NO343108B1

NO343108B1 - System og fremgangsmåte for nedihulls spenningsgenerering

Info

Publication number: NO343108B1
Application number: NO20110819A
Authority: NO
Inventors: Rocco Difoggio
Original assignee: Baker Hughes A Ge Co Llc
Priority date: 2008-12-12
Filing date: 2011-06-07
Publication date: 2018-11-05
Also published as: WO2010068892A3; WO2010068892A2; US8536528B2; US20100147349A1; GB2477473A; NO20110819A1; GB201108871D0; GB2477473B

Abstract

Et system for tilførsel av spenning til en brønnhullskomponent er beskrevet. Systemet innbefatter: et pyroelektrisk materiale anordnet i elektrisk kommunikasjon med komponenten, hvor komponenten er innrettet for å bli anbrakt inne i et borehull i en grunnformasjon; og en varmeenhet i operativ kommunikasjon med det pyroelektriske materialet og innrettet for å endre en temperatur for det pyroelektriske materialet og få det pyroelektriske materialet til å generere en spenning for å aktivere komponenten. En fremgangsmåte for å levere spenning til en brønnhullskomponent, er også beskrevet.

Description

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

[0001] Visse brønnhullsanordninger som er brukt ved leting etter og utvinning av hydrokarboner, slik som akustiske transdusere for avbildning av formasjonen gjennom boreslam eller for måling av formasjons- eller fluidegenskaper, krever høyspente kraftkilder for aktivering. Slike kilder kan være innbefattet ved et sted på overflaten og elektrisk forbundet med anordningen. Høyspennings-generatoren er imidlertid vanligvis lokalisert nede i hullet i et trykkhus for et loggeverktøy, noe som betyr at den fremdeles er eksponert for de høye brønnhullstemperaturene. Vanlige måter å generere en høy likespenning på innebærer bruk av kondensatorer som forringes med temperaturen. En liten likespenning, "V" kan f.eks. brukes til å lade et antall ("N") kondensatorer i parallell. Kondensatorene kan så utlades i serie for å frembringe en N ganger høyere spenning, NV. Alternativt kan man hakke opp en lav likespenning hurtig nok til at den kan mates gjennom en opp-transformator hvoretter en stor kondensator glatter ut opphakkingsriplene på den høye spenningen. Ved oljebrønntemperaturer (typisk opp til omkring 200 ºC) kan man vente at kapasitansen faller til halvparten av verdien ved romtemperatur (på grunn av fall i dielektrisitets-konstanten til fyllmaterialet), og at lekkstrømmen (konduktiviteten til fyllmaterialet) stiger betydelig. For enda varmere geotermiske brønner (opp til 300 ºC), blir disse effektene enda større. For geotermiske brønner kan en høyspent generator plasseres inne i en termisk beholder for midlertidig å skjerme den fra varmen. Plassering av generatoren inne i den termiske beholderen vil imidlertid begrense lengden av dens virksomme tid.

KORT OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN

[0002] Et system for levering av spenning til en brønnhullskomponent, innbefattende: et pyroelektrisk materiale anordnet i elektrisk kommunikasjon med komponenten, hvor komponenten er innrettet for å bli anbrakt inne i et borehull i en grunnformasjon og det pyroelektriske materialet er valgt for å ha en Curietemperatur som er en forutbestemt mengde høyere enn omgivelsestemperaturen i borehullet; og en varmeenhet i operativ kommunikasjon med det pyroelektriske materialet og innrettet for å endre en temperatur for det pyroelektriske materialet og få det pyroelektriske materialet til å generere en spenning for å aktivere komponenten.

