NL194556C - Inrichting voor het deviÙrend boren van een boorgat in een aardformatie. - Google Patents

Inrichting voor het deviÙrend boren van een boorgat in een aardformatie. Download PDF

Info

Publication number
NL194556C
NL194556C NL9101441A NL9101441A NL194556C NL 194556 C NL194556 C NL 194556C NL 9101441 A NL9101441 A NL 9101441A NL 9101441 A NL9101441 A NL 9101441A NL 194556 C NL194556 C NL 194556C
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
drill
drill bit
borehole
motor
sensor
Prior art date
Application number
NL9101441A
Other languages
English (en)
Other versions
NL194556B (nl
NL9101441A (nl
Inventor
Laurier Emile Comeau
Randal Harold Pustanyk
Nicholas Peter Wallis
Original Assignee
Baroid Technology
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
Priority claimed from CA002024061A external-priority patent/CA2024061C/en
Application filed by Baroid Technology filed Critical Baroid Technology
Publication of NL9101441A publication Critical patent/NL9101441A/nl
Publication of NL194556B publication Critical patent/NL194556B/nl
Application granted granted Critical
Publication of NL194556C publication Critical patent/NL194556C/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
    • E21B47/01Devices for supporting measuring instruments on drill bits, pipes, rods or wirelines; Protecting measuring instruments in boreholes against heat, shock, pressure or the like
    • E21B47/013Devices specially adapted for supporting measuring instruments on drill bits
    • 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
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/04Directional drilling
    • 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
    • E21B47/01Devices for supporting measuring instruments on drill bits, pipes, rods or wirelines; Protecting measuring instruments in boreholes against heat, shock, pressure or the like
    • E21B47/017Protecting measuring instruments
    • 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
    • E21B47/02Determining slope or direction
    • E21B47/022Determining slope or direction of the borehole, e.g. using geomagnetism
    • 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
    • E21B47/14Means 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 using acoustic waves
    • E21B47/16Means 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 using acoustic waves through the drill string or casing, e.g. by torsional acoustic waves
    • 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
    • E21B47/14Means 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 using acoustic waves
    • E21B47/18Means 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 using acoustic waves through the well fluid, e.g. mud pressure pulse telemetry
    • 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
    • E21B47/26Storing data down-hole, e.g. in a memory or on a record carrier
    • 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
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/04Directional drilling
    • E21B7/06Deflecting the direction of boreholes
    • E21B7/068Deflecting the direction of boreholes drilled by a down-hole drilling motor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Drilling And Boring (AREA)

