに行うべきで
ある。
【0036】リモートセンサ115の位置及び据え付け
距離を識別しその位置を追跡することの一つの利点は、
これによりトランシーバユニットが、リモートセンサの
方向に生成する電磁フィールドをフォーカスできること
である。しかしながら、配列されたアンテナ315が軸
対称のフィールドを生成する場合の実施例では、フィー
ルドがその定義から軸対称のため、このような利点は見
られない。したがって、この利点の実現は、本発明の実
施においては必須ではない。このことは、生成される電
磁フィールドが軸対称でない場合の実施例においても当
てはまる。しかしながら、これがなされる実施例では、
このことはリアルタイムで実行され、掘削作業中におい
て実現される点に注目する。
【0037】ハンドシェーキングプロセスは、リモート
センサ115の電子回路を取得モード及び伝送モードか
ら開始させ、センサの識別コードとともに圧力データ及
び選択された地層の特性を表すその他のデータが、リモ
ートセンサ115の高さにおいて取得される。いくつか
の実施例では、リモートセンサ115はスリープ状態に
おいても連続的にデータを取得し、目覚める時のみ伝送
モードに入るようにすることができる。同時に、圧力ゲ
ージデータ(圧力及び温度)及びその他の選択された地
層の特性が取得され、リモートセンサ115の電子回路
はこのデータを、一又は二以上のシリアルなディジタル
信号に変換する。このディジタル信号は、場合によって
は、リモートセンサ115から、送信/受信回路300
を介してドリルカラー100に送り返される。これは、
データの個々のビットを同期させ特定の時間シーケンス
にコード化することによってなされる。安定な圧力及び
温度の読み取りが得られ、ドリルカラー100のボード
上の回路へうまく伝送された後には、データの取得及び
伝送又は少なくとも伝送(具体例に依存する)は終了す
る。
【0038】上のシーケンスが開始されたときはいつで
も、ドリルカラー100内に配置された送信/受信回路
300は、トランシーバの電力ドライブ310によって
電力が供給される。電磁波は、発信回路315によって
決定される周波数で、ドリルカラー100から送信され
る。この周波数は、100KHzから500MHzまで
の範囲で選択することができる。リモートセンサ115
が送信/受信回路300の影響の及ぶ領域へ入ると直ち
に、リモートセンサ115内の受信用コイル605は、
受信機用コイル制御回路685及びコイル605を用い
て、元々の周波数の2倍の周波数で戻すよう電磁波を放
射する。
【0039】図4Aに示した一つの特定の実施手段で
は、8ターンのコイルが設計されている。基本フィール
ドは、商業的に入手可能なFEMコードを用いて生成さ
れた。FEMコードは、円柱状に層状とされた媒体にお
けるコイル応答に対する解析的な解法を用いて単純な幾
何学的形状を解くことによって、実証される。このフィ
ールドは、y=7において軸方向(z)に−10〜10
インチに延在する線に沿って最適化される。各コイルの
方向及び位置が、図8に示されている。この図はまた、
導電率がσF=5.55S/m(ρ=0.18Ω-m)で
ある地層の内側のコイルに1ミリアンペアの電流が流れ
ているときのアンテナによって受信された測定電圧を与
えている。このプロットは、最適化した領域における電
圧(すなわち磁気フィールドも)の良好な一様性を示し
ている。
【0040】これで特定の実施例の詳細な説明を終え
る。本発明は、ここでの教示によって利益を得る当業者
には明白である変更や、同一ではないが等価な手段での
実施が可能であるので、上に開示した特定の実施例は例
示にすぎない。さらに、ここで示した構成や設計の詳細
については、特許請求の範囲に記載した以外は、いかな
る限定も意図していない。したがって、上で開示した特
定の実施例は変更及び修正が可能であり、このような改
変は、特許請求の範囲に記載した発明の範囲に含まれる
と考えられる。よって、ここで求められている保護は、
特許請求の範囲に規定されたものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】ドリルホール(well bore)内に配置され、本
発明の制御可能なトランシーバユニットが装備されたド
リルカラーの概略図である。
【図2】図1のドリルカラーの制御可能なトランシーバ
ユニットの概略図であり、ドリルホールから選択した地
下の地層内へリモートセンサを据え付けるための液圧駆
動のシステムを示している。
【図3】リモートセンサからのデータ信号の受信及びリ
モートセンサへの信号送信のための、図1のドリルカラ
ーの制御可能なトランシーバユニットの電子回路を概略
的に図示している。
【図4A】図3の制御可能なトランシーバユニットの配
列されたアンテナの別の実施例を示している。
【図4B】図3の制御可能なトランシーバユニットの配
列されたアンテナの別の実施例を示している。
【図4C】図3の制御可能なトランシーバユニットの配
列されたアンテナの別の実施例を示している。
【図4D】図3の制御可能なトランシーバユニットの配
列されたアンテナの別の実施例を示している。
【図5A】本発明の図3に示した電子ブロックダイアグ
ラムにおける、二つの異なる実施例で示したトランシー
バからの送信及びこのトランシーバによる受信を制御す
るために用いられる電子回路を例示している。
【図5B】本発明の図3に示した電子ブロックダイアグ
ラムにおける、二つの異なる実施例で示したトランシー
バからの送信及びこのトランシーバによる受信を制御す
るために用いられる電子回路を例示している。
【図5C】電子ブロックダイアグラムにおいて、図5B
の具体例における電子制御の一部を例示している。
【図6】リモートセンサの電子回路を概略例示する電子
ブロックダイアグラムである。
【図7】本発明に基づいた、リモートセンサと協働して
制御可能なトランシーバユニットの動作を概念的に例示
したブロックダイアグラムである。
【図8】一つの特定の実施手段における、リモートセン
サによって受信された開始時のコイル位置の関数として
