NL1015998C2 - Elektromagnetisch telemetriesysteem, voor meting-tijdens-het-boren, gebruikmakend van een vaste ontvanger onder in het boorgat. - Google Patents

Elektromagnetisch telemetriesysteem, voor meting-tijdens-het-boren, gebruikmakend van een vaste ontvanger onder in het boorgat. Download PDF

Info

Publication number
NL1015998C2
NL1015998C2 NL1015998A NL1015998A NL1015998C2 NL 1015998 C2 NL1015998 C2 NL 1015998C2 NL 1015998 A NL1015998 A NL 1015998A NL 1015998 A NL1015998 A NL 1015998A NL 1015998 C2 NL1015998 C2 NL 1015998C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
receiver
signal
tubular
tubular shape
electromagnetic
Prior art date
Application number
NL1015998A
Other languages
English (en)
Other versions
NL1015998A1 (nl
Inventor
Brian Clark
John E Edwards
John R Lovell
Original Assignee
Schlumberger Holdings
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schlumberger Holdings filed Critical Schlumberger Holdings
Publication of NL1015998A1 publication Critical patent/NL1015998A1/nl
Application granted granted Critical
Publication of NL1015998C2 publication Critical patent/NL1015998C2/nl

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/12Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
    • E21B47/13Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling by electromagnetic energy, e.g. radio frequency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)

