NO344667B1 - Datakommunikasjon nede i brønnhull - Google Patents

Datakommunikasjon nede i brønnhull Download PDF

Info

Publication number
NO344667B1
NO344667B1 NO20140035A NO20140035A NO344667B1 NO 344667 B1 NO344667 B1 NO 344667B1 NO 20140035 A NO20140035 A NO 20140035A NO 20140035 A NO20140035 A NO 20140035A NO 344667 B1 NO344667 B1 NO 344667B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
flow rate
product
stated
pressure
location
Prior art date
Application number
NO20140035A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20140035L (no
Inventor
Steven Martin Hudson
Original Assignee
Expro North Sea Ltd
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
Publication of NO20140035L publication Critical patent/NO20140035L/no
Application filed by Expro North Sea Ltd filed Critical Expro North Sea Ltd
Publication of NO344667B1 publication Critical patent/NO344667B1/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
    • 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
    • E21B47/14Means 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 using acoustic waves
    • E21B47/18Means 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 using acoustic waves through the well fluid, e.g. mud pressure pulse telemetry
    • 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
    • E21B34/06Valve arrangements for boreholes or wells in wells
    • E21B34/066Valve arrangements for boreholes or wells in wells electrically actuated
    • 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
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/12Methods or apparatus for controlling the flow of the obtained fluid to or in wells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Communication Control (AREA)
  • Time-Division Multiplex Systems (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)
  • Flow Control (AREA)