の測定電圧をグラフ化したものである。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成14年7月2日(2002.7.2)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジャイデヴァ シー ゴスワミ アメリカ合衆国 テキサス州 77054 ヒ ューストン ケンブリッジ ストリート #117 7447 (72)発明者 アルベルト ヘーフェル アメリカ合衆国 テキサス州 77478 シ ュガー ランド チャッタロイ プレイス 2007 (72)発明者 ブラッドリー アンダーウッド アメリカ合衆国 テキサス州 77082 ヒ ューストン シノット ロード #1703 3939

Claims (41)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ドリルホール内でデータを収集する装置
    であって、 複数の配列されたトランシーバエレメントを含むアンテ
    ナと、 配列エレメントへの電力の印加を制御することによっ
    て、アンテナを介する送信又は受信を制御する電子回路
    と、 を具備する装置。
  2. 【請求項2】 配列エレメントは、導電性シートに形成
    された複数のコイル又は複数のスロットを有している、
    請求項1に記載の装置。
  3. 【請求項3】 複数のコイルはフェライトコアに巻かれ
    るか或いは柔軟性のあるボード上に配列されている、請
    求項2に記載の装置。
  4. 【請求項4】 複数のコイルのそれぞれは、円弧状のコ
    イル又は螺旋状のコイルである、請求項2に記載の装
    置。
  5. 【請求項5】 配列エレメントの少なくとも一部は電気
    的に直列に接続されている、請求項1に記載の装置。
  6. 【請求項6】 配列エレメントの少なくとも第2の部分
    は電気的に並列に接続されている、請求項5に記載の装
    置。
  7. 【請求項7】 配列エレメントの少なくとも一部は電気
    的に並列に接続されている、請求項1に記載の装置。
  8. 【請求項8】 電子回路は、個々の配列エレメントへの
    励起を制御できる複数の切り換え可能なエレメントを含
    んでいる、請求項1に記載の装置。
  9. 【請求項9】 換え可能なエレメントは、アンテナを介
    して送信されるリアルタイムの空間分布が時間的に変化
    する磁気フィールドを生成するよう動作させることがで
    きる、請求項8に記載の装置。
  10. 【請求項10】 電子回路は、アンテナを介して送信さ
    れるリアルタイムの空間分布が時間的に変化する磁気フ
    ィールドを生成するよう送信又は受信を制御する請求項
    1に記載の装置。
  11. 【請求項11】 電子回路は、軸的に送信又は受信を制
    御する、請求項1に記載の装置。
  12. 【請求項12】 電子回路は、さらに、角度方向におい
    て送信又は受信を制御する、請求項1に記載の装置。
  13. 【請求項13】 ドリルホール内でデータを収集するド
    リルカラーであって、 少なくとも一つのトランシーバと、 複数の配列されたトランシーバエレメントを含むアンテ
    ナと、配列エレメントへの電力の印加を制御することに
    よって、アンテナを介するトランシーバからのの送信又
    はトランシーバによる受信を制御する電子回路とを含む
    ドリルホール内でデータを収集する装置と、 トランシーバに電力を供給するトランシーバ用電力ドラ
    イブと、 トランシーバ用電力ドライブの周波数を決定するための
    発信器と、 トランシーバの制御された受信において用いられる同調
    された受信機用増幅器と、 を具備するドリルカラー。
  14. 【請求項14】 配列エレメントの少なくとも一部は電
    気的に直列に接続されている、請求項34に記載の装
    置。
  15. 【請求項15】 配列エレメントの少なくとも第2の部
    分は電気的に並列に接続されている、請求項35に記載
    の装置。
  16. 【請求項16】 配列エレメントの少なくとも一部は電
    気的に並列に接続されている、請求項34に記載の装
    置。
  17. 【請求項17】 電子回路は、アンテナを介して送信さ
    れるリアルタイムの空間分布が時間的に変化する磁気フ
    ィールドを生成するよう送信又は受信を制御する請求項
    34に記載の装置。
  18. 【請求項18】 電子回路は、軸的に送信又は受信を制
    御する、請求項34に記載の装置。
  19. 【請求項19】 電子回路は、さらに、角度方向におい
    て送信又は受信を制御する、請求項34に記載の装置。
  20. 【請求項20】 さらに、ドリルホールを越えた地層内
    の位置へリモートセンサを横方向に配備する手段を含
    む、請求項34に記載のドリルカラー。
  21. 【請求項21】 リモートインテリジェントセンサを横
    方向に配備する手段は、リモートセンサと接するように
    配置された液圧駆動される配備ラムを含む液圧駆動シス
    テムを具備している、請求項41に記載のドリルカラ
    ー。
  22. 【請求項22】 ドリルカラー内でデータを収集する方
    法であって、 地層内に置かれたリモートセンサの近くにトランシーバ
    ユニットを配置する工程と、 無線リンクを通してリモートセンサと通信するよう電磁
    信号を制御する工程と、 を含む方法。
  23. 【請求項23】 トランシーバユニットを配置する工程
    は、掘削作業の際にトランシーバユニットを配置する工
    程を含んでいる、請求項43に記載の方法。
  24. 【請求項24】 トランシーバユニットを配置する工程
    は、リモートセンサを位置決めする工程を含んでいる、
    請求項43に記載の方法。
  25. 【請求項25】 さらにリモートセンサを地層内に配置
    する工程を含んでいる、請求項43に記載の方法。
  26. 【請求項26】 トランシーバユニットをリモートセン
    サの近くに配置する工程は、トランシーバユニットをス
    リープ状態のリモートセンサの近くに配置する工程を含
    んでいる、請求項43に記載の方法。
  27. 【請求項27】 電磁信号を制御する工程は、リアルタ
    イムの空間分布が時間的に変化する磁気フィールドを生
    成するよう送信又は受信を制御する工程を含んでいる、
    請求項43に記載の方法。