Description

Korte aanduiding: Elektromagnetisch telemetriesysteem, voor meting- tijdens-het-boren, gebruikmakend van een vaste ontvanger onder in het' boorgat.
5 De uitvinding heeft betrekking op een telemetriesysteem voor onder in een boorgat.
De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor telemetrie onder in een boorgat.
In de gewone praktijk verzenden elektromagnetische 10 telemetriesystemen boor- en geologische gegevens vanaf instrumenten onder in het boorgat, zoals een meting-tijdens-het-boren (Measurement-While-Drilling, MWD) instrument, voor analyse naar een locatie aan het oppervlak. De boor- en geologische gegevens verschaffen gewoonlijk belangrijke informatie met betrekking tot potentiële problemen die 15 kunnen optreden tijdens werkzaamheden onder in het boorgat.
Bijvoorbeeld kunnen de gegevens die de omstandigheden onder in het boorgat karakteriseren de productie van water of zand aangeven, in welk geval onmiddellijke kennisgeving daarvan gewenst is teneinde correctieve actie te kunnen nemen. Dienovereenkomstig is het 20 belangrijk om deze gegevens van onder uit het boorgat aan het oppervlak op een nauwkeurige en snelle wijze te ontvangen teneinde een operationele reactie op potentiële problemen te optimaliseren.
Heden ten dage is elektromagnetische telemetrie in het algemeen beperkt tot boorinstallaties op het land voor ondiepe 25 boringen waar de formaties behoorlijk wat weerstand vertonen (d.i. van de orde van 10 ohm-m of meer). In een conventioneel elektromagnetisch telemetriesysteem omvat een MWD-instrument een zender om boor- en geologische gegevens naar een ontvanger te zenden, welke ontvanger typisch geplaatst is aan het oppervlak nabij de boorinstallatie. De 30 zender van het MWD-instrument zendt een laagfrequente elektromagnetische golf uit, typisch enkele tientallen Hz of minder. Voor een ondiepe formatie met een relatief hoge weerstand zal het huidige zendschema voldoende zijn voor het overbrengen van deze gegevens naar het oppervlak van de boorlocatie.
35 Bij een off-shore boring zal de elektromagnetische golf echter door honderden tot duizenden meters formaties gaan met lage 2 weerstand van ongeveer 1 ohm-m en dan door tientallen tot honderden meter zout water met een weerstand van ongeveer 0,2 ohm-m alvorens de ontvanger aan het oppervlak te bereiken. Onder het huidige elektromagnetische telemetrieschema is bij deze benadering de 5 verzwakking van de elektromagnetische golf echter te hoog om praktisch te zijn. Bovendien is de ontvanger, omdat hij geplaatst is aan het oppervlak van de boorlocatie, onderhevig aan sterke elektromagnetische ruis uit de omgeving van de boorkraan zelf, hetgeen de zaak verder compliceert.
10 GB 2299915 van K. Babour (overgedragen aan de huidige aanvrager) beschrijft een alternatieve benadering om de elektromagnetische ontvanger aan het oppervlak te plaatsen. Babour stelt voor om een elektromagnetische ontvanger te plaatsen op de standpijp of op het platform zelf. Zelfs in dergelijke gevallen kan 15 het ontvangen elektromagnetische signaal echter behoorlijk klein zijn vanwege een waarschijnlijk lage weerstand in die rotsformaties nabij de zeebodem, De werkwijze van Babour is aangepast in Amerikaans octrooi 6.018.501 van Smith et al om het ontvangen elektromagnetische signaal vanaf de zeebodem uit te zenden via een akoestische 20 heruitzending naar een oppervlakte-ontvanger. Europese octrooiaanvrage EP-A2-0945590 van Harisson stelt voor om het signaal te ontvangen langs een elektriciteitsbuis vanaf een mal op de zeebodem voor verzending naar het oppervlak.
Geen van deze voorgestelde technieken schenkt aandacht aan 25 het punt dat het oorspronkelijk ontvangen elektromagnetische signaal zwak is. Omdat het belangrijk is om de boor- en geologische gegevens nauwkeurig en snel te ontvangen aan het oppervlak om onmiddellijk correctieve actie te nemen voor problemen die kunnen optreden gedurende werkzaamheden onder in het boorgat zal een 30 elektromagnetische telemetriewerkwijze, welke steunt op ontvangers nabij of boven de zeebodem, met voldoende zijn om dat te bewerkstelligen tijdens het boren in diepere formaties.
De onderhavige uitvinding is gericht op het overwinnen van of tenminste reduceren van de effecten van één of meer van de boven 35 weergegeven problemen.
1 n 1 59 Qft 3
Volgens de uitvinding wordt daartoe een telemetriesysteem voor onder in een boorgat gekenmerkt door een eerste buisvorm geplaatst in het boorgat, welke eerste buisvorm een langwerpig lichaam heeft en tenminste een spleet omvat gevormd in een deel ervan, door 5 een tweede buisvorm geplaatst binnen de eerste buisvorm en door een ontvanger ingericht om een signaal te ontvangen, welke ontvanger is gemonteerd op het buitenoppervlak van de tweede buisvorm binnen de eerste buisvorm, zodanig dat de ontvanger is uitgelijnd met de tenminste ene spleet gevormd in de eerste buisvorm.
10 Een werkwijze voor telemetrie onder in een boorgat wordt daartoe gekenmerkt door het plaatsen van een eerste buisvorm in het boorgat, welke eerste buisvorm tenminste één spleet omvat gevormd in een deel ervan, door het plaatsen van een tweede buisvorm binnen de eerste buisvorm welke tweede buisvorm tenminste één ontvanger heeft 15 gemonteerd op het buitenoppervlak ervan, door het plaatsen van de tweede buisvorm binnen de eerste buisvorm, zodanig, dat de tenminste ene ontvanger is uitgelijnd met het van spleten voorziene deel van de eerste buisvorm en door het ontvangen van een signaal op de tenminste ene ontvanger.
20 De uitvinding zal nu nader worden beschreven aan de hand van de bijgevoegde tekeningen, waarin dezelfde referentiecijfers gelijke elementen aangeven en waarin:
Figuur 1 een boor- en elektromagnetisch telemetriesysteem toont overeenkomstig een uitvoeringsvorm van de onderhavige 25 uitvinding:
Figuur 2 een perspectivisch zijaanzicht toont van een buitenbehuizing met een aantal axiaal erin gevormde spleten overeenkomstig een uitvoeringsvorm;
Figuur 3 een dwarsdoorsnede toont van de buitenbehuizing 30 van figuur 2;
Figuur 4 een dwarsdoorsnede toont van een binnenbehuizing met een elektromagnetische ontvanger erop gemonteerd;
Figuur 5 een dwarsdoorsnede toont van de binnenbehuizing van figuur 4 geplaatst binnen de buitenbehuizing van figuur 2; 101 55 9 s 4
Figuur 6 een meer gedetailleerde weergave toont van een elektromagnetische ontvanger gemonteerd op de binnenbehuizing van figuur 4;
Figuur 7 een dwarsdoorsnede weergeeft van een volledige 5 configuratie onder in het boorgat, welke de binnen- en buitenbehuizingen omvat;
Figuur 8 een dwarsdoorsnede toont van de binnenbehuizing met de elektromagnetische ontvanger erop gemonteerd volgens een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding; 10 Figuur 9 een dwarsdoorsnede toont van de buitenbehuizing uitgevoerd met een aantal niet-axiale spleten erin gevormd volgens een andere uitvoeringsvorm;
Figuren 10A-C en 11 een dwarsdoorsnede tonen van de binnen-en buitengeleiders met de elektromagnetische ontvanger gemonteerd op 15 de buitenbehuizing en een inductieve koppelingsrangschikking voor het overdragen van signalen ontvangen van de elektromagnetische ontvanger;
Figuren 12 en 13 een meer gedetailleerd aanzicht tonen van de elektromagnetische ontvanger met de inductieve koppeli ngsrangschi kki ng; 20 Figuren 14A en B een dwarsdoorsnede weergeven van een buitenbehuizing met een geïsoleerde ruimte erin, gevormd overeenkomstig een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding;
Figuur 15 een meer gedetailleerd perspectief toont van de 25 geïsoleerde ruimte gevormd in de buitenbehuizing van figuur 14A; en
Figuur 16 een meer gedetailleerd perspectief weergeeft van de elektromagnetische ontvanger gemonteerd op de binnenbehuizing in een configuratie die geschikt is voor de rangschikking met geïsoleerde ruimte in de buitenbehuizing van figuur 14a.
30 Figuur 1 toont een elektromagnetisch telemetriesysteem 10 overeenkomstig een uitvoeringsvorm van de uitvinding. Het systeem 10 omvat een boorkraan 11 en een standpijp 12 welke zich uitstrekken vanaf het aardoppervlak. Volgens een uitvoeringsvorm wordt de boorkraan 11 off-shore ingezet en strekt zich uit vanaf een zeebodem. 35 De boorkraan 11 maakt een boorgat in de aarde en een buitenbehuizing Λ Π 1 RQ Q 8 5 14, in het algemeen bekend als een "buisvorm" ("tubular"), is geplaatst binnen het boorgat en daarin gecementeerd.
Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding omvat de buitenbehuizing 14 de van spleten voorziene sectie 15 waarin een 5 elektromagnetische ontvanger 16 is geplaatst. Een elektromagnetische zender 18 is ingezet nabij een MWD-instrument (niet getoond) welke boor- en geologische gegevens verzamelt betrekking hebbend op de boring. De elektromagnetische zender 18 verzendt de boor- en geologische gegevens via elektromagnetische golven, welke worden 10 ontvangen door de elektromagnetische ontvanger 16 via de van spleten voorziene sectie 15 van de buitenbehuizing 14. De ontvanger 16 zendt vervolgens de ontvangen boor- en geologische gegevens naar een locatie op afstand aan het oppervlak van de boorlocatie, waar die word verzameld en geanalyseerd.
15 Overeenkomstig een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding kan de elektromagnetische ontvanger 16 alternatief zijn gemonteerd op het buitenoppervlak van de buitenbehuizing 14 in tegenstelling tot plaatsing binnen de buitenbehuizing 14. In een andere uitvoeringsvorm kunnen de elektromagnetische ontvanger 16 en elektromagnetische zender 20 18 zijn geconfigureerd als zend-/ontvangers (d.i. zender/ontvanger) zodanig dat ze beiden kunnen zenden en ontvangen. Bijvoorbeeld als gegevens verzonden door de elektromagnetische zender 18 naar de elektromagnetische ontvanger 16 met een zwak signaal wordt verzonden kan de elektromagnetische ontvanger 16 in staat zijn om een instructie 25 naar beneden naar de zender 18 te zenden om zijn signaalsterkte te verhogen.
