NO20130951A1 - Systems for optimized, intelligent and autonomous drilling operations - Google Patents

Systems for optimized, intelligent and autonomous drilling operations Download PDF

Info

Publication number
NO20130951A1
NO20130951A1 NO20130951A NO20130951A NO20130951A1 NO 20130951 A1 NO20130951 A1 NO 20130951A1 NO 20130951 A NO20130951 A NO 20130951A NO 20130951 A NO20130951 A NO 20130951A NO 20130951 A1 NO20130951 A1 NO 20130951A1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
drilling
cpu
drill string
algorithm
drilling device
Prior art date
Application number
NO20130951A
Other languages
Norwegian (no)
Inventor
Myhr Gunnar
Original Assignee
Modi Vivendi As
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 Modi Vivendi As filed Critical Modi Vivendi As
Priority to NO20130951A priority Critical patent/NO20130951A1/en
Publication of NO20130951A1 publication Critical patent/NO20130951A1/en
Priority to PCT/NO2014/050127 priority patent/WO2015005800A1/en

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B44/00Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
    • E21B44/005Below-ground automatic control systems
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B44/00Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions

Abstract

Denne oppfinnelsen relaterer seg til systemer, metoder og produkter for tids og -kostnadseffektive boreoperasjoner. Den kombinere eller overflødiggjøre prosesser, fremskaffe bedre nedhullsinformasjon, bedrer total systemkommunikasjonen, tilfører autonomitet og intelligens til komponenter. Systemene kan innbefatte, men er ikke begrenset til; minst et kontinuerlig borestrengelement (1), i en sammenkobling av borestrengelementer, har en elastisitetsmodul (Youngs Modul) mindre enn 150 GPa og strekkfasthet større enn 0,60 Gpa og ikke overfører et aktivt dreiemoment, minst en algoritme og akustiske data fra minst ene akustiske sensor (13), hvor minst ene sensor (13) tilveiebringer akustiske data, men ikke begrenset til, fra minst ene boreanordning (9) til enhver tids bevegelsesretning i tilnærmet sann tid og overføre akustiske data til minst en dataprosesseringsenhet (CPU) (12) for material- og trykkidentifikasjon i alle plan og retninger i forhold til boreanordningen, gi variabelt og optimalt dreiemoment fra minst ene boremotor (11), i forhold til omkransende materie, til styrbar boreanordning (9) i tilnærmet sann tid via styrbar aksling (10). CPU (12) kan med basis i minst ene algoritme og registrerte akustiske data, gjøre boreprosessen autonom ved at den kan tilføre boreanordning (9) via (10), en retningsvektor uavhengig av a priori eller predefinert kurvatur til minst ene boreanordning (9). Systemet vil kunne detektere trykkøkninger frem i tid, dvs i alle plan i forlengelse av boreanordningens hastighetsvektor (14b) og på den måten representere en dynamisk "Blow Out Preventer". Algoritme for autonomitet, som overstyrer predefinert boreprofil, vil normalt bli koblet inn når minst ene sensor (13) tilveiebringer akustiske data som blir tolket av minst ene CPU (12) til å indikere en type materie i andre plan enn forefinnende i boreanordningens til enhver tid pre - programmerte bevebevegelsesretning. Minst ene algoritme kan være et software produkt.This invention relates to systems, methods and products for time and cost-effective drilling operations. It combines or redefines processes, provides better downhole information, improves total system communication, adds autonomy and intelligence to components. The systems may include, but are not limited to; at least one continuous drill string element (1), in an interconnection of drill string elements, has a modulus of elasticity (Young's Module) less than 150 GPa and tensile strength greater than 0.60 Gpa and does not transmit an active torque, at least one algorithm and acoustic data from at least one acoustic sensor (13), wherein at least one sensor (13) provides acoustic data, but not limited to, from at least one drilling device (9) at any time of approximately real-time movement and transmitting acoustic data to at least one data processing unit (CPU) (12) for material and pressure identification in all planes and directions in relation to the drilling device, provide variable and optimal torque from at least one drilling motor (11), relative to the surrounding material, to controllable drilling device (9) for approximately real time via controllable shaft (10) . The CPU (12) can, based on at least one algorithm and recorded acoustic data, make the drilling process autonomous by adding drilling device (9) via (10), a directional vector independent of a priori or predefined curvature to at least one drilling device (9). The system will be able to detect pressure increases in the future, ie in all planes in extension of the velocity vector (14b) of the drilling device and thus represent a dynamic "Blow Out Preventer". Autonomy algorithm, which overrides predefined drilling profile, will normally be enabled when at least one sensor (13) provides acoustic data interpreted by at least one CPU (12) to indicate a type of matter in plane other than present in the drilling device at all times pre - programmed motion direction. At least one algorithm can be a software product.

Description

Denne oppfinnelsen relaterer seg til systemer, metoder og produkter for tids og - kostnadseffektive boreoperasjoner. Den kombinere eller overflødiggjøre prosesser, fremskaffe bedre nedhullsinformasjon, bedrer total systemkommunikasjonen, tilfører autonomitet og intelligens til komponenter, og kan i sin ytterste konsekvens transformere hele boreprosesser fra å være inkrementelle til å bli kontinuerlige. This invention relates to systems, methods and products for time- and cost-effective drilling operations. It combines or makes processes redundant, provides better downhole information, improves total system communication, adds autonomy and intelligence to components, and can ultimately transform entire drilling processes from being incremental to becoming continuous.

Bakgrunn Background

Standard (vertikal) boring utførtes med, men er ikke begrenset til, boretårn, heisanordning, rotasjonsbord, strømforsyning, pumper, rotasjonshus ("kelly") og tilførselsledninger for borevæske ("mud"), rigide borestrenger bestående av rør som fortløpende gjenges sammen og borekrone. Borevæsken fjerner og fører kuttrester fra bunnen av borehullet opp til overflaten, smører og kjøler hele boreprosessen, samt balansere det hydrauliske trykket i brønnen ved at man kan variere tettheten til borevæsken. Foringsrør ("casing") kan plasseres i borehullet, gjerne med sement ("slurry") mellom borevegg og foringsrør. Standard (vertical) drilling was carried out with, but is not limited to, derrick, hoist, rotary table, power supply, pumps, rotary housing ("kelly") and supply lines for drilling fluid ("mud"), rigid drill strings consisting of pipes that are continuously threaded together and drill bit. The drilling fluid removes and carries cuttings from the bottom of the borehole up to the surface, lubricates and cools the entire drilling process, as well as balancing the hydraulic pressure in the well by varying the density of the drilling fluid. Casing can be placed in the borehole, preferably with cement ("slurry") between the bore wall and the casing.

I moderne (horisontal) boring kan man i tillegg til ovennevnte, også benytte kombinasjoner av: - Manipulering med nedhulls - roterende sammenkoblinger ("rotery bottomhole assembly" - BHA) med forskjellige typer og plasseringer av stabilisatorer nær borekronen. In modern (horizontal) drilling, in addition to the above, you can also use combinations of: - Manipulation with rotary bottomhole assemblies ("rotary bottomhole assembly" - BHA) with different types and positions of stabilizers near the drill bit.

- Vinklingsanordninger ("whipsticks"). - Angle devices ("whipsticks").

- Styresystemer ("rotary steerable systems" - RSS) som kan benytte dynamiske klør ("pads"), og skape sideveis krefter, som igjen kan styre borekronen. - Nedhulls borevæskemotor ("mud motor") drevet av trykkenergien fra borevæsken med styrbar aksling, som igjen kan gi lokalt dreiemoment og retning til borekronen ("point - the bit" - RSS). - Steering systems ("rotary steerable systems" - RSS) which can use dynamic claws ("pads"), and create lateral forces, which in turn can steer the drill bit. - Downhole drilling fluid motor ("mud motor") driven by the pressure energy from the drilling fluid with steerable shafting, which in turn can provide local torque and direction to the drill bit ("point - the bit" - RSS).

- Overflatestyrt vinklingsledd ("surface-adjustable bent housing"). - Surface-adjustable bent housing ("surface-adjustable bent housing").