Description

1 194556
Inrichting voor het deviërend boren van een boorgat in een aardformatie
De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het deviërend boren van een boorgat in een aardformatie, omvattende een boorserie met een aan het benedeneinde grenzende einddeel van de boorserie 5 een motor met bijbehorend huis en aandrijfsectie voor het roteren van de boorbeitel bevat en waarbij de boorserie sensormiddelen bevat voor het detecteren van ten minste een boorgatparameter of variaties daarvan, alsmede middelen voor het overbrengen van de in het uitgangssignaal aanwezige parameter-informatie naar een verder van de boorbeitel verwijderde locatie in de boorserie aan de van de boorbeitel afgekeerde zijde van de boormotor.
10 Een dergelijke inrichting is bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 4.040.494. Daarbij gaat het om het boren van een in hoofdzaak horizontaal verlopend boorgat en om eem boorserie die met behulp van een hydraulische zuiger-cilindereenheid niet-roterend in het boorgat wordt voortgedreven.
De voor het detecteren van de boorgatparameter - betrekking hebbend op de richting (afwijking) van het zich vormende boorgat - toegepaste sensormiddelen, alsook de middelen voor het overbrengen van de 15 door de detectie verkregen parameterinformatie zijn daarbij ondergebracht in een gedeelte van de boorserie, dat gelegen is aan de van de boorbeitel afgekeerde zijde van de boormotor, waarbij de overbrengingsmiddelen althans voor een deel uit elektrische verbindingsdraden bestaan.
Bij de bekende inrichting is voorts voorzien in stuurmiddelen, die door middel van de overgebrachte parameterinformatie kunnen worden bekrachtigd om het einddeel van de boorserie ten opzichte van de rest 20 van de boorserie te draaien naar een ’’corrigerende” positie, waardoor een wijziging in de richting van het zich verder vormende boorgat kan worden bewerkstelligd.
De bovenbeschreven locatie van de sensoren overbrengingsmiddelen bij de bekende inrichting betekent, dat de detectie van de boorgatparamete plaats vindt op een vrij grote afstand (van 6 m tot enkele tientallen meters) van de boorbeitel en dus in feite informatie met betrekking tot het zich vormende boorgat oplevert, 25 die reeds is achterhaald.
De uitvinding nu beoogt een verbeterde inrichting voor het deviërend boren van een boorgat in een aardformatie te verschaffen, waarmede een nauwkeuriger controle van boorgatparameters, zoals de boorgathelling of -richting, tijdens het voortschrijdende boorproces kan worden verwezenlijkt.
Volgens de uitvinding wordt dit doel daardoor bereikt, dat de sensormiddelen en de als draadloze 30 zendmiddelen uitgevoerde informatie-overbrengingsmiddelen zijn aangebracht aan de naar de boorbeitel toegekeerde zijde van het motorhuis.
Door de volgens de uitvinding voorgestelde plaatsing van de sensor- en zendmiddelen kunnen afwijkingen ten opzichte van een gewenst verloop van het zich vormende boorgat reeds in een naar verhouding vroeg stadium worden geconstateerd en gecorrigeerd. Daarbij vormt de door de boormotor gevormde 35 draaiende component in de overgang van het distaie einddeel van de boorserie naar de rest van de boorserie geen barrière in de signaaloverdracht naar een locatie aan de van de boorbeitel afgekeerde zijde van de boormotor, omdat het gebruik van draden is vermeden. De in de inrichting volgens de uitvinding toe te passen zendmiddelen kunnen bijvoorbeeld van het acoustische type zijn, zoals op zichzelf bekend is uit het Amerikaanse octrooischrift 4.320.473. In dit octrooischrift is op schematische wijze een inrichting voor 40 het aanbrengen van een boorgat in een aardformatie weergegeven, waarbij op een plaat direct boven een boorbeitel aan het distaie einde van een boorserie een sensor is aangebracht, waarvan het uitgangssignaal langs acoustische weg naar de oppervlakte wordt gezonden. Het gaat daarbij echter niet om een systeem met een onder in het boorgat opgestelde boormotor.
Een praktische uitvoering van de inrichting volgens de uitvinding bestaat daarin, dat de sensormiddelen 45 en de zendmiddelen zijn ondergebracht in een holte van een aan de boorbeitel grenzende lagersectie.
Een voorkeursuitvoering van de inrichting volgens de uitvinding bestaat daarin, dat er in de aan de van de boorbeitel afgekeerde zijde van de boormotor gelegen locatie nabij de boormotor een ontvangst- en doorzendeenheid is ondergebracht voor het naar de oppervlakte doorzenden van de van de sensor- en zendmiddelen afkomstige informatiesignalen. Deze ontvangst- en doorzendeenheid kan van het MWD 50 (measering while drilling)-type zijn, dat op zichzelf bekend is bij een inrichting voor het deviërend boren volgens het Amerikaanse octrooischrift 4.577.701 en bij die inrichting in een boorseriegedeelte boven de boormotor is ondergebracht en verdere sensoren kan bevatten voor het detecteren van verdere parameters, waarvan het minder belangrijk is dat zij in de onmiddellijke nabijheid van de boorbeitel worden gemeten.
Het verdient aanbeveling voor de informatie-overdracht tussen de zendmiddelen en de ontvangst- en 55 doorzendeenheid enerzijds en die tussen de ontvangst- en doorzendeenheid en de oppervlakte anderzijds verschillende transmissietypen toe te passen.
Een praktische uitvoering daarvoor bestaat daarin, dat de zendmiddelen van het acoustische type zijn, 194556 2 terwijl de zender van de ontvangst- en doorzendeenheid van het met boorsuspensiepulsen werkende type is.