[0003] En fremgangsmåte for tilførsel av en spenning til en brønnhullskomponent innbefattende å velge et pyroelektrisk materiale basert på at det pyroelektriske materialet har en Curie-temperatur som er en forutbestemt mengde høyere enn en temperatur i et borehull i en grunnformasjon; å anordne komponenten og et pyroelektrisk materiale i et borehull i en grunnformasjon, hvor det pyroelektriske materialet er anordnet i elektrisk kommunikasjon med komponenten; å tilføre termisk energi til det pyroelektriske materialet for å få det pyroelektriske materialet til å endre temperatur og avgi en spenning; og å transportere spenningen til komponenten for å aktivere komponenten.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0004] Den følgende beskrivelse skal ikke på noen måte anses å være begrensende. Det vises til de vedføyde tegningene hvor like elementer er nummerert likt, og hvor:

Fig. 1 skisserer et eksempel på en utførelsesform av en transduserenhet som innbefatter en pyroelektrisk spenningskilde;

Fig. 2 skisserer et eksempel på en utførelsesform av den pyroelektriske spenningskilden på fig.1;

Fig. 3 skisserer et eksempel på en utførelsesform av et brønnhullsverktøy som innbefatter transduserenheten på fig.1;

Fig. 4 er et flytskjema som skisserer en utførelsesform av en fremgangsmåte for levering av spenning til en brønnhullskomponent; og Fig. 5 er en utførelsesform av et system for å levere spenning til en brønnhullskomponent.

DETALJERT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

[0005] Det vises til fig.1, hvor en transduserenhet 10 er vist, innrettet for å bli anordnet i et brønnhullsverktøy eller på annen måte plassert nede i et borehull i en grunnformasjon. Transduserenheten 10 innbefatter minst én transduser 12 posisjonert for å måle én eller flere egenskaper ved et borehull, et borehullsfluid og/eller grunnformasjonen. En pyroelektrisk spenningskilde 14 er elektrisk forbundet med transduseren 12 for overføring av en spenningspuls for å aktivere transduseren 12.

[0006] I en utførelsesform er transduseren 12 en akustisk transduser 12 innrettet for å utsende lydbølger i en formasjonsprøve 15. I en utførelsesform er ytterligere akustiske transdusere innbefattet for å utsende lydbølger, og/eller én eller flere ytterligere akustiske transdusere er innbefattet for å motta lydbølger reflektert fra prøven 15 eller overført gjennom prøven 15, og omforme slike bølger til et elektrisk signal. Aktivering av den pyroelektriske kilden 14 får den pyroelektriske kilden 14 til å generere en spenningspuls for å avfyre den akustiske transduseren 12, dvs. aktivere den akustiske transduseren 12 og få den akustiske transduseren 12 til å generere en akustisk puls. En utgangskrets 16 er eventuelt innbefatter for å styre spenningspulsen.

[0007] Spenningskilden 14 innbefatter et pyroelektrisk materiale som er i stand til å generere elektrisitet som reaksjon på en endring i temperatur. Et pyroelektrisk materiale genererer en spenning ved å reagere på en endring i temperaturen til det pyroelektriske materiale og frembringe en spenningsendring over dens motstående overflater, som er proporsjonal med produktet av den pyroelektriske koeffisienten og endringen i det pyroelektriske materialets temperatur. I en utførelsesform er den pyroelektriske spenningskilden 14 en høyspent kilde som er i stand til å generere en spenning på omtrent 360 volt.

[0008] Så lenge det er under sin Curie-temperatur, blir et pyroelektrisk krystall spontant polarisert slik at det oppviser bundet ladning av motsatt polaritet ved motstående overflater. Når det oppvarmes eller avkjøles, gjennomgår det en endring i sin polarisering og i sin tilsvarende bundne overflateladning. Ved atmosfæretrykk blir denne overflateladningen hurtig maskert av ladninger fra luften. I et vakuum kan imidlertid en høy spenning bygges opp over motstående flater av krystallet etter hvert som temperaturen til krystallet endres. I 1992, rapporterte Brownridge (Pyroelectric X-ray Generator, Nature, 358, 28) at røntgenstråler kunne frembringes ved oppvarming eller avkjøling av et pyroelektrisk krystall i vakuum. Siden da, har pyroelektriske røntgenstråle-generatorer opp til 200 keV blitt utviklet, som bruker bare noen få watt med effekt.