Nu wordt onder verwijzing naar figuur 2 een zijaanzicht van de buisvormige buitenbehuizing 14 getoond overeenkomstig een uitvoeringsvorm van de uitvinding. De buitenbehuizing 14 omvat een van 30 spleten voorzien station 20 met axiale spleten 22 die gesneden zijn door de buisvormige wand, waarbij elke axiale spleet 22 de buisvormige wand van de buitenbehuizing 14 volledig doordringt. Het doel van de axiale spleten 22 is om het mogelijk te maken dat de elektromagnetische straling zich voortplant door de buitenbehuizing 14 35 in een modus bekend als transversaal elektrische (TE) modus (d.i. om maximale passage van TE straling mogelijk te maken), terwijl 6 transversaal magnetische (TM) straling wordt geblokkeerd. Hydraulische isolatie tussen het binnenste en het buitenste van de buitenbehuizing 14 wordt verschaft door een isolerende structuur 24 welke een isolator 26 omvat gevormd in de vorm van een cilindrische buis of huls om het 5 van spleten voorziene station 20 in te kapselen. De isolator 26 kan over de spleten 22 worden geschoven met één of meer 0-ringen (niet getoond) welke een afdichting verschaffen met de buitenbehuizing 14. Er zal worden beseft dat de isolator 26 alternatief kan worden geplaatst binnen buitenbehuizing 14 in plaats van erbuiten indien 10 gewenst.
De isolator 26 is samengesteld uit een isolerend materiaal om de doorgang van elektromagnetische straling door de axiale spleten 22 van het van spleten voorziene station 20 mogelijk te maken. Overeenkomstig een uitvoeringsvorm kan het isolerende materiaal een 15 klasse van polyetherketonen of andere geschikte harsen omvatten.
Bijvoorbeeld fiberglasepoxy, PEK en PEEK zijn diëlektrische materialen of harsen die de passage van signaalenergie, omvattend elektromagnetische straling, mogelijk maken. Victrex USA, Ine. uit West Chester, PA vervaardigt een type isolerend materiaal genaamd 20 PEEK. Cytec Fiberite, Green Tweed en BASF brengen andere geschikte thermoplastische harsmaterialen op de markt. Een ander isolerend materiaal is tetragonale fase zirkoon keramiek (TZP) vervaardigd door Coors Ceramics of Golden, CO. Bepaalde typen isolerend materiaal zijn meer effectief afhankelijk van de verschillende typen toepassingen. 25 Bijvoorbeeld kan PEEK worden gebruikt voor toepassing met hoge
schokken en lage verschildrukken, terwijl TZP typisch hoge verschildrukken kan weerstaan maar lagere schokmveau's. PEEK
weerstaat hoge drukbelasting. Keramische materialen weerstaan typisch aanzienlijk hogere belastingen en worden gebruikt in toepassingen waar 30 schokken minimaal zijn.
Banden 28 ter bescherming tegen slijtage zijn gemonteerd op de buitenbehuizing 14 boven en onder de isolator 26. De slijtagebanden 28 beschermen de isolator 26 op zijn reis in het boorgat en houden de isolator 26 in positie over de axiale spleten 22. De si 1jtagebanden 28 35 kunnen zijn gemonteerd op de behuizing 14 overeenkomstig verschillende
<t η λ rn n Q
7 bekende werkwijzen volgens de stand der techniek zoals door puntlassen, het gebruik van vastzetelementen enz.
Figuur 3 toont de buitenbehuizing 14 in dwarsdoorsnede. De isolator 26 verschaft een drukbarrière voor het cementeren en voor de 5 latere productie van olie en gas. In een voorbeelduitvoeringsvorm kan voor een 12 1/4 duims boorgat de buitendiameter van de permanente behuizing 14 9 5/8 duim zijn. De buitendiameter van de isolator 26 kan 10 1/2 duim zijn en de buitendiameter van de slijtagebanden 28 kan 10 3/4 duim zijn. Natuurlijk zal worden beseft dat deze afmetingen 10 groter of kleiner kunnen zijn zonder buiten de uitvinding te treden.
Overeenkomstig de weergegeven uitvoeringsvorm is het van spleten voorziene station 20 geconfigureerd met meerdere spleten 22 die door de buitenbehuizing 14 heen gaan, waarbij elke spleet 24 duim lang en 1/4 duim breed is. Er zal echter worden beseft dat het van 15 spleten voorziene station 20 kan worden uitgevoerd met zo weinig als één spleet 22. Er dient echter te worden opgemerkt, dat als het aantal spleten 22 toeneemt de structurele integriteit van de buitenbehuizing 14 zou kunnen afnemen. Bovendien, hoe langer de axiale spleten 22 in lengte zijn des te minder is de verzwakking van TE straling. Het 20 verhogen van het aantal axiale spleten 22 reduceert ook de verzwakking van TE straling. Natuurlijk zou men gemakkelijk herkennen dat verhogen van de lengte van de spleten 22 zowel als het aantal spleten 22 verder van negatieve invloed kan zijn op de structurele integriteit van de buitenbehuizing 14. Dienovereenkomstig dient een evenwicht te worden 25 gerealiseerd tussen de structurele integriteit van de buitenbehuizing 14 en de minimale mate van verzwakking van TE straling veroorzaakt als gevolg van de lengte en het aantal spleten 22.
Figuur 4 toont nu een dwarsdoorsnede van een tijdelijke binnenbehuizing 30, welke geplaatst is binnen de buitenbehuizing 14. 30 Overeenkomstig een uitvoeringsvorm kan de buitendiameter van de binnenbehuizing 30 7 duim zijn waarbij de buitenbehuizing 14 een buitendiameter heeft van bijvoorbeeld 9 5/8 duim. Natuurlijk zal worden beseft dat de diameters van de buitenbehuizing 14 en de binnenbehuizing 30 groter of kleiner kunnen zijn dan de genoemde 35 afmetingen zonder te treden buiten de uitvinding.
.... r, =; , 8
De binnenbehuizing 30 strekt zich uit van de van spleten voorziene sectie 15 van de buitenbehuizing 14 naar het oppervlak van de boorlocatie. Volgens de weergegeven uitvoeringsvorm is een elektromagnetische ontvanger 16 onder in het boorgat gemonteerd op het 5 buitenoppervlak van de binnenbehuizing 30 welke elektronica voor onder in het boorgat kan omvatten zoals impedantie-aanpassingsschakelingen, versterkers, filters, pulsvormers en kabelstuurtrappen om de ontvangen signalen van de elektromagnetische golven te versterken, te filteren en te vormen.
10 Volgens een uitvoeringsvorm is de elektromagnetische ontvanger 16 gekoppeld aan een draadleiding 32 die langs het buitenoppervlak van de binnenbehuizing 30 loopt en zich uitstrekt tot het oppervlak van de boorlocatie. Overeenkomstig een uitvoeringsvorm kan de draadleiding 32 wisselspanmngs- of ge 1 ijkspanningsvermogen aan 15 de elektromagnetische ontvanger 16 verschaffen zowel als de transmissie mogelijk maken van gegevenssignalen van de elektromagnetische ontvanger 16 naar het oppervlak van de boorlocatie en vice-versa. In deze specifieke uitvoeringsvorm kan de draadleiding 32 onder gebruikmaking van riemen 34 of andere geschikte middelen 20 zoals bekend in deze techniek ongeveer elke 30 voet zijn aangesnoerd tegen de binnenbehuizing 30.
Figuur 5 toont een dwarsdoorsnede van de binnenbehuizing 30 geplaatst binnen de buitenbehuizing 14. Overeenkomstig de weergegeven uitvoeringsvorm is de elektromagnetische ontvanger 16 voor onder in 25 het boorgat, gemonteerd op de binnenbehuizing 30, geplaatst onder de axiale spleten 22 in de behuizing 14 met behulp van in elkaar grijpende mechanieken (niet getoond) die uitlijning verzekeren tussen de elektromagnetische ontvanger 16 en de spleten 22 om de passage van de elektromagnetische golven naar de elektromagnetische ontvanger 16 30 te vergemakkelijken.
Figuur 6 toont een dwarsdoorsnede van de elektromagnetische ontvanger 16 voor onder in het boorgat gemonteerd op de binnenbehuizing 30. De elektromagnetische ontvanger 16 omvat een spoel 34 met meer windingen ingebed in een isolator 36. Aan elk einde van de 35 isolator 36 is een metalen centreereenheid 38, welke dient om de isolator 36 te beschermen. Elektronica 42 voor onder in het boorgat, 1 01 5998 9 zoals impedantie-aanpassi ngsschakeli ngen, versterkers, filters, pulsvormers en kabelstuurtrappen zijn ook gekoppeld aan het buitenoppervlak van de binnenbehuizing 30. De elektronica 42 voor onder in het boorgat voert signaalbewerking uit en versterking voor 5 het verzenden van gegevens naar het oppervlak via de draadleiding 32. Er zal worden beseft dat de elektronica 42, gebruikt voor signaalbewerking en versterking, welbekend is aan de vakman. Dienovereenkomstig worden de specifieke schakelingen om een dergelijke bewerking en versterking van signalen te bewerkstelligen hierin niet 10 beschreven teneinde onnodige verdoezeling van de uitvinding te voorkomen.
Overeenkomstig een uitvoeringsvorm wordt een laag fiberg!as-epoxy aangebracht op het buitenoppervlak van de binnenbehuizing 30 en uitgehard. De spoel 34 wordt dan over de 15 fiberglas-epoxylaag gewonden rond het buitenoppervlak van de binnenbehuizing 30. Een tweede laag fiberglas-epoxy wordt dan aangebracht en uitgehard. Vervolgens kan een laag rubber over het samenstel worden gegoten om een drukvaste waterafsluiting te verschaffen. Bovendien kan een afscherming zoals beschreven in 20 Amerikaans octrooi 4.949.045 (overgedragen aan de huidige aanvrager) gemonteerd zijn over de spoel 34 om additionele mechanische bescherming aan het samenstel te verschaffen.
Figuur 7 toont een dwarsdoorsnede welke de volledige configuratie onder in het boorgat toont inclusief de buitenbehuizing 25 14, de tijdelijke binnenbehuizing 30, een boorpijp 44, een boorkop 46 en de elektromagnetische zender 18. Volgens een uitvoeringsvorm zend de elektromagnetische zender 18 een TE golf uit welke zich voortplant naar de van spleten voorziene sectie 15 van de buitenbehuizing 14. Een deel van de TE golf doordringt de buitenbehuizing 14 via de axiale 30 spleet/spleten 22 die daarin zijn gevormd en wordt gedetecteerd door de elektromagnetische ontvanger 16 voor onder in het boorgat welke zich bevindt binnen de buitenbehuizing 14. Na versterking en bewerking door de elektronica 42 onder in het boorgat worden de gegevens die zijn ontvangen door elektromagnetische ontvanger 16 verzonden naar het 35 oppervlak via de draadleiding 32, welke langs het buitenoppervlak van de binnenbehuizing 30 loopt.
10
Figuur 8 toont een dwarsdoorsnede van de binnenbehuizing 30 welke is geconfigureerd overeenkomstig een andere uitvoeringsvorm. Onder bepaalde omstandigheden kan het hetzij niet praktisch hetzij niet mogelijk zijn om de draadleiding 32 van de elektromagnetische 5 ontvanger 16 naar het oppervlak van de boorlocatie te laten lopen zoals voorzien in de voorgaande uitvoeringsvormen. Derhalve kan volgens deze alternatieve uitvoeringsvorm de binnenbehuizing 30 zijn uitgevoerd met een buitenlaag van isolerend materiaal 50, zoals bijvoorbeeld fiberglas-epoxy, aangebracht op het buitenoppervlak van 10 de binnenbehuizing 30. Er zal worden beseft, dat in plaats van fiberglas-epoxy andere isolerende materialen kunnen worden gebruikt om het buitenoppervlak van de binnenbehuizing 30 te coaten.
