NO322163B1 - Anordning og fremgangsmate for bronntelemetri ved bruk av toroid-induksjonsspole som impedanselement - Google Patents

Description

Oppfinnelsens tekniske område

Denne oppfinnelse gjelder bruken av en ferromagnetisk induksjonsspole, særlig en toroidspole, i en petroleumsbrønn, for etablering av et så stort spenningspotensial over spolen at dette kan gi elektrisk kraft til og kommunikasjon med enheter og sensorer i brønnen. Som hovedlederbaner i brønnen brukes forøvrig konvensjonelle og allerede eksisterende metallstrukturer. I et aspekt av oppfinnelsen gjelder den generering av elektrisk kraft og/eller kommunikasjon med en innretning nede i et borehull og ved hjelp av en elektrisk krets som dannes i en brønnrørledningsstruktur, ved bruk av minst én ikke elektrisk energiforsynt toroid-induksjonsspole.

Gjennomgåelse av den kjente teknikk

Man har foreslått flere måter å installere regulerbare ventiler og andre innretninger og sensorer nede i en borerørstreng i en brønn, men slike innretninger har typisk måttet bruke en elektrisk ledning langs borestrengen for å gi kraft og kommunikasjon med innretningene og sensorene. Det er uønsket og i praksis vanskelig å bruke en ledning eller kabel langs borestrengen, enten integrert med denne eller i en viss avstand fra dens gods, i ringrommet mellom strengen og foringsrøret, på grunn av feilpotensialet i et slikt system. Andre fremgangsmåter for kommunikasjon innenfor et borehull er beskrevet i US-patentene 5 493 288, 5 576 703, 5 574 374, 5 467 083, 5 130 706.

Videre er i US patent 6 070 608 beskrevet en overflatestyrt gassløfteventil for bruk i oljebrønner, og fremgangsmåter for aktivering av en slik ventil innbefatter elektrohydrauliske, hydrauliske og pneumatisk hydrauliske hjelpemidler. Sensorer forbinder posisjonen av en varierbar åpning og det kritiske fluidtrykk med et panel på overflaten, men når man skal beskrive hvordan strøm tilføres sensorer og ventiler nede i borehullet beskrives de midler som etablerer den elektriske kraft/generer signaler til ventilene eller sensorene som en elektrisk krets som er koplet mellom disse elementer nede i brønnen og et styrepanel på overflaten. Fra patentskriftet blir ikke spesielt angitt hvordan strømveien fra innretningen nede i brønnen går til overflaten. Den elektriske krets er vist på tegningene som en standardkrets, dvs. et utvidet brønnrør med enkelte ledninger lagt inn og beskyttet, slik at brannrøret gir den fysiske beskyttelse, mens ledningene gir strømveien. Imidlertid vil en slik standardisert elektrisk krets kunne være vanskelig å rute ved større dybder, rundt bend i awiksbrønner, langs forgreninger hvor brønnen har slike og/eller parallelt med produksjonsrør av kveiletypen. Således er det et behov for et system og en fremgangsmåte for å generere elektrisk kraft og formidle kommunikasjonssignaler til apparater nede i en boret brønn, uten behov for noen separat elektrisk krets som har flere ledninger og er strukket langs siden av et produksjonsrør.

Fra US 4 839 644 er kjent toveis trådløs kommunikasjon i et utforet borehull med en borerørstreng, men dette system beskriver en toroid antenne nede i brønnen for kopling av elektromagnetisk energi i en bølgeleder som arbeider i TEM-modus og hvor man bruker ringrommet mellom foringsrøret og brønnrørstrengen. Toroidantennen bruker den elektromagnetiske bølgekopling som krever et i alt vesentlig ikke ledende fluid (så som raffinert tungolje) i ringrommet mellom foringsrøret og brønnrørstrengen, og en toroid kavitet og tilsvarende brønnhodeisolatorer. Av denne grunn vil fremgangsmåten og systemet som her er beskrevet være kostbar, de har problemer med fluidlekkasje inn i foringsrøret og er vanskelige å bruke som et skjema for toveis kommunikasjon nede i brønnen eller borehullet.

Andre nedihulls kommunikasjonsskjemaer så som slampulstelemetri (US 4 648 471, 5 887 657) har vist seg vellykkede ved kommunikasjon ved lave dataoverførings-hastigheter, men har begrenset bruk som et kommunikasjbnsskjema hvor større hastig-heter kreves eller er uønsket på grunn av sin kompleksitet på grunn av puls-telemetriutstyret nede i borehullet. Også andre tilsvarende fremgangsmåter har vært forsøkt, se US 5 467 083, 4 739 325, 4 578 675, 5 883 516 og 4 468 665, så vel som permanente sensorer og styre/reguleirngssystemer nede i borehullet: US 5 730 212, 5 662 165, 4 972 704, 5 941 307, 5 934 371, 5 278 758, 5 134 284, 5 001 675, 5 730 219, 5 662 165.

Det er vanlig praksis å kunne arbeide i en rekke brønner innenfor et borefelt ved å formidle overføring av fluid fra samtlige brønner til en sentral fasilitet hvor tilførsel fra brønnene samles og kan behandles i en første fase før overføring til prosessanlegg så som raffinerier. Det ville være ønskelig å tilveiebringe kapasitet for å kunne regulere brønnene ut fra denne sentrale feltfasilitet, men dette er bare i liten grad utført i praksis siden man med konvensjonelle metoder ville kreve at strøm- og signalledningene ble spredt utover i hele feltet. En slik infrastruktur ville innebære kostnader for både installasjonen og for vedlikeholdet, og ledningene ville også være sårbare for skade ved element- eller kjøretøyforflyttinger og ville også kunne utsettes for vandalisme eller tyveri.

Av denne grunn ville det være en betydelig fordel ved driften av petroleums-brønner dersom brønnrørledningene, foringsrøret, produksjonsrør og andre forbindelser installert i brønnen eller som hjelpeutrustning på overflaten så som samleledninger kunne brukes for både kommunikasjon og strømledere for styring og drift av innretninger og sensorer nede i brønnen.

Induksjonsspoler har blitt brukt i forbindelse med følsom instrumentering for å beskytte mot overspenninger og spredefelter. F.eks. vil de fleste datamaskiner (PC) ha en eller annen form for spolemekanisme lagt inn i vekselstrømsforskyvningen og video-signalkabelen for slik beskyttelse. Slike induksjonsspoler som tjener til dempning arbeider ganske godt for sitt bestemte formål, men de kan ikke brukes til å fastlegge/definere en effekt- eller kommunikasjonskrets.