[0009] Eksempler på slike pyroelektriske materialer innbefatter litiumniobat (LiNbO3), litiumtantalat (LiTaO3), galliumnitrid (GaN), cesiumnitrat (CsNO3), polyvinylfluorider, derivater av fenylpyrazin, koboltftalocyanin og triglyserinsulfat (TGS). Litiumtantalat har en Curie-temperatur på 601 ºC, og dens pyroelektriske koeffisient (som er omkring 190 μC/m<2>K) øker virkelig svakt med økning av temperaturen opp til omkring 400 ºC. Litiumtantalat er følgelig et eksempel på et pyroelektrisk materiale som er velegnet for brønnhullsmiljøer hvor temperaturene kan overskride 300 ºC. Andre materialer med høy pyroelektrisk koeffisient og høy Curie-temperatur innbefatter blytitanat (PbTiO3, pyroelektrisk koeffisient på 165 μC/m<2>K, Curie-temperatur på 470 ºC) og litiumniobat (LiNbO3, pyroelektrisk koeffisient på 104 μC/m<2>K, Curie-temperatur på 1140 ºC). I en utførelsesform for brønnhullsanvendelser, blir det foretrukket å bruke et pyroelektrisk materiale hvis Curie-temperatur er på minst 150 ºC høyere enn omgivelsene (for eksempel større enn 450 ºC for en omgivelsestemperatur på 300 ºC) for å tilveiebringe passende takhøyde for oppvarming av materialet for å endre dets overflateladning.

[0010] En varmeenhet 18 er innbefatter i operativ kommunikasjon med spenningskilden 14 for å tilføre varme til det pyroelektriske materiale og forårsake en endring i temperaturen som er tilstrekkelig til å generere den ønskede spenningspulsen. En styringsenhet 20 er operativt forbundet med varmeenheten 18 for å styre varmeenheten 18. Styringsenheten 20 er anordnet nede i hullet som en del av transduserenheten 10 og/eller et brønnhullsverktøy er posisjonert ved et overflatested eller er posisjonert ved en hvilken som helst posisjon i borehullet.

[0011] I en utførelsesform, innbefatter varmenheten 18 eller er forbundet med en elektrisk kraftkilde, og innbefatter en resistiv leder som er i kontakt med det pyroelektriske materialet. Tilførsel av elektrisk strøm til den resistive lederen får lederen til å bli oppvarmet og forårsaker følgelig oppvarming av det pyroelektriske materialet.

[0012] I en annen utførelsesform innbefatter varmeenheten 18 en kilde for elektromagnetisk stråling rettet mot det pyroelektriske materialet. Eksempler på kilden for elektromagnetisk stråling innbefatter en blitz-lampe, en laser eller en annen meget klar lyskilde rettet mot det pyroelektriske materialet for plutselig å varme opp materialet med en energiskur.

[0013] Det vises til fig.2, hvor en utførelsesform av den pyroelektriske spenningskilden 14 er vist. En tynn film 22 av pyroelektrisk materiale er montert på et substrat 24. I en utførelsesform, er tynnfilmen 22 montert på et antall fremspring 26 eller "pæler" som strekker seg fra substratet 24 for å redusere tynnfilmens termiske kontakt med substratet 24 og for å tillate den å endre temperatur hurtigere og dermed oppnå en høyere spenning med en hurtigere impulssyklus. I en utførelsesform, refererer en "tynnfilm" til en film som er mellom omkring 1 og 100 mikrometer, hvor sistnevnte er omtrent den gjennomsnittlige diameteren til et menneskehår (80 mikrometer).

[0014] I en utførelsesform, er en resistor 28 anordnet i kontakt med den tynne pyroelektriske filmen 22 for hurtig å varme opp den tynne pyroelektriske filmen 22. I en utførelsesform er resistoren 28 en tynnfilm-resistor for å redusere den termiske massen og lette hurtig oppvarming av den tynne pyroelektriske filmen 22.

[0015] Ved tilførsel av varme til den tynne pyroelektriske filmen 22, blir elektroner frigjort som strømmer bort fra den tynne pyroelektriske filmen 22 og mot en leder for å frembringe en strøm og en spenning i denne. En ledende plate 30 er f.eks. posisjonert vendt mot den tynne pyroelektriske filmen 22 og er videre forbundet med en ledende tråd 32 for å levere strømmen til utgangskretsen 16 og/eller transduseren 12.

