NO822954L

NO822954L - Isolert borkravegapdel for et toroidalt koblet telemetrisk system

Info

Publication number: NO822954L
Application number: NO822954A
Authority: NO
Inventors: William J Mcdonald; William C Maurer; Dave D Nagel
Original assignee: Tele Drill Inc
Priority date: 1981-01-30
Filing date: 1982-09-01
Publication date: 1982-09-01
Also published as: EP0076801A4; WO1982002754A1; EP0076801A1; US4496174A; CA1175412A

Description

Oppfinnelsen vedrører et apparat for å lette måling av borehulldata og for overføring av data til overflaten til inspeksjon og analyse. Selv om foreliggende oppfinnelse kan finne vesentlig anvendelse ved ethvert trinn i levetiden til et borehull, er en primæranvendelse tilveiebringelsen av sann tidsoverføring, av store mengder data samtidig med boringen. Dette trekk blir ofte omtalt på fagområdet som nedhullsmåling under boring eller ganske enkelt måling under boring (MWD)" .

Grunnene til nedhullsmå1inger under boreoperasjoner er vesentlige. Nedhullsmålinger under boringen vil tillate sikrere, mer effektiv og økonomisk boring ved såvel undersøk-elsesbrønner som produksjonsbrønner.

Kontinuerlig måling av nedhullsbetingelsene vil tillate øyeblikkelig reaksjon på potensielle brønnkontroll-problemer. Dette vil tillate bedre slamprogrammer og mer nøy-aktig valg av omhyllingsplassering, eventuell eliminasjon av behovet for mellomforingsrørstreng eller en kledning. Det vil også eliminere kostbare boreavbrudd mens det sirkuleres for å se etter hydrokarbonfremvisninger ved borebrudd eller mens logging gjennomføres for å forsøke å forutse unormale trykksoner.

Boringen vil bli hurtigere og billigere som et resultat av sann tidsmåling av parametere, såsom kronevekt, dreiemoment, slitasje og lagringsbetingelse. Den hurtigere inntrengningshastighet, bedre fremdriftsplanlegging, reduser-te utstyrsfeil, forsinkelser for retningsmålinger og eliminasjon av behovet for å avbryte boringen for unormal trykkdetek-tering kan føre til en 5 - 15 % forbedring i den totale bore-hastighet.

I tillegg vil nedhullsmåling under boring kunne redusere kostnadene for forbruksvarer, såsom borefluider og kroner, og kan til og med hjelpe til å unngå en utherding av rør for tidlig. Skulle MWD tillate eliminasjon av en enkelt streng av foringsrør, vil ytterligere besparelser kunne oppnås, da mindre hull kan bores for å nå den tilstrebede hori-sont. Da tiden for boringen av en brønn kan bli vesentlig redusert, kan flere brønner bores pr. år med tilgjengelig riggutstyr. Besparelsen som er beskrevet yil bety fri kapi-tal for videre undersøkelse og utvikling av energiforråd.

Kjennskap til underjordiske formasjoner vil bli forbedret. Målinger i hullet under boringen vil tillate mer nøyaktig valg av soner for kjerneboring og mens formasjonen er fersk gjennomtrengt og minst påvirket av slamfiltratet. Videre kan avgjørelser vedrørende fullføring og utprøving av en brønn kunne gjøres hurtigere og på mer kompetent måte.

Det er to prinsipielle funksjoner som utøves av

et kontinuerlig MWD-system: II målinger i hullet og 2) data-overføring.

Foreliggende oppfinnelse vedrører et element for dataoverføringstrekket i MWD. Tidligere er flere systemer blitt i hvert fall teoretisk utformet for å gi en overføring av data i".hullet. Disse tidligere kjente systemer kan beskriv-ende kjennetegnes som: 1) slamtrykkpuls, 2) isolert leder,

3) akustiske bølger og 4)' elektromagnetiske bølger.

Ved et slamtrykkpulssystem). blir motstanden mot støm og slam gjennom en borestreng modulert av innretninger i en ventil, og kontrollmekanismen er montert i en spesiell borkravedel nær kronen.

Kommunikasjonshastigheten er hurtig, da trykkpul-sen føres opp slamsøylen ved eller nær hastigheten for lyd i slam, eller ca. 1219 - 1524 m/sek. Imidlertid vil hastigheten for overføring av målinger være relativt langsom på grunn av pulsspredning, modulasjonshastighetsbegrensninger og andre avbrytende begrensninger, såsom kravet for overføringsdata i relativt støyende omgivelse.