Innretningen og fremgangsmåten ifølge innledningen av krav 1 og 17 er allerede kjent fra EP 0964134, med en induksjonsspole som dannes av en kabel viklet rundt et produksjonsrør i en brønn, med en nedihullsmotor som er koplet elektrisk til brannrøret og hvor den spole som dannes genererer et spenningsfall mellom tilkoplingspunktene. Ulempene er at en slik kabelspole er kostbar og lett kan utsettes for skader og overopphetning.

Kort gjennomgåelse av oppfinnelsen

De problemer og behov som er skissert ovenfor er til en stor del løst og møtt i og med oppfinnelsen, idet denne særskilt er angitt i karakteristikken i kravene 1 og 17.1 en petroleumsbrønn anordnes altså en eller flere strømimpedansinnretninger så som induksjonsspoler av toroidtypen, idet petroleumsbrønnen er utforet og har en borerørstreng med brønnrør anordnet inne i og langsetter foringsrørutforingen. En reguleringsventil, en sensor eller en annen innretning er koplet til brønnrøret. Innretningen har strømforsyning og styres fra overflaten. Kommunikasjonssignaler og elektrisk strøm sendes således fra overflaten ved hjelp av brønnrøret, foringsrøret eller andre metallelementer som ledere. Vekselstrøm kan f.eks. føres direkte ned i brønnrøret til et punkt hvor denne strøm støter på en spole. Det spenningspotensial som da etableres over spolen brukes til å gi strømforsyning til kommunikasjonsmodemer, ventiler, elektroniske kretser og sensorer nær spolen.

I nærmere detalj omfatter en datamaskin på overflaten et modem med et vekselstrømssignal overført til en ledende krets, så som foringsrøret og/eller brønnrørstrengen inne i denne. Vekselstrømssignalet utvikler et potensial over spolen, og en kraftforsyning sørger for dannelse av en likespenning for å gi likestrøm til en tilkoplet reguleringsventil, sensor eller annen innretning. Fortrinnsvis avsluttes foringsrøret eller borerøret ved jordpotensial og brukes som jordingsreturleder, selv om man også kan ha en uavhengig jordingsledning eller en annen leder. I en foretrukket utførelse av en gassløftebrønn omfatter den strømforsynte innretning en regulerbar ventil som regulerer passasjen av gass mellom ringrommet og det indre av brønnrøret.

I mer avanserte former omfatter petroleumsbrønnen en eller flere sensorer nede i den, fortrinnsvis i kontakt med den modul som sørger for strømtilførsel og kommunikasjon, og har samband med datamaskinen på overflaten. Slike sensorer som kan måle temperatur, trykk, akustiske bølger, ventilposisjon, strømningstakt for fluid og differensialtrykk brukes fortrinnsvis i mange situasjoner, og sensorene tilfører måleresultater til modemet for overføring til overflaten eller direkte til en programmerbar grensesnittstyreenhet som arbeider for drift av en innretning nede i brønnen, så som en reguleringsventil for å styre gasstrømmen gjennom denne.

Strømimpedanskretser ifølge oppfinnelsen omfatter toroid-induksjonsspoler av ferromagnetisk materiale i foretrukket form. Slike spoler er koplet til en leder (en brønnrørstreng, et foringsrør, et produksjonsrør etc.) for å tjene som en serieimpedans for strømveien. I en bestemt form legges en ferromagnetisk spole rundt brønnrørstrengen nede i brønnen, og den vekselstrøm som brukes for strømforsyning og kommunikasjonssignaler koples til borerøret, foringsrøret eller en annen leder nær overflaten. Spolen nede i brønnen rundt brønnrøret eller et ledende element utvikler således et potensial som brukes til strømforsyning og kommunikasjon av/med en reguleringsventil eller sensor.

I en annen form er en overflatedatamaskin koplet via et overflatestyremodem og foringsrøret eller produksjons- eller borerøret til flere sidegrener som hver har en nedihulls slaveinnretning i form av et modem for å betjene reguleringsventilen i en gren. Maskinen på overflaten kan motta måleresultatet fra flere kilder, så som sensorer nede i borehullet, fra sensorer for oljeutgang og for fluidstrømmen i hver gren. Ved hjelp av slike målinger kan maskinen beregne den optimale posisjon av hver reguleringsventil, og særlig den optimale mengde fluid som produseres fra hver gren. Ytterligere forbedringer kan tenkes, så som styring/regulering av mengden komprimert gass som føres inn i brønnen ved overflaten, styring av et surfaktantinjeksjonssystem og mottaking av måleresultater fra produksjonen og driften fra forskjellige andre brønner i samme felt for å optimalisere feltets totalproduksjon.

Konstruksjonen av en slik petroleumsbrønn er utformet for å være så nær konvensjonelle konstruksjoner som mulig, og dette betyr at brønnkompletterings-prosessen omfatter sementering av et foringsrør inne i borehullet, legging av produksjonsrøret inne i dette foringsrør og generelt konsentrisk med dette og legging av en pakning over produksjonssonen for å kunne styre fluidpassasjen i ringrommet mellom foringsrøret <p>g produksjonsrøret. Den kompletterte brønn innbefatter en spole som er anordnet konsentrisk med foringsrøret, produksjonsrøret eller borerøret, og etter sementering av foringsrøret er denne spole delvis isolert fra jord. brønnrørstrengen føres gjennom foringsrøret og pakningen og kommuniserer med produksjonssonen. I det avsnitt av brønnrørstrengen som ligger nær spolen er sensorer eller driftsinnretninger koplet til brønnrørstrengen. I en foretrukket form brukes en sidelommeenhet ("mandrel") for opptak av en innsettbar Une, og da brukes en likeledes opptakbar sensor eller innretning. I en slik konfigurasjon kan en styrbar gassløfteventil eller sensormodul settes inn i sidelommeelementet. Alternativt kan en slik styrbar gassløfteventil eller sensormodul direkte og permanent være koplet til brønnrørstrengen (det som gjerne kalles "tubing conveyed"). En strøm- og kommunikasjonsmodul bruker spennuigs-potensialet som dannes over spolen til å gi energi til ventil, sensorer og modem.

En sensor og en kommunikasjonsmodul kan settes inn uten nødvendigvis å innføre en styrbar gassløfteventil eller en annen styre/kontrollinnretning, og dette betyr at en elektronikkmodul med trykk, temperatur eller akustikk som måleområde for sensorer, med kraftforsyning og med et modem kan være satt inn i en sidelommemandrel for kommunikasjon med datamaskinen på overflaten og ved hjelp av de elektriske ledere som brønnrørstrengen og foringsrøret utgjør. Alternativt kan slike elektronikkmoduler monteres direkte på brønnrørstrengen og behøver ikke være konfigurert for en utskiftbar linemekanisme. Dersom slike elementer er direktemontert på brønnrørstrengen kan en elektronikkmodul eller en innretning bare erstattes ved å trekke hele denne opp. I en annen form vil en isolert seksjon nær brønnhodet kunne brukes for å sikre elektrisk isolasjon.