- Lokale kontrollsystemer som angir koordinatene til borekronen (vinkling og azimut), eller mer generelt logging ("Logging While Drilling" - LWD). - Gammastråle logging for eventuelt å kunne spore sedimentære avsetninger, eller mer generelt sensorpakker som måler data (trykk, temperatur med mer) ("Measurement While Drilling" - MWD). - MWD og LWD kan overføres til overflaten i sann tid via pulset telemetrisk kommunikasjon via borevæsken (eller via kabling, se "Kjente teknikker"). - Local control systems that indicate the coordinates of the drill bit (angle and azimuth), or more generally logging ("Logging While Drilling" - LWD). - Gamma-ray logging to possibly track sedimentary deposits, or more generally sensor packages that measure data (pressure, temperature, etc.) ("Measurement While Drilling" - MWD). - MWD and LWD can be transmitted to the surface in real time via pulsed telemetric communication via the drilling fluid (or via cabling, see "Known Techniques").

For nærmere info om state of the art, se eksempelvis Falczak E. et al. "The Best of Both Worlds - A Hybrid Rototary Steerable System", Oilfield Review, Winter 2011/2012, www.slb.com (Schlumberger). For more information on the state of the art, see, for example, Falczak E. et al. "The Best of Both Worlds - A Hybrid Rotary Steerable System", Oilfield Review, Winter 2011/2012, www.slb.com (Schlumberger).

Boring slik den praktiseres, er en tidkrevende og mindre produktiv prosess av natur ved at den; Drilling as practiced is a time consuming and less productive process by nature in that it;

- Er inkrementell - rigide borestrengelementer sammenføyes (gjenges sammen) topside. - Is incremental - rigid drill string elements are joined (threaded together) topside.

- Kontinuerlig veksling mellom produktivitet og utskifting av redskapspakker nedhulls. - Continuous switching between productivity and replacement of downhole tool packs.

- Borevæskemotorer har begrenset driftstid frem til overhaling (100 - 125 timer) og kapasitet (100 - 200 kW). - Drilling fluid motors have limited operating time until overhaul (100 - 125 hours) and capacity (100 - 200 kW).

- Telemetrisk kommunikasjon via borevæsken er upålitelig og har lav kapasitet. - Telemetric communication via the drilling fluid is unreliable and has low capacity.

- MWD/LWD gir inadekvat informasjon i sann tid til å optimalisere (minimalisere) borelengder. - Bruk av bl. a. "whipsticks" og overflatestyrte vinklingsledd er alle eksempler på at adekvat totalfleksibilitet ikke er tilstede i moderne boreoperasjoner, hensyntatt kostnads- og tidsbesparende målsetninger. - MWD/LWD provides inadequate information in real time to optimize (minimize) drilling lengths. - Use of a. "whipsticks" and surface-controlled angling joints are all examples that adequate total flexibility is not present in modern drilling operations, taking into account cost and time-saving objectives.

Osmundsen, P. et al. "Exploration drilling productivity at the Norwegian shelf", Journal of Petroleum Science and Engineering, Vol. 73,1-2, 2010, konkluderer med at produktiviteten når det gjelder boring i Nordsjøen har kommet ned i 67 meter per dag (2008) i forhold til 144 meter per dag i 2004, samtidig som at dagratene har økt med en faktor på 2,6 i perioden. Kostnadsøkningen har sin bakgrunn i kombinasjoner av mer krevende boreprogrammer og generelle markedsforhold. Det er imidlertid påkrevet å kunne frembringe mer tids og - kostnadseffektive boresystemer og -operasjoner. Dette kan gjøres ved å kombinere eller overflødiggjøre prosesser, fremskaffe bedre nedhullsinformasjon, bedre total systemkommunikasjonen, tilføre autonomitet og intelligens til komponenter, og transformere hele prosessen fra å være inkrementell til å bli kontinuerlig. Osmundsen, P. et al. "Exploration drilling productivity at the Norwegian shelf", Journal of Petroleum Science and Engineering, Vol. 73,1-2, 2010, concludes that productivity in terms of drilling in the North Sea has fallen to 67 meters per day (2008) in relation to to 144 meters per day in 2004, while the daily rates have increased by a factor of 2.6 in the period. The cost increase has its background in combinations of more demanding drilling programs and general market conditions. However, it is required to be able to produce more time- and cost-effective drilling systems and operations. This can be done by combining or making redundant processes, providing better downhole information, improving overall system communication, adding autonomy and intelligence to components, and transforming the entire process from being incremental to being continuous.

Bransjen er meget konservativ, noe som medfører at utviklingen frem til fullintegrert ny tilnærming, som diskutert i dette dokumentet, sannsynligvis vil måtte gå i steg. The industry is very conservative, which means that the development towards a fully integrated new approach, as discussed in this document, will probably have to be gradual.

Kjente teknikker Known techniques

WO 2005107396 (PCT/US2005/014940) adresser noe av tematikken ved å beskrive en fleksibel borestrengkarakterisertav leddete stålprofiler, for plassering mellom borekrone og en redskapskobling ("tool joint"). Arrangementet må nødvendigvis kunne overføre et dreiemoment. WO 2005107396 (PCT/US2005/014940) addresses some of the subject by describing a flexible drill string characterized by articulated steel profiles, for placement between a drill bit and a tool joint ("tool joint"). The arrangement must necessarily be able to transmit a torque.

Telemetrisk overføring av data er upålitelig og datamengdene er meget begrenset (ca 10 bits/sekund). En løsning på problemet er beskrevet i MX2011010256 (WO2010115492), som også angir referanser til lignende prior art. Dokumentet beskriver et boreelement (rør) innbefattende minst en optisk eller elektrisk ledning for overføring av MWD/LWD data i sann tid. Haliburton beskriver eksempelvis et rørelement med innfaset koaksialkabel for overføring av MWD/LWD data. (http://www.nov.com/WorkArea/linkit.aspx? Telemetric transmission of data is unreliable and the amount of data is very limited (approx. 10 bits/second). A solution to the problem is described in MX2011010256 (WO2010115492), which also provides references to similar prior art. The document describes a drilling element (pipe) including at least one optical or electrical line for transmission of MWD/LWD data in real time. Haliburton describes, for example, a tube element with phased-in coaxial cable for the transmission of MWD/LWD data. (http://www.nov.com/WorkArea/linkit.aspx?

LinkIdentifier=id&ItemID=12557) LinkIdentifier=id&ItemID=12557)

Bruk av elektrisk kabel for fremdrift av nedhulls elektriske kraftsystemer, er isolert sett ikke nytt. Chen, A. et. al "Review of electrical Machine in Downhole Applications and the Advantages", 13 th International Power Electronics and Motion Control Conference (EPE-PEMC) 2008, angir en relevant sammenstilling av mulighetene på området. The use of electric cable for the propulsion of downhole electric power systems is not new in isolation. Chen, A. et al. al "Review of electrical Machine in Downhole Applications and the Advantages", 13 th International Power Electronics and Motion Control Conference (EPE-PEMC) 2008, indicates a relevant compilation of the possibilities in the area.

Halliburton Energy Services Inc beskriver (WO 2012128765) en festeanordning for et ultralydapparatur via en O-ring. Hensikten er å bruke transduseren som sensor i MWD/LWD modus. Halliburton Energy Services Inc describes (WO 2012128765) a fastening device for an ultrasound apparatus via an O-ring. The purpose is to use the transducer as a sensor in MWD/LWD mode.

US20120280492 angir en kompositt-til-metall kobling eller rør for overføring av dreiemoment ("composite torque pipe"). US20120280492 discloses a composite-to-metal coupling or pipe for transmitting torque ("composite torque pipe").

De herværende beskrevne komponenter, sub- og total systemer grenser opp mot noen av de ovenstående begrepene og anordningene, men de er da integrert i en ny og innovativ kontekst som blant annet innholder optimalisering og intelligens. The components, sub- and total systems described here border on some of the above terms and devices, but they are then integrated in a new and innovative context which, among other things, contains optimization and intelligence.

Oppfinnelsen The invention

Alle komponenter som er beskrevet i "Introduksjon" og i "Kjente teknikker" kan inngå som elementer i herværende oppfinnelses systemer, metoder, produkter og apparatur. All components described in "Introduction" and in "Known techniques" can be included as elements in the present invention's systems, methods, products and apparatus.

