NO335211B1 - Brønnbasert overvåknings- og strømningsreguleringssystem og fremgangsmåte for betjening av systemet - Google Patents

Brønnbasert overvåknings- og strømningsreguleringssystem og fremgangsmåte for betjening av systemet Download PDF

Info

Publication number
NO335211B1
NO335211B1 NO20024254A NO20024254A NO335211B1 NO 335211 B1 NO335211 B1 NO 335211B1 NO 20024254 A NO20024254 A NO 20024254A NO 20024254 A NO20024254 A NO 20024254A NO 335211 B1 NO335211 B1 NO 335211B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
voltage
low
current
monitoring
conductor
Prior art date
Application number
NO20024254A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20024254L (no
NO20024254D0 (no
Inventor
William George Nigel Parkinson Webster
Andrew Richards
Original Assignee
Baker Hughes Inc
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 Baker Hughes Inc filed Critical Baker Hughes Inc
Publication of NO20024254D0 publication Critical patent/NO20024254D0/no
Publication of NO20024254L publication Critical patent/NO20024254L/no
Publication of NO335211B1 publication Critical patent/NO335211B1/no

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B17/00Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
    • E21B17/20Flexible or articulated drilling pipes, e.g. flexible or articulated rods, pipes or cables
    • E21B17/206Flexible or articulated drilling pipes, e.g. flexible or articulated rods, pipes or cables with conductors, e.g. electrical, optical
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B34/00Valve arrangements for boreholes or wells
    • E21B34/16Control means therefor being outside the borehole
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/001Survey of boreholes or wells for underwater installation
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/12Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B3/00Line transmission systems
    • H04B3/02Details
    • H04B3/44Arrangements for feeding power to a repeater along the transmission line

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Laying Of Electric Cables Or Lines Outside (AREA)
  • Alarm Systems (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Flow Control (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Pipeline Systems (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

Det beskrives et brønn basert overvåknings- og strømningsreguleringssystem med en forbedret strømforsyning. Det er anordnet en egen sterkstrømsforsyning (18) og en egen svakstrømsforsyning (23) sammen med en kabel (14) som har minst to separate kjerner; en kjerne (24) for sterkstrøm og den andre kjerne (26) for svakstrøm og regulerings- /overvåkningskommunikasjon. Det beskrives utførelser av oppfinnelsen.