Dienovereenkomstig werken de binnenbehuizing 30 en buitenbehuizing 14 als een coaxiale leiding, waarbij de 15 binnenbehuizing 30 werkt als de binnenste geleider en de buitenbehuizing 14 werkt als de buitenste geleider. De centreerelementen 38 (getoond in figuur 6) die zich bevinden tussen de binnenbehuizing 30 en de buitenbehuizing 14 zijn ook bedekt met het isolerende materiaal 50. Er zal worden beseft dat de 20 elektromagnetische transmi ssi ekarakteri stl eken van een paar geïsoleerde concentrische buisvormen worden verbeterd als de ringvormige vloeistof tussen hen met geleidend is, zoals bijvoorbeeld olie of op synthetisch materiaal gebaseerde vloeistof. Bovendien zal worden beseft dat een tweede antenne (niet getoond) nodig kan zijn om 25 signalen op het coaxiale systeem te sturen. Een pakket batterijen 52 kan in deze configuratie ook zijn voorzien om vermogen te verschaffen aan de elektronica 42 onder in het boorgat welke aanwezig is binnen de elektromagnetische ontvanger 16.
In de tot nu toe beschreven uitvoenngsvoorbeelden hebben 30 de spleten 22 op de buitenbehuizing 14 een axiale (d.i. met schuine) oriëntatie gehad teneinde de opwekking en ontvangst van TE golven te maximaliseren. In bepaalde toepassingen echter kan het wenselijk zijn om TM golven op te wekken eerder dan TE golven. TM golven verschaffen typisch additionele informatie die kan worden gebruikt om de formatie 35 rond de buitenbehuizing 14 te bewaken.
11
Figuur 9 toont een configuratie voor het opwekken en ontvangen van TM golven met niet-axiale (d.i. schuine) spleten 22 gevormd in de buitenbehuizing 14. In deze specifieke configuratie wordt dezelfde antenne (niet getoond) van de elektromagnetische 5 ontvanger 16 ook gebruikt die werd gebruikt voor het opwekken en ontvangen van TE golven. Eenvoudigheidshalve en ten behoeve van het weergeven van de onderhavige uitvinding refereert de volgende analyse aan het geval waarin de elektromagnetische ontvanger 16 uitzendt. Echter vanwege het principe van reciprociteit zijn de resultaten 10 eveneens geldig voor het geval waarin de elektromagnetische ontvanger 16 ontvangt.
Binnen de behuizing produceert de antenne van de elektromagnetische ontvanger 16 een TE veld dat een axiaal magnetisch veld (ΒΙ-ax) heeft aan het binnenoppervlak van de buitenbehuizing 14. 15 Dit magnetische veld kan worden uitgedrukt als de vectorsom van een magnetisch veld evenwijdig aan de spleet (BI-spleet) en een magnetisch veld loodrecht op de spleet (ΒΙ-loodrecht). Als de hoek tussen de spleet 22 en de behuizing 14 Φ is dan geldt BI-spleet=BI-ax cos(O). Deze component is licht verzwakt door de spleet 22 maar produceert een 20 extern magnetisch veld BO-spleet=a BI-spleet, waarbij α de schaal factor is. Dit externe veld kan worden ontleed in externe magnetische velden evenwijdig aan de as van de buitenbehuizing 14 (BO-ax) en transversaal erop (BO-tran), waarin BO-ax=BO-spleet cos(<t>) en BO-tran=BO-spleet sin(<D). Dit axiale magnetische veld is 25 geassocieerd met een TE veld extern aan de behuizing 14, terwijl het transversale magnetische veld is geassocieerd met een TM golf. Derhalve: B0-tran=a/2 ΒΙ-ax sin (2Φ) en B0-ax=a ΒΙ-ax cos2^)
Het transversale magnetische veld is maximaal bij Φ=45°, 30 waar de twee componenten ook gelijk in grootte zijn, en is nul bij Φ=0° en 90°.
Het axiale magnetische veld produceert TE straling, terwijl het transversale magnetische veld TM straling produceert. Teneinde de gewenste TM-veldgolf te laten passeren en de ongewenste componenten te 35 verzwakken dient het van spleten voorziene station 20 tenminste één spleet 22 met helling te hebben, welke een helling heeft met een hoek 12 Φ ten opzichte van de as van de buitenbehuizing 14. Als er meerdere spleten 22 zijn (zoals weergegeven in figuur 9) met dezelfde hoek Φ dan tellen de axiale componenten op tot een effectieve verticale magnetische dipool en de transversale componenten tellen op tot een 5 aximutale magnetische bron equivalent met een verticale elektrische dipool.
Omdat zowel TE als TM straling aanwezig zijn zal TM straling in het algemeen geleid worden langs de buitenbehuizing 14 en minder worden verzwakt dat de TE straling, resulterend in een groter 10 signaal op de elektromagnetische ontvanger 16 binnen het station 20 met hellende spleten. Derhalve kunnen TM veldgolven worden geproduceerd door een axiale antenne van de elektromagnetische ontvanger 16 binnen het station 20 met hellende spleten uit te lijnen. Er zal worden beseft dat de uitvinding ook effectief is met de antenne 15 16 geplaatst binnen de buitenbehuizing 14 met de as onder een hoek met betrekking tot de as van de buitenbehuizing 14.
Het van spleten voorziene station 20 of de antenne van de elektromagnetische ontvanger 16 kan worden geconstrueerd om de hel 1ingshoek van de magnetische dipool met betrekking tot de axiale 20 richting te veranderen. Combinaties van hellende en axiale spleten 22 van verschillende lengte, oriëntatie, symmetrie en onderlinge afstand kunnen worden gevormd op de wand van de buitenbehuizing 14. De hellende spleten 14 kunnen gelijke of variërende hel 1ingshoeken hebben met betrekking tot de behuizing 14. De spleten 22 kunnen ook gesneden 25 zijn in een gekromd patroon (in plaats van recht) binnen de wand van de buitenbehuizing 14. Er zal worden beseft door de vakman die het voordeel heeft van deze beschrijving dat andere modificaties kunnen worden toegepast om de efficiëntie van het van spleten voorziene station 20 te verhogen.
30 In de voorheen beschreven uitvoeringsvormen is de elektromagnetische ontvanger 16 gemonteerd op het buitenoppervlak van de binnenbehuizing 30 en worden de elektromagnetische golven (zowel TE als TM) gevoerd door hetzij de axiale hetzij de met-axiale spleten 22 in de wand van de buitenbehuizing 14. Terwijl deze configuratie 35 bescherming verschaft aan de elektromagnetische ontvanger 16, daar deze zich bevindt binnen de buitenbehuizing 14, kan het de structurele i Π 'uQQÖ 13 integriteit van de wand van de buitenbehuizing 14 nadelig beïnvloeden. Dat is, meer spleten 22 en/of toename in de afmeting van de spleten 22 kunnen ongewenste verslechtering van de structurele integriteit van de buitenbehuizing 14 veroorzaken.
5 In figuur 10A is een alternatief monteringsplan voor elektromagnetische ontvanger 16 getoond overeenkomstig een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding. In deze alternatieve uitvoeringsvorm kan de elektromagnetische ontvanger 16 permanent zijn gemonteerd op het buitenoppervlak van de buitenbehuizing 14 in 10 tegenstelling tot de montage op de binnenbehuizing 30. Figuur 11 toont de volledige configuratie onder in het boorgat met de elektromagnetische ontvanger 16 gemonteerd op de buitenbehuizing 30.
Figuren 10A en 10B tonen een inductieve koppelinrichting 60 welke is voorzien op het buitenoppervlak van de buitenbehuizing 14 die 15 signalen overbrengt welke zijn ontvangen door de elektromagnetische ontvanger 16 naar de draadleiding 32, welke langs het buitenoppervlak van de binnenbehuizing 30 naar het oppervlak van de boorlocatie loopt. De binnenbehuizing 30 heeft een bijpassende inductieve koppelinrichting 62 bevestigd aan het buitenoppervlak ervan om de 20 signalen van de elektromagnetische ontvanger 16 te ontvangen via de inductieve koppelinrichting 60 gemonteerd op het oppervlak van de buitenbehuizing 14. De bijpassende inductieve koppelinrichting 62 op het oppervlak van de binnenbehuizing 30 is gekoppeld aan de draadleiding 32 voor het overdragen van de signalen ontvangen van de 25 elektromagnetische ontvanger 16 gemonteerd op de buitenbehuizing 14. In een alternatieve uitvoeringsvorm kunnen signalen ontvangen van de draadleiding 32 worden overgedragen aan de elektromagnetische ontvanger 16 via de koppel inrichtingen 60, 62 (d.i. in omgekeerde richting).
30 Als de inductieve koppel inrichtingen 60, 62 worden gebruikt voor het verzenden van de signalen van de elektromagnetische ontvanger 16 naar de draadleiding 32 is het belangrijk dat de twee inductieve koppel inrichtingen 60 en 62 op elkaar zijn aangepast (d.i. zijn geplaatst in eikaars onmiddellijke nabijheid) als de binnenbehuizing 35 30 is geplaatst binnen de buitenbehuizing 14. In een uitvoeringsvorm kan de juiste diepte en azimutale plaatsing ten opzichte van elkaar 14 van deze inductieve koppel inrichtingen 60, 62 worden bereikt met een mechanische plaatsmgsinrichting. Bijvoorbeeld kan een aankoppel stomp (niet getoond) in de buitenbehuizing 14 met een binnenoppervlak met een intern of negatief profiel worden opgezocht door de 5 binnenbehuizing 30 waarvan het binnenoppervlak een overeenkomstig extern of positief profiel heeft. Het gebruik van deze positieve en negatieve profielen zou de hydraulische integriteit van zowel de buitenbehuizing 14 als de binnenbehuizing 30 in stand houden. Het gebruik van mechanische plaatsingsinrichtingen kan ook worden 10 gecombineerd met een derde compleet makend element zoals een grijperset (niet getoond) in de buitenbehuizing 14 met een afsluitende opening voorzien voor de binnenbehuizing 30.
De binnenbehuizing 30 is excentrisch geplaatst binnen de buitenbehuizing 14 zodat de inductieve koppel inrichting 62 van de 15 binnenbehuizing 30 en de inductieve koppel inrichting 60 op de buitenbehuizing 30 dicht bij elkaar zijn. Derhalve is een juiste positionering van de binnenbehuizing 30 binnen de buitenbehuizing 14 belangrijk om een goede efficiëntie in de inductieve koppeling te bereiken. Juiste positionering kan worden bereikt onder gebruikmaking 20 van bijvoorbeeld een stekel en slofmechanisme ("stinger and landing shoe mechanism", niet getoond) met een excentermechanisme.