Voor het volledig onderkennen van de uitvinding, zal nu bij wijze van voorbeeld verwezen worden naar de 5 tekeningen, waarin: figuur 1 een vereenvoudigd aanzicht is van de inrichting volgens de uitvinding; figuur 2 een vereenvoudigd schema is, dat de componenten van een typerend boor- en boorgatinspectie-systeem toont voor het vaststellen van het boorgattraject en voor het verzenden van de gedetecteerde gegevens naar het oppervlak voor het wijzigen van het boortraject; 10 figuur 3 een axiale doorsnede is door een onderste gedeelte van een boormotorhuis volgens de uitvinding, die schematisch bepaalde componenten binnen een afgedichte holte in het boormotorhuis toont; figuur 4 een eindaanzicht is van twee binnen de afgedichte holte van het boormotorhuis op te nemen montagedelen; en figuur 5 een axiale doorsnede is door een akoestische zender van één van de montagedelen.
15
Figuur 1 toont een vereenvoudigde versie van een systeem 10 voor het gedevieerd boren van een boorgat door aardformaties, waarbij gedurende het boren boorgat karakteristieken of formatie-eigenschappen gecontroleerd worden. Dit systeem bevat een uit lengten van conventionele boorpijp bestaande boorserie 12, die zich vanaf het oppervlak 14 door een aantal aardformaties 16, 18 heen uitstrekt. De boorserie 12 is 20 geplaatst in een boorgat 20 en heeft aan één einde een rotatie-boorbeitel 22, die aangedreven wordt door een boormotor 24, met een gebogen huis 26. De boormotor 24 roteert een aandrijfas 28, die aan zijn onderste einde geleid wordt door radiale en druklagers (niet weergegeven) in een aan het huis 26 van de motor 24 bevestigd lagerhuis 30. De boormotor 24 wordt aangedreven door middel van boorsuspensie, die door middel van boorsuspensiepompen 32 aan het oppervlak door de boorserie 12 heen gepompt wordt.
25 Het grootste deel van de boorserie 12 bevat lengten van metalen boorpijp en verscheidene boorgat- gereedschappen 34, zoals verloopstukken, stabilisatoren, enz. kunnen in de boorserie 12 opgenomen zijn.
Eén of meer niet-magnetische lengten van de boorpijp, waarnaar gewoonlijk verwezen wordt als monel tussenstukken 36, kkunnen voorzien zijn aan het ondereinde van de boorserie 12 boven de boormotor 24. Een conventioneel verloopstuk 38 verbindt bij voorkeur het ondereinde van een monel tussenstuk 36 met 30 een omloop- of afvoerklep tussenstuk 40 en de boormotor 24 is direct met het tussenstuk 40 vast verbonden. Een onderste lager-tussenstuk 42 is vast verbonden met het ondereinde van de lagerbehuizing 30 en bevat een afgedichte holte met electronica. Een draaibaar boorbeitel-tussenstuk 44 strekt zich uit vanaf het onderste lager-tussenstuk 42 en is draaibaar met de boorbeitel 22.
Bij het boren volgens een rechte lijn, worden de boorserie inclusief het motorhuis 26, het lagerhuis 30 en 35 verder met het motorhuis 26 gekoppelde huizen geroteerd door middel van de draaitafel 56 en gelijktijdig drijven de pompen 32 de boormotor 24 aan om de as 28 en de boorbeitel 22 te roteren. Tijdens het boren kunnen verscheidene gedetecteerde boorgatparameters verzonden worden naar het oppervlak door middel van een MWD gereedschap 46 in één van de monel tussenstukken in de vorm van drukpulsen in de boorsuspensie, welke drukpulsen ontvangen worden door een aan het oppervlak geplaatste sensor 48. De 40 gedetecteerde gegevens worden dan via lijnen 50 aan een computer 52 doorgegeven, welke computer de gegevens opslaat en bewerkt voor de boorbediener. Desgewenst kunnen de gegevens direct weergegeven worden op een geschikt medium, zoals bijvoorbeeld papier of een beeldscherm 54.
Wanneer de boorbediener het boorgat wil doen deviëren, blijft de boormotor 24 aangedreven, terwijl de bediener de rotatie van de boorserie 12 door middel van de draaitafel 56 stopzet, met het gevolg dat de 45 boorbeitel 22 boort bij een dwarsverplaatsing. Tijdens deze boorstap verzendt het MWD gereedschap 46 gewoonlijk geen gegevens naar het oppervlak, maar de gegevens kunnen nog steeds gedetecteerd en kort opgeslagen worden binnen het gereedschap 46. Wanneer de gewenste dwarsverplaatsing geboord is, wordt de draaitafel 56 weer in werking gesteld voor het boren van het boorgat onder de gewijzigde hoek, en tijdens deze stap kunnen opgeslagen gegevens verzonden worden naar het oppervlak door middel van het 50 MWD gereedschap 46.
Eén of meer dicht nabij de boorbeitel 22 en onder de aandrijfsectie van de boormotor 24 geplaatste sensoren verschaffen gegevens aan een zender, die de gegevens doorgeeft aan het MWD gereedschap 46, die op zijn beurt de gegevens verzendt naar het oppervlak. De detectie in de onmiddellijke nabijheid van de boorbeitel maakt het mogelijk om de juiste gegevens te kunnen verzenden naar het oppervlak, aangezien 55 de bediener de karakteristieken van het boorgat en/of de aardformatie in de directe omgeving van de boorbeitel wenst te kennen.
Eén van de sensoren is bij voorkeur een versnellings- of hellingsmeter, aangezien gegevens, die 3 194556 representatiel zijn voor de helling van het boorgat in de onmiddellijke omgeving van de boorkop waardevol zijn voor de boorbediener. Deze gegevens kunnen echter niet eenvoudig vanaf een locatie in de onmiddel-lijke nabijheid van de boorkop naar het MWD gereedschap overgebracht worden, als gevolg van de aanwezigheid van de tussenliggende boormotor 24. De noodzakelijke gecompliceerdheid en gewenste 5 beweeglijkheid van de boormotor zijn niet zo goed geschikt voor het opnemen van door de motor lopende conventionele gegevenstransmissielijnen. Het verdient daarom de voorkeur, dat de informatie vanaf een locatie in de onmiddellijke nabijheid van de boorbeitel naar het MWD gereedschap overgedragen wordt door middel van frequentiegemoduleerde akoestische signalen, die de gedetecteerde gegevens representeren.