[0016] For en tynnfilm av litiumtantalat ved romtemperatur, er f.eks. den maksimale pyroelektriske strøm- og spenningsresponsen henholdsvis 11 mikroampere pr. watt og 19 volt pr. watt. En 19 watts puls med varme kan følgelig tilføres den tynne pyroelektriske filmen 22 for å frembringe en puls på 361 volt som inneholder 209 mikroampere med strøm, noe som er tilstrekkelig til å avfyre f.eks. den akustiske transduseren 12. I tillegg, ettersom den pyroelektriske koeffisienten øker svakt ved høyere temperaturer som fremdeles er godt under Curie-temperaturen, er pulsen på 19 watt tilstrekkelig til å frembringe en enda høyere spenningspuls for å avfyre den tynne pyroelektriske filmen 22.

[0017] I en utførelsesform er det pyroelektriske materialet maken til en pyroelektrisk infrarød detektor som kan operere i luft fordi den er så tynn (i størrelsesorden mikrometer) at den har meget lav termisk masse slik at den kan endre temperatur tilstrekkelig (f.eks. ti-talls mikro-Kelvin) for å frembringe et signal når den oppvarmes intermitterende ved hjelp av en vekselkilde slik som en flimrende (f.eks. 10 -60 Hz) lyskilde. Det flimrende lyset forårsaker endringer med vekslende fortegn i dens overflateladning (mens den varmes opp under belysning og så avkjøles igjen) som inntreffer hurtigere enn hva luften kan maskere.

[0018] Selv om transduseren 12 er beskrevet i forbindelse med en akustisk transduser, kan den pyroelektriske spenningskilden 14 brukes i forbindelse med en hvilken som helst ønsket type transduser. Den kan f.eks. brukes til å tilføre spenning til en resistivitets-transduser eller for å generere røntgenstråler (uten radioaktiv kilde) for måling av formasjonsdensitet, eller i kombinasjon med deuterium for å generere nøytroner (uten radioaktiv kilde) for måling av formasjonsporøsitet. Slike transdusere blir f.eks. anvendt i prosesser med målingunder-boring (MWD) og logging-under-boring (LWD). Et eksempel på en transduser 18 innbefatter en akustisk avbildningsenhet som har én eller flere akustiske transdusere.

[0019] Det vises til fig.3, hvor et eksempel på en utførelsesform av et brønnhullsverktøy 40 er innbefattet i et system for brønnlogging, produksjon og/eller boring. Verktøyet 40 er vist anordnet i et borehull 42 som trenger gjennom minst én grunnformasjon under en borings-, brønnloggings- og/eller hydrokarbonutvinningsoperasjon. Brønnhullsverktøyet 40 innbefatter transduserenheten 10 som innbefatter én eller flere transdusere 12, slik som én eller flere akustiske transdusere, og/eller andre komponenter som blir energisert av den pyroelektriske spenningskilden 14.

[0020] I en utførelsesform, er verktøyet 40 anordnet i borehullet 42 via en kabel 44. I andre utførelsesformer er verktøyet 40 anordnet på eller inne i en borestreng som innbefatter et borerør som kan være én eller flere rørseksjoner eller et oppkveilingsrør. Verktøyet 40 kan også være anordnet som en del av en bunnhullsanordning (BHA). I en utførelsesform innbefatter bunnhullsanordningen en boringsenhet som har en borkroneenhet og tilhørende motorer anordnet for å bore gjennom grunnformasjoner. Uttrykket "borestreng" eller "streng" slik det brukes her, refererer til hvilken som helst struktur som er egnet for å senke verktøyet 40 gjennom et borehull eller forbinde en borkrone med overflaten, og er ikke begrenset til den konstruksjonen og utformingen som er beskrevet her.

Borestrengen er f.eks. utformet som en hydrokarbon-produksjonsstreng eller en formasjons-evalueringsstreng.

[0021] I en utførelsesform, er verktøyet 40 konstruert som et akustisk avbildningsverktøy. Verktøyet 40 innbefatter en kraftforsyningsenhet 46, en prøveekstraktor 48 og én eller flere prøvelagringsholdere 50 for å lagre prøven. En prøveledning 52 er forbundet i fluidkommunikasjon mellom prøveekstraktoren 48 og lagringsbeholderne 50.