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører styrings- og overvåkningssystemer for brønner, og spesielt, men ikke utelukkende for hydraulisk styring av nedihulls strømningsreguleringssystemer. Oppfinnelsen vedrører også en brønnbasert strøm-forsyning for bruk med et brønnbasert strømningsregulerings- og overvåkningssystem.
Reguleringssystemer for å gi hydraulisk styring av ventiler fra overflaten er kjent. Ett eksempel er PES "SCRAMS"-systemet, som gir elektro-hydraulisk regulering av brønnventiler fra overflaten. Dette system har solenoider som forsynes med en spenning på 120 volt for betjening av ventiler ved 3000 til 4000 psi (206,85 til 275,80 bar). Andre systemer baserer seg kun på bruk av elektrisk energi for betjening av reguleringsventiler, og krever ikke hydraulisk regulering. Dette betyr at man trenger en høyere spenning, for eksempel 400 DC, for å generere nok strøm til å betjene ventilene. Dette oppnås i praksis ved å bruke et nedihulls strømforsynings-system med høyeffektselektronikk i brønnverktøyet.
Det er velkjent at brønnbaserte ventiler og overvåkningssystemer må arbeide ved høye temperaturer. Elektroniske komponenter som arbeider ved høye temperaturer, er ofte tilbøyelige til å svikte. Dette fordi de fleste elektroniske komponenter er utformet for å arbeide ved temperaturer langt under de fleste olje-/gassbrønn-temperaturer, og middeltid mellom avbrudd (mean time between failure - MTBF) for komponentene faller raskt etter som den omgivende temperatur som komponentene utsettes for, overstiger konstruksjonstemperaturen. Dette problem er spesielt alvorlig der hvor høy spenning/sterkstrøm anvendes, på grunn av høye elektriske belastninger og det at komponentene genererer lokal tilleggsvarme.
I enkelte eksisterende systemer vil størrelsen på kabelen og lederne inne i kabelen også begrense strømmen som kan tilføres kabelen, og følgelig har det å øke strømforsyningen til reguleringssystemet i brønnen vært vanskelig. En øking av kabeltverrsnittet kan resultere i en mye dyrere kabel som er vanskelig å få tak i og integrere med eksisterende systemer, som må ha en "standard" kabelstørrelse for å kunne brukes.
US 5,172,717 beskriver et elektrisk-aktivert nedihullssystem for styring og overvåking av gass-strømmen fra en brønn.
Det er med eksisterende systemer også en begrensning på antallet innretninger eller ventiler som kan drives fra en enkelt strømforsyning. Nåværende grense ligger på omkring fire til fem innretninger, og i tillegg er maksimaleffekten som kan brukes med den rene elektriske forsyning, omkring 400 volt DC. Dette gjør det vanskelig å bruke ventiler over en viss størrelse, hvilket kan være påkrevet i enkelte situasjoner. Eksisterende systemer kan av sikkerhetsgrunner heller ikke slås på under utplassering, hvilket betyr at nedihullsventilene ikke kan overvåkes under utplassering.
Et formål med den foreliggende oppfinnelse er å fremskaffe et bedre regulerings- og overvåkningssystem for brønner, hvilket system unngår eller modererer minst én av ulempene forbundet med eksisterende systemer.
Et ytterligere formål med den foreliggende oppfinnelse er å fremskaffe en bedre strømforsyning for bruk med et brønnbasert strømningsreguleringssystem, hvilken strømforsyning unngår eller modererer minst én ulempe forbundet med eksisterende strømforsyninger.
Hovedtrekkene ved den foreliggende oppfinnelse fremgår av de selvstendige krav. Ytterligere trekk ved oppfinnelsen er angitt i de uselvstendige krav.
Dette oppnås ved å anordne separate sterk- og svakstrømsforsyninger og en kabel som har minst to atskilte kjerner; én kjerne for sterkstrøm og den andre kjerne for svakstrøm og kommunikasjon for regulering og overvåkning.
Denne løsning gir flere fordeler fremfor de ovennevnte tidligere kjente anordninger. For det første begrenses ikke maksimaleffekten til 400 volt; og systemet kan brukes for opp til 255 nedihullsinnretninger. En ytterligere fordel er at spenningen kan varieres på overflaten for å passe til utstyret i brønnen, og systemet kan slås på under utplassering fordi lavspentledningen kan brukes for kontinuerlig å overvåke det som skjer i brønnen. En ytterligere fordel er at en nedihullskomponents posisjon, for eksempel en ventils, kan overvåkes, og sterkstrøm kan tilføres for å gjøre flere bevegelser. Kabelmantelen brukes som jordretur i grunne brønner, noe som gir den fordel at det ikke er behov for separat jording i grunne brønner. En grunn brønn kan anses som én på mindre enn 4000 fot (ca. 1200 m). For dypere brønner på over 4000 fot (1200 m) kan imidlertid motstanden i den armerte kabel være for stor til å gi en fullgod returvei, og i dette tilfelle benyttes en kabel med tre kjerner; én for sterk-strøm, én for svakstrøm og én for en jordretur.