Description

Denne oppfinnelse gjelder datakommunikasjon nede i brønnhull hvor det er en produktstrøm fra formasjonen mot overflaten.
En brønn hvor det er en produktstrøm fra formasjonen mot overflaten betegnes typisk en "produserende brønn" og således gjelder foreliggende oppfinnelse datakommunikasjon i produserende brønner.
Det finnes en rekke velkjente datakommunikasjonsteknikker for bruk i brønner. Mens det bores og under andre operasjoner hvor slam sirkuleres gjennom og/eller er tilstede i brønnen brukes noen ganger en kommunikasjonsteknikk kjent som slampulsering. Denne teknikk har ulemper og kan ikke brukes i produserende brønner på grunn av fraværet av slam.
På den annen side finnes det elektrisk baserte teknikker som enten gjør bruk av kabler ført ned i brønnen eller trådløse systemer, og disse kan brukes både under produksjon og til andre tider. Disse elektrisk baserte systemer har imidlertid sine egne ulemper. I tilfellet av kabelbaserte systemer er det en ulempe at kablene må føres ned til det sendende sted, mens det for trådløse systemer er betraktelige realiseringsvanskeligheter, begrensninger med hensyn til rekkevidde og effektbehovproblemer.
Det er derfor ønskelig å finne alternative datakommunikasjonsteknikker for bruk i produserende brønner. Det er således et formål for foreliggende oppfinnelse å fremskaffe sådanne alternative teknikker.
US 6105690 beskriver en fremgangsmåte og anordning for kommunisering med anordninger nede i et brønnhull og som er spesielt tilpasset for bruk som en bunnhulls slamstrømningssensor.
Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en fremgangsmåte ved datakommunikasjon nede i et brønnhull hvor det er en strøm av produkt, som er olje og/eller gass, fra formasjonen mot overflaten, idet datakommunikasjonen finner sted mellom to steder i strømningsbanen, av hvilke i det minste det ene befinner seg nede i brønnhullet, og hvor fremgangsmåten omfatter trinn hvor: produktets strømningsrate reguleres på et første av de to steder i avhengighet av data som skal sendes; strømningsraten styres ved å bruke en metode ordnet slik at den gjennomsnittlige strømningsrate er den som fordres for produksjon av produktet; produktets strømningsrate måles på det andre av de to steder for å påvise variasjoner i produktets strømningsrate på det andre sted forårsaket av nevnte regulering av produktets strømningsrate på det første sted; resultatene fra det målende trinn brukes for å trekke ut de sendte data, og hvor det første steds nominelle strømningsrate holdes på en tilstand over i det minste en minste periode valgt for å la denne endring i tilstand bre seg ut til det andre sted.
Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer også et datakommunikasjonsutstyr for bruk nede i et brønnhull hvor det er en strøm av produkt fra formasjonen mot overflaten og hvor datakommunikasjonen finner sted mellom to steder i strømningsbanen, av hvilke i det minste det ene er nede i brønnhullet, idet utstyret omfatter: styreutstyr for å regulere produktets strømningsrate på et første av de to steder i avhengighet av data som skal sendes og for å styre strømningsraten ved å bruke en metode ordnet slik at den gjennomsnittlige strømningsrate er den som fordres for produksjon av produktet, utstyr for på det andre av de to steder å måle produktets strømningsrate for å påvise variasjoner i produktets strømningsrate på det andre sted forårsaket av reguleringen av produktets strømningsrate på det første sted, og utstyr innrettet for å trekke ut sendte data ved å bruke avgivelsen fra det målende utstyr, hvor styreutstyret er innrettet for å holde det første steds nominelle strømningsrate på en tilstand over i det minste en minste periode valgt for å la denne endring i tilstand bre seg ut til det andre sted.
Ytterligere utførelsesformer av fremgangsmåten og datakommunikasjonsutstyret i henhold til den foreliggende oppfinnelse fremgår av de uselvstendige patentkrav.
I henhold til et aspekt er det fremskaffet en fremgangsmåte ved datakommunikasjon nede i et brønnhull hvor det er en produktstrøm fra formasjonen mot overflaten, idet datakommunikasjonen finner sted mellom to steder i strømningsbanen, av hvilke i det minste det ene befinner seg nede i brønnhullet, og hvor fremgangsmåten omfatter trinn hvor:
–produktets strømningsrate reguleres på et første av de to steder i avhengighet av data som skal sendes,
–virkningen av nevnte regulering av produktets strømningsrate på det første sted påvises på det andre av de to steder, og
–resultatene fra det påvisende trinn brukes for å trekke ut de sendte data.
I henhold til et annet aspekt er det fremskaffet et datakommunikasjonsutstyr for bruk nede i et brønnhull hvor det er en produktstrøm fra formasjonen mot overflaten og hvor datakommunikasjonen finner sted mellom to steder i strømningsbanen, av hvilke i det minste det ene er nede i brønnhullet, idet utstyret omfatter:
–styreutstyr for å regulere produktets strømningsrate på et første av de to steder i avhengighet av data som skal sendes,
–utstyr for på det andre av de to steder å påvise virkningen av reguleringen av produktets strømningsrate på det første sted, og
–utstyr innrettet for å trekke ut sendte data ved å bruke avgivelsen fra det påvisende utstyr.
I henhold til et annet aspekt er det fremskaffet en fremgangsmåte ved datakommunikasjon nede i brønnhull hvor det er en produktstrøm fra formasjonen mot overflaten, og som omfatter det trinn at data sendes ved å modulere produktets strømningsrate for å innkode dataene.
I henhold til et annet aspekt er det fremskaffet et datakommunikasjonsutstyr for bruk nede i et brønnhull hvor det er en produktstrøm fra formasjonen mot overflaten, og hvor datakommunikasjonen finner sted mellom to steder i strømningsbanen, av hvilke i det minste det ene er nede i brønnhullet, idet utstyret omfatter:
–en strømningsratestyring for å regulere produktets strømningsrate på et første av de to steder i avhengighet av data som skal sendes,
–en detektor anordnet på det andre av de to steder for å påvise virkningen av reguleringen av produktets strømningsrate på det første sted, og
–en analysator for å trekke ut sendte data ved å bruke avgivelsen fra det påvisende utstyr.
Utstyret for påvisning og/eller detektoren nevnt ovenfor kan omfatte trykkfølende utstyr. Det trykkfølende utstyr kan være innrettet for å påvise absolutt trykk eller være innrettet for å påvise en trykkforskjell.
På det andre sted vil typisk virkningen av å regulere produktets strømningsrate på det første sted være en variasjon i strømningsraten på det andre sted. En sådan variasjon i strømningsrate kan påvises. En strømningsratemåler kan brukes på det andre sted for å påvise strømningsraten som sees der ettersom strømningsraten varieres på det første sted. Således kan utstyret for påvisning og/eller detektoren nevnt ovenfor omfatte en strømningsratemåler.
Driften av systemet for å variere strømningsraten på det første sted og enda bedre, også på det andre sted, bidrar til å gjøre systemet praktisk med høyt komprimerbare fluider (eventuelt av flerfasetype), dvs. det meget sammenpressbare produkt som finnes i visse brønner. I motsetning til dette fordrer pulserende teknikker, slik som slampulsering, ikkekomprimerbare eller nærmest ikke-komprimerbare fluider, eller i alle fall homogene fluider. En fordel ved foreliggende metoder er at i de fleste typiske installasjoner er det en i hovedsakelig lekkasjesikker fluidbane mellom alle punkter av interesse i en brønn som drives, uavhengig av den spesifikke struktur, slik at det alltid eller nesten alltid finnes en brukbar signalvei.
Strømningsratemåleren kan ha et kammer, en langstrakt åpning som har den ene ende i fluidkommunikasjon med kammeret og den annen ende avdekkbar overfor innløpet av fluid fra en fluidstrømning, hvis fluidrate skal måles, og trykkfølende utstyr for å avføle trykket i kammeret.
I henhold til et annet aspekt er det fremskaffet en strømningsratemåler som har et kammer, en langstrakt åpning som har sin ene ende i fluidkommunikasjon med kammeret og den annen ende avdekkbar overfor innløpet av fluid fra en fluidstrøm, hvis strømningsrate skal måles, og trykkfølende utstyr for å avføle trykket i kammeret.
Det trykkfølende utstyr kan være innrettet for å avføle trykket over åpningen.
Det trykkfølende utstyr kan omfatte et første trykkfølende element for å avføle trykket i kammeret og et andre trykkfølende element for å avføle trykket i fluidstrømmen i området av nevnte andre ende av åpningen.
Fortrinnsvis er imidlertid det trykkfølende utstyr et differensialtrykkfølende utstyr innrettet for å avføle trykkforskjellen mellom fluidet i kammeret og fluidet i fluidstrømmen i området av den annen ende av åpningen.
Strømningsratemåleren kan omfatte en styreenhet for å beregne strømningsraten i fluidstrømmen ved å bruke avgivelsen fra det trykkfølende utstyr.
I andre utførelser kan det benyttes en konvensjonell strømningsratemåler.
Reguleringen av strømningsraten på det første sted kan utføres på en slik måte at det frembringes målbare endringer i strømningsraten på det andre sted. I praksis vil dette ofte bety at den nominelle strømningsrate holdes oppe på et gitt nivå på det første sted i det minste over en minste periode valgt for å la denne endring i strømningsrate bre seg ut til det andre sted.
En ventil kan brukes for å regulere strømningsraten på det første sted. Utstyret for å regulere strømningsraten og/eller strømningsratestyringen kan omfatte en ventil. For tiden foretrekkes det at ventilen er en ringventil, men andre former for ventiler, slik som kuleventiler, kan brukes.
Disse fremgangsmåter og utstyr kan brukes for å kommunisere i den ene eller begge retninger i en brønn. Således kan det første sted være et sted nede i hullet, men det kan likeså vel ikke være nede i hullet, men f.eks. ved brønnhodet eller på et overflatested fjernt fra brønnhodet. Avhengig av posisjonen for det første sted kan likeledes det andre sted være nede i hullet, ved brønnhodet eller på et fjernt overflatested, osv. Det fjerne sted kan være et med sentral behandlingskapasitet. I noen situasjoner kan det fjerne sted være sikret mot skade, i motsetning til brønnhodet.
For å oppnå toveiskommunikasjon omfatter fremgangsmåten ytterligere trinn hvor:
–produktets strømningsrate reguleres på det andre sted i avhengighet av data som skal sendes,
–virkningen av nevnte regulering av produktets strømningsrate på det andre sted påvises på det første sted, og
–resultatene fra det påvisende trinn brukes på det første sted for å trekke ut sendte data.
Likeledes kan utstyret omfatte:
–styreutstyr på det andre sted for å regulere produktets strømningsrate på det andre sted i avhengighet av data som skal sendes fra det andre sted,