  28. 【請求項28】 リアルタイムの空間分布が時間的に変
    化する磁気フィールドを生成するよう送信又は受信を制
    御する工程は、軸方向において送信又は受信を制御する
    工程を含んでいる、請求項48に記載の方法。
  29. 【請求項29】 リアルタイムの空間分布が時間的に変
    化する磁気フィールドを生成するよう送信又は受信を制
    御する工程は、角度方向において送信又は受信を制御す
    る工程を含んでいる、請求項48に記載の方法。
  30. 【請求項30】 リアルタイムの空間分布が時間的に変
    化する磁気フィールドを生成するよう送信又は受信を制
    御する工程は、角度方向において送信又は受信を制御す
    る工程を含んでいる、請求項48に記載の方法。
  31. 【請求項31】 ドリルホール内でデータを収集する装
    置であって、 地層内に置かれたリモートセンサの近くにトランシーバ
    ユニットを配置する手段と、 無線リンクを介してリモートセンサと通信するよう電磁
    信号を制御する手段と、 を含む装置。
  32. 【請求項32】 トランシーバユニットを配置する手段
    は、掘削作業の際にトランシーバユニットを配置する手
    段を含む、請求項52に記載の装置。
  33. 【請求項33】 トランシーバユニットを配置する手段
    は、リモートセンサを位置決めする手段を含んでいる請
    求項52に記載の装置。
  34. 【請求項34】 さらに、リモートセンサを地層内へ配
    置する手段を含んでいる、請求項52に記載の装置。
  35. 【請求項35】 リモートセンサの近くにトランシーバ
    ユニットを配置する手段は、スリープ状態のリモートセ
    ンサの近くにトランシーバユニットを配置する手段を含
    んでいる請求項52に記載の装置。
  36. 【請求項36】 制御手段は、 複数の配列されたトランシーバエレメントを含むアンテ
    ナと、 配列エレメントへの電力の印加を制御することによっ
    て、アンテナを介する送信又は受信を制御する電子回路
    と、 を含んでいる、請求項52に記載の装置。
  37. 【請求項37】 電磁信号を制御する手段は、リアルタ
    イムの空間分布が時間的に変化する磁気フィールドを生
    成するよう送信又は受信を制御する手段を含んでいる、
    請求項52に記載の装置。
  38. 【請求項38】 リアルタイムの空間分布が時間的に変
    化する磁気フィールドを生成するよう送信又は受信を制
    御する手段は、軸方向における送信又は受信を制御する
    手段を含んでいる、請求項58に記載の装置。
  39. 【請求項39】 リアルタイムの空間分布が時間的に変
    化する磁気フィールドを生成するよう送信又は受信を制
    御する手段は、角度方向において送信又は受信を制御す
    る手段を含んでいる、請求項58に記載の装置。
  40. 【請求項40】 リアルタイムの空間分布が時間的に変
    化する磁気フィールドを生成するよう送信又は受信を制
    御する手段は、角度方向において送信又は受信を制御す
    る手段を含んでいる、請求項58に記載の装置。
  41. 【請求項41】 リアルタイムの空間分布が時間的に変
    化する磁気フィールドを生成するよう送信又は受信を制
    御する手段は、 複数の配列されたトランシーバエレメントを含むアンテ
    ナと、 配列エレメントへの電力の印加を制御することによっ
    て、アンテナを介する送信又は受信を制御する電子回路
    とを含み、 当該電子回路は、個々の配列エレメントへの励起電力を
    制御しうる切り換え可能エレメントの配列を含んでい
    る、 請求項58に記載の装置。
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CA (1) CA2381114C (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014025907A (ja) * 2012-07-27 2014-02-06 Korea Institute Of Geoscience & Minaral Resources 非分極プローブ及びこれを含む試錐孔広帯域誘導分極検層器
KR101386024B1 (ko) 2013-08-06 2014-04-16 미래인더스트리(주) 실시간 데이터 검출이 가능한 압력 코어 샘플러
JP2017519130A (ja) * 2014-05-13 2017-07-13 バウアー マシーネン ゲーエムベーハー 水体の床の地盤試料を取得及び分析する水中掘削装置及び方法
JP2019529137A (ja) * 2016-09-23 2019-10-17 ヒルティ アクチエンゲゼルシャフト コアドリル用ビット
JP2019529138A (ja) * 2016-09-23 2019-10-17 ヒルティ アクチエンゲゼルシャフト コアドリル用ビット

Families Citing this family (92)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7283061B1 (en) * 1998-08-28 2007-10-16 Marathon Oil Company Method and system for performing operations and for improving production in wells
US20040239521A1 (en) 2001-12-21 2004-12-02 Zierolf Joseph A. Method and apparatus for determining position in a pipe
US7014100B2 (en) * 2001-04-27 2006-03-21 Marathon Oil Company Process and assembly for identifying and tracking assets
US7158049B2 (en) * 2003-03-24 2007-01-02 Schlumberger Technology Corporation Wireless communication circuit