De gegevens kunnen echter bijvoorbeeld ook electromagnetisch of inductief of door middel van boor-10 suspensiepulsen overgedragen worden en door middel van amplitude of fasemodulatie of door het tijdmultipiexen in plaats van door middel van frequentiemodulatie.
Figuur 2 toont in algemene blokschemavorm de primaire componenten van het systeem 10. Het onderste lager-tussenstuk 42 bevat een afgedichte holte, die een versnellingsmeter 60, en akoestische zender 62, een vermogensvoeding 64 en eventueel één of meerdere andere sensoren 66 behuist. In aanvulling op de 15 helling- of versnellingsmeter 60 kunnen in het tussenstuk 42 voorziene, andere sensoren multi-as versnellingsmeters, een gewicht-op-boorkop sensor, een torsiesensor, een buigingsmomentsensor, een druksensor, een trillingssensor, een weerstandsvermogensensor, een neutronenporositeitssensor, een aardformatiedichtheidssensor, een gammastraling-telsensor, en een temperatuursensor bevatten. Het uitgangssignaal van de of elke sensor wordt doorgegeven aan een spanning-frequentie-omzetter 63, die de 20 sensorspanningssignalen omzet in frequentiesignalen, die op hun beurt gebruikt worden voor het moduleren van door de zender 62 uitgezonden akoestische signalen. De signalen van de zender 62 lopen door de metalen buizen tussen het onderste lager-tussenstuk 42 en een MWD ontvanger 70 in het monel tussenstuk 36. De uitgezonden signalen zijn akoestische signalen met bij voorkeur een frequentie in het bereik van 500 tot 2000 Hz. Akoestische signalen kunnen efficiënt verzonden worden over een afstand tot 30 meter via 25 ofwel de boorsuspensie of de metalen buizen. Als alternatief kunnen radio-frequentiesiganlen van 30 kHz tot 3000 MHz gebruikt worden. Hoewel de uitgezonden signalen in het algemeen representatief zullen zijn voor de sensoruitgangen, kunnen verzonden signalen eenvoudig representatief zijn voor incrementele waarden, die de variatie van de sensoruitgangen in de tijd aangeven. Ook kunnen verscheidene coderingstechnieken en gegevenscomprimeringstechnieken toegepast worden voorafgaande aan de transmissie van de signalen. 30 Het MWD gereedschap 46 bevat sensoren 67, omvattende drie versnellingsmeters en drie magnometers. Een gegevensopslaginrichting of computer 68, een MWD akoestische ontvanger 70, een vermogensvoeding 82 en een MWD boorsuspensie-impulszender 74. Hoewel het in het algemeen de voorkeur verdient dat, daar waar mogelijk, de boorgat- of aardformatiekarakteristieken gedetecteerd wordenin een locatie onder de boormotor 24, zijn ten minste de magnotometers in het algemeen voorzien in het MWD gereedschap 46, 35 zodat zij magnetisch geïsoleerd zullen zijn ten opzichte van de metalen behuizingen binnen een monel tussenstuk voor een aanvaardbare nauwkeurigheid en betrouwbaarheid.
De computer 68 bevat tijdelijke gegevensopslag- en gegevensverwerkingsmogelijkheden. In het bijzonder kunnen van verschillende sensoren afkomstige gegevens gecodeerd worden voor elke sensor en geschikt gemaakt worden door de computer, zodat soortgelijke signalen verzonden zullen worden naar het opper-40 vlak, met de voor een bepaalde sensor gecodeerde signalen van elke sensor. Porositeitssignalen, magnetometersignalen, weerstandsvermogenssignalen, hellingssignalen en temperatuursignalen kunnen aldus afwisselend verzonden worden naar het oppervlak door middel van de MWD zender 74. De ontvanger 70, computer 68, zender 74 en alle sensoren binnen het monel tussenstuk worden van energie voorzien door de vermogensvoeding 72, die een turbinegenerator en een reeks reserve batterijen op bekende wijze 45 kan bevatten.
Figuur 3 toont het onderste lager-tussenstuk 42 aan het ondereinde van de lagerbehuizing 30, die op zijn beurt bevestigd is aan het einde van het boorhuis 26. Het tussenstuk 42 omsluit een afgedichte ringvormige holte 76 voor de schematisch in figuur 2 in het tussenstuk 42 weergegeven detectiecomponenten. Het tussenstuk 42 kan een integraal deel vormen van een samenstel bestaande uit de boormotor 24 en/of de 50 lagerbehuizing 30, en kan eventueel ook het gebogen huis 26 bevatten, en de afgedichte holte kan gevormd worden door de motorbehuizing of de lagerbehuizing. Als alternatief zou de holte in de boorbeitel zelf gevormd kunnen zijn.
Het onderste lager-tussenstuk 42 bevat een integraal uitgespaard onderste lichaam 80 voor het definiëren van de holte 76 en een buitenste bus 82, die door middel van schroefdraad verbonden is met het 55 lichaam 80, waarbij een vloeistofdichte afdichting gevormd wordt door middel van O-ringen 84 en 86 tussen radiaal buitenste delen van het lichaam 80 en de bus 82. Een wrijvingsbus 92 en een radiaal lager 88 zijn aangebracht in het tussenstuk 42. Het inwendige cilindrische oppervlak van het radiale lager 88 is enigszins 194556 4 kleiner dan de binnendiameter van het lichaam 80, zodat een busverlenging 90 van een onderste afstands- . .