I et større aspekt gjelder oppfinnelsen en strømimpedansinnretning, særlig anvendbar i petroleumsbrønner og som omfatter en sylindrisk spole av ferromagnetisk materiale og med en ringformet boring som strekker seg langsgående gjennom denne og er innrettet for opptak av sylindriske ledere for en petroleumsbrønn. Mange modifikasjoner vil naturligvis være tenkelige, idet slike ferromagnetiske spoler kan anvendes for foringsrør, borerørstrenger, andre elektrisk ledende brønnrør og brønnhoder og andre ledere som brukes nede i en petroleumsbrønn, og dessuten for overflaterørlegging så som samleledninger.

Kort gjennomgåelse av tegningene

Andre mål med oppfinnelsen og fordeler med denne vil fremgå av den detaljbeskrivelse som er satt nedenfor og som støtter seg til tegningene, hvor: Fig. I skjematisk viser en petroleumsbrønn som innbefatter toroid-induksjonsspoler og tilhørende midler for kommunikasjon, måling og styring/overvåking, blant annet ved hjelp av såkalte modul, i samsvar med oppfinnelsens fremgangsmåter, fig. 2 er relatert til fig. 1 og viser den elektriske ekvivalentkrets for brønnen på denne tegning, fig. 3a er også relatert til fig. 1 og viser totalsammenstillingen av en av spolene på fig. 1, fig. 3b er relatert til fig. 3a og viser i detalj de enkelte komponenter som brukes i spolesammenstillingen, fig. 4a viser et lengdesnitt gjennom en spole anordnet mellom en brønnrørstreng og det omsluttende foringsrør, fig. 4b viser et aksialsnitt gjennom samme spole, fig. 4c viser et lengdesnitt gjennom en utvendig spole i forhold til brannrørene, fig. 4d viser et aksialsnitt gjennom denne spole, fig. 5 viser skjematisk en petroleumsbrønn som illustrerer det elektriske kretsskjema for en toroid-induksjonsspole, fig. 6 viser skjematisk en multilateral petroleumsbrønn som bruker elektriske spoler ifølge oppfinnelsen, fig. 7 viser skjematisk bruken av spoler for å tilveiebringe elektrisk kraft og kommunikasjon mellom et sentralt felt og enkelte brønnhoder ved hjelp av samlelinjer som transmisjonsvei, fig. 8 viser en brønn i samsvar med en annen utførelse av oppfinnelsen og hvor flere spoler gir elektrisk strøm til elektriske moduler nede i brønnen, ved hjelp av seriekonfigurasjon, flg. 9 viser et system i samsvar med en annen utførelse av oppfinnelsen, hvor flere spoler gir elektrisk strøm til elektriske moduler nede i brønnen, under parallellkonfigurasjon, fig. 10a viser en brønn i samsvar med oppfinnelsens fremgangsmåter og hvor en strømtransformator brukes for å overføre elektrisk kraft til en elektrisk modul nede i brønnen, flg. 10b er relatert til fig. 10a og viser i nærmere detalj hvordan denne strømtransformator er bygget opp, og fig. 11 viser en brønn i samsvar med en annen utførelse av oppfinnelsen, hvor spoler er anordnet utvendig i forhold til både brønnrørstrengen og foringsrøret.

Gjennomgåelse av foretrukne utførelser

Vender vi oss nå til tegningene vises en petroleumsbrønn i samsvar med en foretrukket utførelse av denne oppfinnelse, nærmere bestemt en oljebrønn med et foringsrør 36 som strekker seg fra overflaten og omslutter et produksjonsrør 34 i form av en brønnrørstreng. Ved brønnhodet er den øvre del av produksjonsrøret elektrisk isolert fra den nedre del ved at det er satt inn en elektrisk isolerende opphengsmekanisme 146. Ved større dybder i brønnen er ringrommet mellom foringsrøret 36 og produksjonsrøret 34 fylt av kompletteringsfluid 82, og en elektrisk ledende pakning 56 isolerer fluidet hydraulisk fra den aktuelle produksjonssone 66. Fluid fra denne sone 66 blir således ledet til overflaten ved føring gjennom produksjonsrøret 34. På fig. 1 er anordningen av to spoler 32 vist ved en gitt dybde i brønnen, og begge spoler brukes til å gi elektrisk strøm til en elektrisk modul 40. Disse moduler implementerer enhver kombinasjon av kommunikasjons-, måle- og kontroll/styrefunksjoner for å hjelpe til ved brønnproduk-sjonen.

Foringsrøret 36 er generelt av konvensjonell type, dvs. at det typisk er sementert inn i lengder i borehullet under brønnkompletteringen. Tilsvarende er produksjonsrøret 34 i form av brønnrørstrengen konvensjonell i og med at den består av flere langsgående brønnrørformede produksjonsrørseksjoner som er sammenføyd i gjengede skjøteender.

Med fremdeles henvisning til fig. 1 vises til den generelle anordning av overflateutstyr, bestående av en vekselstrømkraftkilde 8 på overflaten, en krafttransformator 11 med omsetningsforholdet 1:10 og et overflatemodem 39 (en modulator/demodulator). En utgangsside av transformatoren 11 og modemet 39 er elektrisk koplet via en trykkforseglet gjennomføring 76 til produksjonsrøret 34, nemlig den del av dette som ligger på undersiden av en elektrisk isolerende skjøt 146. Den andre utgangsside av transformatoren 11 og overflatemodemet 39 er elektrisk koplet til foringsrøret 36.

For illustrative formål viser fig. 1 hver enkelt modul slik den brukes til å gi strøm og sørge for styring/kontroll av en gassløfteventil 40. For dette formål består en passende implementering av denne modul i en 2:15 volt effekttransformator 31 og et hovedkretskort (PCB) som innbefatter et slavemodem 33 og andre elektriske komponenter for å gi strøm til og styre/kontrollere gassløfteventilen og likeledes skaffe et grensesnitt overfor sensorer som kan være lagt inn sammen med den viste modul for å måle lokale fysiske eller kjemiske størrelser så som ringromtrykket, trykket i produksjonsrøret, sammensetningen av de enkelte fluid etc. Modemene i disse modul kommuniserer med modemet på overflaten slik at data som skal overføres fra hver modul til denne blir besørget, og instruksjoner kan således overføres fra overflaten for styring av gassløfteventilen.