Ifølge et første aspekt av den foreliggende oppfinnelse fremskaffes et brønn-basert strømningsregulerings- og overvåkningssystem for regulering av en flerhet av elektrisk betjente brønnelementer ("nedihullselementer") fra en strømforsyning på overflaten, hvor nevnte system omfatter: - en sterkstrømsforsyning; - en svakstrømsforsyning; - minst én høyspent nedihullskomponent og minst én lavspent nedihullskomponent; - en kabel med minst to atskilte ledere og en jordretur, en første leder for kopling av sterkstrømsforsyningen til den minst ene høyspentkomponent og en andre leder for kopling av svakstrømsforsyningen til den minst ene lavspentkomponent, en overvåkningsanordning koplet til minst én høyspent nedihullskomponent for å overvåke når det kreves høy spenning for å aktivere nevnte nedihullskomponent, og en anordning for å levere nevnte sterkstrøm til nevnte høyspentkomponent som en respons på et signal fra nevnte overvåkningsanordning.
Jordreturen anordnes fortrinnsvis ved hjelp av kabelmantelen. Alternativt kan jordreturen anordnes ved hjelp av en egen leder i kabelen, slik at nevnte kabel har tre atskilte ledere; en høyspentleder, en lavspentleder, og en jordreturleder.
Sterkstrømsforsyningen er fortrinnsvis høyere enn 400 volt DC. Regulerings-og overvåkningssystemet kan fortrinnsvis adresseres fra overflaten, hvilket gjør det mulig å kople en flerhet av følere og ventilregulatorer til samme leder. Dette arrangement gjør det også mulig å kople flere strømningsreguleringsinnretninger til den leder som fører høy spenning. Det er praktisk dersom strømningsregulerings- og overvåkningssystemet kan brukes til å styre opp til 255 nedihullselementer fra samme leder og forsynt fra samme strømforsyning.
Det er også en fordel dersom sterkstrømsforsyningen kan varieres på overflaten for å passe til de ulike typer utstyr i brønnen.
Det er praktisk dersom nevnte lavspente overvåkningsanordning for overvåkning av nevnte høyspente nedihullskomponent er koplet til en posisjons transducer for å overvåke den høyspente nedihullskomponents posisjon. Det er praktisk dersom den høyspente nedihullskomponent er en ventil med et ventilelement som kan svinges mellom en åpen og en stengt posisjon. Det er praktisk dersom transduceren er en optisk transducer for optisk overvåkning av nevnte nedihulls ventilelements posisjon.
Ifølge et ytterligere aspekt av den foreliggende oppfinnelse er det anordnet en fremgangsmåte for å betjene et brønnbasert strømningsreguleringssystem med en flerhet av lavspente nedihullskomponenter, idet nevnte fremgangsmåte omfatter trinnene hvor: - det anordnes atskilte sterkstrøms- og svakstrømsforsyninger; - nevnte sterkstrøms- og svakstrømsforsyninger koples til de respektive nevnte høyspente nedihullskomponenter og nevnte lavspente nedihullskomponenter via separate elektriske leder; - nevnte høyspentkomponenter overvåkes for å bestemme behovet for levering av sterkstrøm, og det fremskaffes et overvåkningssignal som angir et eventuelt effektbehov; og - nevnte sterkstrøm leveres til nevnte høyspente nedihullskomponent når nevnte overvåkningssignal angir et behov for sterkstrøm.
Fremgangsmåten innbefatter fortrinnsvis det trinn hvor kabelmantelen brukes som jordretur. Som et alternativ kan fremgangsmåten innbefatte det trinn hvor det som jordretur benyttes en egen leder i kabelen.
Det er praktisk dersom fremgangsmåten når nedihullskomponenten er en ventil med et ventilelement, innbefatter det trinn hvor ventilelementets posisjon overvåkes for å bestemme behovet for å forsyne nevnte nedihullskomponent med sterkstrøm.
Fremgangsmåten innbefatter fortrinnsvis også det trinn hvor det anordnes en regulerbar strømforsyning på overflaten for på overflaten å regulere strømmen til sterkstrømsforsyningen og svakstrømsforsyningen nede i brønnen.