–påvisende utstyr på det første sted for på det første sted å påvise virkningen av reguleringen av produktets strømningsrate på det andre sted, og
–utstyr innrettet for å trekke ut data sendt fra det andre sted ved å bruke avgivelsen fra det første steds påvisende utstyr.
I et sett av utførelser kan utstyret omfatte en første ventil anordnet på det første sted og en andre ventil anordnet på det andre sted, som hver brukes for å regulere produktstrømmen på vedkommende sted.
Mange slags forskjellige modulasjonsmetoder kan brukes for å innkode dataene på produktstrømmen. Frekvensmodulasjonsteknikker kan brukes. Det foretrekkes å bruke digitale teknikker. Pulsposisjonmodulasjon kan brukes. Bipolar faseforskyvningsnøkling (BPSK – Bipolar Phase Shift Keying) kan brukes. Modulasjonsmetoden kan velges slik at den gjennomsnittlige strømningsrate er den som fordres for produksjonen.
I noen tilfeller, slik som når det brukes pulsposisjonmodulasjon, kan "toner" tilføres strømningsraten fremfor enkle signaler, slik som pulser, f.eks. firkantpulser. Her brukes uttrykket "tone" slik at det skal bety en jevn, varierende endring i strømningsrate, eventuelt en sinusformet variasjon, som er analog med en hørbar tone (audio tone) som kan overføres i et konvensjonelt, elektrisk kommunikasjonssystem. Bruk av toner kan være et hjelpemiddel under påvisning av sendte signaler, f.eks. ved at bruk av korrelasjonsteknikker gjøres tilgjengelig.
Frekvensen av sådanne toner og/eller andre frekvenser som brukes for modulasjonsteknikker kan velges for å gjøre virkningen av støy i systemet så liten som mulig. En støykilde vil typisk være variasjoner i strømningsraten og sammensetningen av produktet som forlater formasjonen og kommer inn i brønnens produksjonsrør. Et velkjent fenomen er at "propper" (slugs) av material med høyere eller lavere tetthet kommer ut fra formasjonen og vandrer oppover røret, som en masse. I en gassbrønn vil i praksis en propp eller plugg være en lomme av olje, mens i en oljebrønn vil en propp eller plugg være en lomme av gass. Bruk av frekvensbaserte modulasjonsmetoder kan bidra til å gjøre de negative virkninger av plugger på dataoverføringen så små som mulig. Lengden av tonene som brukes og modulasjonsdybden kan velges for å redusere virkningen av propper ytterligere.
Systemet kan ordnes slik at kommunikasjon muliggjøres mellom flere sendende steder og flere mottagende stasjoner. Forskjellige frekvenser for strømningsratemodulasjonen kan brukes for å muliggjøre samtidig sending fra et antall sendende steder og/eller muliggjøre identifisering av det sendende sted. Forskjellige tonefrekvenser kan brukes.
I en bestemt realisering kan kommunikasjonssystemet brukes i en brønn som har en rekke borehull forbundet med et hovedhull, en såkalt multilateral eller flersidig brønn. Utstyret og fremgangsmåten kan være slik at den åpner for kommunikasjon mellom flere grener i en multilateral brønn og brønnhodet.
Styreutstyret kan være innrettet for aktivt å glatte ut uønskede fluktuasjoner i strømningsraten. Likeledes kan sendemetoden omfatte et trinn hvor uønskede fluktuasjoner i strømningsraten glattes aktivt ut. På denne måte kan virkningen av støy i overføringsveien reduseres.
For å implementere aktiv utglatting kan styreutstyret omfatte en ventil for regulerbart å sette begrensninger på strømningsraten, og en føler for å avføle trykket i området av ventilen, som er innrettet for å endre strømningsrestriksjonene frembragt av ventilen i avhengighet av det avfølte trykk. I et sett av utførelsesformer avføles trykkfallet over ventilen. I et annet sett av utførelsesformer avføles det absolutte trykk nedstrøms for ventilen. Valget av hvilken trykkmåling som skal brukes kan variere avhengig av fluidegenskapene og røroppleggets dimensjoner. I noen tilfeller kan strømningsrestriksjonene varieres på en slik måte at det forsøkes å holde det avfølte trykkfall og/eller det avfølte trykk på et valgt nivå eller innenfor et valgt verdiområde. En mengde valgte nivåer kan brukes for en signaleringsteknikk og strømningsrestriksjonen varieres med det siktemål å holde trykkfallet og/eller trykket på et utvalgt blant flere valgte nivåer til enhver tid i samsvar med signalene som skal sendes.
En pumpe kan anordnes på det første sted som hjelpemiddel for regulering av strømningsraten på det første sted. En pumpe kan også anordnes på det andre sted. Pumpen på det andre sted kan brukes i systemer hvor det er toveis signalering, men ikke utelukkende i sådanne. Således kan styreutstyret omfatte en pumpe og styreutstyret på det andre sted kan omfatte en pumpe.
I henhold til et ytterligere aspekt er det fremskaffet en sendermodul for bruk i fremgangsmåten ved kommunikasjon nede i et produserende brønnhull, idet modulen er utført for å plasseres i det minste delvis i et røropplegg som bærer produktet, og omfatter en styrbar ventil for å regulere produktets strømningsrate gjennom røropplegget og en styreenhet for å styre ventilen og derved strømningsraten i avhengighet av data som skal sendes.
I henhold til nok et ytterligere aspekt er det fremskaffet en mottagermodul for bruk i fremgangsmåten ved kommunikasjon nede i et produserende brønnhull, idet modulen er utført for å plasseres i det minste delvis i røropplegget som bærer produktet, og omfatter en strømningsratemåler for å måle produktets strømningsrate gjennom røropplegget og en styreenhet for å analysere avgivelsen fra strømningsratemåleren og derved trekke ut data båret av variasjoner i strømningsraten.
Modulen kan være en sender/mottager-modul utstyrt med både sende- og mottagningsfunksjoner.
Utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse skal nå beskrives bare som eksempel med henvisning til de vedføyde tegninger, på hvilke:
Fig.1skjematisk viser en brønn som har et datakommunikasjonssystem i henhold til foreliggende oppfinnelse,
fig.2skjematisk viser en ventil benyttet i datakommunikasjonssystemet vist i fig.1, fig.3a og 3b skjematisk viser signaler som kan sendes for overføring av data i systemet vist i fig.1,
fig.4skjematisk viser en strømningsratemåler som kan brukes i datakommunikasjonssystemet vist i fig.1, og
fig.5viser en del av en langstrakt, skruelinjeformet åpning anordnet i strømningsratemåleren vist i fig.4.
I fig.1 er det skjematisk vist en brønn som har et datakommunikasjonssystem i henhold til foreliggende oppfinnelse. Brønnen har et produksjonsrøropplegg 1 for å kanalisere strømmen av produktet P angitt med piler i fig.1, fra formasjonen F til brønnhodet 2 ved overflaten S.
Foreliggende datakommunikasjonsteknikk er beregnet på bruk i produserende brønner og på et nivå kan kommunikasjonsteknikken sies å omfatte prinsippet med å modulere produktets strømningsrate fra formasjonen til overflaten i den hensikt å sende data innen brønnen.
I foreliggende utførelse er det anordnet utstyr for å muliggjøre kommunikasjon av data i begge retninger innen brønnen. Således omfatter datakommunikasjonsutstyret for bruk i datakommunikasjonssystemet en modul 100 nede i hullet og en modul 200 ved brønnhodet.
Strukturen og arrangementet av modulen 100 nede i hullet og av brønnhodemodulen 200 er hovedsakelig lik i denne utførelse og tilsvarende elementer er gitt de samme henvisningstall, bortsett fra at for modulen 100 nede i hullet begynner henvisningstallene med 10, mens for brønnhodemodulen 200 begynner henvisningstallene med 20.
Skjønt modulene 100, 200 i denne utførelse er plassert ved brønnhodet 2 og formasjonen F, skal det bemerkes at i andre utførelser kan modulene plasseres andre steder i strømningsbanen. Som et eksempel kan en modul plasseres i rørnettet fjernt fra brønnhodet 2, som leder produktet bort fra brønnen.
I denne utførelse har hver modul en styrbar ventil 101, 201, anordnet i produktets strømningsbane inne i brønnens produksjonsrørstreng 1. På begge sider av hver styrbare ventil 101, 102 er det en respektiv trykkføler 102, 202, slik at hver modul 100, 200 har et par trykkfølere 102, 202 for å avføle trykket over vedkommende ventil 101, 201.
Videre omfatter hver modul 100, 200 hver sin styreenhet 103, 203 som brukes for å regulere den styrbare ventil 101, 201 og som mottar inngangssignaler fra trykkfølerene 102, 202. Av hensyn til klarheten på tegningene er styreenhetene 103, 203 vist utenfor produksjonsrørstrengen i fig.1. I denne utførelse vil imidlertid styreenhetene 103, 203 i praksis være plassert sammen med alle de øvrige komponenter i de respektive moduler 100, 200, i et selvstendig verktøy plassert inne i produksjonsrørstrengen 1.
Dette verktøy (som i tilfellet av modulen 100 nede i hullet er kjent som en "downhole assembly") kan lages slik at det får en lengde på i størrelsesorden 4 - 5 m og en ytre diameter mindre enn 50 mm (2 tommer). Såvel som komponentene vist i fig.1 inneholder hvert verktøy også en oppspennende anordning for å holde verktøyet 100, 200 i stilling i rørledningen 1, og en batteripakke for å gi effekt til å drive ventilen 101, 201, følerene 102, 202 og styreenheten 103, 203.
Under drift kan data sendes fra modulen 100 nede i hullet til brønnhodemodulen 200 og likeledes kan data sendes fra brønnhodemodulen 200 til modulen 100 nede i hullet.
Generelt uttrykt skal imidlertid systemet oppfattes som et halvduplekssystem siden det er usannsynlig at det ofte er praktisk å kommunisere i begge retninger samtidig.
Under datakommunikasjon fra modulen 100 nede i hullet til brønnhodemodulen 200 brukes styreenheten 103 i modulen 100 nede i hullet for å styre ventilen 101 nede i hullet, slik at den varierer strømningsraten for produktet P oppover produksjonsrørstrengen 1 mot brønnhodemodulen 200. Særlig brukes ventilen101 til å variere strømmen av produktet P i samsvar med dataene som skal overføres fra modulen 100 nede i hullet. Med andre ord brukes ventilen 101 nede i hullet for å modulere strømningen av produktet P oppover produksjonsrørstrengen.
Når strømmen av produktet P når frem til brønnhodemodulen 200 påvises virkningen av denne modulasjon av produktstrømmen nede i hullet ved hjelp av et par trykkfølere 202 hvis avgivelser mottas av styreenheten 203 ved brønnhodet. Styreenheten 203 ved brønnhodet er innrettet for å trekke ut sendte data fra avgivelsene fra brønnhodets følere 202.
Typisk brukes ventilen 101 i modulen 100 nede i hullet til å variere strømningsraten for produktet P nede i hullet på en slik måte at variasjonene i strømningsrate (heller enn bare endringene i trykk) har tid til å bre seg ut til brønnhodet. Dette betyr at følerene 202 kan fange opp forskjeller i produktets strømningsrate og det er ut fra disse forskjeller i strømningsrate sett ved brønnhodet, at data kan trekkes ut.