Et standard borestrengelement anvendt i olje & gassammenheng har en indre diameter på 4, 125 tommer (10,47 cm), lengde på 31,6 fot (9,65 m). Ytre diameter varierende fra 5,0 til 5,6 tommer, med minste diameter nærmest borepunktet. Stålkvaliteten som benyttes er gjerne av S-140 eller AISI 1045 kvalitet. For foringsrør ("casing") bruker man gjerne en ytre diameter varierende fra 20 til 4,5 tommer (508 mm -114,3 mm) med en stålkvalitet på eventuelt H-40, J55, K-55, N-80, C-75, L-80, C-90, T-95 eller Q-125. A standard drill string element used in the oil & gas context has an internal diameter of 4.125 inches (10.47 cm), length of 31.6 feet (9.65 m). Outer diameter varying from 5.0 to 5.6 inches, with smallest diameter closest to drill point. The steel quality used is usually S-140 or AISI 1045 quality. For casing ("casing"), an outer diameter varying from 20 to 4.5 inches (508 mm -114.3 mm) with a steel quality of possibly H-40, J55, K-55, N-80, C is used -75, L-80, C-90, T-95 or Q-125.

Alle solide (rigide) strukturer eller rør-arrangementer besitter en form for fleksibilitet bare den totale lenden blir tilstrekkelig. For å øke fleksibiliteten og presisjonen i selve boreoperasjonen generelt, og kostnadseffektiv og tidsbesparende horisontale boreaktiviteter spesielt, blir minimering av tilbakelagt distanse frem til ønsket lokalisering sentralt, ved siden av reduksjon eller bortfall i bruk av retningsmanipulerende verktøy. Det primære virkemiddelet her er anvendelse av minst et kontinuerlig semifleksibelt borestrengelement. De ultimate løsningene innbefatter systemer, metoder eller produkter hvor man anvender en total semi-fleksibel borestreng, sammenføyet av flere semi-fleksible borestrengelementer i en tilnærmet topside horisontal sammenføyningsmodus. Her vil borestrengelementene kunne bli påtvunget et aktivt bøyemoment hvis borestrengen skal anvendes i en tilnærmet vertikal modus. En praktisk overgang (topside) vil kunne være anvendelse av to-x-to valser hvor det vil være en bøyeradius mellom dem. All solid (rigid) structures or pipe arrangements possess some form of flexibility as long as the total loin is sufficient. In order to increase the flexibility and precision of the drilling operation itself in general, and cost-effective and time-saving horizontal drilling activities in particular, minimization of the distance traveled until the desired location becomes central, alongside the reduction or elimination of the use of directional manipulation tools. The primary means of action here is the use of at least one continuous semi-flexible drill string element. The ultimate solutions include systems, methods or products where a total semi-flexible drill string is used, joined by several semi-flexible drill string elements in an approximately topside horizontal joining mode. Here, the drill string elements could be forced to an active bending moment if the drill string is to be used in an approximately vertical mode. A practical transition (top side) could be the use of two-x-two rollers where there will be a bending radius between them.

Økt fleksibilitet defineres som lavere elastisitetsmodul, E, (Youngs Modul) i borestrengelementet, som igjen påvirker bøyeradiusen til borestrengen. Denne kan defineres som; Increased flexibility is defined as a lower modulus of elasticity, E, (Young's Modulus) in the drill string element, which in turn affects the bending radius of the drill string. This can be defined as;

Hvor Where

R = bøyeradius R = bending radius

E = Elastisitetsmodul (Youngs Modul) E = Modulus of elasticity (Young's Modulus)

dz = ytre radius på rør (boreelement) dz = outer radius of pipe (drilling element)

x = tillatt bøyeforlengelse ("strain") [Pa] x = permissible bending elongation ("strain") [Pa]

(Kilde http://actamont.tuke.sk/pdf/2004/n3/48wisniowskiziaja.pdf) (Source http://actamont.tuke.sk/pdf/2004/n3/48wisniowskiziaja.pdf)

Som man ser av (a), er bøyeradiusen direkte proporsjonal med elastisitetsmodulen, E, (Youngs Modul). As can be seen from (a), the bending radius is directly proportional to the modulus of elasticity, E, (Young's Modulus).

Med lavere E - verdi, blir bøyeradiusen redusert. With a lower E - value, the bending radius is reduced.

Samtidig er det viktig å bevare strekkfastheten til borestrengen. At the same time, it is important to preserve the tensile strength of the drill string.

Forholdet mellom strekkfasthet og elastisitetsmodul (Youngs Modul), innenfor flytgrenser, er definert ved Hooke's Lov; The relationship between tensile strength and modulus of elasticity (Young's Modulus), within yield limits, is defined by Hooke's Law;

Hvor Where

a = strekkfasthet a = tensile strength

E = Elastisitetsmodul E = Modulus of elasticity

e = Strain (relativ forlengelse - Al/l) e = Strain (relative elongation - Al/l)

Tabell 1 Table 1

Forhold mellom Young's Modul (E) og strekkfasthet ("tensile strength") for noen metaller og kompositter. Relationship between Young's Modulus (E) and tensile strength for some metals and composites.

Kilde: http://www.engineeringtoolbox.com/engineering-materials-properties-d_1225.html Source: http://www.engineeringtoolbox.com/engineering-materials-properties-d_1225.html

Syrefast AISI302 stål har en E-verdi på 180, mens strukturstål ASTM-A36 har en tilsvarende verdi på 200. Som man ser ut fra tabell 1, har AISI 1045 stål en E-verdi på 205 GPa og strekkfasthet a = 0,585 GPa. Tilsvarende verdier er 142 GPa og 63,6 GPa (E-verdier) og 1,71 GPa og 1,1 GPa (strekkfastheter) for henholdsvis karbon epoxy og kevlar epoxy. Tettheten (vekten) er samtidig bare en brøkdel av den til tilsvarende stålkvaliteter. Acid-resistant AISI302 steel has an E-value of 180, while structural steel ASTM-A36 has a corresponding value of 200. As can be seen from table 1, AISI 1045 steel has an E-value of 205 GPa and tensile strength a = 0.585 GPa. Corresponding values are 142 GPa and 63.6 GPa (E-values) and 1.71 GPa and 1.1 GPa (tensile strengths) for carbon epoxy and kevlar epoxy respectively. At the same time, the density (weight) is only a fraction of that of corresponding steel grades.

Et eller flere kontinuerlige borestrengelementer kan være sammensatt av materialer som utgjør kombinasjoner av betong, metaller, syntetiske materialer som eksempelvis komposittmaterialer, glassfiber og dets like hvor Youngs Modul (E) og strekkfasthet ("tensile strength") er henholdsvis under 150 GPa og over 0,60 GPa. Med kontinuerlig menes at det minst ene borestrengelementet ikke er leddet. Foretrukne verdier er Youngs Modul under 50 GPa og strekkfasthet over 0,80 GPa. Den kostnadsmessig optimale løsningen vil sannsynligvis være å anvende borestrengelementer med høyere E-verdi i den eventuelt vertikale delen av en borestreng og boreoperasjoner, og lavere verdier når avviksboringen finner sted. Dreiemomentet til boreanordningen tilføres lokalt. One or more continuous drill string elements can be composed of materials that form combinations of concrete, metals, synthetic materials such as composite materials, fiberglass and the like where Young's Modulus (E) and tensile strength are respectively below 150 GPa and above 0 .60 GPa. Continuous means that at least one drill string element is not jointed. Preferred values are Young's Modulus below 50 GPa and tensile strength above 0.80 GPa. The cost-optimal solution will probably be to use drill string elements with a higher E-value in the possibly vertical part of a drill string and drilling operations, and lower values when deviation drilling takes place. The torque of the drilling device is supplied locally.

De optimale systemer, metoder og produkter vil være representert med minst en kontinuerlig semifleksibel borestreng med variabel Youngs Modul ned til under 50 GPa og strekkfasthet over 0,80 GPa uten dreiemoment, med en tilnærmet horisontal (topside) sammenkobling av borestrengelementer (med bøyemoment), som muliggjør dreiemomentfri kontinuerlig operasjon. The optimal systems, methods and products will be represented by at least one continuous semi-flexible drill string with variable Young's Modulus down to below 50 GPa and tensile strength above 0.80 GPa without torque, with an approximately horizontal (topside) interconnection of drill string elements (with bending moment), which enables torque-free continuous operation.