Fremgangsmåten innbefatter fortrinnsvis også det trinn hvor ventilelementets posisjon overvåkes kontinuerlig ved bruk av lavspentledningen under utplassering av den høyspente nedihullskomponent.
Fremgangsmåten innbefatter fortrinnsvis også det trinn hvor sterkstrøms-forsyningen på overflaten justeres etter behov for å øke strømmen til dennes nevnte høyspente nedihullskomponenter.
Ifølge et ytterligere aspekt av den foreliggende oppfinnelse er det fremskaffet en strømforsyning for bruk med et brønnbasert strømningsregulerings- og overvåkningssystem, idet nevnte strømforsyning omfatter: - en egen sterkstrømsforsyning; - en egen svakstrømsforsyning; - en kabel med minst to atskilte ledere, en første leder for kopling av sterk-strømsforsyningen til høyspentkomponenter anordnet nede i brønnen, og en andre leder for kopling av svakstrømsforsyningen til lavspentkomponenter anordnet nede i brønnen.
Nevnte kabel har fortrinnsvis en ledende mantel som brukes som jordretur for grunne brønner. Alternativt har nevnte kabel en egen leder som benyttes som jordretur for dype brønner.
Nevnte sterkstrømsforsyning er fortrinnsvis justerbar og bør kunne gi større høyspenning ved behov. Det er også praktisk dersom nevnte sterkstrømsforsyning kan reguleres på overflaten for å regulere strømmen som leveres til nedihulls-komponentene.
Ifølge et ytterligere aspekt av oppfinnelsen er det fremskaffet et overvåkningssystem for samtidig overvåkning av høydatahastighets- og lavdatahastighetssignaler fra nedihullsfølere, idet nevnte system omfatter: - en systemkonfigurasjon for høy datahastighet; - en systemkonfigurasjon for lav datahastighet; - en kabel som brukes av nevnte konfigurasjon for høy datahastighet og nevnte konfigurasjon for lav datahastighet, idet nevnte kabel omfatter en ledende mantel, en første leder for overføring av en svakstrømsforsyning og lavdatahastighetssignaler, minst to andre ledere for overføring av en svakstrøms-forsyning og høydatahastighetssignaler, hvor systemkonfigurasjonen for høy datahastighet har en reguleringsinnretning på overflaten som er koplet til minst ett nedihulls høydatahastighetsovervåkningssystem ved hjelp av nevnte minst to andre ledere; - at systemkonfigurasjonen for lav datahastighet har en reguleringsinnretning på overflaten som er koplet til minst ett nedihulls lavdatahastighetsovervåkningsnodesystem ved hjelp av nevnte første leder, idet nevnte ledende mantel er en jordretur for svakstrømsforsyninger for systemkonfigurasjonene for høy datahastighet og lav datahastighet.
Kabelen har fortrinnsvis tre ledere og en ledende, armert mantel.
Disse og andre aspekter av oppfinnelsen fremgår av den etterfølgende beskrivelse sett i sammenheng med de ledsagende tegninger, hvor: Figur 1 er et skjematisk blokkdiagram over et brønnbasert strømnings-reguleringssystem forfordeling av sterkstrøm til et antall strømningsregulerings-innretninger med feedback og overvåkning i henhold til en utførelse av den foreliggende oppfinnelse brukt for grunne brønner; Figur 2 er en detaljtegning av en alternativ kabel til den som er vist på figur 1, med en egen jordreturleder for bruk med systemet på figur 1 i dypere brønner og for bruk med samtidige høydatahastighets- og lavdatahastighetssystemer i brønnen; og Figur 3 er et skjematisk blokkdiagram over en nedihulls, brønnbasert systemkonfigurasjon for å kjøre samtidig høydatahastighetsovervåkning og
lavdatahastighetsovervåkning ved bruk av kabelen på figur 2.
Det henvises til figur 1, som viser et brønnbasert strømningsreguleringssystem som generelt angis ved hjelp av henvisningstall 10, innbefattende en overflatedel 12 som ved hjelp av en kabel 14 er koplet til en nedihulls node #1, generelt angitt ved hjelp av henvisningstall 16. Det vil forstås at node 16 i denne utførelse kun er én av 255 noder som er koplet til overflatedelen 12.
