NO335079B1 - Høyhastighets intern buss i et loggeverktøy - Google Patents

Abstract

Oppfinnelsen er en fremgangsmåte for lagring og bufring av data under logging med et nedihulls loggeverktøy (0) med en nedihulls telemetri-enhet (6) med en eller flere lavoppløsnings-sensorer (4a, 4b.....5a, 5b,...) på en verktøybuss (7) på en wireline (8), hvor lavoppløsnings-sensordata (41 a, 41b.....51a, 51b,...) blir sendt i sanntid på verktøybussen (7) via telemetri-enheten (6) og nevnte wireline (8) til en overflateutlesningsenhet (SRO), omfattende å utføre målinger nedihulls ved anvendelse av en høyoppløsningssensor (1) i det nedihulls loggeverktøyet (0) som gir høyoppløsningsdata (11), overføring av høyoppløsningsdata (11)i det nedihulls loggeverktøyet (0) til et minne (21) i en datalagringsinnretning (2) -for senere gjenvinning eller - som en buffer, for å kompensere for midlertidig mangel på telemetri [båndbredde]- kapasitet på wireline (8), - å fortløpende anvende en telemetri-kapasitets-indikatorinnretning (71) til å sjekke hvorvidt der er tilstrekkelig kapasitet på telemetri-enheten (6) og wireline (8) for å overføre nevnte høyoppløsningsdata til overflate utlesningsenheten (SRO), og - når den nevnte telemetri-kapasitets- indikatorinnretningen (71) er positiv, så overføres alle eller 20 deler av de lagrede høyoppløsningsdataene (11) fra minnet (21) i den nevnte datalagringsenheten (2) via nevnte telemetri-enhet (6) og wireline (8) til overflate utlesningsenheten (SRO).

Description

Oppfinnelsens fagområde

Foreliggende oppfinnelse relaterer seg til et loggeverktøy med et nedihullsminnesystem, en datalagringsanordning og et kommunikasjons og konfigureringskontrollsystem for både lagring og overføring av data under nedsenkning i borehullet. Oppfinnelsen er en metode for lagring og bufring av data under logging med et nedihullsloggeverktøy med en nedihullstelemetri-enhet med en eller flere sensorer på en verktøybuss på en wireline.

Beskrivelse av kjent teknikk

Noen datalagringsanordninger i systemer for logging under boring (LWD)/ måling under boring (MWD) kan benytte datalagringsminne i borestrengen for lagring av måledata, men har ikke noen høyhastighetskommunikasjon til en overflateutlesningsenhet (SRO).

Enkelte loggeverktøy har datalagringsanordninger som opererer i minnemodus uten telemetrikobling til overflateutlesningsanordninger. Når loggeverktøyet tas ut av borehullet hentes dataene ut via en serieoppkoblingslinjelinje eller en trådløs kobling til en utlesningsenhet. Slike anordninger lagrer vanligvis data fra verktøysbussen og har ingen overflateutlesningsmulighet som kan konfigureres gjennom en telemetrikommunikasjon mens loggeverktøyet er i nedihullsoperasjon.

US patentsøknadspublikasjonen US2011/0241897A1 beskriver et SÅKALT SHORT-HOP eller trådløs kommunikasjonssystem innrettet til å overføre data fra toppen av et klargjøringsverktøy til en øvre

mottakermodul koblet til et kablet borerør over. Målingene fra området rundt klargjøringsverktøyet kan overføres fra den nedre trådløse modulen til den øvre trådløse modulen og videre derfra via det kablede borerøret til overflaten. Signaler kan også overføres i den andre retningen, fra overflaten via det kablede borerøret til den øverste modulen og derfra til den nedre trådløse modulen, og videre til en mottakeranordning i klargjøringsverktøyet. Denne US patent søknaden US2012/0101731A1 beskriver en metode for lagring av data i et nedihullsverktøy hvori data lagres i et første minne med relativt kort hukommelse f.eks. pga. hevet temperatur, og deretter overføre dataene fra det første dataminne til en andre dataminnelokalitet i tidsintervaller kortere enn hukommelsestiden. På denne måten kan data lagres fra et høytemperaturområde nedihulls, og lagres med høy hastighet, og disse dataene blir overført til et sikrere datalagringsmedium før første hukommelsestiden har utløpt og dataene blir slettet.

US patent søknaden nevner også muligheten for å flytte data frem og tilbake mellom dataminnene raskere enn hukommelsestiden slik at en av dem er en kopi for å sikre dataintegritet.