US7348892B2 (en) * 2004-01-20 2008-03-25 Halliburton Energy Services, Inc. Pipe mounted telemetry receiver
CA2476787C (en) * 2004-08-06 2008-09-30 Halliburton Energy Services, Inc. Integrated magnetic ranging tool
US7641003B2 (en) 2005-11-21 2010-01-05 David R Hall Downhole hammer assembly
US7549489B2 (en) 2006-03-23 2009-06-23 Hall David R Jack element with a stop-off
US8522897B2 (en) 2005-11-21 2013-09-03 Schlumberger Technology Corporation Lead the bit rotary steerable tool
US7571780B2 (en) 2006-03-24 2009-08-11 Hall David R Jack element for a drill bit
US8130117B2 (en) 2006-03-23 2012-03-06 Schlumberger Technology Corporation Drill bit with an electrically isolated transmitter
US7753144B2 (en) 2005-11-21 2010-07-13 Schlumberger Technology Corporation Drill bit with a retained jack element
US8360174B2 (en) 2006-03-23 2013-01-29 Schlumberger Technology Corporation Lead the bit rotary steerable tool
US8528664B2 (en) 2005-11-21 2013-09-10 Schlumberger Technology Corporation Downhole mechanism
US8297378B2 (en) 2005-11-21 2012-10-30 Schlumberger Technology Corporation Turbine driven hammer that oscillates at a constant frequency
US8316964B2 (en) 2006-03-23 2012-11-27 Schlumberger Technology Corporation Drill bit transducer device
US8225883B2 (en) 2005-11-21 2012-07-24 Schlumberger Technology Corporation Downhole percussive tool with alternating pressure differentials
US8408336B2 (en) 2005-11-21 2013-04-02 Schlumberger Technology Corporation Flow guide actuation
US8205688B2 (en) 2005-11-21 2012-06-26 Hall David R Lead the bit rotary steerable system
US8297375B2 (en) 2005-11-21 2012-10-30 Schlumberger Technology Corporation Downhole turbine
US7967082B2 (en) 2005-11-21 2011-06-28 Schlumberger Technology Corporation Downhole mechanism
US7900720B2 (en) 2006-01-18 2011-03-08 Schlumberger Technology Corporation Downhole drive shaft connection
US7661487B2 (en) 2006-03-23 2010-02-16 Hall David R Downhole percussive tool with alternating pressure differentials
US7694756B2 (en) 2006-03-23 2010-04-13 Hall David R Indenting member for a drill bit
USD620510S1 (en) 2006-03-23 2010-07-27 Schlumberger Technology Corporation Drill bit
US7557492B2 (en) 2006-07-24 2009-07-07 Halliburton Energy Services, Inc. Thermal expansion matching for acoustic telemetry system
US7595737B2 (en) * 2006-07-24 2009-09-29 Halliburton Energy Services, Inc. Shear coupled acoustic telemetry system
US8714285B2 (en) 2006-08-11 2014-05-06 Schlumberger Technology Corporation Method for drilling with a fixed bladed bit
US8215420B2 (en) 2006-08-11 2012-07-10 Schlumberger Technology Corporation Thermally stable pointed diamond with increased impact resistance
US8622155B2 (en) 2006-08-11 2014-01-07 Schlumberger Technology Corporation Pointed diamond working ends on a shear bit