houderbus gewoonlijk contact maakt met het radiale lager 88 maar niet met het lichaam 80. De afstands-houderbus en dus de verlenging 90 zijn bevestigd aan een kernbuis 94, die geroteerd wordt door de aandrijfas 28, zodat de busverlenging 90 en de kernbuis 94 draaien ten opzichte van het lichaam 80. Een 5 kernbuisring 96 is bevestigd aan de kernbuis 94 om het onderste einde van de busverlenging 90 op zijn plaats te houden. De kernbuis 94 definieert een cilindrische volledige boring 98 voor het doorlaten van de boorsuspensie naar de boorketel en het tussenstuk 44 kan door middel van schroefdraad direct bevestigd zijn aan het ondereinde van de kernbuis 94.
De afgedichte holte 76 behuist de akoestische zender 62, de versnellingsmeter 60 voor het meten van 10 de component (Gz) van het aardgravitatieveld in de axiale richting van de boorkop, de spanning-frequentie-omzetter 63 en de vermogensvoeding 64, die kan bestaan uit een bij voorkeur oplaadbare batterljserie.
Desgewenst kan in de holte 76 ook een kleine computer voorzien zijn, voor het verschaffen van tijdelijke gegevensopslagmogelijkheden. De computer kan tijdbepalingsprogramma’s of signaalconditioneringsschake-lingen bevatten voor het reguleren van de tijdbepaling voor het uitzenden van frequentiegemoduleerde 15 akoestische signalen door de zender 62 naar de ontvanger 70 voor de of elke sensor. Ook kan een turbine-of wervelstroomgenerator 65 voorzien zijn voor het genereren van electrisch vermogen om de batterijreeks 64 op te laden of om de sensoren, computer en zender in de holte 76 direct te voeden. De generator 65 is stilstaand ten opzichte van de aangrenzende raaibare buis 94 en kan overeenkomstig aangedreven worden door middel van de door de boormotor 24 aangedreven buis. Het gebruik van een batterijreeks is echter in 20 het algemeen eveneens vereist, aangezien de boormotor 24 in het algemeen stopgezet zal worden tijdens het uitvoeren van sensormetingen en dit zal op zijn beurt de generator 65 stopzetten. In figuur 4 zijn de in de afgedichte holte 76 opgenomen componenten geplaatst in een gedeelde cilindrische potvorm 100, bevattende een batterijvormdeel 101 en een electronicavormdeel 102 voor de andere componenten. Het batterijvormdeel 101 heeft drie axiaal verlopende boogvormige kamers 103, die elk een respectieve van 25 siliconenrubber gegoten mof 104 bevatten voor het opnemen van vier paren van zij aan zij geplaatste batterijen. Het batterijvormdeel 101 bevat ook bedrading (niet weergegeven), die de batterijen met een electrische connector 105 verbinden, voor aangrijping op een contra-connector (niet weergegeven) aan het electronicavormdeel 102. Het electronicavormdeel 102 heeft een axiale kamer 106 voor de zender 62, drie uitsparingen 107 voor circuitplaten 108 van besturingsschakelingen en een axiale kamer 109 voor de 30 versnellingsmeter 60. Desgewenst kan de versnellingsmeter 60 magnetisch afgeschermd worden door middel van een legering met hoge permeabiliteit. Hoewel niet zichtbaar in figuur 4, heeft het electronica-vormdeel 102 ook een uitsparing voor een spaninrichting, die een rond de twee vormdelen 101 en 102 lopende vasthoudband spant, voor het in positie houden van de vormdelen binnen de holte 76. De stuurschakelingen bevatten een analoge stuurschakeling voor de versnellingsmeter 60, een signaal-35 bewerkingsschakeling voor het coderen van de sensorgegevens voor transmissie, en een tijdschakeling om de zender aan te kunnen sturen na een voorafingestelde tijdsvertraging. Bovendien kunnen schakelingen voorzien zijn voor het activeren van de zender, alleen nadat het boren stopgezet is, ofwel in respons op een akoestische opnemer, die detecteert dat het boorgeluid gestopt is of in respons op een akoestisch signaal afkomstig van de MWD ontvanger 70, gedetecteerd door een piëzo-electrische ontvangstinrichting.
40 Bovendien heeft het batterijvormdeel 101 afneembare boven- en onderdeksels (niet weergegeven).
Figuur 5 toont een doorsnede door het electronicavormdeel 102 volgens de lijn V-V in figuur 4, waarin de akoestische zender 72 twee coaxiale cilindrische pooldelen 110 en 111, gescheiden door een ringvormige luchtruimte 112 en onderling verbonden door een axiale, van magnetostrictie vertonend materiaal vervaardigde staaf (niet weergegeven) bevat. De axiale staaf is omringd door een cilindrische spoel (niet 45 weergegeven) in het pooldeel 111 en de levering van een geschikt ingangssignaal aan de spoel resulteert in fysische deformatie van de staaf op een wijze voor het produceren van een akoestisch uitgangssignaal. De luchtruimte 112 is voorzien om de staaf in staat te stellen zonder beperkingen uit te zetten en samen te trekken, en een voorspanningssysteem, bevattende een een verbindingsbout 114 omringende drukveer 113, zorgt voor het samendrukken van de pooldelen 110 en 111 in de axiale richting. Bovendien is een 50 stuurversterker 115 voorzien voor de zender 62.
Betrouwbare informatie uit de onmiddellijke omgeving aan de boorbeitel wordt verkregen, wanneer de sensoren niet geroteerd worden door de motor. Desgewenst kunnen gegevens verzonden worden naar het oppervlak tijdens het boren, waardoor er geen waardevolle boortijd verloren gaat. Verder is het onderste lager-tussenstuk 42 nagenoeg geïsoleerd ten opzichte van de op de boorkop werkende hoge trillings-55 krachten, als gevolg van de verscheidene lagersamenstellen binnen het lagerhuis 30. De hoekpositie of oriëntatie van de sensoren binnen de afgedichte holte 76 is vastgelegd, en aldus kan de positie van elke sensor ten opzichte van het tussenstuk 42 en dus ten opzichte van de boorserie 12 bepaald en geregi-