US-patentsøknad US2008/0158004A1 Latrille, beskriver en fremgangsmåte for å overføre data mellom en overflate-datamaskin og en nedihulls-sammenstilling som kan omfatte å koble overflate-datamaskinen til en enkelt data-port i nedihulls-sammenstillingen, og å overføre data mellom overflate-datamaskinen og et første verktøy for bruk under boring via dataporten, og overføring av data mellom overflate-regnemaskinen og et andre verktøy for bruk under boring via dataporten. US-patentsøknad publisert som US2010/0201540 fra Quiming Li et al beskriver et system og en metode for å bruke dobbel telemetri for verktøy som befinner seg i et borehull. Et første og et andre telemetrisystem koordinerer kommunikasjonen med verktøyene. Både det første og det andre telemetrisystemet kan overføre data med hensyn til verktøyene og/eller boreforholdene fra verktøyene til et overflatested samtidig. Det første telemetrisystemet og det andre telemetrisystemet kan kommunisere med overflatestedet dersom kommunikasjonen som bruker det andre telemetrisystemet blir avbrutt. Det første telemetrisystemet og det andre telemetrisystemet kan ha et mester/slave-forhold slik at dataforespørsler fra et spesifikt telemetrisystem ikke griper inn i dataforespørsler fra det andre telemetrisystemet.

US-patentsøknad publisert som US2012/0274477A1 fra Prammer beskriver et nedihulls signaloverføringssystem som gir elektriske radiofrekvenssignaler som er koblet til elektriske ledende eller ikke-ledende fluider via elektriske isolatorer. En mengde av signal-repeatere er avstemt til frekvensene av radiofrekvenssignalene, og en mengde av overføringslinjer som er avsluttet av resonanskretser er også fremskaffet slik at de avsluttende resonanskretsene svinger på frekvensene til de elektriske radiofrekvenssignalene. Mengden av signal-repeatere og mengden av overføringselementer er innrettet til å være redundante slik at en svikt i en eller flere av signal-repeaterne eller en svikt i en eller flere av transmisjonselementene ikke i vesentlig grad negativt påvirker datatransmisjonssystemets operative evne. Signal-repeaterne og transmisjonselementene er også innrettet slik at en svikt av et hvilket som helst av signal-repeaterne eller en svikt i et hvilket som helst av transmisjonselementene blir kommunisert til overflaten.

US-patentsøknad publisert som US2012/0101731A1 fra Joseph beskriver et system og en metode for å utføre en borebrønn-operasjon. En første minneinnretning for lagring av data er fremskaffet på et nedihulls sted, hvor den første minneinnretningen har en første data-gjenholdelsestid. En andre minneinnretning er fremskaffet på stedet nedihulls, og en reguleringsenhet brukes for å lagre data i den første minneinnretningen og til å overføre data til den andre minneinnretningen med et gitt tidsintervall mindre enn den første data-gjenholdelsestiden.

Kort oppsummering av oppfinnelsen

Sammenlignet med eksisterende nedihullsminner har det foreliggende systemet i henhold til oppfinnelsen en separat høyhastighetsbuss for overføring av data frem og tilbake mellom overflaten og datalagringsenheten.

Oppfinnelsen er, som definert i krav 1, en metode for lagring og bufring av data under logging med et nedihulls loggeverktøy (0) med en nedihullstelemetri-enhet (6) med en eller flere lavoppløsnings-sensorer (4a, 4b,5a, 5b,...) på en verktøybuss (7) på en wireline (8),

hvor lavoppløsnings-sensordata (41a, 41b,..., 51a, 51b,...) blir sendt i sanntid på verktøybussen (7) via telemetri-enheten (6) og nevnte wireline (8) til en overflate-utlesningsenhet (SRO), omfattende å utføre målinger nedihulls ved anvendelse av en høyoppløsningssensor (1) i det nedihulls loggeverktøyet (0) som gir høyoppløsningsdata (11),

overføring av høyoppløsningsdata (11) i det nedihulls loggeverktøyet (0) til et minne (21) i en datalagringsinnretning (2)

- for senere gjenvinning eller

- som en buffer,

for å kompensere for midlertidig mangel på telemetri [båndbreddej-kapasitet på wireline (8),

- å fortløpende anvende en telemetri-kapasitets-indikatorinnretning (71) til å sjekke hvorvidt der er tilstrekkelig kapasitet på telemetri-enheten (6) og wireline (8) for å overføre nevnte høyoppløsningsdata til overflate-utlesningsenheten (SRO), og - når den nevnte telemetri-kapasitets-indikatorinnretningen (71) er positiv, så overføres alle eller deler av de lagrede høyoppløsningsdataene (11) fra minnet (21) i den nevnte datalagringsenheten (2) via nevnte telemetri-enhet (6) og wireline (8) til overflate-utlesningsenheten (SRO).

I en utførelse av oppfinnelsen omfatter fremgangsmåten at overføringen av de nevnte høyoppløsningsdataene (11) utføres over en intern høyhastighetsbuss (3) i det nevnte nedihullsloggeverktøyet (0) til det nevnte minnet (21).