Overflatedelen 12 har en 400 volt DC sterkstrømsforsyning (high voltage power supply - HVPS) 18 som brukes for å levere strøm på opp til 5 A for å drive nedihullselektronikk i nodene 16, på grensesnittmodul 20 for undervann/overflate, som begge er koplet til en datastyrt datafangst- og kommandomodul (CCDACM) 22 som gjør bruk av Expros patentrettslig beskyttede regulerings- og overvåknings-programvare (MZS) og en svakstrømsforsyning (low voltage power supply - LVPS) 23 koplet til grensesnittmodulen 20. Sterkstrømsforsyningen 18 og undervanns-grensesnittmodulen 20 er via kabel 14 koplet til noden 16. Undervanns/overflate-grensesnittmodulen gir svakstrøm, vanligvis mindre enn 100 V, og sender kommandoer fra CCDACM 22 og data til kabelen 14. CCDACM-enheten 22 muliggjør regulering av sterkstrøms- og svakstrømsforsyninger på overflaten og sender kommandoer til nedihulls adresserbare innretninger og overflateinnretninger. Enheten 22 fanger opp feedbackdata som sendes til overflaten fra nedihullsinnretninger. Kabelen 14 er en tolederkabel med en armert mantel 17. Én leder 24 brukes for å overføre sterkstrømssignaler fra strømforsyningen til nedihullsmotoren, og den andre leder 26 overfører svakstrøm og kommunikasjonssignaler mellom overvåknings- og følerutstyret og grensesnittmodulen 20, hvilket vil bli forklart nedenfor. Den armerte mantel 17 brukes som en jordretur både for høyspent- og lavspentledningene, siden brønnen i utførelsen på figur 1 er mindre enn 4000 fot (1200 m) dyp, slik at motstanden i den armerte mantel er liten nok til å gi en fullgod strømreturvei.
Nedihullsnoden 16 er koplet til en nedihulls strømningsreguleringskomponent som er en ventil med et svingbart ventilelement (ikke vist). Noden 16 innbefatter en motor 28 for bevegelse av ventilen mellom en åpen og en stengt posisjon. Motoren 28 beveger ventilelementet under styring fra motorstyreenhet 30. Svakstrøms-forsyningen 23 er koplet til en nodegrensesnittstyrer- (node interface manager - NIM) enhet 32 som er et patentbeskyttet Expro-modem for sending/mottak av kommandoer og data. NIM-enheten 32 er koplet til en svakstrømsforsyning 34 for noden og til subnodeinnretninger #1, #2 til #n for systemovervåkning, betegnet ved hjelp av henholdsvis responstall 36, 38 og 40.
Sterkstrømsforsyningen 18 er koplet til nedihullsmotoren 28 via kabellederen 24. Sterkstrømsforsyningen 18 vil imidlertid kun levere strøm til motoren 28 når det er nødvendig å bevege ventilelementet. I dette henseende forutbestemmes ventil- posisjonen ved hjelp av motorstyreenheten, og det sendes et signal fra motorstyreenheten 30 når motoren 28 skal beveges. På lignende vis sendes det et signal til grensesnittmodulen 20 for å angi ventilelementets posisjon, og datafangst- og kommandomodulen 22 sender et signal til sterkstrømsforsyningen 18 om å levere sterkstrøm til motoren 28 kun når det er behov for å bevege ventilen. Dette betyr at sterkstrøm kun leveres til motoren 28 når det er behov for det, og at de elektroniske nedihullskomponenter ikke belastes gjennom kontinuerlig kjøring ved høy spenning, for derved å redusere risikoen for komponentsvikt til et minimum og bidra til at strømforsyningen varer lenger. En ytterligere fordel ved dette arrangement er at det benyttes en digital adresseprotokoll (f.eks. Standard Modbus, IEEE Standard, PROFIBUS). I tillegg leveres sterkstrøm til de enkelte ventiler kun når disse ventiler trenger det. Dette gir et mer effektivt system som gjør det mulig for en enkelt sterkstrømsforsyning å forsyne 255 nedihullsnoder med strøm.
Det henvises nå til figur 2 av tegningene, hvor det vises en alternativ kabel 14a som har tre ledere; én høyspentleder 24a, én lavspentleder 26a og en egen jordreturleder 27. Denne alternative kabel brukes i dypere brønner, spesielt på mer enn 4000 fot (1200 meter), på grunn av at motstanden i den armerte mantel 17a kan bli for stor til å gi en effektiv returvei. Det vil forstås at sterkstrømsforsyningen kan stilles inn på en hvilken som helst hensiktsmessig verdi, som for eksempel 250 volt, 400 volt eller høyere. Den eksakte sterkstrømsverdi kan velges slik at den er passe for nedihullsutstyret.
Den alternative kabel 14a som er vist på figur 2, kan benyttes i en annen anvendelse for å anordne en forbindelse til overflaten for et nedihullssystem for samtidig høydatahastighetsovervåkning og lavdatahastighetsovervåkning. I denne anvendelse fører leder 27 svakstrøm fra overflaten, kommandosignaler fra overflaten og nedihullsdata til overflaten. Dette gjøres ved datahastigheter som stort sett ligger under 10 kilobit/sekund, hvilket er hensiktsmessig fortrykk-, temperatur- og strømningssignaler etc. Ledere 24a, 26a brukes med høydatahastighetssystemer som for eksempel seismiske systemer, og overfører kommando- og datainformasjon mellom brønnfølere og overflaten. Ledere 24a, 26a fører også svakstrøm fra overflaten. Den ledende, armerte mantel 17a brukes som jordretur for lavspent-systemet.