[0022] Selv om de utførelsesformene som er beskrevet her, viser den akustiske transduserenheten 10 i kommunikasjon med prøveledningen 52, kan enheten 10 være plassert i kommunikasjon med andre komponenter slik som prøveekstraktoren 48 eller lagringsbeholderne 50. I tillegg er den foreliggende beskrivelse ikke begrenset til prøvetakningsverktøy. Enheten 10 kan f.eks. være montert på et sidebrønnsverktøy 40 eller borestrengen for å ta akustiske målinger av formasjonen og/eller borehullsfluidet. Enheten 10 er innrettet for å bli anbrakt ved enhver posisjon som er egnet for utsendelse av akustiske signaler inn i og motta akustiske signaler fra borehullet, borehullsfluidet og/eller formasjonen.

[0023] Som beskrevet her, refererer "borehull" eller "brønnhull" til et enkelt hull som opptar hele eller en del av en boret brønn. Som beskrevet her, refererer "formasjoner" til forskjellige trekk og materialer som kan påtreffes i et undergrunnsmiljø. Det skal følgelig anses at selv om uttrykket "formasjon" generelt refererer til geologiske formasjoner av interesse, kan uttrykket "formasjoner", slik det brukes her, i noen tilfeller innbefatte alle geologiske punkter eller volumer av interesse (slik som et måleområde). Forskjellige bore- eller kompletteringsverktøy kan videre også befinne seg inne i dette borehullet eller brønnhullet i tillegg til formasjoner.

[0024] I en utførelsesform, er transduserenheten 10 og/eller verktøyet 40 i kommunikasjon med en overflatebehandlingsenhet eller en annen enhet innrettet for å styre transduserenheten 10 og/eller verktøyet 40, eller for å overføre data eller signaler til og fra transduserenheten 10 og/eller verktøyet 40. Transduserenheten 10 og/eller verktøyet 40 innbefatter et hvilket som helst av forskjellige overføringsmedier og forbindelser, slik som ledningsforbindelser, fiberoptiske forbindelser, trådløse forbindelser og slampulstelemetri.

[0025] I en utførelsesform, innbefatter behandlingsenheten på overflaten, verktøyet 40 og/eller styringsenheten 20 komponenter som er nødvendige for å sørge for lagring og/eller behandling av data innsamlet fra verktøyet 40 og/eller transduserenheten 10. Eksempler på slike komponenter innbefatter, uten noen begrensning, minst én prosessor, et lager, et arbeidslager, innmatingsanordninger, utmatingsanordninger og lignende.

[0026] Fig.4 illustrerer en fremgangsmåte 60 for å levere spenning til en brønnhullskomponent. Fremgangsmåten 60 blir brukt i forbindelse med transduserenheten 10 og verktøyet 40, selv om fremgangsmåten 60 kan benyttes i forbindelse med en hvilken som helst type eller et hvilket som helst antall brønnhullsverktøy eller brønnhullskomponenter som krever spenningstilførsel. Fremgangsmåten 60 innbefatter ett eller flere trinn 61, 62, 63 og 64. I en utførelsesform, omfatter fremgangsmåten 60 utførelse av alle trinnene 61-64 i den beskrevne rekkefølgen. Visse trinn kan imidlertid utelates, trinn kan tilføyes eller rekkefølgen av trinnene kan endres.

[0027] I det første trinnet 61, blir en transduser eller en annen komponent anbrakt inne i borehullet 42, transduseren blir operativt forbundet med den pyroelektriske spenningskilden 14. I en utførelsesform, blir transduseren plassert i forbindelse med et brønnhullsverktøy som blir senket ned i borehullet 42.