US7669674B2 (en) 2006-08-11 2010-03-02 Hall David R Degradation assembly
US9051795B2 (en) 2006-08-11 2015-06-09 Schlumberger Technology Corporation Downhole drill bit
US8590644B2 (en) 2006-08-11 2013-11-26 Schlumberger Technology Corporation Downhole drill bit
US8449040B2 (en) 2006-08-11 2013-05-28 David R. Hall Shank for an attack tool
US9316061B2 (en) 2006-08-11 2016-04-19 David R. Hall High impact resistant degradation element
US8191651B2 (en) 2006-08-11 2012-06-05 Hall David R Sensor on a formation engaging member of a drill bit
US8616305B2 (en) 2006-08-11 2013-12-31 Schlumberger Technology Corporation Fixed bladed bit that shifts weight between an indenter and cutting elements
US7871133B2 (en) 2006-08-11 2011-01-18 Schlumberger Technology Corporation Locking fixture
US7637574B2 (en) 2006-08-11 2009-12-29 Hall David R Pick assembly
US9145742B2 (en) 2006-08-11 2015-09-29 Schlumberger Technology Corporation Pointed working ends on a drill bit
US8567532B2 (en) 2006-08-11 2013-10-29 Schlumberger Technology Corporation Cutting element attached to downhole fixed bladed bit at a positive rake angle
US8240404B2 (en) 2006-08-11 2012-08-14 Hall David R Roof bolt bit
US8122980B2 (en) 2007-06-22 2012-02-28 Schlumberger Technology Corporation Rotary drag bit with pointed cutting elements
US7886851B2 (en) * 2006-08-11 2011-02-15 Schlumberger Technology Corporation Drill bit nozzle
US20080035389A1 (en) 2006-08-11 2008-02-14 Hall David R Roof Mining Drill Bit
US8960337B2 (en) 2006-10-26 2015-02-24 Schlumberger Technology Corporation High impact resistant tool with an apex width between a first and second transitions
US9068410B2 (en) 2006-10-26 2015-06-30 Schlumberger Technology Corporation Dense diamond body
US7954401B2 (en) 2006-10-27 2011-06-07 Schlumberger Technology Corporation Method of assembling a drill bit with a jack element
CN101230779B (zh) * 2007-01-23 2011-09-14 福田雷沃国际重工股份有限公司 安全使用旋挖钻机的电控装置
USD674422S1 (en) 2007-02-12 2013-01-15 Hall David R Drill bit with a pointed cutting element and a shearing cutting element
US8839888B2 (en) 2010-04-23 2014-09-23 Schlumberger Technology Corporation Tracking shearing cutters on a fixed bladed drill bit with pointed cutting elements
USD678368S1 (en) 2007-02-12 2013-03-19 David R. Hall Drill bit with a pointed cutting element
WO2008118442A1 (en) * 2007-03-27 2008-10-02 Aqua Innovations, Inc. Methods and apparatus for electrolytic treatment of water
US20080316048A1 (en) * 2007-03-28 2008-12-25 Vmonitor, Inc. System and method for monitoring a well
US7866416B2 (en) 2007-06-04 2011-01-11 Schlumberger Technology Corporation Clutch for a jack element
WO2008151635A1 (en) * 2007-06-14 2008-12-18 Aarhus Universitet Embedded silage sensor
US7721826B2 (en) 2007-09-06 2010-05-25 Schlumberger Technology Corporation Downhole jack assembly sensor