Selv om fig. 1 illustrerer det tilfellet hvor to nedihulls moduler er i drift i brønnen er det klart at samme prinsipper også kan brukes for å ha et vilkårlig antall slike moduler. Dette kan være anvendbart i en situasjon hvor den elektrisk ledende kompletteirngsvæske foreligger i ringrommet før avlastning av en gassløftebrønn. Hver spole vil ikke arbeide tilstrekkelig godt til å kunne utvikle et spenningspotensial i sin respektive innretning når spolen blir dykket ned i elektrisk ledende fluid. Siden dette ledende fluid gradvis fjernes under avlastningsprosessen kan hver innretning motta strøm og/eller kommunikasjonssignaler (og er altså styrbar) når den respektive spole ikke lenger er neddykket i de ledende fluid. Når fluidnivået således faller under avlastningen blir innretningene gradvis styrbare, hvilket kan hjelpe til ved å oppnå en mer styrbar avlastnings- eller "kickofT"-prosedyre, og følgelig kan denne oppfinnelse være brukbar for alle typer driftssituasjoner for avlastning av brønner, "kickoff' eller produksjon.

Den del av brønnrørstrengen 34 og foringsrøret 36 som ligger mellom opphengsmekanismen 146 og spolene 32 kan betraktes som en strømvei for både strømtilførsel og kommunikasjon. Typisk vil en slik konfigurasjon ikke tillate vekselstrøm eller elektriske signaler å passere opp eller ned i brønnen via brønnrørstrengen i form av produksjonsrøret som den ene leder og foringsrøret som den andre leder, men anordningen av spolene 32 vil endre de elektriske karakteristiske egenskaper i brønnens metallstruktur slik at man får et system og en fremgangsmåte som nettopp kan overføre vekselstrømseffekt og kommunikasjonssignaler både opp og ned i borehullet i brønnen. Generelt vil uttrykket "rørstruktur" kunne brukes for å beskrive produksjonsrør, foringsrør, opphengsstrukturer, stigerør og annet av forskjellig type og metallisk ledende, vanligvis nede under overflaten, men overflateanvendelser er naturligvis også anvendbare. Uttrykket "trådløs" betyr i dette tilfellet fravær av konvensjonelle elektriske ledere, så som dediserte isolerte ledninger, mens brønnrør-strengen, foringsrøret eller andre rørstrukturer antas her ikke å danne ledninger i egentlig forstand.

Spolene 32 er fremstilte av et materiale med stor magnetisk permeabilitet ved de frekvenser vekselstrømseffekten har og dessuten ved bærefrekvensene for modemkom-munikasjonen.

Det vises nå til fig. 2 som illustrerer den elektriske ekvivalent for denne strøm-og kommunikasjonsvei, slik at den kan analyseres. Foringsrøret og produksjons-rørstrengen danner hovedtransmisjonsveien for både strømgenereringen og kommunikasjonssignalene. Foringsrøret representeres her ved lederen 101, mens produksjons-rørstrengen representeres ved lederen 102. En motstand 18 representerer den kombinerte fordelte motstand som dannes av disse to brannrør og vil typisk være i størrelsesorden 1 ohm. Spoleimpedansen representeres av induktorer 32, og ved frekvensen for vekselstrømforsyningen vil den reaktive impedans som hver spole frembyr være i størrelsesorden 2 ohm.

Det vises fremdeles til fig. 2 hvor det illustreres at en overflatesammenstilling som kan kalles et modem 39 er bygget opp med en motstand 12 som representerer mottakeren og en vekselstrømkilde 14 som representerer senderen. Vekselstrøm-inngangen til overflaten representeres ved en annen vekselstrømkilde 16. De elektroniske modul som er senket ned i brønnen og er tilordnet hver spole representeres ved en effektomvandler kombinert med et modem, i en enhet 122. Denne enhet består av motstander 106 for omvandlerne og modemmottakerne og vekselstrømkilder 108 for modemsenderne. Kretsen avsluttes med en metallpakning 56 vist nederst på tegningen, idet denne har ubetydelig elektrisk impedans.

Fra fig. 2 ser man at den modul som er avsatt nede i brønnen får strøm fra den vekselspenning som utvikles i brønnrørstrengen ved hjelp av spolene og egentlig forårsakes av den returelektromotoriske kraft som frembringes ved at strømmen går langs brønnrørstrengen og gjennom spolen. Spolene er utformet for å utvikle omkring 2 V fra den vekselstrøm som passerer, og denne vekselspenning over den blir omvandlet til likespenning i en effektreguleringskrets som er koplet via inngangstransformatoren i kraftforsyningen, idet man da følger standardpraksis for slik vekselspennings- til likespenningsomvandling og reguleringskretser som hører til. Likespenningseffekten går typisk til modulsensorer, modemet og styre/reguleringskretser som arbeider ved omkring 15 V og ved et effektnivå på omkring 10 W, hvilket er typisk for strømforsyningen i et slikt subsystem nede i et borehull. Fig. 3a dg 3b viser hvordan oppbyggingen av en passende spole kan være. En spole for en bestemt anvendelse kan være delt opp i en rekke elementer over sin lengde L. Med andre ord er en oppstabling av subseksjoner 134 med flere spoler 32 anordnet langs spoleaksen 60, slik det er vist på disse tegninger, og dette frembringer samme virkning som om man hadde hatt en enkelt spole med lengden L. Subseksjonene 134 anordnet på toppen av hverandre tjener således som en seriekopling av impedanser som sammenkoplet gir samme totalimpedans som en enkelt spole med samme totallengde av det ferromagnetiske materiale, som de sammenføyde subseksjoner. Fig. 3b viser detaljer av en passende spolesammenstilling, og det fremgår at alternative utforminger også vil kunne utføres. Produksjonsrøret 34 er bygget opp av type 316 rustfritt stål og har typisk en ytterdiameter på 85 mm og en lengde på 10 fot, dvs. vel 3 m. Begge ender av produksjonsrørseksjonen i strengen har utvendige gjenger av typen New VAM for å passe til tilsvarende innvendige gjenger for sammenføyning av en produksjonsrørstreng. (Gjengetypen New VAM er registrert varemerke for Vallourec Mannesman Oil & Gas France, og er typisk og egnet for dette formål). I øvre og nedre ende av spoleseksjonen er det anordnet sveiseflenser 50 med innvendig diameter ca. 88 mm, lengde 50 mm og veggtykkelse omkring 6,3 mm. Seksjonen av produksjonsrøret 34 mellom sveiseflensene er dekket av en varmekrympestrømpe 20 av PTFE og med 0,5 mm veggtykkelse. Følgelig vil denne strømpe 20 få plass mellom seksjonen av produksjons-røret 34 og innerveggen av samtlige subseksjoner 134 for spoleavsnittet. Endene av spolesammenstillingen eller -avsnittet har ytterligere et maskinelt sentreringselement 114, og en passende maskinerbar plasttype er polyetereterketon (PEEK), et materiale som er handelstilgjengelig fra mange kilder og er velegnet for formålet.