Claims (4)

  1. 5 194556 streerd worden.
  2. 1. Inrichting voor het deviërend boren van een boorgat in een aardformatie, omvattende een boorserie met een aan het benedeneinde grenzende einddeel van de boorserie een motor met bijbehorend huis en aandrijfsectie voor het roteren van de boorbeitel bevat en waarbij de boorserie sensormiddelen bevat voor het detecteren van ten minste een boorgatparameter of variaties daarvan, alsmede middelen voor het 10 overbrengen van de in het uitgangssignaal aanwezige parameterinformatie naar een verder van de boorbeitel verwijderde locatie in de boorserie aan de van de boorbeitel afgekeerde zijde van de boormotor, met het kenmerk, dat de sensormiddelen (66) en de als draadloze zendmiddelen uitgevoerde informatie-overbrengingsmiddelen (62) zijn aangebracht aan de naar de boorbeitel toegekeerde zijde van het motorhuis. 2. inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de sensormiddelen (66) en de zendmiddelen (62) zijn ondergebracht in een holte (76) in een aan de boorbeitel (22) grenzende lagersectie (30).
  3. 3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat er in de aan de van de boorbeitel afgekeerde zijde van de boormotor gelegen locatie nabij de boormotor een ontvangst- en doorzendeenheid (46) is ondergebracht voor het naar de oppervlakte doorzenden van de van de sensor- en zendmiddelen (42) 20 afkomstige informatiesignalen.
  4. 4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de zendmiddelen (52) van het akoestische type zijn, terwijl de zender (70) van de ontvangst- en doorzendeenheid (46) van het met boorsuspensiepulsen werkende type is. Hierbij 3 bladen tekening
NL9101441A 1990-08-27 1991-08-26 Inrichting voor het deviÙrend boren van een boorgat in een aardformatie. NL194556C (nl)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CA2024061 1990-08-27
CA002024061A CA2024061C (en) 1990-08-27 1990-08-27 System for drilling deviated boreholes
GB9110516A GB2247477B (en) 1990-08-27 1991-05-15 Borehole drilling and telemetry
GB9110516 1991-05-15