Det refereres nå til figur 3 av tegningene, hvor det vises et skjematisk blokkdiagram av en systemkonfigurasjon for å kjøre samtidig høydatahastighets-overvåkning og lavdatahastighetsovervåkning. Systemet har en konfigurasjon for høydatahastighetsovervåkning for seismiske data etc, hvilken konfigurasjon omfatter en høyhastighets-CCDACM 41 koplet til en svakstrømsforsyning 42. Høydata-hastighetssignalene og svakstrømmen er koplet til et nedihulls seismisk system 44 på ledere 24a, 26a. Konfigurasjonen for lavdatahastighetsovervåkning ligner den som beskrives ovenfor med henvisning til overvåkningssystemet på figur 1, og innbefatter en lavhastighets-CCDACM 46 og en tilhørende svakstrømsforsyning 48 som er vist koplet til en nedihullsnode 50 ved hjelp av enkeltleder 27, hvilken som beskrevet ovenfor, fører svakstrøm fra overflaten, kommandoer fra overflaten og data fra subnodene til overflaten. Noden 50 har en lavspent nodestrømforsyning 52, en NIM 54 og tre subnoder 56, 58 og 60 koplet til NIM'en 54. Subnodene inneholder overvåkningsinnretninger som for eksempel trykktransducere, strømningsmålere og temperaturfølere som produserer lavspente lavdatahastighetssignaler som sendes til CCDACM 46. Mantelen 17a, her vist skissert opp med stiplede linjer, er jordreturen for svakstrømsforsyninger 42, 48. Det lavspente lavdatahastighetssystem kan eventuelt koples til flere nedihullsnoder, opp til 255 noder, avhengig av strøm-forsyningens kapasitet.
Ovennevnte utførelse kan modifiseres på ulike vis uten å avvike fra oppfinnelsens ramme. Selv om det benyttes et nedihulls ventilelement som drives ved hjelp av sterkstrømsforsyningen, kan det benyttes andre nedihullselementer som for eksempel en pumpe eller motor e.l. Det kan benyttes en blanding av nedihullselementer som for eksempel ventiler, pumper og andre elementer som krever forholdsvis sterk strøm og høy spenning. På lignende vis kan det brukes flere forskjellige følere for å overvåke posisjonen eller andre parametre ved nedihulls-elementene, som for eksempel temperatur eller trykk. Altså kan nedihullsfølerene være trykktransducere, strømningsmålere, vibrasjonsfølere, seismiske følere, temperaturfølere eller lignende. Selv om det beskrives en enkelt høyspentleder og en enkelt lavspentleder, vil det forstås at det er mulig å benytte flere enn én høyspent-leder og flere enn én lavspentleder, så lenge det brukes separate ledere for sterk-strøms- og svakstrømsforsyningene.
Det er som oftest både tilstrekkelig og økonomisk å bruke en kabel med en enkelt høyspentleder og en enkelt lavspentleder.
I de lavspente høydatahastighets- og lavdatahastighetsanvendelser kan et stort antall respektive nedihulls høydatahastighets- og lavdatahastighetsnoder forsynes fra svakstrømsforsyningene.
En fordel med den foreliggende oppfinnelse er at det fremskaffes et brønn-basert strømningsreguleringssystem som kan brukes for å levere sterkstrøm til opp til 255 ulike nedihullsinnretninger fra en enkelt strømforsyningskilde. Atskillelsen av sterkstrøms- og svakstrømsforsyningene gjør det mulig å bruke standard-komponenter med minimal spenningsbelastning, fordi sterkstrøm kun leveres til et nedihullselement som for eksempel en ventil, når det er behov for det, i stedet for å være på kontinuerlig. En ytterligere fordel med dette arrangement er at systemet kan slås på under utplassering av ventiler, pumper og lignende, hvilket gjør det mulig ved bruk av lavspentledningen å gjennomføre kontinuerlig overvåkning under utplassering. En ytterligere fordel med arrangementet er at høyspenningen kan justeres etter behov for å øke effekten opp til 600 V eller lederens spennings-begrensning. Systemet kan lett modifiseres for grunnere eller dypere brønner ved ganske enkelt å forandre kabeltypen som brukes. Bruken av en kabel med separate ledere for lav spenning og høy spenning gjør det også mulig å bruke kabelen for andre anvendelsesområder; for å gi samtidig høydatahastighetsovervåkning og lavdatahastighetsovervåkning ved bruk av svakstrømsforsyninger, og ved å bruke kabelmantelen som jordretur for strømforsyningen. Således kan en enkelt kabeltype brukes for ulike anvendelser.