Subseksjonene 134 er dannet ved å vikle et antall av seksti plater til et laminat med en ferromagnetisk legering med stor magnetisk permeabilitet, gjerne materialet Permalloy (fremstilt av Western Electric Company). Dette materialet er en nikkel/jern legering med nikkelinnhold omkring 35-90 % og er tilgjengelig som et gjengs materiale fra mange leverandører. En passende legering vil således ha 86 % nikkel og 14 % jem, og de enkelte plater i laminatet kan være 0,4 mm tykke og 58 mm brede slik at den endelige dimensjon av hver spoleseksjon får en innerdiameter på ca. 90 mm, en ytterdiameter på omkring 138 mm og 58 mm i samme retning som spoleaksen 60. Femten slike spoleseksjoner anordnes etter hverandre slik at man får en total spolesammenstilling som er egnet for de vanlige forsyningsfrekvenser, 50 eller 60 Hz. Ved frekvenser opp til noen få hundre Hz kan også laminerte ferromagnetiske legeringer brukes for å bygge opp spoleseksjonene med, på samme måte som i standardtransformatorer og som beskrevet ovenfor. Oppdelingen i tynne plater til en laminering trengs for å redusere virvelstrømtapene som ellers vil ødelegge virkningsgraden i spolen. For materialer med absolutt magnetisk permeabilitet på 50.000 vil man ved 60 Hz driftsfrekvens gjerne ha en laminattykkelse for to inntrengningsdybder på 0,8 mm, hvilket er realistisk og praktisk.

Mellom hver spoleseksjon har man lagt inn en PTFE-skive 136 med innerdiameter ca. 90 mm, ytterdiameter 138 mm og tykkelse 0,75 mm. Etter at samtlige spoler er trædd på brønnrøret dekkes hele spoleseksjonen med en PTFE-strømpe 138 for påkrymping ved varme og med 0,5 mm veggtykkelse. En rustfri stålstang 51 har 3,2 mm diameter og er pålagt en tilsvarende krympestrømpe av polyetylen (PE) og strekker seg langs lengden av den komplette spolesammenstilling og er festet til den øvre sveiseflens 50 og er ført gjennom hull i sentreringselementet 114. Stangens nedre ende er elektrisk tilkoplet inngangen av den elektriske modul som ligger på undersiden av spolesammenstillingen.

Den impedans som spolen danner er en kritisk implementeringsparameter siden denne vil bestemme hvilken del av den totale elektriske effekt som tilføres brønnrøret tapes på grunn av lekkasje gjennom spolen og hvilken proporsjon som er tilgjengelig for nytteeffekt og kommunikasjon med de innretninger som er installert i den isolerte seksjon av brønnrøret eller brønnrørstrengen. Siden impedansen av en induktor øker med frekvensen vil: vekselstrømfrekvensen brukes i både den teoretiske analyse og utprøvingen av alternative spolekonfigurasjoner, siden denne frekvens normalt vil være lik eller mindre enn kommunikasjonsfrekvensene. Fig. 4a-d viser de variable som brukes for analysen under spotekonstruksjonen. Fig. 4a (et lengdesnitt) og 4b (et aksialtverrsnitt) illustrerer tilfellet hvor spolen er anordnet inne i ringrommet 58 mellom foringsrøret 36 og brønnrørstrengen 34 for produksjon. Fig. 4c (lengdesnitt) og 4d (aksialtverrsnitt) illustrerer det tilfellet hvor spolen er anordnet utenfor foringsrøret 36. Basis for analysen er den samme i begge tilfeller, men det er viktig å innse at den elektriske strøm I som inngår i konstruksjonsanalysen er netto strøm koplet ved hjelp av spolen. I tilfellet hvor spolen er anordnet inne i ringrommet (fig. 4a og b) er strømmen den samme som i produksjonsrøret, men når spolen er anordnet utenfor foringsrøret (fig. 4c og d) er strømmen vektorsummen av de separate strømmer i foringsrøret og produksjonsrøret. Hvis således disse strømmer var like, men motsatte i fase ville man ikke ha noen nettodempningsvirkning med den konfigurasjon som er vist på fig. 4c og 4d.

De enkelte variable og et komplett sett fysiske enheter er:

L: spolens lengde i meter

a: spolens innerradius i meter

b: spolens ytterradius i meter

r: avstanden fra spoleaksen, i meter

I: nettogjennomsnittlig strøm (rms) gjennom spoleseksjonen, i A

cd: lekkasjestrømmens vinkelfrekvens, radianer per sekund

m: den absolutte magnetiske permeabilitet av spolematerialet ved radius r, lik den tilsvarende permeabilitet av det frie rom (4n x IO<*7> H/m) multiplisert med det magnetiske spolematerialets relative permeabilitet. ;Per definisjon har man co = 2?tf, hvor f er frekvensen i Hz. ;Ved avstanden r fra strømmen I er det gjennomsnittlige frie magnetfelt H i rommet (H/m) gitt ved ligningen ;H = I/2pr. ;Magnetfeltet H er sirkulærsymmetrisk om spoleaksen 60 og kan betraktes som bestående av magnetiske kraftlinjer som danner sirkler rundt denne akse. ;For et punkt inne i spolematerialet vil den gjennomsnittlige magnetiske fluks B (benevning T) være gitt av: ;B = mH = ul/2irr. ;Den gjennomsnittlige magnetiske totalfluks F i spolens volum (benevning Weber) er gitt ved: ;F = JB dS, ;idet S er tverrsnittsarealet av spolen i kvadratmeter som vist på flg. 4b og 4d og hvor integrasjonen utføres over arealet S. Ved å utføre integrasjonen fra den indre radius av spolen (avstanden a) og til den ytre radius av denne (avstanden b) over hele spotens lengde L far man: ;F = uLI /«(b/a)/2n ;hvor ln er den naturlige logaritme funksjon. Spenningen som frembringes av den magnetiske fluks F er i volt og er gitt av: ;V = coF = 2% i F = uLIf /«(b/a) ;Merk at den returelektromagnetiske kraft (V) er direkte proporsjonal med lengden L av spolen for konstante verdier av avstandene a og b, nemlig spoleelementets indre og ytre radius. Ved således å endre spolens lengde vil enhver ønsket returelektromotorisk kraft kunne genereres for en gitt påtrykt strøm. ;Ved innsetting av passende verdier får man: ;u = 50.000 x (4* x 10'<7>), L = 1 meter,

1= 10 A, f =60 Hz,

a = 45 mm, b - 68 mm:

Da blir den returelektromotoriske kraft som utvikles, V = 2,6 V. Dette betyr at en slik spole vil være effektiv ved å generere den ønskede nedihulls spenning og gjør dette når realistiske og sikre strøm- og spenningsverdier påtrykkes produksjonsrøret og overføres fra brønnhodet ned til utstyret nede i brønnen. Eksempelet viser også at denne fremgangsmåte for elektrisk strømfordeling har karakteristikken av å arbeide ved lave spenninger og relativt store strømmer, og av denne grunn er systemet ikke så følsomt for mindre strømlekkasjer mellom lederne seg imellom eller fra disse til jord.