[0028] I det andre trinnet 62, blir varme tilført det pyroelektriske materialet ved hjelp av varmeenheten 18 for å forårsake en endring i temperaturen som er tilstrekkelig til å generere en ønsket spenningspuls. I en utførelsesform, blir varmen tilført via en elektrisk kraftkilde til en resistiv leder forbundet med det pyroelektriske materialet. I en annen utførelsesform, blir en laser eller en annen lyskilde rettet mot det pyroelektriske materialet for å varme opp det pyroelektriske materialet og generere spenningspulsen. I en annen utførelsesform, blir det pyroelektriske materialet avkjølt, enheten ved direkte avkjøling av det pyroelektriske materialet (f.eks. ved å bruke et varmesluk) eller ved oppvarming av det pyroelektriske materialet og ved å tillate det å bli avkjølt for å generere spenningspulsen.

[0029] I en utførelsesform, er det pyroelektriske materialet innrettet for å bli avkjølt til en temperatur under de høye temperaturene nede i brønnhullet. I en annen utførelsesform, blir det pyroelektriske materialet oppvarmet ved å bruke den resistive oppvarmingsanordningen eller en annen varmekilde som får overflateladningene til å endre seg, og så blir det pyroelektriske materialet tillatt å bli avkjølt, noe som gjør at overflateladningene igjen blir endret. Hvis den kobles til en krets, vil strømmen flyte igjen mens det pyroelektriske materialet avkjøles tilbake til omgivelsestemperaturen.

[0030] I en utførelsesform, blir et forholdsvis tykt (f.eks. med en tykkelse i størrelsesorden millimeter) stykke av det pyroelektriske materialet hevet gradvis i noen sekunder eller minutter i et vakuum, og en relébryter blir brukt til å frembringe en spenningspuls ved momentant eller midlertidig å forbinde den pyroelektriske spenningskilden med transduseren og så koble den fra. Alternativt kan et tynt (f.eks. som har en tykkelse i størrelsesorden mikrometer) pyroelektrisk materiale varmes opp plutselig og så tillates å bli avkjølt tilbake til omgivelsestemperaturen for å frembringe en spenningspuls direkte.

[0031] I det tredje trinnet 63, blir en spenningspuls generert av det pyroelektriske materialet og transportert til transduseren 12 for å aktivere transduseren 12 og utsende et målesignal i prøven, borehullet og/eller formasjonen. I en utførelsesform, er transduseren 12 den akustiske transduser, og utløser den akustiske transduseren for derved å sende lydbølger inne i prøven, borehullet og/eller formasjonen.

[0032] I det fjerde trinnet 64, mottar transduseren 12 som kan innbefatte et hvilket som helst antall mottakere, et retursignal og genererer et signal som svarer til en egenskap ved borehullet og/eller formasjonen. I en utførelsesform, hvis transduseren 12 er en akustisk transduser, er en akustisk transduser utformet som en mottaker og genererer et elektrisk signal svarende til lydbølger som returnerer fra prøven, borehullet og/eller formasjonen.

[0033] Det vises til fig.5, hvor det er vist et system 70 for å levere spenning til en brønnhullskomponent. Systemet kan være innbefattet i en datamaskin 71 eller en behandlingsenhet som er i stand til å motta data fra verktøyet 40 og/eller transduserenheten 10. Eksempler på komponenter i systemet 70 innbefatter, uten noen begrensning, minst én prosessor, et lager, et arbeidslager, innmatingsanordninger, utmatingsanordninger og lignende. Ettersom disse komponentene er kjent for fagkyndige på området, blir disse ikke skissert mer detaljert her.

[0034] En del av den foreliggende beskrivelse er generelt redusert til instruksjoner som er lagret på maskinlesbare media. Instruksjonene blir implementert av datamaskinen 71 og forsyner operatører med ønskede utmatinger.

[0035] Systemene og fremgangsmåtene som er beskrevet her, tilveiebringer forskjellige fordeler i forhold til kjente teknikker. Systemene og fremgangsmåtene gjør det mulig for en spenningskilde som har forholdsvis lav kompleksitet og som er i stand til å levere høyere spenninger med kortere tidssykluser enn tidligere kjente spenningskilder. Systemene og fremgangsmåtene som er beskrevet her, tilveiebringer i tillegg en høyspent generator som ikke behøver å være anordnet i en beholder, men som kan operere ved temperaturer på f.eks.300 ºC med små eller ingen ytelsestap.