Data kan overføres fra brønnhodemodulen 200 til modulen 100 nede i hullet på en lignende måte. I dette tilfelle strømmer fortsatt produktet oppover produksjonsrørstrengen fra formasjonen F til overflaten S, men nok en gang er det mulig å regulere dets strømningsrate ved å bruke den styrbare ventil 201 ved brønnhodemodulen 200. Igjen blir strømningsraten ved brønnhodet 2 modulert i samsvar med data som skal overføres og en modulasjonsmetode velges slik at det blir tid for forskjellene i strømningsrate å bre seg ut og nedover til modulen 100 nede i hullet, og særlig slik at de kan avføles ved hjelp av trykkfølerene 102 nede i hullet. Avgivelsene fra trykkfølerene 102 nede i hullet kan så tolkes av styreenheten 103 nede i hullet for å trekke ut data sendt fra brønnhodemodulen 200.
Fig.2 viser ventilen 101 i modulen 100 nede i hullet mer detaljert. Brønnhodeventilen 201 har tilsvarende konstruksjon. I dette tilfelle er ventilen 101 nede i hullet en ringventil som har to hylsepartier 3 og 4 anordnet for å gli inne i hverandre. En mengde åpninger er anordnet i sideveggene på begge hylser 3, 4 og ved relativ bevegelse mellom de to hylser 3, 4 kan åpningene forflyttes fra en posisjon hvor de er helt på linje med hverandre slik at det er en åpen fluidstrømningsbane gjennom begge hylsers vegger, til en posisjon hvor åpningene ikke i det hele tatt er på linje med hverandre, slik at det ikke er noen fluidpassasje gjennom hylsenes vegger.
Mellom disse to ytterposisjoner er det selvsagt posisjoner hvor åpningene delvis er på linje med hverandre, slik at det er en fluidstrømningsbane gjennom veggene på hylsene 3, 4, men denne har et mindre areal enn når åpningene befinner seg fullstendig på linje med hverandre.
Den indre hylse 4 i ringventilen er montert i en trykksikker pakning 5 inne i produksjonsrørstrengen 1, slik at den eneste vei for produktet inne i produksjonsrørstrengen 1 i området av ringventilen, er gjennom åpningene i veggene på hylsene 3, 4 og gjennom det indre av den indre hylse 4. Ved å variere de relative posisjoner av de to hylser 3, 4, kan således ventilen 101 brukes for å frembringe en varierbar restriksjon i strømningsbanen.
En hvilken som helst av mange slags former for aktuator kan anordnes for å drive hylsene 3, 4 i forhold til hverandre. Disse innbefatter en motor med overføringsdrev, en aktuator basert på en solenoid eller en smart metallegering. Hylsene kan forflyttes i forhold til hverandre i den aksiale retning som angitt med den tohodede pil i fig.2, eller om det foretrekkes, dreiningsmessig i forhold til hverandre.
Ringventilen kan anordnes slik at det samlede åpningsareal for fluidstrømningsbanen frembragt ved åpningene når de er fullstendig på linje med hverandre, er hovedsakelig det samme som det innvendige tverrsnittsareal av produksjonsrørstrengen.
Skjønt det i foreliggende utførelse er benyttet ringventiler kan andre former for ventiler brukes i en anordning av foreliggende type, slik som kuleventiler.
Det finnes mange slags forskjellige modulasjonsmetoder som kan brukes for å realisere foreliggende system, skjønt det finnes forskjellige begrensninger som det må tas hensyn til. For det første og mest opplagt er brønnens funksjon, nemlig å utvinne et produkt fra formasjonen F, og derfor må enhver modulasjonsmetode som brukes, ikke forstyrre produktstrømmen i en slik grad at brønnens primære funksjon i vesentlig grad påvirkes. Under mange omstendigheter kan imidlertid tilfredsstillende modulasjon oppnås uten å påvirke brønnens ytelse negativt.
Som et utgangspunkt kan modulasjonsmetoden velges slik at over en forutbestemt periode, slik som et døgn, blir den gjennomsnittlige strømningsrate innen systemet lik det som fordres av generelle produksjonsgrunner og modulasjonsmetoden kan virke ved å forårsake variasjoner i strømningsraten på den ene eller annen side av denne gjennomsnittlige strømningsrate.
Generelt uttrykt vil de datarater eller -hastigheter som kan oppnås med et system av den type som er vist i fig.1, være forholdsvis lave og de kan være i størrelsesorden 100 biter pr. dag. En sådan datarate er imidlertid tilstrekkelig dersom bare noen få trykk- og temperaturmålinger skal tas og sendes til overflaten hver dag eller på andre valgte tidspunkter.
Så sant modulasjonsmetoden velges med omhu og særlig så sant endringene i strømningsrate forårsaket ved driften av ventilene 101, 102 opprettholdes lenge nok til at endringene i strømningsrate skal bre seg ut langs produksjonsrørstrengen, antas det at i det miste i noen tilfeller vil en endring av strømningsraten i en oljebrønn på ±20 % omkring den gjennomsnittlige strømningsrate, gi påvisbare variasjoner i strømningsrate, slik at dataoverføring kan oppnås. Sådanne variasjoner i strømningsrate kan føre til en forandring på noe i størrelsesorden av 0,4 - 0,7 kp/cm<2>(6 - 10 psi) i brønnens utgangstrykk.
I tilfellet av en gassproduserende brønn antas det at det vil være nødvendig å variere strømningsraten mer betraktelig, kanskje med ±50 % omkring en gjennomsnittlig strømningsrate. Forskjellene i trykk som sees på grunn av sådanne fluktuasjoner er tilbøyelige til å være flere størrelsesordener mindre enn tallet gitt ovenfor for oljebrønner.
Det foretrekkes at det benyttes digitale signaleringsteknikker og frekvensmodulasjonsteknikker kan være særlig effektive med hensyn til å redusere virkningene av støy som vil sees, på grunn av variasjoner i sammensetningen av produktet som forlater formasjonen. To modulasjonsmetoder som for tiden synes å være særlig nyttige er bipolar faseforskyvningsnøkling (BPSK) og pulsposisjonmodulasjon.
Fig.3A og 3B viser mulige signalfasonger som kan brukes under pulsposisjonmodulasjon. Den stiplede linje i fig.3A representerer den gjennomsnittlige strømningsrate som moduleres for å innkode data. Med pulsposisjonmodulasjon innkodes dataene ut fra den tid som går mellom påfølgende pulser, dvs. tiden t1 vist i fig.3A og 3B.
Denne form for modulasjon er særlig egnet for situasjoner slik som den foreliggende, hvor et forholdsvis lite antall data skal sendes og forholdsvis lang tid er tilgjengelig. Dette betyr av t1 kan varieres over et stort tidsrom for å innkode dataene mens den faktiske tid brukt for sending (representert med t2 i fig.3A og 3B) kan være forholdsvis kort. På denne måte utnyttes tiden effektivt som en resurs og mengden av batterieffekt som brukes for sending blir så liten som mulig. I foreliggende tilfelle vil lengden av sendetiden t2 bli valgt slik at den forårsakede variasjon i strømningsrate har tid til å bre seg ut langs produksjonsrørstrengen til vedkommende mottagende stasjon.
Så snart strømningsraten er innstilt til et visst nivå, dvs. så snart ventilen 102, 202 er innstilt til en bestemt innstilling, er det med denne datakommunikasjonsteknikk selvsagt ingen kontinuerlig bruk av elektrisk kraft, i motsetning til et elektrisk basert system.
Dersom f.eks. rene firkantpulser sendes, slik som vist i fig.3A, brukes det derfor elektrisk kraft i den sendende modul bare når ventilen drives ved begynnelsen og slutten av hver puls. I sådanne tilfeller er det ikke særlig viktig å begrense sendetiden t2 for å spare effekt, men muligheten av å sende data samtidig som antallet sendte pulser gjøres så lite som mulig er viktig, og av denne grunn er pulsposisjonmodulasjon fortsatt nyttig.
I idet minste noen tilfeller foretrekkes det på den annen side å sende "toner", dvs. sinusformede signaler (eller andre glatt varierende variasjoner i strømningsrate), siden disse kan være til hjelp under overføring og uttrekning av data. Særlig kan det brukes korrelasjonsteknikker som både bidrar til påvisning av tonene i mottagerenden og til å gi en nøyaktig tidsstyring mellom påfølgende signaler.
Fig.3B viser et mulig signal som kan sendes i et arrangement med pulsposisjonmodulasjon, hvor toner heller enn enkle pulser påføres produktstrømmen.
I et sådant tilfelle må ventilen drives kontinuerlig under sendetiden t2. Her bidrar derfor en begrensning av tiden t2 til å gjøre effekten som brukes for sending så liten som mulig. Det er imidlertid selvsagt en avveining med hensyn til signalets påvisbarhet når signalene forkortes. Av denne grunn behøver lengden av sendepulsene t2 bli valgt med omhu og den vil være forskjellig for forskjellige installasjoner avhengig f.eks. av lengden av produksjonsrørstrengen som signalene skal sendes over.
Det forventes at foreliggende datakommunikasjonsteknikk vil være effektiv for å sende signaler over store avstander på f.eks.6000 m (20000 fot). Generelt uttrykt er det en sammenheng mellom den datarate som kan oppnås og den distanse over hvilken signalene behøver å bli sendt. I tilfellet av en produksjonsrørstreng på 125 mm (5 tommer) og dersom signaler skal sendes over 3000 m (10000 fot) av produksjonsrørstrengen, kan det oppnås en datahastighet på 100 biter pr. dag, mens dersom signalene skal sendes over 4500 m (15000 fot), faller datahastigheten til 50 biter pr. dag, og dersom signalene skal sendes 6000 m (20000 fot) kan datahastigheten falle til 25 biter pr. dag.
I praksis kan den modulasjonsmetode som brukes variere for forskjellige installasjoner i en anstrengelse på å gi påvisbare signaler og datahastigheten vil bli bestemt som et resultat av denne prosess. Med pulsposisjonmodulasjon kan lengden av pulsene og kvantiseringen av standardtidsperioden mellom sendinger variere i en anstrengelse for å oppnå påvisbare signaler.
De generelle prinsipper for telekommunikasjon gjelder kommunikasjon ved bruk av foreliggende teknikker. Med hensyn til å bestemme om signalene kan sendes med hell, gjelder derfor "link budget"-ligningen. Dessuten kan mange teknikker som benyttes for mer konvensjonell telekommunikasjon brukes sammen med foreliggende system.
Superposisjonering av forskjellige signaler på strømmen som bærer, kan utføres og filtrering benyttes for å trekke ut signalene. Signaler kan videresendes langs en datakanal. Kringkastede signaler kan brukes og f.eks. kan et aktiverende signal kringkastes fra et brønnhode for å aktivere en eller flere moduler nede i hullet og som f.eks. er anordnet i en multilateral brønn. Det kan være kommunikasjon mellom flere knutepunkter anordnet langs strømningsbanen og det kan f.eks. være flere moduler inne i røropplegget, dvs. en på hvert sted hvor kommunikasjon er nødvendig.