Overeenkomstig een uitvoeringsvorm hebben de inductieve koppelinrichtingen 60, 62 "U"-vorm kernen gemaakt van ferriet. Typisch is er een ruimte tussen de inductieve koppeli nri chti ngen 60, 62 in de 25 buiten- en binnenbehuizing 14, 30 zodat de koppeling niet 100¾ efficiënt zal zijn. Om de koppeleffici ënti e van de inductieve koppel inrichtingen 60, 62 te verbeteren en de effecten van onjuiste uitlijning van de poolschoenen te verminderen is het wenselijk dat de poolschoenen van de inductieve koppel i nri chti ngen 60, 62 een zo groot 30 mogelijk oppervlak hebben,
Figuur 10C toont een schakeling, welke is aangebracht voor de inductorrangschikking van koppelmnchtingen 60, 62 en een zendantenne. Aan de zijde van de binnenbehuizing is de stroom I2 en de spanning V, terwijl aan de zijde van de buitenbehuizing de stroom I2 en 35 de spanning V2 is. De wederzijdse inductie is M en de zeif-inductie van elke helft is L. De inductieve rangschikking van koppeli nri chtingen 15 60, 62 is symmetrisch met hetzelfde aantal windingen op iedere helft. Met de richting van I2 gedefinieerd in de figuur zijn de spanningen en stromen gerelateerd door VrjcoLIi+jcoM^ en V^jcaMIi+jcoLI^ De antenne-impedantie is primair inductief (LA) met een klein resistief gedeelte 5 (Ra), Za=Ra +jcoLA. Typisch is de inductieve impedantie ongeveer 100 ohm, terwijl de resistieve impedantie ongeveer 1 ohm is. Een afstemcondensator (C) kan worden gebruikt om de antenne-inductantie op te heffen hetgeen aan de zijde van de buitenbehuizing een impedantie geeft van Z2=RA+jooLA-j/caC ~ RA. De verhouding van de stroom geleverd 10 aan de antenne ten opzichte van de stroom die de inductieve koppel inrichtingen aandrijft is 12/Ii = -jcoM/( jcoL+RA+jcoLA-j/coC). De inductieve koppel inrichting heeft veel windingen en een kern met een hoge permeabiliteit, zodat L»LA en g)L»>Ra. In goede benadering geldt I2/Ir~-M/L.
15 Uit deze berekening kunnen twee waarnemingen worden gerealiseerd. Ten eerste geldt voor de perfecte inductieve koppelinrichting M=L en de stroom wordt niet verzwakt. Echter zal in feitelijke inductieve koppel inrichtingen de ruimte tussen de pool schoenen resulteren in verlies van magnetische flux en daarom 20 geldt M<L. Met redelijke toleranties in de afmetingen zou men verwachten M/L-0,5-0,8 of 2-6dB indrukverlies. Ten tweede zou het mogelijk moeten zijn om de zender af te stemmen met de afstemcondensator geplaatst op de schakeling aan de zijde ervan nabij de buitenbehuizing. Veranderingen in M zullen de afstemvoorwaarden 25 niet beïnvloeden: co2LAC=l. Andere afstemelementen (N:1 transformatoren, additionele condensatoren, enz.) kunnen worden geplaatst in de binnenbehuizing 30.
Figuur 12 toont een dwarsdoorsnede van de elektromagnetische ontvanger 16 voor onder in het boorgat gemonteerd 30 op het buitenoppervlak van de buitenbehuizing 14. In deze specifieke uitvoeringsvorm is de elektromagnetische ontvanger 16 geconfigureerd om TE golven te detecteren. De elektromagnetische ontvanger 16 omvat een spoel 34 met meer windingen ingebed in een isolator 26. Aan elke einde van de isolator 26 is een slijtageband 28 welke dient om de 35 isolator 26 te beschermen op de reis in de boorput. Volgens een uitvoeringsvorm is een laag fiberglas-epoxy aangebracht op het 16 buitenoppervlak van de binnenbehuizing 30 en uitgehard. De spoel 34 wordt dan gewonden over de f i bergl as-epoxyl aag rond het buitenoppervlak van de binnenbehuizing 30. Een tweede laag fi berglas -epoxy wordt dan aangebracht en uitgehard. Tenslotte kan een laag 5 rubber worden gegoten over het samenstel om een drukvaste waterafscherming te verschaffen.
De inductieve koppel inrichting 60 is gemonteerd op de buitenbehuizing 14 en is gekoppeld aan de elektromagnetische ontvanger 16. De complementerende inductieve koppel inrichting 62 is gemonteerd 10 op de binnenbehuizing 30 en is verbonden met de draadleiding 32. Als de inductieve koppelinrichtingen 60 en 62 op elkaar zijn aangepast worden de signalen, ontvangen via de elektromagnetische ontvanger 16, dan via de draadleiding 32 gezonden naar het oppervlak van de boorinstallatie.
15 Figuur 13 toont een dwarsdoorsnede van de elektromagnetische ontvanger 16 voor onder in het boorgat gemonteerd op de buitenbehuizing 14 overeenkomstig een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding. In deze specifieke uitvoeringsvorm is de elektromagnetische ontvanger 16 geconfigureerd om TM golven van de 20 elektromagnetische zender 18 te ontvangen in tegenstelling tot TE golven (zoals besproken in de configuratie getoond in figuur 12). De elektromagnetische ontvanger 16, gemonteerd op de buitenbehuizing 14, omvat een toroide 64 gemonteerd tussen slijtagebanden 28. De slijtagebanden 28 dienen om de toroide 64, in het bijzonder tijdens 25 het maken van de reis in de boorput, te beschermen. Additionele bescherming voor de toroide 64 wordt verschaft door een afscherming 66 die gekoppeld is aan één van de slijtagebanden 28. Een ruimte 68 is aanwezig tussen één van de slijtagebanden 28 en de afscherming 66 om doorgang mogelijk te maken voor de TM golven naar de toroide 64.
30 Evenals bij de rangschikking volgens figuur 12 is de inductieve koppelinrichting 60 gemonteerd op de buitenbehuizing 14 en gekoppeld aan de elektromagnetische ontvanger 16. De complementerende inductieve koppelinrichting 62 is gemonteerd op de binnenbehuizing 30 en is verbonden met de draadleiding 32. Als de inductieve 35 koppelinrichtingen 60 en 62 op elkaar zijn afgestemd worden de 17 signalen, ontvangen via de toroïde 64, via de draadleiding 32 naar het oppervlak van de boorinstallatie verzonden.
Overeenkomstig een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding zal worden beseft dat natte-steekconnectoren kunnen worden gebruikt in 5 plaats van de inductieve koppel inrichtingen 60, 62 zoals bovenbeschreven. En overeenkomstig nog een andere uitvoeringsvorm kan, in tegenstelling tot de directe koppeling van de inductieve koppelinrichting 62 van de binnenbehuizing 30 aan de draadleiding 32, het buitenoppervlak van de binnenbehuizing 30 worden bedekt met een 10 isolerend materiaal en zelf worden gebruikt als de draad naar het oppervlak van de boorinstallatie. Overeenkomstig een uitvoeringsvorm kan het isolerend materiaal bijvoorbeeld fiberglas-epoxy zijn. De elektromagnetische transmissiekarakteristieken van een paar geïsoleerde concentrische buisvormen wordt typisch verbeterd als de 15 ringvormige vloeistof tussen hen niet geleidend is, zoals olie of een op synthetisch materiaal gebaseerde vloeistof.
Figuur 14A toont een rangschikking onder in het boorgat overeenkomstig een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding. In deze specifieke uitvoeringsvorm omvat de wand van de buitenbehuizing 30 een 20 geïsoleerde ruimte 72 teneinde stroom op de binnengei eiders te focusseren. De binnenbehuizing 30 is elektrisch verbonden met de buitenbehuizing 14 via een veerbelaste inrichting 76 (getoond in figuur 14B) die kan worden teruggetrokken als de binnenbehuizing 30 moet worden teruggetrokken uit de buitenbehuizing 14. Er zal echter 25 worden beseft dat andere typen van terugtrekinrichtingen in plaats van de veerbelaste inrichting 76 kunnen worden gebruikt om de binnenbehuizing 30 elektrisch te koppelen met de buitenbehuizing 14.
Onder de elektrische verbinding verschaft door de veerbelaste inrichting 76 is een toroïde 64 welke is gemonteerd op de 30 binnenbehuizing 30. De toroïde 64 wordt gebruikt om de axiale stroom te meten die langs de binnenbehuizing 30 loopt. Een dergelijke stroom zal terugkeren langs de behuizing 30 en terugkeren naar de boorpijp 44. De terugkerende stroom kan zijn door de modder als die geleidend is zowel als over contactpunten tussen de boorpijp 44 en de 35 buitenbehuizing 14.
i· } I 1 *% -·' 4 & H. 8 't** tax v · :· 18
Figuur 15 toont een gedetailleerd perspectief voor de geïsoleerde ruimte 72 in de wand van de buitenbehuizing 14. Een groef scheidt twee delen van de buitenbehuizing en de groef is gecoat met het ene of andere geschikte isolerende materiaal. Volgens een 5 uitvoeringsvorm kan het isolerende materiaal bijvoorbeeld een plasma-gespoten laag aluminium of zirkoon omvatten. Om adequate isolatie te verzekeren verschaft door de isolerende ruimte 72 kan de plasma gespoten laag zelf gecoat zijn met een epoxy of isolerend polymeer om poriën binnen de plasma-gespoten coating af te sluiten.
10 Figuur 16 toont een meer gedetailleerde weergave van de elektromagnetische ontvanger 16 die is gemonteerd op het buitenoppervlak van de bmnenbehuizing 30. De binnenbehuizing 30 wordt op zijn plaats gehouden met behulp van twee centreerelementen 38, welke gepositioneerd zijn boven en onder de ontvangsttoroide 64. De 15 functie van de centreerelementen 38 is om de toroide 64 te beschermen terwijl de binnenbehuizing 30 wordt geplaatst in de buitenbehuizing 14. Bovendien fungeert het bovenste centreerelement 38 als een stroompad van de buitenbehuizing 14 naar de binnenbehuizing 30. Stroom kan de binnenbehuizing 30 verlaten via het lagere centreerelement 38 20 maar dit zal het signaal op de toroide 64 niet significant beïnvloeden. Overeenkomstig een uitvoeringsvorm zou het grootste signaal worden verkregen als de bovenste centreerelement 38 enigszins boven de geïsoleerde ruimte 72 werd geplaatst in de wand van de buitenbehuizing 14 en het lagere centreerelement 38 werd geplaatst 25 enigszins boven de geïsoleerde ruimte 72.
De bovenbeschreven specifieke uitvoeringsvormen zijn slechts ter illustratie en de uitvinding kan worden gewijzigd en in praktijk gebracht in verschillende maar equivalente wijzen die duidelijk zijn aan de vakman die het voordeel heeft van de hierin 30 beschreven leer. Bovendien worden geen beperkingen opgelegd aan de constructie- of ontwerpdetails die hierin zijn getoond anders dan beschreven in de hierna volgende conclusies. Het is daarom duidelijk dat de specifieke bovenbeschreven uitvoeringsvormen kunnen worden gewijzigd of gemodificeerd en al dergelijke variaties worden beschouwd 35 binnen de omvang van de uitvinding te liggen zoals uiteengezet in de aangehechte conclusies.