Begrepet "aktivt dreiemoment" er definert til å innbefatte alle boreoperasjoner hvor en eller flere borestrenger tilføres et (eller flere eller et variabelt) dreiemoment i den hensikt å tilføre en boreanordning rotasjonsenergi. Normalt vil et slikt dreiemoment bli påført topside via et rotasjonsbord. Følgelig er et system som "ikke overfører et aktivt dreiemoment" synonymt med et system som innbefatter minst en (nedhulls) boremotor. Likevel kan et system som "ikke overfører et aktivt dreiemoment" medføre at det midlertidig blir påført minst et borestrengelement et statisk eller variabelt dreiemoment, men da i en sammenføyningskontekst, spesielt hvis denne eller disse sammenføyningene innbefatter gjenger (hun/han) og en skrue -sammenkobling, eller som en følge av friksjon mellom borestreng og omkringliggende materie i borehullet. Intensjonen er følgelig at dreiemoment til boreanordning bare skal ha sitt utspring fra minst ene nedhulls boremotor. The term "active torque" is defined to include all drilling operations where one or more drill strings are supplied with a (or several or a variable) torque for the purpose of supplying a drilling device with rotational energy. Normally, such a torque would be applied to the top side via a rotary table. Accordingly, a system that "does not transmit an active torque" is synonymous with a system that includes at least one (downhole) drilling motor. Nevertheless, a system that "does not transmit an active torque" may result in a static or variable torque being temporarily applied to at least one drill string element, but then in a joining context, especially if this or these joinings include threads (female/male) and a screw - connection, or as a result of friction between drill string and surrounding material in the borehole. The intention is therefore that torque to the drilling device should only originate from at least one downhole drilling motor.

Med utgangspunkt i tabell 1, ved anvendelse av eksempelvis materialer med E-verdier < 100 GPa, a > lGPa og p < 2 (10<3>kg/m<3>), åpner dette opp betydelig større operasjonell fleksibilitet. Based on table 1, when using, for example, materials with E-values < 100 GPa, a > lGPa and p < 2 (10<3>kg/m<3>), this opens up significantly greater operational flexibility.

For ytterligere tid og kostnadsoptimalisering kan minst ene sammenkobling av borestrengelementer (a) ha tilknyttet minst en annen sammenkobling av borestrengelementer (P) hvor minst ene sammenkobling (a) kan frigjøres fra minst ene sammenkobling (P) og hvorigjennom minst ene sammenkobling (a) kan føres gjennom minst ene sammenkobling (P) og minst ene sammenkobling (P) blir gjort uavhengig av system for aktiv boring (a). Begrepet "aktiv boring" menes den sammenkoblingen som tilfører minst en av borevæske, elektrisk strøm, fluid, elektronisk datakommunikasjon til anordninger nedhulls. For further time and cost optimization, at least one connection of drill string elements (a) can have associated at least one other connection of drill string elements (P) where at least one connection (a) can be released from at least one connection (P) and through which at least one connection (a) can is passed through at least one interconnection (P) and at least one interconnection (P) is made independently of the system for active drilling (a). The term "active drilling" means the interconnection that supplies at least one of drilling fluid, electrical current, fluid, electronic data communication to downhole devices.

I praksis vil man på denne måten kunne bore og plassere foringsrør i en og samme operasjon. Dette vil kreve anvendelse av eksempelvis en boreenhet med variabel diameter. Et eksempel på dette er "dual diameter bit" - borekronen til Smith Bits (et Schlumberger selskap), ref. http://www.slb.com/services/drilling/drill_bits/quad_d_bit.aspx. In practice, this way it will be possible to drill and place casing in one and the same operation. This will require the use of, for example, a drilling unit with a variable diameter. An example of this is the "dual diameter bit" - the drill bit of Smith Bits (a Schlumberger company), ref http://www.slb.com/services/drilling/drill_bits/quad_d_bit.aspx.

En slik løsning vil imidlertid fordre en feste og frigjøringsanordning for ytre rørarrangement mot eksempelvis en boremotormodul. Figur 1 angir en prinsippskisse for en løsning på en slik feste- og frigjøringsmekanisme. (1) representerer det minst ene kontinuerlige (semifleksible) borestrengelementet eller (a), (2) representerer ytre borestreng, foringsrør ("casing") eller (P). (3) representerer (eksempelvis) minst en boremotormodul (el. lignende), (4) er en dynamisk klo ("pad"), en form for speilvendt RSS, som låser og gir en myk kurvatur mot boremodulen fra ytre rørarrangement. Selve festemekanismen kan være elektromekanisk eller elektrisk hydraulisk. Kloen (4) felles ned i (3) etter frigjøring av (2). Such a solution would, however, require an attachment and release device for the outer pipe arrangement against, for example, a drill motor module. Figure 1 indicates a principle sketch for a solution to such an attachment and release mechanism. (1) represents the at least one continuous (semi-flexible) drill string element or (a), (2) represents outer drill string, casing or (P). (3) represents (for example) at least one drilling motor module (or similar), (4) is a dynamic claw ("pad"), a form of mirrored RSS, which locks and provides a soft curvature towards the drilling module from the outer pipe arrangement. The attachment mechanism itself can be electromechanical or electrohydraulic. The claw (4) folds down into (3) after releasing (2).

Foretrukket løsning er en eller flere nedhulls - elektrisk veksel- eller likestrømsboremotorer med styrbar aksling med lokalt dreiemoment og retningsstyring til boreanordning, med elektrisk kraft fra topside og tilhørende elektronisk datakommunikasjon via minst ene strømkabel. The preferred solution is one or more downhole electric AC or DC drilling motors with steerable shafting with local torque and direction control for the drilling device, with electric power from the top side and associated electronic data communication via at least one power cable.

Figur 2 angir et kontinuerlig borestrengelement (1) som kan innbefatte minst en kabel (5) for overføring av elektrisk strøm og elektroniske kommunikasjons/data-signaler av både analog og digital natur. Den kan også inneholde en servicekanal (6) for overføring av fluid. Dette kan være væske og/eller en gass for å øke eller redusere tettheten til borevæsken, eller tilføre borevaeske under trykk for å reversere bevegelsesretningen til boreanordningen, eller møte en sensor - detektert trykkøkning (ref. modus som "Blow Out Preventer"). Den kan også overføre sement ("slurry"). To eller flere (kontinuerlige) borestrengelementer kan sammenføyes ved hjelp av en eller flere styresko (7) og konnektor - koblinger (5a), (6a), hvor minst ene kabel (5) og/eller minst ene servicekanal (7) sammenføyes. En ytre låseskrue (8) kan låse og sikre sammenkoblingen. Et (kontinuerlig) borestengelement (1) kan være tilknyttet en eller flere sensorer (ikke vist) via strømførende minst ene kabel (5). Disse sensorene kan være kombinasjoner av analoge og digitale elektromekanisk-, akustisk- (ultralyd), trykk-, temperatursensorer og dets like. Disse sensorene kan sende elektroniske data via minst ene strømførende kabel (5) til minst ene CPU, lokalisert topside eller nedhulls. Figure 2 indicates a continuous drill string element (1) which can include at least one cable (5) for the transmission of electric current and electronic communication/data signals of both analogue and digital nature. It can also contain a service channel (6) for transferring fluid. This can be liquid and/or a gas to increase or decrease the density of the drilling fluid, or supply drilling fluid under pressure to reverse the direction of movement of the drilling device, or meet a sensor - detected pressure increase (ref. mode as "Blow Out Preventer"). It can also transfer cement ("slurry"). Two or more (continuous) drill string elements can be joined using one or more guide shoes (7) and connector - couplings (5a), (6a), where at least one cable (5) and/or at least one service channel (7) are joined. An outer locking screw (8) can lock and secure the connection. A (continuous) drill rod element (1) can be connected to one or more sensors (not shown) via at least one current-carrying cable (5). These sensors can be combinations of analog and digital electromechanical, acoustic (ultrasound), pressure, temperature sensors and the like. These sensors can send electronic data via at least one current-carrying cable (5) to at least one CPU, located topside or downhole.