Som beskrevet ovenfor brukes trykkfølerene 102 og 202 av vedkommende modul 100, 200 under mottagning av signaler. De kan imidlertid også brukes for å utføre en annen funksjon når vedkommende modul sender. Trykkfølerene 102, 202 er plassert på hver sin side av vedkommende ventil 101, 201 og derfor kan de brukes for å måle trykkfallet over ventilen under sending. En måling av dette trykkfall kan brukes i et arrangement for utglatting av produktstrømmen. Denne utglatting er nyttig for å motvirke virkningene av støy i produktstrømmen, som f.eks. skyldes variasjoner i sammensetningen av pro-duktet som forlater formasjonen f.eks. ved at formasjonen avgir propper eller plugger.
Når modulen 100 nede i hullet sender kan styreenheten 103 nede i hullet brukes for å overvåke trykkfallet slik det sees av følerene 102, for aktivt å variere restriksjonen frembragt av ventilen 101 i en anstrengelse på å holde trykkfallet over ventilen 101 på det ønskede nivå. Det betyr at mellom pålegg av bevisste variasjoner i strømningsraten på produktstrømmen for å sende signaler, kan ventilen 101 brukes for å holde strømningsraten i et område nær modulen 100 nede i hullet, så konstant som mulig. Når signaler skal sendes kan ventilen videre justeres på en slik måte at den holder strømningsraten på et passende nivå for signalering.
For å sette dette ut i et konkret eksempel kan det finnes et signaleringssystem hvor ventilen 101 nominelt er 75 % åpen i normal tilstand, men lukker til 50 % åpning i en del av et signal som er negativt, for så å åpne til 100 % under en del av et signal som er positivt.
Uten støykompensasjon ville således ventilens hvilestilling være en 75 % åpen tilstand, og når et signal skal sendes, ville ventilen bli beveget til en 50 eller 100 % åpen tilstand, etter hva som passer.
Når aktiv utglatting brukes, avføles trykkfallet over ventilen 101 med ventilen på et nivå på 75 %, og ventilen justeres omkring 75 % åpen tilstand i en anstrengelse på å opprettholde trykkfallet når signalering ikke pågår. Under signalering justeres likeledes ventilen til omtrent 50 eller 100 %-nivået ettersom det passer, for å opprettholde et passende trykkfall, og derved også strømningsraten.
I et sådant system finnes det faktisk en tilbakekoblingssløyfe slik at ventilen 101 kan justeres for å holde strømningsraten så jevn som mulig som reaksjon på trykkfall oppdaget av følerene.
Dette prinsipp gjelder også brønnhodemodulen 200 hvor vedkommende ventil 201 kan brukes for å holde strømningsraten ved brønnhodet så konstant som mulig.
Skjønt det ikke er vist på tegningene kan en pumpe i en videreutvikling av denne idé, anordnes ved modulen 100 nede i borehullet og/eller modulen 200 ved brønnhodet for å bruke den til å utglatte strømningsraten. I dette tilfelle kan det være en aktiv tilbakekoblingssløyfe hvor pumpen drives slik at strømningsraten opprettholdes. Pumpen kan brukes sammen med ventilstyringen for å gi den utglattende virkning.
I utførelsen vist og beskrevet ovenfor brukes trykkfølerene 102 og 202 for å måle en trykkforskjell i produksjonsrørstrengen i den hensikt å bestemme strømningsraten og trekke ut data fra systemet. I alternative utførelser kan forskjellige teknikker benyttes for å trekke ut data. I stedet for å bruke et par separate trykkfølere kan særlig en differensialtrykkføler brukes. I så fall anordnes differensialtrykkføleren slik at den utsettes for trykket på hver side av vedkommende ventil, slik at differensialtrykket over ventilen lar seg måle.
Som en annen realisering kan det utføres måling av absolutt trykk i produktstrømmen og variasjoner i dette benyttes for å trekke ut data.
Som et alternativ kan en ny form for strømningsratemåler vist i fig.4 og 5 og beskrevet nedenfor, brukes for å måle strømningsraten i systemene ovenfor. Denne strømningsratemåler kan imidlertid også brukes for måling av strømningsrate under andre omstendigheter.
I strømningsratemåleren vist i fig.4 og 5 er det et kammer 401 som under normal drift er fluidtett bortsett fra nærværet av en langstrakt åpning 402, hvis ene ende 402a munner ut i kammeret 401 og annen ende 402b kan utsettes for en fluidstrøm. Kammeret har også en frigjøringsventil (ikke vist) for å la gass, typisk luft, unnslippe fra kammeret 401 når åpningen 402 første gang utsettes for en fluidstrøm og kammeret fylles med fluid. Etter denne innledningsvise oppsetting forblir imidlertid frigjøringsventilen typisk lukket.
Strømningsratemåleren omfatter videre en styreenhet 403 og en differensialtrykkføler 404 som har en utgang forbundet med styreenheten 403. Det er anordnet respektive porter 405 i strømningsratemåleren for å la differensialtrykkføleren 404 avføle trykkforskjellen mellom det indre av kammeret 401 og fluidstrømmen i området av den eksponerbare ende 402b av åpningen. En av portene 405 løper mellom differensialtrykkføleren 404 og det indre av kammeret 401, mens en annen port 405 løper mellom differensialtrykkføleren 404 og et sted i området av den eksponerbare ende 402b av åpningen 402.
Dette opplegg tillater trykkfallet over den langstrakte åpning 402 å bli målt. Styreenheten 403 gjør bruk av trykkmålingene fra trykkføleren 404 for på ethvert tidspunkt å bestemme strømningsraten.
Et par motstående trykkfrigjørende ventiler V er koblet inn mellom portene 405 for å beskytte føleren 404. Hver ventil V er beregnet på å muliggjøre frigjøring av trykk i hver sin retning mellom portene 405.
Ved første eksponering overfor fluidstrømmen fylles som nevnt ovenfor kammeret 401 med fluid ettersom dette går fremover langs åpningen 402. På samme tid åpner den passende frigjøringsventil på grunn av den store trykkforskjell og dette skaper en ytterligere fluidvei inn i kammeret 401.
Etter dette innledende stadium er endringer i strømningsraten i fluidstrømmen tilbøyelig til å drive ytterligere fluid inn i åpningen eller få fluid til å trekke seg tilbake, og dette endrer trykket i kammeret 401 på en måte som er avhengig av strømningsraten og som lar strømningsraten bli bestemt. Frigjøringsventilene V bør forbli lukket under normal drift.
For på en effektiv måte å frembringe en kompakt anordning tilveiebringes den langstrakte åpning 402 ved å maskinere to komponenter som kan skrues sammen slik at gjengene ikke passer perfekt til hverandre og det blir en skruelinjeformet åpning som løper mellom de sammenstilte gjenger. Fig.5 viser en del av de sammenskrudde komponenter for strømningsratemåleren vist i fig.4. Av fig.5 kan det sees at det er en gjenget stav 406 som er trædd på en gjenget hylse 407 samtidig som det etterlates en skruelinjeformet åpning 402 mellom gjengenes bunn på staven 406 og toppen av gjengene på hylsen 407.
Strømningsratemåleren vist i fig.4 og 5 kan betraktes å være en type motstand og kondensator koblet i serie mellom fluidstrømmen som en kilde for elektrisk strøm, og jord. Med denne analogi virker åpningen 402 som motstanden, mens kammeret 401 virker som kondensatoren ved at kammeret blir ladet med fluid ettersom det overvinner motstanden i åpningen. Videre stiger trykket i kammeret 401 og faller på samme måte som spenningen over en kondensator vil stige og falle over tid.
Slik som for den elektriske analogi har derfor åpningen 402 og kammeret 401 en tidskonstant som henger sammen med volumet av kammeret 401 og lengden og diameteren av åpningen 402.
Anordningens følsomhet og funksjon kan avstemmes ved å endre det indre volum i kammeret 402 og lengden og/eller diameteren av åpningen 402.
Det vil forstås at bruk av datakommunikasjonsteknikken beskrevet ovenfor ikke utelukker bruk av andre, sannsynligvis elektrisk baserte kommunikasjonssystemer i den samme brønn. Således kan et elektrisk basert system for kommunikasjon, fortrinnsvis en trådløs form for kommunikasjon, slik som tidligere utviklet av søkeren og beskrevet i tidligere patentsøknader, også anordnes i brønnen. Det elektrisk baserte kommunikasjonssystem kan brukes som en reserve (back up) når det er tilfeller hvor det foreliggende system ikke virker tilfredsstillende, eller brukes i perioder hvor det ikke er noen produktstrøm fra formasjonen F til overflaten S.
Foreliggende fremgangsmåte ved modulasjon av strømningen kan også brukes sammen med elektrisk baserte systemer for å skape et hybridsystem, dvs. et system hvor signalet bæres av en modulert strømningsrate over en del av signalveien for så å bæres av en elektrisk bærer eller bærebølge over resten av veien. Et eksempel på et nyttig overvåkende hybridsystem er et for å overvåke trykk og temperatur under en plugg eller "kork" i en seksjon av en brønn som er tatt ut av drift. Siden det ikke er noen produktstrøm under pluggen kan en elektrisk teknikk brukes for å sende over vedkommende seksjon og så langt som modulen for strømningsmodulasjon på den operasjonelle side av pluggen.
Et tilfelle hvor foreliggende strømningsmodulasjonsteknikker har en særlig fordel i forhold til elektriske teknikker er i et tilfelle til havs hvor et antall brønner er elektrisk forbundet med plattformstrukturen enten ved sjøbunnen eller høyere opp. Når det i sådanne installasjoner for det meste brukes elektriske systemer er en opptakskabel nede i hullet essensiell. Dette kan imidlertid være upraktisk eller for kostbart å installere. Siden signalveien, dvs. produktstrømbanen med foreliggende fremgangsmåte er konstruert for ikke å lekke, finnes det en kontinuerlig bane gjennom enhver sådan struktur og intet lignende behov for en oppfangningskabel.
Som nevnt ovenfor kan et av stedene i kommunikasjonssystemet befinne seg fjernt fra brønnhodet, slik at data sendt nedenfra i en brønn kan fanges opp ved å overvåke strømmen i en betraktelig avstand fra brønnen. Denne avstand kan f.eks. være flere km. Bruk av denne mulighet for fjernpåvisning kan gjøres for en brønn av typen "step out" hvor oppfangningen gjøres på en hovedplattform eller i landbaserte anlegg, slik at oppfangningen kan gjøres med en sentral behandlingsmulighet. Dette kan bidra til å begrense utstyrsmengden ved brønnen eller på et utsatt sted, for derved å bidra til å forhindre skade og/eller ødeleggelse.
Generelt terminerer selvsagt strømmen av produktet på et sted med betraktelig infrastruktur og under mange omstendigheter kan dataene trekkes ut fra strømmen på vedkommende sted eller et bekvemt sted mellom der og brønnen.
Modellering som er blitt utført, antyder at i en typisk brønn uten særlig mengde gass tilstede i produktet er en øvre grense for en bærerfrekvens som det kan være nyttig å bruke ved implementering av disse teknikker, i størrelsesorden f.eks.0,1 Hz. Dersom gass er tilstede vil denne øvre grense falle med noe slikt som 1 eller 2 størrelsesordener. I en implementering foreslått av søkerne brukes det en modulasjonsmetode basert på faseforskyvning med en bærefrekvens på 1/3600 Hz. Disse tall er oppgitt utelukkende som eksempel og tjener til å antyde størrelsen av den frekvens som kan brukes. Slik det vil være klart for fagfolk på området kan de i praksis brukbare frekvenser for en gitt installasjon lett betemmes empirisk.