Claims (18)

1. Telemetriesysteem voor onder in een boorgat gekenmerkt door een eerste buisvorm geplaatst binnen het boorgat, welke eerste 5 buisvorm een langwerpig lichaam heeft en tenminste een spleet omvat gevormd in een deel ervan, een tweede buisvorm geplaatst binnen de eerste buisvorm en een ontvanger ingericht om een signaal te ontvangen, welke ontvanger is gemonteerd op het buitenoppervlak van de tweede buisvorm binnen de eerste buisvorm, zodanig dat de ontvanger is 10 uitgelijnd met de tenminste ene spleet gevormd in de eerste buisvorm.
2. Systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het van spleten voorziene deel van de eerste buisvorm een isolatiehuls omvat gemonteerd rond het buitenoppervlak van de eerste buisvorm, welke isolatiehuls hydraulische isolatie verschaft bij de tenminste ene 15 spleet.
3. Systeem volgens conclusie 1 gekenmerkt door een draadleiding gekoppeld aan de ontvanger en bevestigd aan het buitenoppervlak van de tweede buisvorm, welke draadleiding geschikt is om het te ontvangen signaal van de ontvanger naar een verderaf gelegen 20 locatie te vervoeren.
4. Systeem volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het door de ontvanger te ontvangen signaal een elektromagnetisch signaal is.
5. Systeem volgens één der voorgaande conclusies, met het 25 kenmerk, dat de ontvanger een spoel met één of meer windingen omvat voor het ontvangen van het signaal.
6. Systeem volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het systeem een zender omvat, welke zender is ingericht voor het verzenden van het door de ontvanger te ontvangen signaal.
7. Systeem volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de tweede buisvorm een buitenzijde omvat, welke buitenzijde een isolerend materiaal omvat, waarbij de tweede buisvorm is ingericht voor het voor het vervoeren van het door de ontvanger te ontvangen signaal naar een op verderaf gelegen locatie.
8. Systeem volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de in de eerste buisvorm gevormde ten minste ene spleet n * 3.· is gelegen onder een hoek ten opzichte van een longitudinale as van de eerste buisvorm.
9. Systeem volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de ontvanger een zendontvanger-eenheid omvat, welke 5 zendontvanger-eenheid is ingericht voor het ontvangen en zenden van de door de ontvanger te ontvangen signalen.
10. Systeem volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het systeem verder één of meer inductieve koppel inrichtingen omvat, welke inductieve koppel inrichtingen zijn 10 ingericht voor het ontvangen en zenden van elektromagnetische signalen.
11. Systeem volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de één of meer inductieve koppel inrichtingen zijn geplaatst op ten minste één van de eerste en tweede buisvorm.
12. Systeem volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de één of meer inductieve koppel inrichtingen zijn geplaatst op de eerste buisvorm en op de tweede buisvorm.
13. Systeem volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de één of meer inductieve koppel inrichtingen zodanig zijn geplaatst dat in 20 gebruik de op de eerste buisvorm geplaatste één of meer koppel inrichtingen zich in de nabijheid van de op de tweede buisvorm geplaatste één of meer koppelinrichtingen.
14. Werkwijze voor telemetrie onder in een boorgat, gekenmerkt door het plaatsen van een eerste buisvorm binnen het boorgat, welke 25 eerste buisvorm tenminste één spleet omvat gevormd in een deel ervan, het plaatsen van een tweede buisvorm binnen de eerste buisvorm, welke tweede buisvorm tenminste één ontvanger heeft gemonteerd op het buitenoppervlak ervan, het plaatsen van de tweede buisvorm binnen de eerste buisvorm, zodanig dat de tenminste ene ontvanger is uitgelijnd 30 met het van spleten voorziene deel van de eerste buisvorm en het ontvangen van een signaal op de tenminste ene ontvanger.
15. Werkwijze volgens conclusie 14, gekenmerkt door het koppelen van een draadlei ding aan de ontvanger, het vastmaken van de draadleiding aan het buitenoppervlak van de tweede buisvorm en het 35 overdragen van het ontvangen signaal van de ontvanger naar een verderaf gelegen locatie via de draadleiding. λ Λ Λ a λ.
16. Werkwijze volgens één der conclusies 14-15, met het kenmerk, dat het op de ten minste ene ontvanger ontvangen signaal een elektromagnetisch signaal is.
17. Werkwijze volgens één der conclusies 14-16, gekenmerkt door 5 een verdere stap van het door middel van een zender zenden van het door de ten minste ene ontvanger ontvangen signaal.
18. Werkwijze volgens één der conclusies 14-17, met het kenmerk, dat de tweede buisvorm een buitenzijde omvat, welke buitenzijde een isolerend materiaal omvat, verder omvattende de stap 10 van het met de tweede buisvorm vervoeren van het door de ontvanger te ontvangen signaal. / -d V··· *·'· '. .£·.
NL1015998A 1999-08-30 2000-08-23 Elektromagnetisch telemetriesysteem, voor meting-tijdens-het-boren, gebruikmakend van een vaste ontvanger onder in het boorgat. NL1015998C2 (nl)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15153299P 1999-08-30 1999-08-30
US15153299 1999-08-30
US63921000 2000-08-15
US09/639,210 US6727827B1 (en) 1999-08-30 2000-08-15 Measurement while drilling electromagnetic telemetry system using a fixed downhole receiver