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NL9101441A NL9101441A (nl) 1992-03-16
NL194556B NL194556B (nl) 2002-03-01
NL194556C true NL194556C (nl) 2002-07-02

Family

ID=25674280

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL9101441A NL194556C (nl) 1990-08-27 1991-08-26 Inrichting voor het deviÙrend boren van een boorgat in een aardformatie.

Country Status (5)

Country Link
DE (1) DE4128287A1 (nl)
FR (1) FR2666113A1 (nl)
GB (1) GB2280463B (nl)
NL (1) NL194556C (nl)
NO (1) NO304196B1 (nl)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8947094B2 (en) 2011-07-18 2015-02-03 Schlumber Technology Corporation At-bit magnetic ranging and surveying
CN106351644A (zh) * 2016-10-18 2017-01-25 中石化石油工程技术服务有限公司 一种气体钻井井身轨迹随钻实时监测方法
CN107476822B (zh) * 2017-10-12 2019-04-16 中国矿业大学 煤层突出危险性随钻测试方法及装置
CN107448188B (zh) * 2017-10-12 2020-06-12 中国矿业大学 煤层瓦斯参数随钻测试方法及装置
CN111379550B (zh) * 2018-12-11 2023-07-18 中国石油化工股份有限公司 一种用于监测井下动态参数的系统