Claims (26)

PATENTKRAV
1. Fremgangsmåte ved datakommunikasjon nede i et brønnhull (1, 2) hvor det er en strøm av produkt (P), som er olje og/eller gass, fra formasjonen (F) mot overflaten (S), idet datakommunikasjonen finner sted mellom to steder (100, 200) i strømningsbanen, av hvilke i det minste det ene (100) befinner seg nede i brønnhullet, og hvor fremgangsmåten omfatter trinn hvor:
produktets (P) strømningsrate reguleres på et første av de to steder (100, 200) i avhengighet av data som skal sendes;
strømningsraten styres ved å bruke en metode ordnet slik at den gjennomsnittlige strømningsrate er den som fordres for produksjon av produktet (P);
produktets (P) strømningsrate måles på det andre av de to steder (200, 100) for å påvise variasjoner i produktets (P) strømningsrate på det andre sted forårsaket av nevnte regulering av produktets (P) strømningsrate på det første sted; resultatene fra det målende trinn brukes for å trekke ut de sendte data, og
hvor det første steds nominelle strømningsrate holdes på en tilstand over i det minste en minste periode valgt for å la denne endring i tilstand bre seg ut til det andre sted.
2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, og hvor lengden av sendepulsene blir valgt i anhengighet av brønninstallasjonen.
3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller krav 2, og som omfatter et trinn hvor strømningsraten moduleres ved å bruke en metode hvor data innkodes ut fra den tid (t1) som går mellom pulser og fremgangsmåten omfatter et ytterligere trinn hvor lengden av pulsene (t2) gjøres så liten som mulig mens påvisning av de resulterende signaler ved det andre sted fremdeles tillates slik at tiden utnyttes effektivt som en resurs og en mengde av elektrisk effekt som brukes for sending blir så liten som mulig.
4. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, og hvor pulsposisjonmodulasjon brukes for å innkode dataene på produktstrømmen.
5. Fremgangsmåte som angitt i krav 4, og som omfatter trinnet for valg, i anhengighet av installasjonen, av lengden av pulsene (t2) og kvantiseringen av standardtidsperioden mellom sendinger brukt i pulsposisjonmodulasjonen.
6. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, og hvor det målende trinn utføres ved bruk av trykkfølende utstyr (202).
7. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, og som omfatter trinnet for kommunikasjon mellom flere sendende steder og flere mottagende stasjoner.
8. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, og som omfatter et trinn hvor produktets strømningsrate forandres på det første sted med i det minste ±20 % omkring en gjennomsnittlig strømningsrate for å innkode data som skal sendes.
9. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, og hvor variasjonene i strømningsrate skapt på det første sted (100, 200) tilføres i form av toner.
10. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, og som omfatter et trinn hvor det kommuniseres mellom flere grener i en multilateral brønn, og brønnhodet.
11. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, og som omfatter et trinn hvor uønskede fluktuasjoner i strømningsraten aktivt glattes ut.
12. Fremgangsmåte som angitt i krav 11, og som omfatter at en ventil (101, 201) brukes for styrbart å legge restriksjoner på strømningsraten på det første sted (100, 200), og et trykk avføles i området av ventilen mens strømningsrestriksjonene frembragt av ventilen varieres i avhengighet av det avfølte trykk.
13. Fremgangsmåte som angitt i krav 12, og som omfatter at flere forutbestemte nivåer av strømningsraten brukes i en signaleringsteknikk og strømningsrestriksjonen frembragt av ventilen varieres med det siktemål til enhver tid å holde strømningsraten på et valgt nivå blant flere forutbestemte nivåer i samsvar med signalene som skal sendes.
14. Fremgangsmåte som angitt i et av de foregående krav, og hvor trinnet med å styre produktets strømningsrate på det første av de to steder (100, 200) omfatter å modulere strømningsraten ved å bruke en bærerfrekvens som har en øvre grense i størrelsesorden 0,1 Hz.
15. Datakommunikasjonsutstyr for bruk nede i et brønnhull (1, 2) hvor det er en strøm av produkt (P) fra formasjonen (F) mot overflaten (S) og hvor datakommunikasjonen finner sted mellom to steder (100, 200) i strømningsbanen, av hvilke i det minste det ene (100) er nede i brønnhullet, idet utstyret omfatter:
styreutstyr (101, 103) for å regulere produktets (P) strømningsrate på et første (100) av de to steder i avhengighet av data som skal sendes og for å styre strømningsraten ved å bruke en metode ordnet slik at den gjennomsnittlige strømningsrate er den som fordres for produksjon av produktet (P),
utstyr for på det andre av de to steder (200) å måle (202) produktets (P) strømningsrate for å påvise variasjoner i produktets (P) strømningsrate på det andre sted forårsaket av reguleringen av produktets (P) strømningsrate på det første sted (100), og
utstyr (203) innrettet for å trekke ut sendte data ved å bruke avgivelsen fra det målende utstyr,
hvor styreutstyret (101, 103) er innrettet for å holde det første steds nominelle strømningsrate på en tilstand over i det minste en minste periode valgt for å la denne endring i tilstand bre seg ut til det andre sted.
16. Anordning som angitt i krav 15, og hvor det målende utstyr omfatter en strømningsratemåler.
17. Anordning som angitt i krav 16, og hvor strømningsratemåleren har et kammer (401), en langstrakt åpning (402) med den ene ende (402a) i fluidkommunikasjon med kammeret og den annen ende (402b) eksponerbar overfor en fluidstrøm hvis strømningsrate skal måles og trykkfølende utstyr (404) for å avføle trykket i kammeret.
18. Anordning som angitt i krav 17, og hvor det trykkfølende utstyr (404) er innrettet for å avføle trykket over åpningen (402).
19. Anordning som angitt i krav 17 eller 18, og hvor det trykkfølende utstyr (404) omfatter et avfølende utstyr (404) for differensialtrykk innrettet for å avføle en trykkforskjell mellom fluid i kammeret (401) og fluid i fluidstrømmen i området av nevnte andre ende (402b) av åpningen (402).
20. Anordning som angitt i et av kravene 15 til 19, og hvor styreutstyret (101, 103) er innrettet for å påføre variasjoner i strømningsraten i form av toner.
21. Anordning som angitt i et av kravene 15 til 20, og som er innrettet slik at kommunikasjon tillates mellom flere grener i en multilateral brønn, og brønnhodet.
22. Anordning som angitt i et av kravene 15 til 21, og hvor styreutstyret (101, 103) er innrettet for aktivt å utglatte uønskede fluktuasjoner i strømningsraten.
23. Anordning som angitt i et av kravene 15 til 22, og hvor styreutstyret (101, 103) omfatter en ventil (101, 201) for styrbart å legge begrensning på produktets strømningsrate, en føler (102, 202) for å avføle trykket i området av ventilen, hvor ventilen er innrettet for å variere en strømningsrestriksjon frembragt av ventilen i avhengighet av det avfølte trykk.
24. Anordning som angitt i et av kravene 15 til 23, og hvor styreutstyret (101, 103) er tilpasset å modulere strømningsraten ved å bruke en bærerfrekvens som har en øvre grense i størrelsesorden 0,1 Hz.
25. Anordning som angitt i et av kravene 15 til 24, og hvor styreutstyret (101, 103) er innrettet for å modulere strømningsraten ved å bruke en metode ordnet slik at den gjennomsnittlige strømningsrate er den som fordres for produksjonen av produktet (P).
26. Anordning som angitt i et av kravene 15 til 25, og som omfatter en pumpe tilveiebrakt på i det minste ett av de to steder (100, 200) for å bidra til reguleringen av strømningsraten på i det minste ett av de to steder (100, 200).
NO20140035A 2003-07-04 2014-01-13 Datakommunikasjon nede i brønnhull NO344667B1 (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0315730A GB2403488B (en) 2003-07-04 2003-07-04 Downhole data communication
PCT/GB2004/002853 WO2005005778A1 (en) 2003-07-04 2004-07-02 Downhole Data Communication