Alternativt, som en utførelse av oppfinnelsen, er datalagringsenheten adresserbar på en verktøybuss som ethvert annet loggeverktøy og kan laste opp data mens høyoppløsningssennsoren ikke genererer data.

Alternativt, i en ytterligere utførelse av oppfinnelsen, datalagringsenheten kan gjøre systemet uavhengig av en telemetrikobling da den ber om data fra verktøy og lagrer all overført data i verktøybussen mens den arbeider i minnemodus (f.eks på en glatt ståltråd)

Kort beskrivelse av figurene

I fig .1 er en karakteristisk konfigurasjon for verktøystrengen vist. Telemetrienheten er koblet til en wireline på en side og kontrollerer verktøybussen + tilfører verktøyet på strengen energi. Datalagringsverkøyet (2) er både koblet til verktøybussen 7 og bruker en separat høyhastighetsbuss 3 koblet til høyoppløsningssensoren 1, f.eks til neste generation av plassverktøyet. Ytterligere sensorer kan kobles til verktøybussen 7 avhengig av behovet for ekstra informasjon for arbeidet.

Utførelser av oppfinnelsen

Oppfinnelsen er en anordning og en metode for lagring og bufring av data under logging med et nedihulls loggeverktøy (0) med en nedihulls telemetri-enhet (6) med en eller flere lavoppløsnings-sensorer (4a, 4b,5a, 5b,...) på en verktøybuss (7) på en wireline (8). Lavoppløsnings-sensordataene (41a, 41b,..., 51a, 51b,...) blir sendt i sanntid på verktøybussen (7) via telemetri-enheten (6) og nevnte wireline (8) til en overflate-utlesningsenhet (SRO) på vanlig måte.

Et nytt trekk for anordningen og metoden er at verktøyet kan utføre målinger nedihulls ved anvendelse av en høyoppløsningssensor (1) i det nedihulls loggeverktøyet (0) som gir høyhastighetsdata (11), vennligst se Fig.l. Høyoppløsningsdataene (11) kan, bare på grunn av deres store mengder data som skal flyttes per tidsenhet, overstige overføringskapasiteten på en vanlig verktøybuss (7) eller telemetri-enhet (6) eller wireline (8), konstant eller midlertidig. I en første instans, vil høy hastighets data (11) overstige data hastigheten på telemetri-enheten (6) og/eller wirelinen (8), men overstiger ikke datahastigheten på verktøybussen (7). I andre instans, vil høy hastighets data (11) overstige data hastigheten på telemetri-enheten (6) også så en linje med høyere overføringskapasitet er nødvendig.

Høy hastighets dataene (11) kan ha høy datahastighet pr tidsenhet på grunn av enten en høy temporær datasamplingshastighet på en høyhastighetssamplingssensor (1), eller på grunn av en høy spatialoppløsning på høyoppløsningssensoren (1). Med andre ord kan høyoppløsningssensoren (1) være en spatial høyoppløsningssensor (1) eller en høyhastighetssamplingssensor (1), eller begge deler: en høyoppløsningssensor med høy samplingshastighet.

Høyoppløsningsdataene (11) er overført fra høyoppløsningssensoren (1) via verktøybussen (7) eller via en intern høyhastighetsbuss (3) i det nedihulls loggeverktøyet (0) til et minne (21) i en datalagringsinnretning (2). Her lagres høyoppløsningsdataene (11) temporært for videre opphenting eller som en buffer, for å kompensere for midlertidig mangel på telemetri (båndbredde) kapasitet på wirelinen (8).

Nedihulls loggeverktøyets datalagringsinnretning (2) er utstyrt med et utstyr for å sjekke om det er tilstrekkelig kapasitet på telemetri-enheten (6) og wirelinen (8) for å overføre nevnte høyoppløsningsdata til overflate-utlesningsenheten (SRO). Vanlig trafikk via verktøybussen (7), og telemetrienheten (6) og wirelinen (8) kan ikke alltid være opptatt med å overføre kommandoer og overføre lavoppløsningsdata. Derfor er telemetri-kapasitets-indikatorinnretning (71) drevet til å kontinuerlig sjekke, og verktøybussen (7) og telemetri-enheten (6) og wirelinen (8) i seg selv har et tidsvindu eller kapasitet klart. Når den nevnte telemetri-kapasitets-indikatorinnretningen (71) er positiv, så overføres alle, eller deler av de lagrede høyoppløsningsdataene (11) fra minnet (21) i den nevnte datalagringsenheten (2) som er ledet via nevnte telemetri-enhet (6) og wireline (8) til overflate-utlesningsenheten (SRO).