[0036] For understøttelse av den læren som er beskrevet her, kan forskjellige analyser og/eller analytiske komponenter brukes, innbefattende digitale og/eller analoge systemer. Systemet kan ha komponenter slik som en prosessor, lagringsmedia, arbeidsminne, innmating, utmating, kommunikasjonsforbindelser (ledningsførte, trådløse, pulset slam, optiske eller andre), brukergrensesnitt, programvare, signalprosessorer (digitale eller analoge) og andre slike komponenter (slik som resistorer, kondensatorer, induktorer og andre) for å sørge for drift og analyse av de anordningene og fremgangsmåtene som er beskrevet her, på noen av flere måter som er velkjente på området. Det antas at disse beskrivelsene kan være, men ikke behøver å være, implementert i forbindelse med et sett datamaskinutførbare instruksjoner lagret på et datamaskinlesbart medium, innbefattende lagre (ROM, RAM), optiske CD-ROM) eller magnetiske (plater, hard-disker) eller av en hvilken som helst annen type som når de utføres, får en datamaskin til å implementere fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse. Disse instruksjonene kan sørge for drift av utstyr, styring, datainnsamling og analyse og andre funksjoner som anses relevante for en systemdesigner, eier, bruker eller annet personale i tillegg til de funksjonene som er beskrevet her.

[0037] Forskjellige andre komponenter kan videre være innbefatter og påkalles for å tilveiebringe aspekter ved det som er beskrevet her. En prøveledning, et prøvelager, et prøvekammer, et prøveutløp, et filtreringssystem, en pumpe, et stempel, en kraftforsyning (f.eks. minst én av en generator, en fjerntliggende forsyning og et batteri), en vakuumforsyning, en trykkforsyning, en fryseenhet (f.eks. en avkjølingsenhet) eller forsyning, en oppvarmingskomponent, en drivkraft (slik som en translatorisk kraft, en fremdriftskraft eller en rotasjonskraft), en magnet, en elektromagnet, en transduser, en elektrode, en sender, en mottaker, en kombinert sender/mottaker, en styringsenhet, en optisk enhet, en elektrisk enhet eller en elektromagnetisk enhet kan f.eks. være innbefattet for å understøtte de forskjellige aspektene som er diskutert her eller for å understøtte andre funksjoner utover det som er beskrevet her.

[0038] En fagkyndig på området vil innse at de forskjellige komponentene eller teknologiene kan tilveiebringe en viss nødvendig eller gunstig funksjonalitet eller trekk. Disse funksjonene og trekkene som kan være nødvendige for å understøtte de vedføyde patentkrav og varianter av disse, er følgelig å anse som iboende innfattet som en del av den her beskrevne lære og som en del av den beskrevne oppfinnelsen.

[0039] Selv om oppfinnelsen er blitt beskrevet under henvisning til utførelseseksempler, vil fagkyndige på området forstå at forskjellige endringer kan foretas og ekvivalenter kan erstatte elementer uten å avvike fra oppfinnelsens ramme.

Mange modifikasjoner vil videre være opplagte for fagkyndige på området for å tilpasse et spesielt instrument, en situasjon eller et materiale til oppfinnelsens lære uten å avvike fra hovedomfanget. Det er derfor ment at oppfinnelsen ikke skal begrenses til den spesielle utførelsesformen som er beskrevet som den best tenkte måte for å utføre oppfinnelsen på, men at oppfinnelsen skal innbefatte alle utførelsesformer som faller innenfor rammen av de vedføyde patentkrav.

Claims

PATENTKRAV

1. System for levering av spenning til en brønnhullskomponent, hvor systemet omfatter:

et pyroelektrisk materiale anbrakt i elektrisk kommunikasjon med komponenten, hvor komponenten er innrettet for å bli anbrakt i et borehull i en grunnformasjon og det pyroelektriske materialet er valgt for å ha en Curietemperatur som er en forutbestemt mengde høyere enn omgivelsestemperaturen i borehullet; og

en varmeenhet i operativ kommunikasjon med det pyroelektriske materialet og innrettet for å endre en temperatur i det pyroelektirske materialet og få det pyroelektriske materialet til å generere en spenning for å aktivere komponenten.