US7967083B2 (en) 2007-09-06 2011-06-28 Schlumberger Technology Corporation Sensor for determining a position of a jack element
US9194227B2 (en) 2008-03-07 2015-11-24 Marathon Oil Company Systems, assemblies and processes for controlling tools in a wellbore
US10119377B2 (en) 2008-03-07 2018-11-06 Weatherford Technology Holdings, Llc Systems, assemblies and processes for controlling tools in a well bore
US8284073B2 (en) 2008-04-17 2012-10-09 Schlumberger Technology Corporation Downlink while pumps are off
US8540037B2 (en) 2008-04-30 2013-09-24 Schlumberger Technology Corporation Layered polycrystalline diamond
US8701799B2 (en) 2009-04-29 2014-04-22 Schlumberger Technology Corporation Drill bit cutter pocket restitution
WO2011087400A1 (en) * 2010-01-15 2011-07-21 Oleg Nikolaevich Zhuravlev Wireless power and/or data transmission system for downhole equipment monitoring and/or control
US8836328B2 (en) * 2010-02-03 2014-09-16 Baker Hughes Incorporated Acoustic excitation with NMR pulse
US8550190B2 (en) 2010-04-01 2013-10-08 David R. Hall Inner bit disposed within an outer bit
US8850899B2 (en) 2010-04-15 2014-10-07 Marathon Oil Company Production logging processes and systems
US8418784B2 (en) 2010-05-11 2013-04-16 David R. Hall Central cutting region of a drilling head assembly
US8820440B2 (en) 2010-10-01 2014-09-02 David R. Hall Drill bit steering assembly
US8333254B2 (en) 2010-10-01 2012-12-18 Hall David R Steering mechanism with a ring disposed about an outer diameter of a drill bit and method for drilling
US20120234604A1 (en) 2011-03-15 2012-09-20 Hall David R Timed Steering Nozzle on a Downhole Drill Bit
CN103061754B (zh) * 2011-10-19 2016-09-14 中国石油化工股份有限公司 一种电磁波随钻测量系统无线远程接收装置及其测量方法和应用
WO2014062858A1 (en) * 2012-10-17 2014-04-24 Transocean Sedco Forex Ventures Limited Subsea processor for underwater drilling operations
WO2014100275A1 (en) * 2012-12-19 2014-06-26 Exxonmobil Upstream Research Company Wired and wireless downhole telemetry using a logging tool
CA2981259C (en) * 2013-02-28 2020-02-11 Weatherford Technology Holdings, Llc System and method for use in downhole communication
GB201303614D0 (en) 2013-02-28 2013-04-17 Petrowell Ltd Downhole detection
RU2015140969A (ru) 2013-02-28 2017-04-03 Петровелл Лимитед Скважинная связь
CN103236144A (zh) * 2013-03-29 2013-08-07 太原罗克佳华工业有限公司 用于井下数据采集和无线传输的设备
WO2014201297A2 (en) * 2013-06-12 2014-12-18 Well Resolutions Technology Apparatus and methods for making azimuthal resistivity measurements
EP3025021A1 (en) * 2013-10-03 2016-06-01 Halliburton Energy Services, Inc. Downhole inspection, detection, and imaging using conformable sensors
MX2016002549A (es) * 2013-10-03 2016-10-26 Halliburton Energy Services Inc Herramientas de levantamiento y medicion de fondo de pozo con sensores adaptables.