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NL1015998A1 NL1015998A1 (nl) 2001-03-01
NL1015998C2 true NL1015998C2 (nl) 2003-04-09

Family

ID=26848723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1015998A NL1015998C2 (nl) 1999-08-30 2000-08-23 Elektromagnetisch telemetriesysteem, voor meting-tijdens-het-boren, gebruikmakend van een vaste ontvanger onder in het boorgat.

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6727827B1 (nl)
GB (1) GB2360532B (nl)
NL (1) NL1015998C2 (nl)
NO (1) NO321294B1 (nl)

Families Citing this family (94)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6247542B1 (en) * 1998-03-06 2001-06-19 Baker Hughes Incorporated Non-rotating sensor assembly for measurement-while-drilling applications
FR2817623B1 (fr) * 2000-12-04 2003-02-07 Innov Pro Dispositif permettant d'orienter des carottes de forage
GB0101919D0 (en) * 2001-01-25 2001-03-07 Geolink Uk Ltd Induction logging antenna
FR2830272B1 (fr) * 2001-10-01 2004-04-02 Schlumberger Services Petrol Dispositif de surveillance ou d'etude d'un reservoir traverse par un puits
US6856255B2 (en) * 2002-01-18 2005-02-15 Schlumberger Technology Corporation Electromagnetic power and communication link particularly adapted for drill collar mounted sensor systems
GB2402147B (en) * 2002-01-18 2006-02-01 Schlumberger Holdings Communication method for use with drill collar mounted sensor systems
US7451809B2 (en) 2002-10-11 2008-11-18 Weatherford/Lamb, Inc. Apparatus and methods for utilizing a downhole deployment valve
US7178600B2 (en) 2002-11-05 2007-02-20 Weatherford/Lamb, Inc. Apparatus and methods for utilizing a downhole deployment valve
US7350590B2 (en) 2002-11-05 2008-04-01 Weatherford/Lamb, Inc. Instrumentation for a downhole deployment valve
US7219729B2 (en) 2002-11-05 2007-05-22 Weatherford/Lamb, Inc. Permanent downhole deployment of optical sensors
US7413018B2 (en) * 2002-11-05 2008-08-19 Weatherford/Lamb, Inc. Apparatus for wellbore communication
GB2404395B (en) * 2003-07-09 2007-06-06 Weatherford Lamb Apparatus for wellbore communication
US7170423B2 (en) * 2003-08-27 2007-01-30 Weatherford Canada Partnership Electromagnetic MWD telemetry system incorporating a current sensing transformer
US7063134B2 (en) * 2004-06-24 2006-06-20 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Combined muffler/heat exchanger
US7493962B2 (en) * 2004-12-14 2009-02-24 Schlumberger Technology Corporation Control line telemetry
GB2424962B (en) * 2005-04-05 2007-10-17 Sensor Highway Ltd Aparatus and method for preventing unwanted exposure of a device to an undesirable substance
US7504963B2 (en) * 2005-05-21 2009-03-17 Hall David R System and method for providing electrical power downhole
US7277026B2 (en) * 2005-05-21 2007-10-02 Hall David R Downhole component with multiple transmission elements
US8264369B2 (en) * 2005-05-21 2012-09-11 Schlumberger Technology Corporation Intelligent electrical power distribution system
US20080012569A1 (en) * 2005-05-21 2008-01-17 Hall David R Downhole Coils
US20090151926A1 (en) * 2005-05-21 2009-06-18 Hall David R Inductive Power Coupler
US7535377B2 (en) * 2005-05-21 2009-05-19 Hall David R Wired tool string component
US7495446B2 (en) * 2005-08-23 2009-02-24 Schlumberger Technology Corporation Formation evaluation system and method
US7477162B2 (en) * 2005-10-11 2009-01-13 Schlumberger Technology Corporation Wireless electromagnetic telemetry system and method for bottomhole assembly
US8022838B2 (en) * 2005-10-28 2011-09-20 Thrubit B.V. Logging system, method of logging an earth formation and method of producing a hydrocarbon fluid
US7793718B2 (en) * 2006-03-30 2010-09-14 Schlumberger Technology Corporation Communicating electrical energy with an electrical device in a well
US8056619B2 (en) 2006-03-30 2011-11-15 Schlumberger Technology Corporation Aligning inductive couplers in a well
US7712524B2 (en) 2006-03-30 2010-05-11 Schlumberger Technology Corporation Measuring a characteristic of a well proximate a region to be gravel packed
CA2544457C (en) * 2006-04-21 2009-07-07 Mostar Directional Technologies Inc. System and method for downhole telemetry
US7782060B2 (en) * 2006-12-28 2010-08-24 Schlumberger Technology Corporation Integrated electrode resistivity and EM telemetry tool
US8469084B2 (en) * 2009-07-15 2013-06-25 Schlumberger Technology Corporation Wireless transfer of power and data between a mother wellbore and a lateral wellbore
US8839850B2 (en) 2009-10-07 2014-09-23 Schlumberger Technology Corporation Active integrated completion installation system and method
US9249559B2 (en) 2011-10-04 2016-02-02 Schlumberger Technology Corporation Providing equipment in lateral branches of a well
CN109899059B (zh) * 2012-01-05 2023-07-28 默林科技股份有限公司 钻柱通信系统、部件和方法
US9644476B2 (en) 2012-01-23 2017-05-09 Schlumberger Technology Corporation Structures having cavities containing coupler portions
US9175560B2 (en) 2012-01-26 2015-11-03 Schlumberger Technology Corporation Providing coupler portions along a structure
US9938823B2 (en) 2012-02-15 2018-04-10 Schlumberger Technology Corporation Communicating power and data to a component in a well
US9274038B2 (en) 2012-02-23 2016-03-01 Halliburton Energy Services, Inc. Apparatus and method for constant shear rate and oscillatory rheology measurements
US10175385B2 (en) 2012-05-23 2019-01-08 Halliburton Energy Services, Inc. Optimization visualization using normalized achievement variables
US10036234B2 (en) 2012-06-08 2018-07-31 Schlumberger Technology Corporation Lateral wellbore completion apparatus and method
WO2014052197A1 (en) * 2012-09-26 2014-04-03 Nabors International, Inc. Electromagnetic data telemetry for downhole well drilling
EP2920402B1 (en) 2012-11-16 2019-03-13 Evolution Engineering Inc. Electromagnetic telemetry gap sub assembly with insulating collar
WO2014100272A1 (en) * 2012-12-19 2014-06-26 Exxonmobil Upstream Research Company Apparatus and method for monitoring fluid flow in a wellbore using acoustic signals
US9759062B2 (en) * 2012-12-19 2017-09-12 Exxonmobil Upstream Research Company Telemetry system for wireless electro-acoustical transmission of data along a wellbore
US9810806B2 (en) * 2012-12-21 2017-11-07 Baker Hughes Incorporated Electronic frame for use with coupled conduit segments
CN103089249B (zh) * 2013-01-09 2015-07-15 电子科技大学 随钻信号无线电磁传输系统
WO2014131133A1 (en) 2013-03-01 2014-09-04 Evolution Engineering Inc. Pinned electromagnetic telemetry gap sub assembly
US9598951B2 (en) 2013-05-08 2017-03-21 Baker Hughes Incorporated Coupled electronic and power supply frames for use with borehole conduit connections
CN103266884A (zh) * 2013-05-09 2013-08-28 电子科技大学 Em-mwd接力传输系统
CA2919190A1 (en) 2013-07-24 2015-01-29 Bp Corporation North America Inc. Centralizers for centralizing well casings
US9644433B2 (en) 2013-08-28 2017-05-09 Baker Hughes Incorporated Electronic frame having conductive and bypass paths for electrical inputs for use with coupled conduit segments
EP3129591B1 (en) * 2014-05-01 2020-08-05 Halliburton Energy Services, Inc. Guided drilling methods and systems employing a casing segment with at least one transmission crossover arrangement
RU2669416C2 (ru) 2014-05-01 2018-10-11 Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. Способы контроля добычи из многоствольной скважины и системы, использующие участок обсадной трубы по меньшей мере с одним устройством передачи и приема данных
MX2016014273A (es) * 2014-05-01 2017-02-06 Halliburton Energy Services Inc Metodos y sistemas de tomografia entre pozos que utilizan un segmento de tuberia de revestimiento con al menos un arreglo de cruce de transmision.
AU2015253516B2 (en) * 2014-05-01 2018-02-01 Halliburton Energy Services, Inc. Casing segment having at least one transmission crossover arrangement
WO2016039900A1 (en) 2014-09-12 2016-03-17 Exxonmobil Upstream Research Comapny Discrete wellbore devices, hydrocarbon wells including a downhole communication network and the discrete wellbore devices and systems and methods including the same
WO2016043760A1 (en) 2014-09-18 2016-03-24 Halliburton Energy Services, Inc. Model-based pump-down of wireline tools
CA2964218C (en) 2014-10-28 2019-09-17 Halliburton Energy Services, Inc. Downhole state-machine-based monitoring of vibration
CN107075943A (zh) * 2014-12-29 2017-08-18 哈利伯顿能源服务公司 电磁耦合的带隙收发器
US10408047B2 (en) 2015-01-26 2019-09-10 Exxonmobil Upstream Research Company Real-time well surveillance using a wireless network and an in-wellbore tool
US9835025B2 (en) 2015-02-16 2017-12-05 Schlumberger Technology Corporation Downhole assembly employing wired drill pipe
US10072496B2 (en) 2015-07-07 2018-09-11 Halliburton Energy Services, Inc. Telemetry system with terahertz frequency multiplier
DE112015006745T5 (de) * 2015-07-27 2018-04-05 Halliburton Energy Services, Inc. Elektrische Isolierung zum Reduzieren von Magnetometerstörbeeinflussung
EP3337955B1 (en) * 2015-10-21 2020-02-12 Halliburton Energy Services, Inc. Hybrid transceiver for downhole telemetry
US9803473B2 (en) * 2015-10-23 2017-10-31 Schlumberger Technology Corporation Downhole electromagnetic telemetry receiver
EP3337956A4 (en) 2015-10-28 2018-09-26 Halliburton Energy Services, Inc. Transceiver with annular ring of high magnetic permeability material for enhanced short hop communications
WO2018017081A1 (en) * 2016-07-20 2018-01-25 Haliburton Energy Services, Inc. Downhole capacitive coupling systems
US10344583B2 (en) 2016-08-30 2019-07-09 Exxonmobil Upstream Research Company Acoustic housing for tubulars
US10465505B2 (en) 2016-08-30 2019-11-05 Exxonmobil Upstream Research Company Reservoir formation characterization using a downhole wireless network
US10697287B2 (en) 2016-08-30 2020-06-30 Exxonmobil Upstream Research Company Plunger lift monitoring via a downhole wireless network field
US10415376B2 (en) 2016-08-30 2019-09-17 Exxonmobil Upstream Research Company Dual transducer communications node for downhole acoustic wireless networks and method employing same
US10590759B2 (en) 2016-08-30 2020-03-17 Exxonmobil Upstream Research Company Zonal isolation devices including sensing and wireless telemetry and methods of utilizing the same
US10526888B2 (en) 2016-08-30 2020-01-07 Exxonmobil Upstream Research Company Downhole multiphase flow sensing methods
US10487647B2 (en) 2016-08-30 2019-11-26 Exxonmobil Upstream Research Company Hybrid downhole acoustic wireless network
US10364669B2 (en) 2016-08-30 2019-07-30 Exxonmobil Upstream Research Company Methods of acoustically communicating and wells that utilize the methods
US10837276B2 (en) 2017-10-13 2020-11-17 Exxonmobil Upstream Research Company Method and system for performing wireless ultrasonic communications along a drilling string
AU2018347466B2 (en) 2017-10-13 2020-12-24 Exxonmobil Upstream Research Company Method and system for performing operations using communications
MX2020003296A (es) 2017-10-13 2020-07-28 Exxonmobil Upstream Res Co Metodo y sistema para realizar operaciones de hidrocarburo con redes de comunicacion mixta.
MX2020004982A (es) 2017-10-13 2020-11-12 Exxonmobil Upstream Res Co Metodo y sistema para realizar comunicaciones usando solapamiento.
US10697288B2 (en) 2017-10-13 2020-06-30 Exxonmobil Upstream Research Company Dual transducer communications node including piezo pre-tensioning for acoustic wireless networks and method employing same
CN111201454B (zh) 2017-10-13 2022-09-09 埃克森美孚上游研究公司 用于利用通信执行操作的方法和系统
CN111247310B (zh) 2017-11-17 2023-09-15 埃克森美孚技术与工程公司 沿着管状构件执行无线超声通信的方法和系统
US12000273B2 (en) 2017-11-17 2024-06-04 ExxonMobil Technology and Engineering Company Method and system for performing hydrocarbon operations using communications associated with completions
US10690794B2 (en) 2017-11-17 2020-06-23 Exxonmobil Upstream Research Company Method and system for performing operations using communications for a hydrocarbon system
US10844708B2 (en) 2017-12-20 2020-11-24 Exxonmobil Upstream Research Company Energy efficient method of retrieving wireless networked sensor data
CA3086529C (en) 2017-12-29 2022-11-29 Exxonmobil Upstream Research Company Methods and systems for monitoring and optimizing reservoir stimulation operations
US11156081B2 (en) 2017-12-29 2021-10-26 Exxonmobil Upstream Research Company Methods and systems for operating and maintaining a downhole wireless network
CA3090799C (en) 2018-02-08 2023-10-10 Exxonmobil Upstream Research Company Methods of network peer identification and self-organization using unique tonal signatures and wells that use the methods
US11268378B2 (en) 2018-02-09 2022-03-08 Exxonmobil Upstream Research Company Downhole wireless communication node and sensor/tools interface
US11952886B2 (en) 2018-12-19 2024-04-09 ExxonMobil Technology and Engineering Company Method and system for monitoring sand production through acoustic wireless sensor network
US11293280B2 (en) 2018-12-19 2022-04-05 Exxonmobil Upstream Research Company Method and system for monitoring post-stimulation operations through acoustic wireless sensor network
NO20210924A1 (en) * 2019-02-26 2021-07-21 Halliburton Energy Services Inc Downhole barrier and isolation monitoring system
RU2745858C1 (ru) * 2020-06-03 2021-04-02 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технологический центр Геомеханика" Способ мониторинга скважинных забойных параметров и устройство для его осуществления
CN113250683B (zh) * 2021-05-12 2023-01-06 华中科技大学 一种井下极低频通信模组的近场延长器