Claims (22)

1. Brønnbasert strømningsregulerings- og overvåkningssystem for regulering av en flerhet av elektrisk betjente nedihullselementer fra en strømforsyning på overflaten, hvor nevnte system omfatteren sterkstrømsforsyning (18); en svakstrømsforsyning (23; 34; 42, 48); minst én høyspent nedihullskomponent (28) og minst én lavspent nedihulls komponent (36, 38, 40); en kabel (14) med minst to atskilte ledere (24, 26) og en jordretur (17; 27), idet de minst to atskilte ledere (24, 26) omfatter en første leder (24) for kopling av sterkstrømsforsyningen (18) til den minst ene høyspente nedihullskomponent (28) og en andre leder (26) for kopling av svakstrømsforsyningen (23; 34; 42, 48) til den minst ene lavspente nedihullskomponent (36, 38, 40), hvor en overvåkningsanordning (30) er koplet til den minst ene høyspente nedihullskomponent (28) for å overvåke når det kreves høy spenning for å aktivere den minst ene høyspente nedihullskomponent (28), og en anordning for å levere nevnte sterkstrøm til den minst ene høyspente nedihullskomponent (28) som en respons på et signal fra nevnte overvåkningsanordning (30).
2. System som angitt i krav 1, hvor jordreturen (17; 27) anordnes ved hjelp av kabelmantelen (17).
3. System som angitt i krav 1, hvor jordreturen (17; 27) anordnes ved hjelp av en egen leder (27) inni kabelen (14; 14a), slik at nevnte kabel (14; 14a) har tre atskilte ledere (24, 24a, 26, 26a, 27): en høyspentleder (24a), en lavspentleder (26, 26a) og en jordreturleder (27).
4. System som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, hvor sterkstrømsforsyningen (18) er på mer enn 400 volt DC.
5. System som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, hvor regulerings- og overvåkningssystemet kan adresseres fra overflaten, hvorved en flerhet av følere og ventilstyreenheter er koplet til samme leder.
6. System som angitt i krav 5, hvor regulerings- og overvåkningssystemet brukes for å styre opp til 255 nedihullselementer fra samme leder og med samme strøm-forsyning.
7. System som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, hvor nevnte høyspente overvåkningsanordning (30) for overvåkning av nevnte høyspente nedihullskomponent (28) er koplet til en posisjonstransducer for å overvåke den høyspente nedihullskomponentens (28) posisjon.
8. System som angitt i et hvilket som helst av de foregående krav, hvor nevnte høyspente nedihullskomponent (28) er en ventil med et ventilelement som kan svinges mellom en åpen og en stengt posisjon.
9. System som angitt i krav 7 og 8, hvor transduceren er en optisk transducer for optisk overvåkning av posisjonen til nevnte nedihulls ventilelement.
10. Fremgangsmåte for betjening av et brønnbasert strømningsreguleringssystem med en flerhet av lavspente nedihullskomponenter (36, 38, 40), hvor fremgangsmåten omfatter trinnene hvor: det anordnes atskilte sterkstrøms- (18) og svakstrøms- (23; 34; 42, 48) forsyninger; nevnte sterkstrøms- (18) og svakstrøms- (23; 34; 42, 48) forsyninger koples respektivt til minst én høyspent nedihullskomponent (28) og nevnte lavspente nedihullskomponenter (36, 38, 40) via separate elektriske ledere (24, 26); den minst ene høyspente nedihullskomponent (28) overvåkes for å bestemme behovet for levering av sterkstrøm, og det fremskaffes et overvåkningssignal som angir et eventuelt effektbehov; og sterkstrøm leveres til den minst ene høyspente nedihullskomponent (28) når nevnte overvåkningssignal angir et behov for sterkstrøm.
11. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, hvor fremgangsmåten innbefatter trinnet med å bruke kabelmantelen (17) som jordretur (17; 27).
12. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, hvor fremgangsmåten innbefatter trinnet hvor å bruke en egen leder (27) inni en kabel (14) som jordretur (17; 27).
13. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av krav 10 til 12, hvor fremgangsmåten, når nevnte høyspente nedihullskomponent (28) er en ventil med et ventilelement, innbefatter trinnet hvor ventilelementets posisjon overvåkes for å bestemme behovet for levering av sterkstrøm til nevnte høyspente nedihullskomponent (28).
14. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av krav 10 til 12, hvor fremgangsmåten også innbefatter trinnet hvor det anordnes en regulerbar strømforsyning på overflaten for å regulere strømmen på overflaten til sterkstrøms- (18) og svak-strøms- (23; 34; 42, 48) forsyningene nede i brønnen.
15. Fremgangsmåte som angitt i krav 13 eller krav 13 og 14, hvor fremgangsmåten innbefatter trinnet hvor ventilelementets posisjon overvåkes kontinuerlig ved bruk av lavspentledning under utplassering av nevnte høyspente nedihullskomponent (28).
16. Fremgangsmåte som angitt i et hvilket som helst av krav 10 til 12, hvor fremgangsmåten innbefatter trinnet hvor en sterkstrømsforsyning på overflaten justeres etter behov for å øke effekten til dennes nevnte høyspente nedihullskomponent (28).
17. Strømforsyning for bruk med et brønnbasert strømningsregulerings- og overvåkningssystem, hvor nevnte strømforsyning omfatter: en egen sterkstrømsforsyning; en egen svakstrømsforsyning; en kabel med minst to atskilte ledere, en første leder for kopling av sterkstrømsforsyningen til høyspentkomponenter anordnet nede i brønnen, og en andre leder for kopling av svakstrømsforsyningen til lavspentkomponenter anordnet nede i brønnen.
18. Strømforsyning som angitt i krav 17, karakterisert vedat nevnte kabel har en ledende mantel som brukes som en jordretur for grunne brønner.
19. Strømforsyning som angitt i krav 17,karakterisert vedat nevnte kabel har en egen leder som brukes som en jordretur for dype brønner.
20. Strømforsyning som angitt i et hvilket som helst av krav 17 til 19,karakterisert vedat nevnte sterkstrømsforsyning kan justeres og ved behov skal kunne gi høyere spenninger.
21. Overvåkningssystem for samtidig overvåkning av høydatahastighets- og lavdatahastighetssignaler fra nedihullsfølere, idet nevnte system omfatter: en systemkonfigurasjon for høy datahastighet; en systemkonfigurasjon for lav datahastighet; en kabel som brukes av nevnte konfigurasjon for høy datahastighet og nevnte konfigurasjon for lav datahastighet, idet nevnte kabel omfatter en ledende mantel, en første leder for overføring av en svakstrømsforsyning og lavdatahastighetssignaler, minst to andre ledere for overføring av en svakstrømsforsyning og høydatahastighetssignaler, hvor systemkonfigurasjonen for høy datahastighet har en reguleringsinnretning på overflaten som er koplet til minst ett nedihulls høydatahastighetsovervåkningssystem ved hjelp av nevnte minst to andre ledere; at systemkonfigurasjonen for lav datahastighet har en reguleringsinnretning på overflaten som er koplet til minst ett nedihulls lavdatahastighetsovervåkningsnodesystem ved hjelp av nevnte første leder, idet nevnte ledende mantel utgjør en jordretur for svakstrømsforsyninger for systemkonfigurasjonene for høy datahastighet og lav datahastighet.
22. System som angitt i krav 21,karakterisert vedat kabelen har tre ledere og en ledende, armert mantel.
NO20024254A 2000-03-09 2002-09-06 Brønnbasert overvåknings- og strømningsreguleringssystem og fremgangsmåte for betjening av systemet NO335211B1 (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB0005631.7A GB0005631D0 (en) 2000-03-09 2000-03-09 In-well monitoring and flow control system
PCT/GB2001/000943 WO2001067466A1 (en) 2000-03-09 2001-03-06 In-well monitoring and flow control system