En (kontinuerlig) borestrenganordning (1) kan også sammenkobles med et standard borestrengelement av stål hvor sammenkoblingsmekanismen vil være en gjenget sammenkobling. I denne anvendelsesmodusen vil det, men ikke nødvendigvis, være naturlig at minst en av minst ene elektrisk førende kabel (5) eller minst ene servicekanal (6) ikke forefinnes. Dette kan være i anvendelsesområder hvor en eller flere nedhulls borevæskemotorer driver et borearrangement. A (continuous) drill string device (1) can also be connected to a standard steel drill string element where the connection mechanism will be a threaded connection. In this application mode, it will, but not necessarily, be natural that at least one of at least one electrically conducting cable (5) or at least one service channel (6) is not present. This can be in application areas where one or more downhole drilling fluid motors drive a drilling arrangement.

Figur 3 angir en prinsippskisse for et akustisk deteksjons og styringssystem. (9) representerer en boreanordning. Denne kan være av solid utførelse for perkusjonsapplikasjon (slagbor) eller en borekrone med fast eller variabel ("dual") diameter. (10) er en styrbar aksling, (11) elektrisk eller borevæskedrevet boremotor [(3) refererer seg til eksempelvis en hel boremodul med tilknyttete anordninger], (1) borestreng(element), (12) representerer minst en dataprosesseringsenhet (CPU) inneholdende minst en algoritme som kan gi styresignaler til (11). (12) kan være lokalisert topside med signaloverføring telemetrisk via borevæsken eller elektronisk via kabel. Foretrukket løsning er lokal og nær plassering til minst ene borearrangement (11). Akustisk deteksjon av materiale i alle plan og retninger i forhold til boreenheten kan utføres av en eller flere enkelt - element prober eller transdusere (sensorer) Figure 3 indicates a principle sketch for an acoustic detection and control system. (9) represents a drilling device. This can be of a solid design for percussion application (percussion drill) or a drill bit with a fixed or variable ("dual") diameter. (10) is a steerable shaft, (11) electric or drilling fluid-driven drilling motor [(3) refers to, for example, an entire drilling module with associated devices], (1) drill string (element), (12) represents at least one data processing unit (CPU) containing at least one algorithm that can provide control signals to (11). (12) can be located topside with signal transmission telemetrically via the drilling fluid or electronically via cable. The preferred solution is a local and close location to at least one drilling arrangement (11). Acoustic detection of material in all planes and directions in relation to the drilling unit can be performed by one or more single-element probes or transducers (sensors)

(13). Foretrukket løsning er imidlertid anvendelse av en eller flere "Phased Array" (PA) transdusere som elektronisk kan skanne volumer av materie. Visuelt, det vil si visning til operatør i kontrollrom, kan grafisk grensesnitt med basis i lineær og ikke-linear analyse avbildes som kombinasjoner av A-Scan (tid - amplitude til et ultralydsignal), B-Scan (viser dybden til reflekser i forhold til linear posisjon), C-Scan (todimensjonal data presentasjon på toppen av en plant snitt), S-Scan (todimensjonalt tverrsnitt utviklet fra A-Scan med tidsforsinkelse). Se eksempelvis Moser, M. Engineering Acoustics, Springer, 2009, Ersoy, O.K. Diffraction, Fourier Optics and Imaging, John Wiley & Sons, Inc, 2007, Shariyat, M. et al Nonlinear thermoelasticity, vibration, and stress wave propagation analyses of thick FGM cylinders with temperature-dependent material properties, European Journal of Mechanics and Solids, Vol. 29 (3), 2010 for lineær og ikke-lineær akustisk analyse, signalbehandling og avbildning. (14a) angir skannsektor i x - y plan i boreanordningens bevegelsesretning, og (15) angir skannsektor i x - z plan, variabelt opp til 90 grader på x - y planet. Det er imidlertid ingen begrensninger på antall skann - profiler og plan og vinkler mellom disse, som den minst ene akustiske sensoren kan tilveiebringe. (13). The preferred solution, however, is the use of one or more "Phased Array" (PA) transducers that can electronically scan volumes of matter. Visually, i.e. display to operator in control room, graphical interface based on linear and non-linear analysis can be depicted as combinations of A-Scan (time - amplitude of an ultrasound signal), B-Scan (shows the depth of reflections in relation to linear position), C-Scan (two-dimensional data presentation on top of a plane section), S-Scan (two-dimensional cross-section developed from A-Scan with time delay). See for example Moser, M. Engineering Acoustics, Springer, 2009, Ersoy, O.K. Diffraction, Fourier Optics and Imaging, John Wiley & Sons, Inc, 2007, Shariyat, M. et al Nonlinear thermoelasticity, vibration, and stress wave propagation analyzes of thick FGM cylinders with temperature-dependent material properties, European Journal of Mechanics and Solids, Vol. 29 (3), 2010 for linear and non-linear acoustic analysis, signal processing and imaging. (14a) indicates the scan sector in the x - y plane in the direction of movement of the drilling device, and (15) indicates the scan sector in the x - z plane, variable up to 90 degrees on the x - y plane. However, there are no restrictions on the number of scan profiles and planes and angles between these, which the at least one acoustic sensor can provide.

Tabell 2 angir hastighetene til P og S bølger samt tettheten til en del materialer og sammensetninger av stoffer. P bølger er trykkbølger som forplanter seg i longitudinal retning i materie. S bølger er skjærbølger som er transvers av natur. Table 2 indicates the speeds of P and S waves as well as the density of some materials and compositions of substances. P waves are pressure waves that propagate in the longitudinal direction in matter. S waves are shear waves that are transverse in nature.

Tabell 2 Table 2

Noen akustiske hastighets - parametre for porøse materialer. Some acoustic velocity parameters for porous materials.

Kilde: Bourbié, T. et. al," Acoustics of Porous Media", Gulf Publishing Company, Book Division, 1987. Source: Bourbié, T. et. al," Acoustics of Porous Media", Gulf Publishing Company, Book Division, 1987.

På bakgrunn av, men ikke begrenset til, ovenstående teoretiske og empiriske referanser, tilveiebringer minst ene CPU (12), med bakgrunn i minst ene algoritme og akustiske data fra minst ene akustiske sensor (13), hvor minst ene sensor (13) tilveiebringer akustiske data fra minst ene boreanordning (9) til enhver tids bevegelsesretning i tilnærmet sann tid, og varierende, men ikke begrenset til, opp til 90 grader til denne minst ene boreelements bevegelsesretning og overføre akustiske data til minst ene (foretrukket lokalt plassert) dataprosesseringsenhet (CPU) (12) med en eller flere algoritmer, for trykkdata og materialanalyse i alle plan og retninger i forhold til boreanordningen. Med bakgrunn i minst ene algoritme vil minst ene CPU (12) kunne gi variabelt og optimalt dreiemoment til minst ene boremotor (11), i forhold til omkransende materie (tetthet), til styrbar boreanordning (9) i tilnærmet sann tid via styrbar aksling (10). CPU kan med basis i minst ene algoritme og registrerte akustiske data, gjøre boreprosessen autonom ved at den kan tilføre den minst ene boreanordning (9), (10), en retningsvektor uavhengig av a priori eller predefinert kurvatur (koordinater) til minst ene boreanordning (9). Algoritme for autonomitet, som overstyrer predefinert boreprofil, vil normalt bli koblet inn når minst ene sensor (13) tilveiebringer akustiske data som blir tolket av minst ene CPU (12) til å indikere en type materie i andre plan enn forefinnende i boreanordningens til enhver tid pre - programmerte bevegelsesretning. Dette kan, men er ikke begrenset til, å omfatte hydrokarboner (olje og/eller gass), mineraler eller vulkanske bergarter (Kimberley Pipes) for diamantutvinning. Systemet vil kunne detektere trykkøkninger frem i tid via (14a), (14b) og/eller (15) dvs i sektorer over, under, til siden og i forlengelsen av boreanordningens hastighetsvektor, og vil kunne tilføre borevæskekomponenter via servicekanal (6) i borestrengen, og på den måten representere en dynamisk BOP ("Blow Out Preventer"). Based on, but not limited to, the above theoretical and empirical references, at least one CPU (12) provides, based on at least one algorithm and acoustic data from at least one acoustic sensor (13), where at least one sensor (13) provides acoustic data from at least one drilling device (9) to any time direction of movement in approximately real time, and varying, but not limited to, up to 90 degrees to this at least one drilling element's direction of movement and transmit acoustic data to at least one (preferably locally located) data processing unit (CPU ) (12) with one or more algorithms, for pressure data and material analysis in all planes and directions in relation to the drilling device. Based on at least one algorithm, at least one CPU (12) will be able to provide variable and optimal torque to at least one drilling motor (11), in relation to surrounding matter (density), to steerable drilling device (9) in almost real time via steerable shafting ( 10). Based on at least one algorithm and recorded acoustic data, the CPU can make the drilling process autonomous by supplying the at least one drilling device (9), (10) with a direction vector independent of a priori or predefined curvature (coordinates) to at least one drilling device ( 9). Algorithm for autonomy, which overrides predefined drilling profile, will normally be engaged when at least one sensor (13) provides acoustic data that is interpreted by at least one CPU (12) to indicate a type of matter in a plane other than existing in the drilling rig at any given time pre-programmed direction of movement. This may, but is not limited to, include hydrocarbons (oil and/or gas), minerals or volcanic rocks (Kimberley Pipes) for diamond extraction. The system will be able to detect pressure increases in time via (14a), (14b) and/or (15), i.e. in sectors above, below, to the side and in the extension of the drilling device's velocity vector, and will be able to supply drilling fluid components via service channel (6) in the drill string , and thus represent a dynamic BOP ("Blow Out Preventer").