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3746106A (en) * 1971-12-27 1973-07-17 Goldak Co Inc Boring bit locator
US4949045A (en) 1987-10-30 1990-08-14 Schlumberger Technology Corporation Well logging apparatus having a cylindrical housing with antennas formed in recesses and covered with a waterproof rubber layer
GB2292869A (en) * 1994-09-03 1996-03-06 Integrated Drilling Serv Ltd A Well Data Telemetry System
GB2299915A (en) 1995-04-12 1996-10-16 Schlumberger Ltd Communication along a drill string
EP0945590A2 (en) 1998-02-27 1999-09-29 Halliburton Energy Services, Inc. Electromagnetic downlink and pickup apparatus
US6018501A (en) 1997-12-10 2000-01-25 Halliburton Energy Services, Inc. Subsea repeater and method for use of the same

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2164681B (en) 1984-09-22 1987-11-11 Standard Telephones Cables Plc Drill pipe telemetry
FR2654521B1 (fr) 1989-11-15 1992-01-24 Elf Aquitaine Source electromagnetique de puits a demeure.
US5512889A (en) 1994-05-24 1996-04-30 Atlantic Richfield Company Downhole instruments for well operations
US5563512A (en) * 1994-06-14 1996-10-08 Halliburton Company Well logging apparatus having a removable sleeve for sealing and protecting multiple antenna arrays
AU7558996A (en) 1995-12-05 1997-06-27 Lwt Instruments Inc. Composite material structures having reduced signal attenuation
US5767680A (en) 1996-06-11 1998-06-16 Schlumberger Technology Corporation Method for sensing and estimating the shape and location of oil-water interfaces in a well
US6070662A (en) 1998-08-18 2000-06-06 Schlumberger Technology Corporation Formation pressure measurement with remote sensors in cased boreholes
US6300762B1 (en) * 1998-02-19 2001-10-09 Schlumberger Technology Corporation Use of polyaryletherketone-type thermoplastics in a production well
CA2272044C (en) 1998-05-18 2005-10-25 Denis S. Kopecki Drillpipe structures to accommodate downhole testing
US6191586B1 (en) * 1998-06-10 2001-02-20 Dresser Industries, Inc. Method and apparatus for azimuthal electromagnetic well logging using shielded antennas
NO315725B1 (no) 1998-06-18 2003-10-13 Norges Geotekniske Inst Anordning for måling og overvåking av resistivitet utenfor et brönnrör i etpetroleumsreservoar
GB2376968B (en) 2000-03-02 2004-03-03 Shell Int Research Wireless communication in a petroleum well

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3746106A (en) * 1971-12-27 1973-07-17 Goldak Co Inc Boring bit locator
US4949045A (en) 1987-10-30 1990-08-14 Schlumberger Technology Corporation Well logging apparatus having a cylindrical housing with antennas formed in recesses and covered with a waterproof rubber layer
GB2292869A (en) * 1994-09-03 1996-03-06 Integrated Drilling Serv Ltd A Well Data Telemetry System
GB2299915A (en) 1995-04-12 1996-10-16 Schlumberger Ltd Communication along a drill string
US6018501A (en) 1997-12-10 2000-01-25 Halliburton Energy Services, Inc. Subsea repeater and method for use of the same
EP0945590A2 (en) 1998-02-27 1999-09-29 Halliburton Energy Services, Inc. Electromagnetic downlink and pickup apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
NL1015998A1 (nl) 2001-03-01
GB2360532B (en) 2002-03-06
GB2360532A (en) 2001-09-26
US6727827B1 (en) 2004-04-27
NO20004300L (no) 2001-03-01
NO20004300D0 (no) 2000-08-29
NO321294B1 (no) 2006-04-18
GB0020641D0 (en) 2000-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL1015998C2 (nl) Elektromagnetisch telemetriesysteem, voor meting-tijdens-het-boren, gebruikmakend van een vaste ontvanger onder in het boorgat.
US6836218B2 (en) Modified tubular equipped with a tilted or transverse magnetic dipole for downhole logging
US4785247A (en) Drill stem logging with electromagnetic waves and electrostatically-shielded and inductively-coupled transmitter and receiver elements
EP1158138B1 (en) Downhole signal communication and measurement through a metal tubular
US8072221B2 (en) Externally guided and directed field induction resistivity tool
EP0916101B1 (en) Combined electric-field telemetry and formation evaluation apparatus
RU2359120C2 (ru) Способы, устройство и системы для получения информации о геологической формации с помощью датчиков, установленных на обсадной трубе в стволе скважины
US7541813B2 (en) Externally guided and directed halbach array field induction resistivity tool
US7812609B2 (en) Antennas for deep induction array tools with increased sensitivities
US6788263B2 (en) Replaceable antennas for subsurface monitoring apparatus
CA1235179A (en) Drill stem logging system with electomagnetic waves using electrostatically shielded transmitter and receiver elements
US6445307B1 (en) Drill string telemetry
NO334051B1 (no) Kablet rørskjøt med strømsløyfede, induktive koplinger
MX2010010963A (es) Metodo y sistema de transmision de ondas electromagneticas desde un barreno de pozo.
BR112012022232B1 (pt) aparelho e método para estimativa de uma propriedade de uma formação terrestre
US7348781B2 (en) Apparatus for electromagnetic logging of a formation
GB2364724A (en) System and method for communicating with a downhole tool using electromagnetic telemetry and a fixed downhole receiver
US6894499B2 (en) Device for measuring an electrical parameter through electrically-conductive casing
US10498007B2 (en) Loop antenna for downhole resistivity logging tool
GB2395503A (en) Logging while tripping with a modified tubular
US20190004208A1 (en) Short distance electromagnetic communication for instruments in electrically conductive housings
US20240141778A1 (en) Downhole electromagnetic induction communication device
CA2475428C (en) Downhole signal communication and measurement through a metal tubular
RU2537717C2 (ru) Способ передачи скважинной информации по электромагнитному каналу связи и устройство для его осуществления

Legal Events

Date Code Title Description
AD1A A request for search or an international type search has been filed
RD2N Patents in respect of which a decision has been taken or a report has been made (novelty report)

Effective date: 20030203

VD1 Lapsed due to non-payment of the annual fee

Effective date: 20060301