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1268938A (en) * 1969-04-08 1972-03-29 Michael King Russell Improvements in or relating to control means for drilling devices
US4040494A (en) * 1975-06-09 1977-08-09 Smith International, Inc. Drill director
US4320473A (en) * 1979-08-10 1982-03-16 Sperry Sun, Inc. Borehole acoustic telemetry clock synchronization system
CH632862A5 (fr) * 1979-09-03 1982-10-29 Advanced Tech & Syst Ats Distributeur de pieces de monnaie du type sequentiel.
US4361192A (en) * 1980-02-08 1982-11-30 Kerr-Mcgee Corporation Borehole survey method and apparatus for drilling substantially horizontal boreholes
US4324297A (en) * 1980-07-03 1982-04-13 Shell Oil Company Steering drill string
US4562559A (en) * 1981-01-19 1985-12-31 Nl Sperry Sun, Inc. Borehole acoustic telemetry system with phase shifted signal
AT373974B (de) * 1981-09-10 1984-03-12 Inst Burovoi Tekhnik Turbinenbohrer
US4562560A (en) * 1981-11-19 1985-12-31 Shell Oil Company Method and means for transmitting data through a drill string in a borehole
US4492276A (en) * 1982-11-17 1985-01-08 Shell Oil Company Down-hole drilling motor and method for directional drilling of boreholes
US4577701A (en) * 1984-08-08 1986-03-25 Mobil Oil Corporation System of drilling deviated wellbores
US4907658A (en) * 1988-09-29 1990-03-13 Gas Research Institute Percussive mole boring device with electronic transmitter

Also Published As

Publication number Publication date
GB2280463B (en) 1995-04-19
FR2666113B1 (nl) 1997-02-14
NL194556B (nl) 2002-03-01
GB2280463A (en) 1995-02-01
DE4128287A1 (de) 1992-03-05
NO913346D0 (no) 1991-08-26
NO304196B1 (no) 1998-11-09
FR2666113A1 (fr) 1992-02-28
GB9420816D0 (en) 1994-11-30
NO913346L (no) 1992-02-28
NL9101441A (nl) 1992-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5410303A (en) System for drilling deivated boreholes
GB2247477A (en) Borehole drilling and telemetry
US4647853A (en) Mud turbine tachometer
US5226332A (en) Vibration monitoring system for drillstring
US6467341B1 (en) Accelerometer caliper while drilling
CN110295888B (zh) 用于井下对象的设备、系统和方法以及井或钻井结构
US4715451A (en) Measuring drillstem loading and behavior
CA1311370C (en) Apparatus and method for measuring differential pressure while drilling
US5448227A (en) Method of and apparatus for making near-bit measurements while drilling
US8237443B2 (en) Position sensor for a downhole completion device
CA2412388C (en) Electromagnetic power and communication link particularly adapted for drill collar mounted sensor systems
GB2222844A (en) Method and apparatus for remote signal entry into measurement while drilling system
NL194556C (nl) Inrichting voor het deviÙrend boren van een boorgat in een aardformatie.
US20030026167A1 (en) System and methods for detecting pressure signals generated by a downhole actuator
US20100133833A1 (en) Electrical power generation for downhole exploration or production devices
WO2019161203A1 (en) Acoustic impedance while drilling acquisition and processing system
US5229552A (en) Method and apparatus for the downhole measurement of elastic rock properties
US8235109B2 (en) Instrument centralizer configurable for use with cement evaluation well logging instruments
US4345454A (en) Compensating well instrument
US6552334B2 (en) Wellbore caliper measurement method using measurements from a gamma-gamma density
JP2799382B2 (ja) 地下水計測装置と地下水計測方法
SU827766A1 (ru) Устройство дл контрол цементировани СКВАжиН
GB2402149A (en) Communicating power and data signals to and from sensors proximate to a drill collar wall

Legal Events

Date Code Title Description
BA A request for search or an international-type search has been filed
BB A search report has been drawn up
BC A request for examination has been filed
V4 Discontinued because of reaching the maximum lifetime of a patent

Effective date: 20110826