Benyttes en borevæskemotor (11), kan denne styre ved at (12) gir styresignaler til elektromekanisk og/eller elektrohydraulisk (ikke vist) ventilarrangement. Forefinnes ingen direkte strømkilde (5), kan lokal strømkilde i eksempelvis (3), men ikke begrenset til, inkorporeres i form av kombinasjoner av utskiftbare batteripakker, trykk (piezo) elektriske generatorer, dynamoer eller dets like, drevet av bevegelsesenergien til borevæsken, og derved tilveiebringe elektrisitet til å til å drive detekterings-, kontroll og styringssystemer definert ved (10) -(15). If a drilling fluid motor (11) is used, this can be controlled by (12) giving control signals to the electromechanical and/or electrohydraulic (not shown) valve arrangement. If there is no direct power source (5), local power source in example (3), but not limited to, can be incorporated in the form of combinations of replaceable battery packs, pressure (piezo) electric generators, dynamos or the like, powered by the kinetic energy of the drilling fluid, and thereby providing electricity to operate detection, control and management systems defined by (10)-(15).

Denne oppfinnelse har anvendelse på land og/eller på eller i vann. This invention has application on land and/or on or in water.

På denne bakgrunn vil ett mest favorabelt system, metode, eller en konfigurasjon av produkter og apparatur for boring bestående av, men ikke begrenset til; minst ett kontrollsystem, minst en kraftkilde, minst ett subsystem for operasjon og håndtering av borestrengelementer, minst ett subsystem for fremskaffelse og håndtering av borevæske, minst en boreenhet, hvilket system erkarakterisert vedkombinasjoner av; On this background, a most favorable system, method, or a configuration of products and equipment for drilling consisting of, but not limited to; at least one control system, at least one power source, at least one subsystem for operation and handling of drill string elements, at least one subsystem for procurement and handling of drilling fluid, at least one drilling unit, which system is characterized by combinations of;

a) minst et kontinuerlig borestrengelement (1) i en sammenkobling av borestrengelementer har en elastisitetsmodul (Youngs Modul) mindre enn 150 GPa og strekkfasthet større enn 0,60 a) at least one continuous drill string element (1) in an interconnection of drill string elements has a modulus of elasticity (Young's Modulus) less than 150 GPa and tensile strength greater than 0.60

Gpa og ikke overfører et aktivt dreiemoment, Gpa and does not transmit an active torque,

b) minst en akustisk sensor (13) med kapasitet til å tilveiebringe akustiske data, men ikke begrenset til, i forlengelsen til minst ene boreelements bevegelsesretning i tilnærmet sann tid, til minst en dataprosesseringsenhet (CPU) (12), og denne minst ene CPU (12) innehar minst en algoritme og hvor denne minst ene CPU (12) i henhold til denne minst gitt ene algoritme kan gi styresignaler til minst ene boremotor (11) som overfører et lokalt aktivt dreiemoment til minst ene boreenhet (9) via styrbar aksling (10), c) minst ene sammenkobling av borestrengelementer (a) har tilknyttet minst en annen sammenkobling av borestrengelementer (P) hvor minst ene sammenkobling (a) kan frigjøres fra minst ene sammenkobling (P) og hvorigjennom minst ene sammenkobling (a) kan føres gjennom minst ene sammenkobling (P) og minst ene sammenkobling (P) blir gjort uavhengig av system for aktiv boring (a). Videre vil et slikt mest favorabelt system, metode eller en konfigurasjon av produkter og apparatur værekarakterisert vedkombinasjoner av; - minst ene sammenkobling av borestrengelementer (1) har tilknyttet minst en kabel (5) for overføring av elektrisk strøm og elektronisk signaloverføring, - minst ene sammenkobling av borestrengelementer (1) har tilknyttet minst en servicekanal (6) for overføring av fluid, - minst ene motor (11) mottar energi fra av systemets fremskaffet borevæske og kan tilveiebringe et aktivt og varierende dreiemoment til minst ene boreenhet (9), hvorav minst ene motor mottar styresignaler fra minst ene dataprosesseringsenhet (CPU) (12), - minst ene boremotor (11) mottar elektrisk energi fra av systemet fremskaffet minst ene kabel (6) og kan tilveiebringe et aktivt og varierende dreiemoment til minst ene boreenhet (9), hvorav minst ene motor mottar styresignaler fra minst ene dataprosesseringsenhet (CPU) (12), - den minst ene CPU(12) innehar minst en algoritme som kan tolke og analysere akustiske data fra minst ene akustiske sensor (13) og kan tilveiebringe, men er ikke begrenset til, kombinasjoner av type og sammensetning av materie og trykk, - den minst ene CPU (12) innehar minst en algoritme som kan tolke og analysere akustiske data fra minst ene akustiske sensor (13) og kan tilveiebringe trykkdata i og rundt den minst ene boreenheten (9) fremover i tid (i alle plan rundt forlengelse av boreanordningens hastighetsvektor), - den minst ene CPU (12) innehar minst en algoritme som kan gi styresignaler til boreenhet (9) via styrbar aksling (10) og gitt algoritme vil bli koblet inn når minst ene sensor (13) tilveiebringer akustiske data som blir tolket av minst ene CPU (12) til å indikere en type materie i andre plan enn forefinnende i boreanordningens til enhver tid pre - programmerte bevegelsesretning. - den minst ene algoritme er et software produkt, innbefattende, men ikke begrenset til, instruksjoner når iverksatt av minst ene CPU (12), medfører at det blir gitt styresignaler til boreenhet (9) via styrbar aksling (10), og gitt minst ene software produkt vil bli koblet inn når minst ene sensor (13) tilveiebringer akustiske data som blir tolket av minst ene software produkt til å indikere en type materie i andre plan enn forefinnende i boreanordningens til enhver tid pre - programmerte bevegelsesretning. - minst ene subsystem (topside) for operasjon og håndtering av borestrengelementer kan tilveiebringe og motta sammenkoblinger av borestrengelementer på kontinuerlig basis. b) at least one acoustic sensor (13) with the capacity to provide acoustic data, but not limited to, in the extension of at least one drilling element's direction of movement in approximately real time, to at least one data processing unit (CPU) (12), and this at least one CPU (12) has at least one algorithm and where this at least one CPU (12) according to this at least given one algorithm can provide control signals to at least one drilling motor (11) which transmits a locally active torque to at least one drilling unit (9) via steerable shafting (10), c) at least one connection of drill string elements (a) has associated at least one other connection of drill string elements (P) where at least one connection (a) can be released from at least one connection (P) and through which at least one connection (a) can is passed through at least one interconnection (P) and at least one interconnection (P) is made independently of the system for active drilling (a). Furthermore, such a most favorable system, method or a configuration of products and equipment will be characterized by combinations of; - at least one connection of drill string elements (1) has connected at least one cable (5) for transmission of electric current and electronic signal transmission, - at least one connection of drill string elements (1) has connected at least one service channel (6) for transmission of fluid, - at least one motor (11) receives energy from the drilling fluid provided by the system and can provide an active and varying torque to at least one drilling unit (9), of which at least one motor receives control signals from at least one data processing unit (CPU) (12), - at least one drilling motor ( 11) receives electrical energy from at least one cable (6) provided by the system and can provide an active and varying torque to at least one drilling unit (9), of which at least one motor receives control signals from at least one data processing unit (CPU) (12), - the at least one CPU (12) has at least one algorithm that can interpret and analyze acoustic data from at least one acoustic sensor (13) and can provide, but is not limited to, combinations of type and composition of matter and pressure, - the at least one CPU (12) has at least one algorithm that can interpret and analyze acoustic data from at least one acoustic sensor (13) and can provide pressure data in and around the at least one drilling unit (9) forward in time (in all planes around the extension of the drilling device's velocity vector), - the at least one CPU (12) has at least one algorithm that can provide control signals to the drilling unit (9) via steerable shafting (10) and the given algorithm will be switched on when at least one sensor (13) provides acoustic data which is interpreted by at least one CPU (12) to indicate a type of matter in a plane other than that existing in the drilling device's pre-programmed direction of movement at any given time. - the at least one algorithm is a software product, including, but not limited to, instructions when implemented by at least one CPU (12), means that control signals are given to the drilling unit (9) via steerable shaft (10), and given at least one software product will be connected when at least one sensor (13) provides acoustic data which is interpreted by at least one software product to indicate a type of matter in a plane other than that existing in the drilling device's pre-programmed direction of movement at all times. - at least one subsystem (topside) for operation and handling of drill string elements can provide and receive interconnections of drill string elements on a continuous basis.