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO20024254D0 NO20024254D0 (no) 2002-09-06
NO20024254L NO20024254L (no) 2002-10-23
NO335211B1 true NO335211B1 (no) 2014-10-20

Family

ID=9887244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20024254A NO335211B1 (no) 2000-03-09 2002-09-06 Brønnbasert overvåknings- og strømningsreguleringssystem og fremgangsmåte for betjening av systemet

Country Status (10)

Country Link
US (1) US6877557B2 (no)
EP (1) EP1261974B1 (no)
AT (1) ATE305657T1 (no)
AU (1) AU780677B2 (no)
BR (1) BR0109110B1 (no)
CA (1) CA2402221C (no)
DE (1) DE60113658D1 (no)
GB (1) GB0005631D0 (no)
NO (1) NO335211B1 (no)
WO (1) WO2001067466A1 (no)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7104331B2 (en) * 2001-11-14 2006-09-12 Baker Hughes Incorporated Optical position sensing for well control tools
US6945330B2 (en) * 2002-08-05 2005-09-20 Weatherford/Lamb, Inc. Slickline power control interface
US7931090B2 (en) * 2005-11-15 2011-04-26 Schlumberger Technology Corporation System and method for controlling subsea wells
EP2669465A3 (en) * 2007-02-12 2016-12-28 Weatherford Technology Holdings, LLC Apparatus and methods of flow testing formation zones
US7987901B2 (en) * 2008-09-29 2011-08-02 Baker Hughes Incorporated Electrical control for a downhole system
US8517112B2 (en) * 2009-04-30 2013-08-27 Schlumberger Technology Corporation System and method for subsea control and monitoring
EP2848762A1 (en) * 2013-09-11 2015-03-18 Alcatel Lucent Providing power to a subsea node

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3187301A (en) 1959-06-05 1965-06-01 Pgac Dev Company Telemetering system for use in borehole logging to control downhole tool from surface
US3518679A (en) 1969-04-22 1970-06-30 Mobil Oil Corp Well logging system employing threeconductor logging cable
US3596511A (en) * 1969-07-15 1971-08-03 Schlumberger Technology Corp Methods and apparatus for monitoring and controlling a tool in a borehole
US4077022A (en) * 1974-08-05 1978-02-28 Texaco Inc. Well logging method and means using an armored multiconductor coaxial cable
US4788545A (en) 1983-08-15 1988-11-29 Oil Dynamics, Inc. Parameter telemetering from the bottom of a deep borehole
US5172717A (en) 1989-12-27 1992-12-22 Otis Engineering Corporation Well control system
FR2708310B1 (fr) * 1993-07-27 1995-10-20 Schlumberger Services Petrol Procédé et dispositif pour transmettre des informations relatives au fonctionnement d'un appareil électrique au fond d'un puits.
GB2310986A (en) 1995-01-27 1997-09-10 Expro North Sea Ltd Method and apparatus for communicating by means of an electrical power
US5831156A (en) 1997-03-12 1998-11-03 Mullins; Albert Augustus Downhole system for well control and operation
US6424105B1 (en) * 1999-06-08 2002-07-23 Camco International, Inc. Real-time control of feedback signals to a motor for optimum performance

Also Published As

Publication number Publication date
US20030155120A1 (en) 2003-08-21
BR0109110A (pt) 2003-06-03
US6877557B2 (en) 2005-04-12
EP1261974A1 (en) 2002-12-04
DE60113658D1 (de) 2006-02-09
CA2402221A1 (en) 2001-09-13
CA2402221C (en) 2006-05-23
WO2001067466A1 (en) 2001-09-13
BR0109110B1 (pt) 2012-01-10
NO20024254L (no) 2002-10-23
NO20024254D0 (no) 2002-09-06
EP1261974B1 (en) 2005-09-28
GB0005631D0 (en) 2000-05-03
AU780677B2 (en) 2005-04-07
ATE305657T1 (de) 2005-10-15
AU3586201A (en) 2001-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2021200401B2 (en) Manifolds for providing hydraulic fluid to a subsea blowout preventer and related methods
US6420976B1 (en) Underwater hydrocarbon production systems
US5166677A (en) Electric and electro-hydraulic control systems for subsea and remote wellheads and pipelines
US4378848A (en) Method and apparatus for controlling subsea well template production systems
US7931090B2 (en) System and method for controlling subsea wells
BRPI0305394B1 (pt) sistema para controlar remotamente um equipamento submarino
NO336511B1 (no) Hydraulisk styringssystem
CA2735427A1 (en) Remote actuation of downhole well tools
US20090038804A1 (en) Subsurface Safety Valve for Electric Subsea Tree
US10128782B2 (en) Variable frequency drive motor control
US7264059B2 (en) Method and device for pressure controlled sequential operation
NO335211B1 (no) Brønnbasert overvåknings- og strømningsreguleringssystem og fremgangsmåte for betjening av systemet
NO20180667A1 (en) Proportional electrohydraulic servo valve closed loop feedback control of pressure reducing and relieving hydraulic circuit
US7900712B2 (en) Hydraulic system for mining equipment and method of adjusting power of rock drill machine
EP3134790B1 (en) Remotely operated vehicle power management system and method of use
CN101634220B (zh) 一种恒流源供电与数据共用线缆进行双向传输系统
US3400541A (en) Manipulator apparatus
CN112211603B (zh) 分层注水系统及其控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
MK1K Patent expired