I eksisterende loggeverktøys systemer er en telemetrikapasitetsindikator implementert i telemetrisoftvaren men er kun vist på overflatedatamaskinen. I oppfinnelsen ertelemetri-kapasitets-indikatorinnretning (71) inkludert i kontrollsystemet implementert i nedihullsverktøyet eller alternativt i dekksutstyret slik at vi har en telemetrikapasitetsindikatoranordning som kan initiere forflytning av bufret data når det registreres ledig telemetrikapasitet. I en foretrukket utførelse er telemetrikapasitetsindikatorinnretningen (71) implementert i nedihullsverktøyet for å unngå forsinkelser forårsaket av annen datatrafikk på linjen.

I en utførelse av oppfinnelsen blir de nevnte høyoppløsningsdataene (11) innsamlet fra et nedihulls loggeverktøys (0) høyoppløsningssensor (1) omfattende akustisk avbildning og måledata.

I en utførelse av oppfinnelsen representerer de nevnte høyoppløsningsdataene (11) høyoppløsningsspatialdata eller høyoppløselig data med hensyn på innsamlingshastighet eller både og.

Det kan oppstå situasjoner hvor kun deler av høyhastighetsdataene (11) sendes som lavoppløselige data, slik som grove bilder av en borehullsvegg, via en verktøybuss (7) og telemetrienheten til wirelinen (8) til dekksposisjon, for å forsyne overflateutlesningsenheten med online bilder. I en

utførelse av oppfinnelsen drives nedihulls loggeverktøyet (0) i et minnemodus for høyhastighetsdata og en direkte seriell trådløs kommunikasjonslink (9) benyttes for overføring av nevnte høy hastighets data (11) fra minnet (21) når nedihulls loggeverktøyet (0) er i overflateposisjon. På denne måten har en operatør god kontroll på hvilke deler av brønnen som gir høyoppløsningsbilder, og så å motta lavoppløsningsbilder ved overflaten under søket og høyoppløsningsdatafangst for senere uthenting og analyse av høyoppløsningsdataene ved overflaten når verktøyet er hentet ut av brønnen.

Claims (6)

1. En fremgangsmåte for lagring og bufring av data under logging med et nedihulls loggeverktøy (0) med en nedihulls telemetri-enhet (6) med en eller flere lavoppløsnings-sensorer (4a, 4b,5a, 5b, ...) på en verktøybuss (7) på en wireline (8), hvor lavoppløsnings-sensordata (41a, 41b,..., 51a, 51b,...) blir sendt i sanntid på verktøybussen (7) via telemetri-enheten (6) og nevnte wireline (8) til en overflate-utlesningsenhet (SRO), omfattende å utføre målinger nedihulls ved anvendelse av en høyoppløsningssensor (1) i det nedihulls loggeverktøyet (0) som gir høyoppløsningsdata (11) karakterisert ved overføring av høyoppløsningsdata (11) i det nedihulls loggeverktøyet (0) til et minne (21) i en datalagringsinnretning (2) - for senere gjenvinning eller - som en buffer, for å kompensere for midlertidig mangel på telemetri [båndbreddej-kapasitet på wireline (8), - å fortløpende anvende en telemetri-kapasitets-indikatorinnretning (71) til å sjekke hvorvidt der er tilstrekkelig kapasitet på telemetri-enheten (6) og wireline (8) for å overføre nevnte høyoppløsningsdata til overflate-utlesningsenheten (SRO), og - når den nevnte telemetri-kapasitets-indikatorinnretningen (71) er positiv, så overføres alle eller deler av de lagrede høyoppløsningsdataene (11) fra minnet (21) i den nevnte datalagringsenheten (2) via nevnte telemetri-enhet (6) og wireline (8) til overflate-utlesningsenheten (SRO).

2. Fremgangsmåten ifølge krav 1, hvor overføringen av de nevnte høyoppløsningsdataene (11) utføres over en intern høyhastighetsbuss (3) i det nevnte nedihullsloggeverktøyet (0) til det nevnte minnet (21).

3. Fremgangsmåten ifølge krav 1 eller 2, hvori de nevnte høyoppløsningsdataene (11) blir innsamlet fra et nedihulls loggeverktøys (0) høyoppløsningssensor (1) omfattende akustisk avbildning og måledata.

4. Fremgangsmåten ifølge et hvilket som helst av kravene 1 - 3, hvori de nevnte høyoppløsningsdataene (11) representerer høyoppløsningsdata med hensyn til rom, eller høyoppløsningsdata med hensyn til tid, eller begge deler.

5. Fremgangsmåten ifølge et hvilket som helst av kravene 1 - 4, hvori det nevnte nedihulls loggeverktøyet opereres i et minnemodus.

6. Fremgangsmåten ifølge krav 1, omfattende bruk av en direkte seriell eller trådløs kommunikasjonslink (9) for å overføre de nevnte høyoppløsningsdataene (11) fra minnet (21) når det nevnte nedihullsloggeverktøyet (0) befinner seg på overflaten.