Den herværende oppfinnelse er ikke begrenset til de beskrevne systemer metoder, apparaturer eller algoritmer, i betydningen at alle generiske variasjoner til systemene eller anordningene, slik at forskjellige arrangementene av forskjellige komponenter (sub-systemer eller enheter), forskjellige størrelse og geometrisk utforming på komponenter, uavhengig og automatisk kontroll og styring av komponenter til (total) systemene, kontinuerlig eller delvis (tidsbegrenset) forbindelse til eventuelle kontrollenheter, plassering av eventuelle sensorer eller målere, innebygget eller delvis eller totalt integrerte systemer eller løsninger, er alle åpenbare varianter som kan bli utledet av en kyndig fagmann, forutsatt at denne beskrivelse av den fremførte oppfinnelse er tilgjengelig. The present invention is not limited to the described systems, methods, apparatus or algorithms, in the sense that all generic variations to the systems or devices, such that different arrangements of different components (sub-systems or units), different size and geometric design of components, independent and automatic control and management of components of the (total) systems, continuous or partial (time-limited) connection to any control units, placement of any sensors or meters, built-in or partially or totally integrated systems or solutions, are all obvious variants that can be derived by a skilled person, provided that this description of the claimed invention is available.

Som en følge av dette, alle anordninger eller systemer som er funksjonelt ekvivalente vil være inkludert av omfanget til denne oppfinnelse, og alle modifikasjoner til oppfinnelsen, vil ligge innenfor de fremførte kravene. Basert på ovennevnte, alle utsagn skal tolkes illustrativt og ikke i begrensende sammenheng. Det er videre forutsatt at alle krav skal tolkes slik at de dekker alle generiske og spesifikke karaktertrekk ved oppfinnelsen som er beskrevet, og at alle aspekter relatert til oppfinnelsen, uten hensyntagen til spesifikk bruk av språk, skal være inkludert. På denne bakgrunn, skal alle de fremførte referanser være inkludert som en del av denne oppfinnelse sin basis, operasjonsmåter, metoder, algoritmer, produkter, apparaturer og systemerer. As a result, all devices or systems that are functionally equivalent will be included by the scope of this invention, and all modifications to the invention, will lie within the stated claims. Based on the above, all statements are to be interpreted illustratively and not in a limiting context. It is further assumed that all claims must be interpreted so that they cover all generic and specific features of the invention described, and that all aspects related to the invention, without regard to specific use of language, must be included. On this background, all the cited references shall be included as part of this invention's basis, modes of operation, methods, algorithms, products, apparatus and systems.

Claims (9)