MX2016002230A (es) 2013-10-03 2016-11-25 Halliburton Energy Services Inc Sensores de multiples capas para inspecciones en el interior del pozo.
WO2015050840A1 (en) * 2013-10-03 2015-04-09 Halliburton Energy Services, Inc. Downhole multi-pipe scale and corrosion detection using conformable sensors
EP3033487A1 (en) 2013-10-03 2016-06-22 Halliburton Energy Services, Inc. Compensated borehole and pipe survey tool with conformable sensors
US10211531B2 (en) * 2014-11-05 2019-02-19 Massachusetts Institute Of Technology Compact steerable transmit antenna system
CN108235737B (zh) * 2015-06-22 2019-11-01 沙特阿拉伯石油公司 使用电磁传感器进行井下侧支检测的系统、方法和装置
US10948621B2 (en) 2015-11-13 2021-03-16 Halliburton Energy Services, Inc. Microstrip antenna-based logging tool and method
IT201600074309A1 (it) * 2016-07-15 2018-01-15 Eni Spa Sistema per la trasmissione dati bidirezionale cableless in un pozzo per l’estrazione di fluidi di formazione.
US10735115B2 (en) * 2018-07-31 2020-08-04 Nxp B.V. Method and system to enhance accuracy and resolution of system integrated scope using calibration data
CN109211081A (zh) * 2018-11-09 2019-01-15 美钻深海能源科技研发(上海)有限公司 水下装备环境地层位移数据探测系统
EP3712373A1 (en) * 2019-03-22 2020-09-23 FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Data communication in the microwave range using electrically conductive elements in a construction machine
CN113482594B (zh) * 2021-07-06 2023-10-31 四川华晖盛世探测技术有限公司 一种钻孔雷达系统

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4057781A (en) 1976-03-19 1977-11-08 Scherbatskoy Serge Alexander Well bore communication method
US4780678A (en) 1984-05-31 1988-10-25 Schlumberger Technology Corporation Apparatus for microinductive investigation of earth formations
US4806928A (en) 1987-07-16 1989-02-21 Schlumberger Technology Corporation Apparatus for electromagnetically coupling power and data signals between well bore apparatus and the surface
US5045795A (en) 1990-07-10 1991-09-03 Halliburton Logging Services Inc. Azimuthally oriented coil array for MWD resistivity logging
US5442294A (en) 1990-09-10 1995-08-15 Baker Hughes Incorporated Conductivity method and apparatus for measuring strata resistivity adjacent a borehole
US5434507A (en) 1992-05-27 1995-07-18 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus for electromagnetic logging with two dimensional antenna array
US5463319A (en) 1993-07-28 1995-10-31 Halliburton Energy Services, Inc. Induction log sonde feedpipe having a plurality of tubes arranged within it and windows to facilitate the passage of the conductors
WO1995024663A1 (en) 1994-03-11 1995-09-14 Baker Hughes Incorporated A borehole measurement system employing electromagnetic wave propagation
US5563512A (en) 1994-06-14 1996-10-08 Halliburton Company Well logging apparatus having a removable sleeve for sealing and protecting multiple antenna arrays
US5530359A (en) 1995-02-03 1996-06-25 Schlumberger Technology Corporation Borehole logging tools and methods using reflected electromagnetic signals
US5829520A (en) 1995-02-14 1998-11-03 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for testing, completion and/or maintaining wellbores using a sensor device