Fig. 5 illustrerer i nærmere detalj de elektriske forbindelser og grensesnitt-innretninger som brukes for å la både elektrisk kraft og kommunikasjonssignaler kunne formidles via brønnens produksjonsrør og foringsrør, slik det er vist på fig. 1. På fig. 5 er modemene ved overflaten og nede i brønnen hovedsakelig tilsvarende, og deres mottaker og sender er koplet kapasitivt via passende elementer og en datatransformator over spolen for den modul som er anordnet nede i brønnen, og mellom foringsrøret og produksjonsrøret på undersiden av spolen 30 for overflatemodemet. Elektrisk strøm for hver enkelt modul 40 nede i brønnen blir koplet via en krafttransformator til en brolikeretter som vist på fig. 5, og likestrøm fira denne likeretter brukes da til å gi forsyningsstrøm til modemene nede i brønnen og annet utstyr så som grensesnitt-styreenheter for motorer og/eller sensorer i hver enkelt modul 40 nede i brønnen. Overflatemodemet sørger for midler for kommunikasjon mellom en datamaskin og modemene i hver enkelt modul 40, i begge retninger. Således har man fått et middel hvor datamaskinen kan overføre kommandoer til innretninger nede i brønnen og innrettet for styring, så som motordrevne fluidstyreventiler, og for datamaskinen å kunne motta data fra nedihulls sensorer. Modemene vil generelt være av digital bredbåndstype, og slike moduler er gjerne tilgjengelige fra mange utstyrsleverandører, selv om det naturligvis også kan være av smalbåndstypen og/eller analoge for å redusere kostnadene der man kan greie seg med en lavere overføringshastighet t bestemte tilfeller. (Merk at uttrykket "modem" her ikke bare er avgrenset til rene kombinasjoner av modu-latorer/demodulatorer som navnet skulle tilsi og hvor hovedformålet er sammenkopling mellom datamaskiner og telefonutstyr, men omfatter i dette tilfellet enhver bidireksjonal datakommunikasjonsinnretning som er egnet til signalering via en trådkoplet kommunikasjonskanal).

Fig. 6 illustrerer en foretrukket utførelse for dette tilfellet for en boret brønn med multilateral komplettering og utvidet som et borehull med et foringsrør 36 fra overflaten 64 og ved en gitt dybde utgrenet til sidegrener 88 med sine tilhørende foringsrør og "linere" i form av utvidelser av hovedbrønnens foringsrør 36. Naturligvis kan også oppfinnelsen gjelde alle andre typer konvensjonelle multilaterale kompletteringer så som der bare man har et enkelt brønnrørsystem eller hvor det er lagt inn et produksjonsrør i et åpent hull etc. På fig. 6 er produksjonsrøret 34 på tilsvarende måte grenet ut i et grenrør for hver sidegren. I dette eksempel er hver sidegren utrustet med en modul 40 for måling, kommunikasjon og kontroll/styring, og dette er vist i detalj på flg. 6. Denne modul for strøm fra den elektriske energi som utvikles over spolen 31, slik det er beskrevet tidligere ved gjennomgåelsen av fig. 1-3 og 5.

Med forsatt henvisning til fig. 6 fremgår at vekselstrømsenergi ledes nedover langs produksjonsrøret 34 fra en vekselstrømkilde innenfor overflateutstyret 38. Siden sidegrenene avsluttes i produksjonsformasjonen vil hvert produksjonsrør i disse sidegrener, dvs. i seksjoner utenfor spolene 31 være i elektrisk kontakt med formasjons-fluidet og således effektivt jordes ved en avstand fra hovedborehullet, slik det er vist med jordforbindelsene 72. En slik returforbindelse brukes til å lukke den elektriske krets mellom overflateutstyret og modulene nede i brønnen eller borehullet.

En spole 30 er anordnet ved brønnhodet for å tjene som en impedans for den strøm som går mellom produksjonsrøret og foringsrøret, via en brønnrøropphehgs-mekanisme 54 som danner en slags kortslutning mellom produksjonsrøret og forings-røret. For å få til dette på tilsvarende måte og som vist på fig. 1 kan en slik opphengsmekanisme av typen 54, 146 også erstatte spolen 30 på fig. 5. En spole 32 er videre satt inn ved en gitt dybde i hovedborehullets produksjonsrør, på undersiden av forbindelsesstedet for den underste sidegren, og denne spole 32 vil hindre strømtap fra den strøm som ledes nedover langs produksjonsrøret 34, slik at spolen er tilgjengelig for å gi elektrisk kraft til modulene i sidegrenene.

Når vekselstrømmen når ned til en sidegren lagt inn til produksjonsrøret vil den møte spolen 31 som også tjener som en impedans, og følgelig dannes et spenningspotensial over den produksjonsrørseksjon hvor strømmen tvinges gjennom hver slik spole 31. Dette spenningspotensial kan således brukes til å gi strømforsyning til elektroniske kretser og moduler.

Særlig vil hver modul 40 gi kraft til sensorer 120 for blant annet trykk, fluidstrøm, temperatur, akustisk spektrum, fluidsammensetning etc. og kommuniserer videre data fra disse sensorer til overflaten. Tilsvarende gir en modul 40 (modul) strøm til en styreventil 126 som drives av en motor 124 under kommando av en elektronikkmodul 110. Denne elektronikkmodul mottar styrekommandoer fra overflatemodemet innenfor overflateutstyret 38 via modemene 122 nede i brønnen. En slik ventil kan brukes til å regulere fluidstrømmen inn i og ut av hver sidegren 88. Siden hver modul, innretning og sensor i hver sidegren separat kan adresseres fra overflaten vil hvert slikt element uavhengig kunne drives eller overvåkes derfra. I en slik multilateral komplettering av en brønn eller et borehull vil det være nødvendig og ønskelig å styre fluidstrømmen uavhengig i hver sidegren under produksjonen, og kjennskap til strømningshastigheten, fluidsammensetningen, trykket, temperaturen etc. i hver sidegren vil være verdifullt for å kunne optimalisere produksjonsvirkningsgraden.