1. System for boring bestående av, men ikke begrenset til, minst ett kontrollsystem, minst en kraftkilde, minst ett subsystem for operasjon og håndtering av borestrengelementer, minst ett subsystem for fremskaffelse og håndtering av borevæske, minst en boreenhet, hvilket system er karakterisert vedminst en av a) minst et kontinuerlig borestrengelement (1) i en sammenkobling av borestrengelementer har en elastisitetsmodul (Youngs Modul) mindre enn 150 GPa og strekkfasthet større enn 0,60 Gpa og ikke overfører et aktivt dreiemoment, b) minst en akustisk sensor (13) med kapasitet til å tilveiebringe akustiske data, men ikke begrenset til, i forlengelsen til minst ene boreelements bevegelsesretning i tilnærmet sann tid til minst en dataprosesseringsenhet (CPU) (12), og denne minst ene CPU (12) innehar minst en algoritme og hvor denne minst ene CPU (12) i henhold til denne minst gitt ene algoritme kan gi styresignaler til minst ene motor (11) som overfører et lokalt aktivt dreiemoment til minst ene boreenhet (9), c) minst ene sammenkobling av borestrengelementer (a) har tilknyttet minst en annen sammenkobling av borestrengelementer (P) hvor minst ene sammenkobling (a) kan frigjøres fra minst ene sammenkobling (P) og hvorigjennom minst ene sammenkobling (a) kan føres gjennom minst ene sammenkobling (P) og minst ene sammenkobling (P) blir gjort uavhengig av system for aktiv boring (a).1. System for drilling consisting of, but not limited to, at least one control system, at least one power source, at least one subsystem for operation and handling of drill string elements, at least one subsystem for obtaining and handling drilling fluid, at least one drilling unit, which system is characterized by at least one of a) at least one continuous drill string element (1) in an interconnection of drill string elements has a modulus of elasticity (Young's Modulus) less than 150 GPa and tensile strength greater than 0.60 Gpa and does not transmit an active torque, b) at least one acoustic sensor (13) with the capacity to provide acoustic data, but not limited to, in the extension of at least one drill element movement direction in near real time to at least one data processing unit (CPU) (12), and this at least one CPU (12) holds at least one algorithm and where this at least one CPU (12) according to this at least given one algorithm can provide control signals to at least one motor (11) which transmits a locally active torque to at least one drilling unit (9), c) at least one interconnection of drill string elements (a ) has associated at least one other connection of drill string elements (P) where at least one connection (a) can be released from at least one connection (P) and through which at least one connection (a) can be passed through at least one connection (P) and at least one connection (P) is made independently of the system for active drilling (a). 2. System ifølge krav 1, karakterisert vedminst en av a) minst ene sammenkobling av borestrengelementer (1) har tilknyttet minst en kabel (5) for overføring av elektrisk strøm og elektronisk signaloverføring, b) minst ene sammenkobling av borestrengelementer (1) har tilknyttet minst en servicekanal (6) for overføring av fluid,2. System according to claim 1, characterized by at least one of a) at least one connection of drill string elements (1) has connected at least one cable (5) for the transmission of electric current and electronic signal transmission, b) at least one connection of drill string elements (1) has connected at least one service channel (6) for transfer of fluid, 3. System ifølge krav 1, karakterisert vedat - minst ene subsystem for operasjon og håndtering av borestrengelementer kan tilveiebringe og motta sammenkoblinger av borestrengelementer på kontinuerlig basis.3. System according to claim 1, characterized in that - at least one subsystem for operation and handling of drill string elements can provide and receive interconnections of drill string elements on a continuous basis. 4. System ifølge krav 1, karakterisert vedat - minst ene boremotor (11) mottar energi fra av systemets fremskaffet borevæske og kan tilveiebringe et aktivt og varierende dreiemoment til minst ene boreenhet (9), hvorav minst ene motor mottar styresignaler fra minst ene dataprosesseringsenhet (CPU) (12).4. System according to claim 1, characterized in that - at least one drilling motor (11) receives energy from the drilling fluid provided by the system and can provide an active and varying torque to at least one drilling unit (9), of which at least one motor receives control signals from at least one data processing unit (CPU) (12). 5. System ifølge krav 1, karakterisert vedat - minst ene boremotor (11) mottar elektrisk energi fra av systemet fremskaffet minst ene kabel (6) og kan tilveiebringe et aktivt og varierende dreiemoment til minst ene boreenhet (9), hvorav minst ene motor mottar styresignaler fra minst ene dataprosesseringsenhet (CPU) (12).5. System according to claim 1, characterized in that - at least one drilling motor (11) receives electrical energy from at least one cable (6) provided by the system and can provide an active and varying torque to at least one drilling unit (9), of which at least one motor receives control signals from at least one data processing unit (CPU ) (12). 6. System ifølge alle foregående krav, karakterisert vedat - den minst ene CPU (12) innehar minst en algoritme som kan tolke og analysere akustiske data fra minst ene akustiske sensor (13) og kan tilveiebringe, men ikke begrenset til, kombinasjoner av type og sammensetning av materie og trykk.6. System according to all preceding requirements, characterized in that - the at least one CPU (12) has at least one algorithm that can interpret and analyze acoustic data from at least one acoustic sensor (13) and can provide, but not limited to, combinations of type and composition of matter and pressure. 7. System ifølge alle foregående krav, karakterisert vedat - den minst ene CPU (12) innehar minst en algoritme som kan tolke og analysere akustiske data fra minst ene akustiske sensor (13) og kan tilveiebringe trykkdata i og rundt den minst ene boreenheten (9) fremover i tid (i alle plan i forlengelse av boreanordningens hastighetsvektor).7. System according to all preceding requirements, characterized in that - the at least one CPU (12) has at least one algorithm that can interpret and analyze acoustic data from at least one acoustic sensor (13) and can provide pressure data in and around the at least one drilling unit (9) forward in time (in all planes in extension of the drilling device's velocity vector). 8. Metode ifølge alle foregående krav, karakterisert vedat - den minst ene CPU (12) innehar minst en algoritme som kan gi styresignaler til boreenhet (9) via styrbar aksling (10) og gitt algoritme vil bli koblet inn når minst ene sensor (13) tilveiebringer akustiske data som blir tolket av minst ene CPU (12) til å indikere en type materie i andre plan enn forefinnende i boreanordningens til enhver tid pre - programmerte bevegelsesretning.8. Method according to all preceding requirements, characterized in that - the at least one CPU (12) has at least one algorithm which can provide control signals to the drilling unit (9) via steerable axle (10) and given algorithm will be switched on when at least one sensor (13) provides acoustic data which is interpreted by at least one CPU (12) to indicate a type of matter in a plane other than that existing in the drilling device's pre-programmed direction of movement at all times. 9. Produkt ifølge alle foregående krav, karakterisert vedat - den minst ene algoritme er et software produkt, innbefattende, men ikke begrenset til, instruksjoner når iverksatt av minst ene CPU (12), medfører at det blir gitt styresignaler til boreenhet (9) via styrbar aksling (10), og gitt minst ene software produkt vil bli koblet inn når minst ene sensor (13) tilveiebringer akustiske data som blir tolket av minst ene software produkt til å indikere en type materie i andre plan enn forefinnende i boreanordningens til enhver tid pre - programmerte bevegelsesretning.9. Product according to all preceding requirements, characterized in that - the at least one algorithm is a software product, including, but not limited to, instructions when implemented by at least one CPU (12), means that control signals are given to the drilling unit (9) via steerable shaft (10), and given at least one software product will be connected when at least one sensor (13) provides acoustic data which is interpreted by at least one software product to indicate a type of matter in a plane other than that existing in the drilling device's pre-programmed direction of movement at all times.
NO20130951A 2013-07-09 2013-07-09 Systems for optimized, intelligent and autonomous drilling operations NO20130951A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20130951A NO20130951A1 (en) 2013-07-09 2013-07-09 Systems for optimized, intelligent and autonomous drilling operations
PCT/NO2014/050127 WO2015005800A1 (en) 2013-07-09 2014-07-09 Autonomous drilling

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20130951A NO20130951A1 (en) 2013-07-09 2013-07-09 Systems for optimized, intelligent and autonomous drilling operations

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO20130951A1 true NO20130951A1 (en) 2013-07-09

Family

ID=49111606

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20130951A NO20130951A1 (en) 2013-07-09 2013-07-09 Systems for optimized, intelligent and autonomous drilling operations

Country Status (2)

Country Link
NO (1) NO20130951A1 (en)
WO (1) WO2015005800A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107270586A (en) * 2017-06-29 2017-10-20 依科瑞德(北京)能源科技有限公司 Ground buried pipe of ground source heat pump pipe laying structure

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6088294A (en) * 1995-01-12 2000-07-11 Baker Hughes Incorporated Drilling system with an acoustic measurement-while-driving system for determining parameters of interest and controlling the drilling direction
EP2236736B8 (en) 2009-03-30 2018-02-14 Vallourec Drilling Products France Wired drill pipe
GB2476653A (en) * 2009-12-30 2011-07-06 Wajid Rasheed Tool and Method for Look-Ahead Formation Evaluation in advance of the drill-bit
CN103958829B (en) * 2011-11-15 2017-03-15 沙特阿拉伯石油公司 The method that geosteering is carried out to drill bit in real time using drilling well acoustic signals

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015005800A1 (en) 2015-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO20130122A1 (en) Apparatus and method for downhole energy conversion
US20140069720A1 (en) Tachometer for a rotating control device
NO339241B1 (en) Method and measurement-under-drilling system for analyzing force measurements at a drill string
CN105785431B (en) Submarine earthquake acquisition node self adaptive control jettison system
NO335430B1 (en) Underwater installation tools and procedures
BR112014009982B1 (en) INTEGRATED SYSTEM TO INTENSIFY THE PERFORMANCE OF UNDERGROUND OPERATIONS, AND, METHOD TO INTENSIFY THE PERFORMANCE OF UNDERGROUND OPERATIONS
CN106795754A (en) Method and apparatus for monitoring pit shaft flexibility
US20170145810A1 (en) System and methodology for establishing a fatigue life of a subsea landing string
CN109642460A (en) It is characterized using the reservoir formation of underground wireless network
US10246994B2 (en) System for communicating data via fluid lines
MX2014009739A (en) Piston tractor system for use in subterranean wells.
CN107476798B (en) Wellhead attitude monitoring system and method suitable for whole process of deepwater jet downcomer
NO20130951A1 (en) Systems for optimized, intelligent and autonomous drilling operations
RU2707208C1 (en) Flexible weighted drill pipe for rotary controlled system
US11513247B2 (en) Data acquisition systems
WO2012078406A3 (en) Well control operational and training aid
CN102654023B (en) Main and auxiliary underwater system for deepwater drilling and setting method thereof
CN102518430A (en) Method and device for evaluating properties of stratum interface near to well bottom on basis of impact method
Ivanova et al. Telemetry Tracking During Directional Drilling.
CN205445584U (en) Deep water well drilling marine riser dynamics parameter measuring system
US11299984B2 (en) System and method for enabling two-way communication capabilities to slickline and braided line
RU218267U1 (en) Turbine power generator with the ability to explore oil and gas wells
NO20131157A1 (en) Exploration and production drilling system for oil and gas
Max et al. Leveraging Technology for NGH Development and Production
RU2215874C1 (en) Automated navigation drilling complex for laying service lines

Legal Events

Date Code Title Description
CREP Change of representative

Representative=s name: AIDI - BK MOELMANN, POSTBOKS 125, 2001 LILLESTROEM

BDEC Board of appeal decision

Free format text: KLAGEN FORKASTES

Filing date: 20140926

Effective date: 20161005