2. System ifølge krav 1, hvor komponenten er en transduser.

3. System ifølge krav 2, hvor transduseren innbefatter minst én akustisk transduser.

4. System ifølge krav 1, hvor det pyroelektriske materialet er valgt fra minst én av litiumniobat (LiNbO3), litiumtantalat (LiTaO3), galliumnitrid (GaN), cesiumnitrat (CsNO3), polyvinylfluorider, derivater av fenylpyrazin, koboltftalocyanin og triglycerinsulfat (TGS).

5. System ifølge krav 1, hvor varmeenheten innbefatter en resistiv leder forbundet med en kilde for elektrisk kraft og forbundet med det pyroelektriske materialet, hvor den resistive lederen er innrettet for å øke sin temperatur som reaksjon på en elektrisk strøm.

6 System ifølge krav 1, hvor varmeenheten er en elektromagnetisk strålingskilde rettet mot det pyroelektriske materialet.

7. System ifølge krav 6, hvor den elektromagnetiske strålingskilden er valgt fra minst én av en blitz-lampe og en laser.

8. System ifølge krav 1, hvor det pyroelektriske materialet er en tynn film av pyroelektrisk materiale montert på et substrat.

9. System ifølge krav 8, hvor den tynne filmen av pyroelektrisk materiale er montert på et antall fremspring som strekker seg ut fra substratet.

10. System ifølge krav 5, hvor det pyrolelektriske materialet er en tynn film av pyroelektrisk materiale, og den resistive lederen innbefatter en ledende tynn film anordnet i kontakt med den tynne filmen av pyroelektrisk materiale.

11. System ifølge krav 1, hvor det pyroelektriske materialet er en tynn film av pyroelektrisk materiale, hvor varmeenheten innbefatter en resistiv leder innbefattende en ledende tynn film anbrakt i kontakt med den tynne filmen av pyroelektrisk materiale, og

den resistive lederen er montert på et antall fremspring som strekker seg ut fra substratet.

12. Fremgangsmåte for levering av spenning til en brønnhullskomponent, hvor fremgangsmåten omfatter:

å velge et pyroelektrisk materiale basert på at det pyroelektriske materialet har en Curie-temperatur som er en forutbestemt mengde høyere enn en temperatur i et borehull i en grunnformasjon

å anbringe komponenten og det pyroelektriske materialet i et borehull, hvor det pyroelektriske materialet er anbrakt i elektrisk kommunikasjon med komponenten;

å tilføre termisk energi til det pyroelektriske materialet for å få det pyroelektriske materialet til å endre temperatur og avgi en spenning; og

å transportere spenningen til komponenten for å aktivere komponenten.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 12, hvor komponenten er en transduser.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 12, hvor anbringelsen av komponenten og det pyroelektriske materialet i borehullet innbefatter å romme komponenten og det pyroelektriske materialet i et brønnhullsverktøy og senke brønnhullsverktøyet ned i borehullet.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 12, hvor tilførselen av den termiske energien innbefatter å tilføre en elektrisk strøm til en resistiv leder i kontakt med det pyroelektriske materialet.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 12, hvor tilførsel av termisk energi innbefatter å dirigere elektromagnetisk stråling mot det pyroelektriske materialet.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 13, hvor aktivering av transduseren innbefatter å få sensoren til å utsende et målesignal i minst én av borehullet og formasjonen.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 17, videre omfattende å motta et retursignal fra den minst ene av borehullet og formasjonen og generere et signal som svarer til en egenskap ved den minst ene av borehullet og formasjonen.

19. Fremgangsmåte ifølge krav 17, hvor transduseren er en akustisk transduser og målesignalet er et akustisk signal.

20. Fremgangsmåte ifølge krav 12, hvor det pyroelektriske materialet er valgt fra minst én av litiumniobat (LiNbO3), litiumtantalat (LiTaO3), galliumnitrid (GaN), cesiumnitrat (CsNO3), polyvinylfluorider, derivater av fenylpyrazin, koboltftalocyanin og triglycerinsulfat (TGS).