Fig. 7 illustrerer en utførelse som bruker oppfinnelsens fremgangsmåter i en situasjon hvor det er ønsket å lokalisere overflateutstyrets midler for strømgenerering og kommunikasjon i en avstand fra brønnhodet. De elementer som sørger for generering av strøm og kommunikasjon og er anordnet i en feltsentral 201 omfatter et samlerør 234, en spole 30, en vekselstrømkilde 8, den modemmottaker som er representert ved sin impedans eller motstand 12, og den modemsender som er representert ved sin vekselstrømkilde 14. Den ene side av strøm- og modemelementene er koplet til jordforbindelsen 72, mens den andre side er koplet til samlerøret 234.

På fig. 7 vises videre hvordan dette samlerør 234 strekker seg fra feltsentralen 201 til et brønnhodeområde 202 hvor samlerøret er utrustet med en spole 30, og en elektrisk kabel 140 fører strøm og sørger for kommunikasjon via den viste isolerende gjennomføring 76, til produksjonsrøret 34 på undersiden av den øvre spole i brønnen. På denne måte trenger ikke strømtilførselen og kommunikasjonssignalene føres over den aktuelle seksjon av produksjonsrøret hvor dette føres inn i brønnen. I standardiserte brønnkonstruksjoner som har en slik seksjon av produksjonsrøret 34 er dette elektrisk koplet til foringsrøret 36 på det sted hvor det er ført gjennom opphengsmekanismen 54, og i dette tilfellet trengs altså en separat elektrisk kabel 140. Er det aksepterbart med en ustandard konstruksjon kan bruken av elektrisk isolerte brønnrørforbindelser og gjennomføringer eliminere behovet for en slik separat kabel 140 og de tilhørende spoler.

Ved den viste dybde 204 som utgjør et område i brønnen har produksjonsrøret 34 en spole 32 og en elektrisk modul eller modul 110. Disse elementer arbeider som beskrevet i forbindelse med fig. 1 og 2, med returforbindelsen fra nedihulls utstyret besørget av jordforbindelsen 72. For fagfolk vil det imidlertid være klart at virkningen av slike induktive spoler ved at de tilbyr en impedans overfor vekselstrømflyten kan utvides på forskjellige måter som alternative utførelser for å tilveiebringe og fordele elektrisk kraft og sørge for kommunikasjon langs brønners "rørstrukturer".

Fig. 8 viser en petroleumsbrønnsituasjon i samsvar med en alternativ utførelse av oppfinnelsen, og denne utførelse er tilsvarende den første (se flg. 1), men illustrerer at man kan ha flere spoler 31 med sine tilhørende moduler 40 ved enhver posisjon mellom den øvre og nedre spole 30, 32. En slik utførelse kan være anvendbar i en situasjon hvor et elektrisk ledende fluid 82 foreligger i ringrommet 58 før avlastning av en gassløftebrønn. Hver spole 31, 32 vil imidlertid ikke arbeide tilstrekkelig effektivt til å kunne utvikle et spenningspotensial til en slik modul 40 når spolen er neddykket i fluidet 82, men etterhvert som dette fluid gradvis fjernes fra avlastningsprosessen kan modulen for hver spole motta elektrisk energi og/eller videreformidle kommunikasjon (slik at den blir styrbar) når dens respektive spole (31 eller 32) ikke lenger er neddykket i slikt ledende fluid. Siden følgelig fluidnivået faller under avlastningen vil de enkelte moduler 40 gradvis bli styrbare, hvilket kan hjelpe til ved å oppnå en mer styrbar avlastningsprosedyre. I den konfigurasjon som er vist på flg. 8 summeres de elektriske spenninger som dannes over spolene 31 slik at man får en totalspenning fra pådraget fra brønnhodet via overflateutstyret 38 via lederen 44.

Fig. 9 viser skjematisk en brønn som tilsvarer den som er vist på flg. 8 og som har flere nedihulls elektriske moduler 40 for styring, kontroll, måling og kommunikasjon. I denne utførelse fåes strøm til hver modul fira den spenning som dannes mellom produksjonsrøret 34 og foringsrøret 36, ved hjelp av spolene 30 og 32.1 motsetning til serieforbindelsene i utførelsen på flg. 7 vil den utførelse som er vist på flg. 9 ha parallellkoplede elektriske forbindelser med nedihullsmodulene 40.1 denne utførelse får man altså samme spenning som påtrykkes fra overflaten i brønnhodet og utstyret 38 via lederen 44, uavhengig av antallet moduler nede i brønnen, men den strøm som påtrykkes vil måtte være proporsjonal med antallet slike moduler. En utførelse av denne type vil ikke arbeide så lenge ledende fluid er til stede i ringrommet på oversiden av den nedre spole 32, men den har fordelen av at brønnhodets elektriske potensial holdes lavt og derfor sikkert uavhengig av antallet moduler nede i brønnen. Fig. 10a og 10b viser en petroleumsbrønn i en annen utførelse, og denne ligner også den som er vist på flg. 1, men bruker en annen måte å tilveiebringe elektrisk kraft til nedihullsmoduler, basert på bruk av en strømtransformator 90. Fig. 10a viser således en alternativ måte å gi kraft til en modul 40 på, når man bruker en brønnrørstruktur som en del av strømveien for den elektriske krets. Vekselstrømmen som går i produksjonsrøret 34 tjener som transformatorens 90 primær og induserer en sekundær strøm i dennes sekundær 92. Sekundærstrømmen kan brukes til å gi elektrisk kraft og/eller kommunikasjon til modulen 40 som i dette tilfellet er elektrisk tilkoplet transformatoren 90. På samme måte kan denne transformator også brukes for å kople bidireksjonale kommunikasjonssignaler mellom produksjonsrøret og et modem i modulen 40, slik at kommunikasjon mellom overflateutstyret 38 og modulen nede i brønnen kan etableres. Fig. 20 viser detaljer i strømtransformatoren 90 på fig. 10a. Transformatoren har således en sylindrisk ferromagnetisk kjerne 94 som er viklet slik at hovedlengdene av sekundærens 92 vindinger generelt strekker seg parallelt med produksjonsrørets 96 akse, slik det er vanlig praksis for en slik transformator. Produksjonsrøret 34 tjener effektivt som en slik transformators 90 primær og etablerer et sirkulært magnetfelt som er aksialsymmetrisk om brønnrørets akse, idet denne akse sammenfaller med transformatorens hovedakse. Dette magnetfelt induserer en elektrisk strøm i sekundæren 92 for påtrykk til elektrisk eller elektronisk utstyr inne i modulen 40, idet denne er elektrisk koplet til sekundæren 92. Geometrien, antallet vindinger, lengden og materialene kan variere for transformatoren 90, i avhengighet av anvendelsesbehovet.

Fig. 10 viser en enkelt strømtransformator 90 og dennes tilhørende elektriske modul 40, men man kan naturligvis ha flere slike sammenstillinger anordnet langs produksjonsrøret 34 og med hver enkelt strømtransformator separat for strømlevering til sin tilhørende elektriske modul og anordnet for kopling av bidireksjonale kommunikasjonssignaler.