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20140035L NO20140035L (no) 2006-03-24
NO344667B1 true NO344667B1 (no) 2020-03-02

Family

ID=27741612

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20060018A NO20060018L (no) 2003-07-04 2006-01-03 Datakommunikasjon nede i borehull
NO20140035A NO344667B1 (no) 2003-07-04 2014-01-13 Datakommunikasjon nede i brønnhull

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20060018A NO20060018L (no) 2003-07-04 2006-01-03 Datakommunikasjon nede i borehull

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7460438B2 (no)
EP (2) EP1642002A1 (no)
CA (2) CA2530521C (no)
GB (1) GB2403488B (no)
NO (2) NO20060018L (no)
WO (1) WO2005005778A1 (no)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO325614B1 (no) 2004-10-12 2008-06-30 Well Tech As System og fremgangsmåte for trådløs fluidtrykkpulsbasert kommunikasjon i et produserende brønnsystem
WO2009033146A2 (en) 2007-09-07 2009-03-12 Allen Young Mud pulse telemetry system
CA2797697C (en) 2010-04-27 2018-01-02 National Oilwell Varco, L.P. Systems and methods for using wireless tags with downhole equipment
GB201012175D0 (en) * 2010-07-20 2010-09-01 Metrol Tech Ltd Procedure and mechanisms
EP3011134B1 (en) 2013-06-18 2023-09-20 Well Resolutions Technology Apparatus and methods for communicating downhole data
CN103643926A (zh) * 2013-12-02 2014-03-19 苍南华宇科技开发有限公司 注水井智能流量监控装置
DK178108B1 (en) 2014-03-14 2015-05-26 Yellow Shark Holding Aps Activation mechanism for a downhole tool and a method thereof
CA2949490A1 (en) 2014-03-26 2015-10-01 Aoi (Advanced Oilfield Innovations, Inc) Apparatus, method, and system for identifying, locating, and accessing addresses of a piping system
US9896928B2 (en) 2014-06-25 2018-02-20 Advanced Oilfield Innovations (AOI), Inc. Piping assembly control system with addressed datagrams
US10352130B2 (en) * 2015-10-02 2019-07-16 Exxonmobil Upstream Research Company Flushable velocity fuse and screen assembly for downhole systems
US20180252629A1 (en) * 2015-10-19 2018-09-06 Hz-Dr. Hans Jürgen Hahn Und Dr. Thomas Zumbroich Gbr Substrate permeability measuring device
GB2544799A (en) * 2015-11-27 2017-05-31 Swellfix Uk Ltd Autonomous control valve for well pressure control
US10871068B2 (en) 2017-07-27 2020-12-22 Aol Piping assembly with probes utilizing addressed datagrams

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2160565A (en) * 1984-06-18 1985-12-24 Exxon Production Research Co Making measurements in wellbores
US6105690A (en) * 1998-05-29 2000-08-22 Aps Technology, Inc. Method and apparatus for communicating with devices downhole in a well especially adapted for use as a bottom hole mud flow sensor