WO1998037654A2 (en) * 1997-02-24 1998-08-27 At & T Wireless Services, Inc. Vertical adaptive antenna array for a discrete multitone spread spectrum communications system
US6070662A (en) 1998-08-18 2000-06-06 Schlumberger Technology Corporation Formation pressure measurement with remote sensors in cased boreholes
US6234257B1 (en) * 1997-06-02 2001-05-22 Schlumberger Technology Corporation Deployable sensor apparatus and method
US6028534A (en) * 1997-06-02 2000-02-22 Schlumberger Technology Corporation Formation data sensing with deployed remote sensors during well drilling
US6273736B1 (en) * 1997-07-22 2001-08-14 Applied Materials, Inc. Safety guard for an RF connector
US6100696A (en) 1998-01-09 2000-08-08 Sinclair; Paul L. Method and apparatus for directional measurement of subsurface electrical properties
FI980035A (fi) * 1998-01-09 1999-07-10 Nokia Networks Oy Menetelmä antennikeilan suuntaamiseksi ja lähetinvastaanotin
US6163155A (en) 1999-01-28 2000-12-19 Dresser Industries, Inc. Electromagnetic wave resistivity tool having a tilted antenna for determining the horizontal and vertical resistivities and relative dip angle in anisotropic earth formations
JP2000332666A (ja) * 1999-05-24 2000-11-30 Toshiba Tec Corp 無線通信システム
US6348890B1 (en) * 1999-08-26 2002-02-19 Hrl Laboratories, Llc Phased array antenna beamformer
US6697642B1 (en) * 2000-07-19 2004-02-24 Texas Instruments Incorporated Wireless communications apparatus
US6380893B1 (en) * 2000-09-05 2002-04-30 Hughes Electronics Corporation Ground-based, wavefront-projection beamformer for a stratospheric communications platform
US6728554B1 (en) * 2000-09-11 2004-04-27 International Systems, Llc Wireless communication network
US6661375B2 (en) * 2001-02-15 2003-12-09 Roke Manor Research Limited Beam steering in sub-arrayed antennae
US6710742B1 (en) * 2001-10-23 2004-03-23 Kathrein-Werke Kg Active antenna roof top system and method

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014025907A (ja) * 2012-07-27 2014-02-06 Korea Institute Of Geoscience & Minaral Resources 非分極プローブ及びこれを含む試錐孔広帯域誘導分極検層器
KR101386024B1 (ko) 2013-08-06 2014-04-16 미래인더스트리(주) 실시간 데이터 검출이 가능한 압력 코어 샘플러
JP2017519130A (ja) * 2014-05-13 2017-07-13 バウアー マシーネン ゲーエムベーハー 水体の床の地盤試料を取得及び分析する水中掘削装置及び方法
US9909377B2 (en) 2014-05-13 2018-03-06 Bauer Maschinen Gmbh Underwater drilling device and method for procuring and analyzing ground samples of a bed of a body of water
JP2019529137A (ja) * 2016-09-23 2019-10-17 ヒルティ アクチエンゲゼルシャフト コアドリル用ビット
JP2019529138A (ja) * 2016-09-23 2019-10-17 ヒルティ アクチエンゲゼルシャフト コアドリル用ビット
US11097358B2 (en) 2016-09-23 2021-08-24 Hilti Aktiengesellschaft Core drill bit
US11504779B2 (en) 2016-09-23 2022-11-22 Hilti Aktiengesellschaft Core drill bit

Also Published As

Publication number Publication date
CA2381114A1 (en) 2002-11-09
EP1256818A2 (en) 2002-11-13
US20020167418A1 (en) 2002-11-14
CN1384272A (zh) 2002-12-11
CN100445515C (zh) 2008-12-24
CA2381114C (en) 2008-06-17
EP1256818A3 (en) 2004-04-14
EP1256818B1 (en) 2012-12-26
US6822579B2 (en) 2004-11-23
KR20020085795A (ko) 2002-11-16

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AU4587402A (en) Reservoir monitoring through modified casing joint

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