Har man et ledende fluid 82 i ringrommet 58 over transformatorens nivå vil slikt fluid tjene som en elektrisk ledende strømvei mellom produksjons- og foringsrøret, slik at bare liten sekundærstrøm vil induseres i transformatoren 90. Har man en gassløftebrønn vil avlastningsprosessen gi gradvis reduksjon av ringromfluidet ved tilførsel av oppløftegassen. I en slik brønn som altså har flere strømtransformatorer og tilhørende nedihullsmoduler vil avlastningsprosessen nå modulen ved stadig lavere nivå i brønnen, slik at disse får tilført elektrisk kraft og kan styres for å delta i utviklingen av avlastningsprosessen.

Fig. 11 viser en petroleumsbrønn hvor man i en annen utførelse av oppfinnelsen ønsker å gi elektrisk kraft til nedihulls utstyr, styre-, kontroll- og kommunika-sjonsmoduler, men hvor disse er utenfor brønnforingen. Se også fig. 4c og 4d i denne forbindelse. I denne utførelse .omfatter den brønnrørstruktur som brukes for å føre strømmen for det første produksjonsrøret 34 og deretter foringsrøret 36 sammen med dette. Den elektriske returstrømvei omfatter jordforbindelsen 72, og således må brønnrørene 34 og 36 være i alt vesentlig elektrisk isolerte fra denne forbindelse. Sement 70 mellom foringsrøret og jordforbindelsen 72 kan gi en viss grad av isolasjon, i avhengighet av sementtypen, og dessuten kan en elektrisk isolerende foring eller et belegg av en eller annen type brukes, mellom foringsrøret 36 og sementen 70, mellom sementen 70 og jordforbindelsen 72 eller på begge steder. Særlig kan normale korrosjonskontrollbelegg på det utvendige av foringsrøret vanligvis gi en betydelig grad av elektrisk isolasjon mellom dette og jordforbindelsen. Isolatorer 84 brukes nær overflaten for elektrisk isolasjon av produksjonsrøret 34 og foringsrøret 36 fra jordforbindelsen 72, og det elektromagnetiske prinsipp for denne utførelse blir hovedsakelig det samme som i de tidligere gjennomgåtte utførelser, som analysert med referanse til fig. 4c og 4d, idet det der er vist at virkningen av spolen 30 på fig. 11 presenterer en impedans for strømpåtrykket i både produksjons- og foringsrøret 34, 36 og således frembringer en potensialforskjell mellom foringsrørdelen over spolen i forhold til foringsrørdelen under denne. Det er viktig å merke seg at produksjonsrøret 34 ikke kan brukes som returstrømvei for strøm som påtrykkes foringsrøret 36, siden en slik returstrømvei da ville gi en forbindelse med spolen, slik at denne ikke lenger er operativ.

Jordforbindelsens 72 returvei vil imidlertid ikke gjøre dette og trengs derfor. Følgelig vil denne utførelse av oppfinnelsen være nok en måte å nå det mål at man sørger for elektrisk kraft til og/eller kommunikasjon via en innretning eller modul 40 nede i et borehull eller en brønn, ved å bruke produksjonsrøret 34 og foringsrøret 36 som en del av en elektrisk strømvei i en krets.

Claims (17)

1. Strømimpedansinnretning for å lede en tidsvarierende elektrisk strøm i en brønnrørstruktur (34), omfattende en toroid-induksjonsspole (32) som omslutter en del av brønnrørstrukturen (34), karakterisert ved at en elektrisk innretning (38, 40) er elektrisk forbundet med brønnrørstrukturen (34) via tilkoplingspunkter over hhv. under toroid-induksjonsspolen (32) slik at et spenningspotensial dannes mellom ti.lkoplingspunktene når den tidsvarierende strøm tvinges gjennom og langs den aktuelle del av brønnrørstrukturen (34) og slik at en del av denne strøm blir ledet gjennom den elektriske innretning (38,40).

2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at spolen (32) generelt har sylindrisk fasong og med en generelt sylindrisk gjennomgående boring, idet denne boring er innrettet for opptak av den aktuelle del av brønnrørstrukturen (34).

3. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved et isolerende skall (138) som i alt vesentlig dekker overflatene av spolen (32).

4. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at spolen (32) omfatter ferromagnetisk materiale.

5. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at spolen (32) har en relativ permeabilitet i området 1.000-150.000.

6. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved to eller flere toroid-induksjonsspoler (32) fordelt over lengden av en brønnrørstruktur (34) innenfor minst én gren (88) av en petroleumsbrønn.

7. Innretning ifølge krav 6. karakterisert ved at brønnrørstrukturen omfatter minst en del av en streng av produksjonsrør (34) for brønnen, og at den tidsvarierende strøm overføres langs en del av strengens produksjonsrør (34).

8. Innretning ifølge krav 6, karakterisert ved at brønnrørstrukturen omfatter minst en del av et brønnforingsrør (36) for brønnen, og at den tidsvarierende strøm sendes gjennom denne del.

9. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at to eller flere toroid-induksjonsspoler (32) er fordelt innenfor minst én gren i en brønnrørstruktur i et oljeraffineri.

10. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at den elektrisk returvei for den påtrykte strøm omfatter minst en del av en jordforbindelse (72).

11. Innretning ifølge krav 10, karakterisert ved at den elektriske returvei omfatter minst en del av et elektrisk ledende fluid (82).

12. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved en styremodul (31) for å styre og kommunisere med minst én ytterligere elektronisk komponent som er elektrisk tilkoplet modulen.

13. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved en elektrisk styrbar og elektrisk aktiverbar ventil (40).

14. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved en sensor for datainnsamling.

15. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved: en elektrisk isolator (84) anordnet i en første ende av brønnrørstrukturen (34) og mellom denne og den elektriske returvei, slik at brønnrørstrukturen blir elektrisk isolert fra denne returvei langs brønnrørstrukturens første ende.

16. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved et datamaskinsystem for å sende og motta data til/fra innretningen via den elektriske krets.

17. Fremgangsmåte for drift av en petroleumsbrønn som omfatter et brønnrør (34} anordnet i jorden, omfattende: etablering av en toroid-induksjonsspole (32) som er koplet til brønnrøret (34) nede i brønnen og anordnet i et omslutningsforhold i forhold til dette, og kopling av en tidsvarierende strøm til brønnrøret, karakterisert ved: kopling av en innretning (40) til brønnrøret, over og under spolen (32), hindring av at den tilkoplede strøm går utenom spolen, slik at det etableres et spenningspotensial over dennes tilkoplingspunkter, og drift av innretningen (40) ved hjelp av spenningspotensialet.