Family Cites Families (72)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3764970A (en) 1972-06-15 1973-10-09 Schlumberger Technology Corp Well bore data-transmission apparatus with debris clearing apparatus
US5079750A (en) 1977-12-05 1992-01-07 Scherbatskoy Serge Alexander Method and apparatus for transmitting information in a borehole employing discrimination
US5390153A (en) 1977-12-05 1995-02-14 Scherbatskoy; Serge A. Measuring while drilling employing cascaded transmission systems
US5113379A (en) * 1977-12-05 1992-05-12 Scherbatskoy Serge Alexander Method and apparatus for communicating between spaced locations in a borehole
US4774694A (en) 1981-12-15 1988-09-27 Scientific Drilling International Well information telemetry by variation of mud flow rate
US4932005A (en) 1983-01-04 1990-06-05 Birdwell J C Fluid means for data transmission
US4703461A (en) 1986-03-31 1987-10-27 Eastman Christensen Co. Universal mud pulse telemetry system
US4771408A (en) 1986-03-31 1988-09-13 Eastman Christensen Universal mud pulse telemetry system
GB2223251A (en) 1988-07-06 1990-04-04 James D Base Downhole drilling tool system
CA2164342A1 (en) 1993-06-04 1994-12-22 Norman C. Macleod Method and apparatus for communicating signals from encased borehole
GB2290320A (en) * 1994-06-16 1995-12-20 Engineering For Industry Limit Measurement-while-drilling system for wells
US5586083A (en) 1994-08-25 1996-12-17 Harriburton Company Turbo siren signal generator for measurement while drilling systems
US5706896A (en) 1995-02-09 1998-01-13 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for the remote control and monitoring of production wells
US5706892A (en) 1995-02-09 1998-01-13 Baker Hughes Incorporated Downhole tools for production well control
DE59509406D1 (de) * 1995-05-23 2001-08-16 Baker Hughes Inc Verfahren und Vorrichtung zur Übertragung von Informationen an einen untertägigen Informationsempfänger
US6766854B2 (en) 1997-06-02 2004-07-27 Schlumberger Technology Corporation Well-bore sensor apparatus and method
US6097310A (en) * 1998-02-03 2000-08-01 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for mud pulse telemetry in underbalanced drilling systems
US6237404B1 (en) 1998-02-27 2001-05-29 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and method for determining a drilling mode to optimize formation evaluation measurements
US6536529B1 (en) * 1998-05-27 2003-03-25 Schlumberger Technology Corp. Communicating commands to a well tool
US20030147360A1 (en) 2002-02-06 2003-08-07 Michael Nero Automated wellbore apparatus
NO990344L (no) 1999-01-26 2000-07-27 Bjoern Dybdahl FremgangsmÕte for bruk ved prøvetaking og/eller mÕling i reservoarvæske
GB2362909B (en) 1999-02-16 2003-05-28 Schlumberger Holdings Method of installing a sensor in a well
GB2388132B (en) 1999-08-05 2003-12-31 Baker Hughes Inc Continuous wellbore drilling system with stationary sensor measurements
EP1365103B1 (en) 1999-08-05 2008-10-29 Baker Hughes Incorporated Continuous wellbore drilling system with stationary sensor measurements
US6629564B1 (en) 2000-04-11 2003-10-07 Schlumberger Technology Corporation Downhole flow meter
FR2808836B1 (fr) 2000-05-12 2002-09-06 Gaz De France Procede et dispositif de mesure de parametres physiques dans un puits d'exploitation d'un gisement ou d'une reserve souterraine de stockage de fluide
US6604582B2 (en) 2000-06-05 2003-08-12 Schlumberger Technology Corporation Downhole fluid pressure signal generation and transmission
US6789621B2 (en) 2000-08-03 2004-09-14 Schlumberger Technology Corporation Intelligent well system and method
US6374925B1 (en) 2000-09-22 2002-04-23 Varco Shaffer, Inc. Well drilling method and system
US6899178B2 (en) * 2000-09-28 2005-05-31 Paulo S. Tubel Method and system for wireless communications for downhole applications
US6714138B1 (en) 2000-09-29 2004-03-30 Aps Technology, Inc. Method and apparatus for transmitting information to the surface from a drill string down hole in a well
NO313430B1 (no) 2000-10-02 2002-09-30 Bernt Reinhardt Pedersen Anordning ved nedihullsventil
WO2002035059A1 (en) 2000-10-23 2002-05-02 Halliburton Energy Services, Inc. Fluid property sensors and associated methods of calibrating sensors in a subterranean well
US6937923B1 (en) 2000-11-01 2005-08-30 Weatherford/Lamb, Inc. Controller system for downhole applications
US6648082B2 (en) 2000-11-07 2003-11-18 Halliburton Energy Services, Inc. Differential sensor measurement method and apparatus to detect a drill bit failure and signal surface operator
US6650280B2 (en) 2000-12-08 2003-11-18 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Measurement system and method
US6668465B2 (en) 2001-01-19 2003-12-30 University Technologies International Inc. Continuous measurement-while-drilling surveying
CA2435788C (en) 2001-01-24 2010-03-23 Geolink (Uk) Ltd. Pressure pulse generator for mwd
GB0101806D0 (en) 2001-01-24 2001-03-07 Geolink Uk Ltd A pressure pulse generator
GB0102900D0 (en) 2001-02-06 2001-03-21 Smart Stabiliser Systems Ltd Surveying of boreholes
DE10106080C2 (de) 2001-02-08 2003-03-27 Prec Drilling Tech Serv Group Bohrlochmeßgerät für Tiefbohrungen mit einer Einrichtung zum Übertragen von Bohrlochmeßdaten
US6898150B2 (en) * 2001-03-13 2005-05-24 Baker Hughes Incorporated Hydraulically balanced reciprocating pulser valve for mud pulse telemetry
US6659197B2 (en) 2001-08-07 2003-12-09 Schlumberger Technology Corporation Method for determining drilling fluid properties downhole during wellbore drilling
CA2357539C (en) 2001-09-21 2006-02-14 Fred Zillinger Downhole gauge carrier apparatus
US6856255B2 (en) 2002-01-18 2005-02-15 Schlumberger Technology Corporation Electromagnetic power and communication link particularly adapted for drill collar mounted sensor systems
US6883606B2 (en) 2002-02-01 2005-04-26 Scientific Microsystems, Inc. Differential pressure controller
US6834233B2 (en) 2002-02-08 2004-12-21 University Of Houston System and method for stress and stability related measurements in boreholes
NO20020648L (no) 2002-02-08 2003-08-11 Poseidon Group As Automatisk system for måling av fysiske parametere i rör
US6909667B2 (en) 2002-02-13 2005-06-21 Halliburton Energy Services, Inc. Dual channel downhole telemetry
US6666285B2 (en) 2002-02-15 2003-12-23 Precision Drilling Technology Services Group Inc. Logging-while-drilling apparatus and methods for measuring density
US6926081B2 (en) 2002-02-25 2005-08-09 Halliburton Energy Services, Inc. Methods of discovering and correcting subterranean formation integrity problems during drilling
US6755261B2 (en) 2002-03-07 2004-06-29 Varco I/P, Inc. Method and system for controlling well fluid circulation rate
US20030188862A1 (en) 2002-04-03 2003-10-09 Streich Steven G. System and method for sensing and monitoring the status/performance of a downhole tool
WO2003089759A1 (en) 2002-04-19 2003-10-30 Hutchinson Mark W Method and apparatus for determining drill string movement mode
WO2003089760A1 (en) 2002-04-22 2003-10-30 Eni S.P.A. Telemetry system for the bi-directional communication of data between a well point and a terminal unit situated on the surface
GB2387859B (en) 2002-04-24 2004-06-23 Schlumberger Holdings Deployment of underground sensors
US7263029B2 (en) 2002-04-25 2007-08-28 Baker Hughes Incorporated System and method for acquiring seismic and micro-seismic data in deviated wellbores
US20030218940A1 (en) 2002-04-30 2003-11-27 Baker Hughes Incorporated Method of detecting signals in acoustic drill string telemetry
US7370705B2 (en) 2002-05-06 2008-05-13 Baker Hughes Incorporated Multiple zone downhole intelligent flow control valve system and method for controlling commingling of flows from multiple zones
US6640625B1 (en) 2002-05-08 2003-11-04 Anthony R. H. Goodwin Method and apparatus for measuring fluid density downhole
US20040257241A1 (en) 2002-05-10 2004-12-23 Menger Stefan K. Method and apparatus for transporting data
AU2002330595A1 (en) 2002-05-13 2003-11-11 Camco International (Uk) Limited Recalibration of downhole sensors
EP1514008A4 (en) 2002-05-15 2006-06-21 Halliburton Energy Serv Inc BOHRLOCHFLUIDSTRÖMUNGSMESSUNG MEANS OF THE ACOUSTIC DOPPLER PRINCIPLE
WO2003097999A1 (en) 2002-05-17 2003-11-27 Halliburton Energy Services, Inc. Mwd formation tester
EP1514006B1 (en) 2002-05-21 2006-10-18 Philip Head Telemetering system
US7230542B2 (en) 2002-05-23 2007-06-12 Schlumberger Technology Corporation Streamlining data transfer to/from logging while drilling tools
US7145472B2 (en) 2002-05-24 2006-12-05 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for high speed data dumping and communication for a down hole tool
GB2388897A (en) 2002-05-25 2003-11-26 Arthur Robert Butler Liquid level measurement
US6672386B2 (en) 2002-06-06 2004-01-06 Baker Hughes Incorporated Method for in-situ analysis of formation parameters
US6891777B2 (en) 2002-06-19 2005-05-10 Schlumberger Technology Corporation Subsurface borehole evaluation and downhole tool position determination methods
US6644110B1 (en) 2002-09-16 2003-11-11 Halliburton Energy Services, Inc. Measurements of properties and transmission of measurements in subterranean wells
US6951252B2 (en) * 2002-09-24 2005-10-04 Halliburton Energy Services, Inc. Surface controlled subsurface lateral branch safety valve

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2160565A (en) * 1984-06-18 1985-12-24 Exxon Production Research Co Making measurements in wellbores
US6105690A (en) * 1998-05-29 2000-08-22 Aps Technology, Inc. Method and apparatus for communicating with devices downhole in a well especially adapted for use as a bottom hole mud flow sensor

Also Published As

Publication number Publication date
CA2755402C (en) 2013-04-23
CA2530521C (en) 2011-11-29
GB2403488A (en) 2005-01-05
GB0315730D0 (en) 2003-08-13
GB2403488B (en) 2005-10-05
EP2374993A1 (en) 2011-10-12
WO2005005778A1 (en) 2005-01-20
US7460438B2 (en) 2008-12-02
EP1642002A1 (en) 2006-04-05
NO20060018L (no) 2006-03-24
CA2755402A1 (en) 2005-01-20
US20060164256A1 (en) 2006-07-27
CA2530521A1 (en) 2005-01-20
NO20140035L (no) 2006-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO344667B1 (no) Datakommunikasjon nede i brønnhull
EP3464811B1 (en) Method of pressure testing
CA2537189C (en) Borehole telemetry system
CA2286014C (en) Pressure impulse telemetry apparatus and method
NO326125B1 (no) Anordning og fremgangsmåte ved utplasserbar brønnventil.
NO330919B1 (no) Fremgangsmate for bronnkontroll ved anvendelse av kontinuerlig trykkmaling under boring
MXPA04008063A (es) Aparato y metodo de control de presion dinamica anular.
NO306270B1 (no) FremgangsmÕte og apparat for Õ detektere innströmning i en brönn under boring
NO20161120L (no) Fremgangsmåte for å kommunisere data i en borebrønn med en borestreng
US20150330214A1 (en) Wellbore Systems with Hydrocarbon Leak Detection Apparatus and Methods
NO325157B1 (no) Anordning for nedihulls styring av bronnverktoy i en produksjonsbronn
CA2693485A1 (en) Apparatus and method for communication data between well and the surface using pressure pulses
NO20101126A1 (no) System og fremgangsmate for bruk av dual telemetri
RU2010127299A (ru) Способ и система для гидроразрыва подземных пластов во время их бурения
CA2837193A1 (en) Detection of gas influx into a wellbore
NO317785B1 (no) Generering av kommandoer for et nedihullsverktoy
CA2693335A1 (en) Apparatus and method for wirelessly communicating data between a well and the surface
NO333727B1 (no) Anordninger og fremgangsmater for formasjonstesting ved trykkmaling i et isolert, variabelt volum
US20070257810A1 (en) Telemetry transmitter optimization via inferred measured depth
NO324283B1 (no) Nedihulls instrumentert broplugg
US20050107079A1 (en) Wireless telemetry systems and methods for real time transmission of electromagnetic signals through a lossy environment
CA2585000C (en) Telemetry transmitter optimization via inferred measured depth
WO2018005568A1 (en) Measurement while drilling in constant circulation system
OA19015A (en) Method of pressure testing.
NO336704B1 (no) fremgangsmåte og apparat for måling av borehull-eller formasjonsparametere, fremgangsmåte og apparat for bestemmelse av strømningsegenskaper for et fluid som strømmer gjennom en fôringsrørstreng.