Isolerte ledere, eller ledningsforbindelse fra kronen til overflaten, er en alternativ metode for tilveiebring-else av nedhullsforbindelser. Fordelen ved wire- eller kabel-systerner er: 11 m,uligheten for høy datahastighet, 2)_ effekt kan sendes ned i hullet og 31 toveiskommunikasjon er mulig. Denne systemtype har minst to ulemper. Den krever at tråd-ledning installeres i eller festes til borerøret og den krever forandring i vanlig riggoperasjonsutstyr og prosedyrer.

En ledningsmetode er å føre en elektrisk kobling og en kabel som passer til sensorer i en borkrayedel. Det ufordelaktige eller ulempen ved denne anordning er behovet for å trekke ut kabelen og så erstatte den hver gang en forbindelse av borerør tilføyes til borestrengen. I dette og tilsvarende systemer er den elektriske leder utsatt for feil som et resultat av slipende betingelser for slamsystemet og slitasje som bevirkes av rotasjon av borestrengen. Dessuten vil kabelteknikker vanligvis medføre klossede håndterings-problemer, særlig under tilføying eller fjerning av forbind-elser av borerør.

Som tidligere antydet vil overføring av akustiske eller seismiske signaler gjennom et borerør, slamsøyle eller jorden gi en annen mulighet for kommunikasjon. Ved slike sy-stmer vil en akustisk (eller seismisk) generator bli plassert nær kronen. Effekten til denne generator vil måtte tilføres nede i hullet. Den meget lave intensitet for signalet som kan dannes i hullet sammen med den akustiske støy som dannes av boresystemet, gjør en signaldetektering vanskelig. Reflek-terende og refraktiv interferens skriver seg fra forandring i diameter og gjengeoppbyggingen ved verktøyforbindelsene og vil falle sammen med signaldempningsproblemet for borerør-overføring. Videre vil signal/støybegrensningene for hver akustisk overføringsbane ikke være veldimensjonert.

Den siste tidligere kjente hovedteknikk omfatter overføring av elektromagnetiske bølger gjennom et borerør og jorden. I denne forbindelse vil elektromagnetiske pulser som bærer nedhullsdata bli innført i et toroid som er plassert hosliggende en borkrone. En primærvikling, som bærer data for overføring, er viklet rundt toroidet, og en sekundærvikling dannes av borerøret. En mottager er forbundet til mar-ken ved overflaten, og de elektromagnetiske data samles opp og registreres på overflaten.

Ved vanlige borestrengtoroidutforminger har man et problem i at det ytre lag som må beskytte toroidviklingene også må utgjøre strukturell enhet med toroidet. Da toroidet er plassert i borkraven, vil store mekaniske belastninger bli utøvet på det. Disse belastninger omfatter strekk, kompresjon, torsjon og søylebøying. Disse konstruktiye problemer blir forverret når det erkjennes at den ledende borkrave er festet ved begge ender til det ytre lag av toroidet. Slike konstruksjoner vil således tilveiebringe en bane for en over-slagsvikling. Følgelig er det vesentlig å tilveiebringe et isolasjonsgap ved borkraven til tross for alvorlig omgivel-sesbelastning.

Problemene og uoppnådde ønsker som er angitt i det ovenstående er ikke beregnet på å være utfyllende, men mer representative for de alvorlige vanskeligheter på fagområdet med overføring av borehulldata. -Andre problemer kan også foreligge, men de som er angitt ovenfor bør være tilstrekke-lig til å demonstrere behovet for vesentlig forbedring på fagområdet overføring av borehulldata.

I ovenstående forbindelse, til tross for vesentlige økonomiske mål og vesentlig aktivitet og teorier av tallrike interessenter på industriområdet, har søkeren ikke kjennskap til at det foreligger noe kommersielt tilgjengelig system for telemetrisk måling ved boring av vesentlige mengder sann tidsdata fra et borehull til overflaten.

Det er derfor en hovedhensikt med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et nytt apparat for bruk i et system for fordelaktig telemetrisk overføring av store mengder sann tidsdata fra et borehull til overflaten.

Det er-en spesiell hensikt med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et toroidalt koblet dataoverførings-system hvor den vanlige funksjon for en konvensjonell borkrave ikke forstyrres.

Det er en videre hensikt med oppfinnelsen å tilveiebringe et nytt toroidalt koblet dataoverføringssystem hvor borkraven er utstyrt med en elektrisk isolasjonsdel for å forhindre overslag til sekundæryiklingen av dataoverfør-ingssystemet.

Det er en videre hensikt med oppfinnelsen å tilveiebringe en ny elektrisk isolasjonsdel og konstruksjons-anordning for en MWD-borkrave som er meget ujevn og praktisk for understøttet drift i hullet, mens det samtidig gir et toroidalt koblet sant tidsdataoyerføringssystem.

En foretrukket form ay oppfinnelsen som er beregnet på å oppnå i hvert fall noen av de ovenstående hensikter, omfatter en første ringformet del som er utformet for å bli forbundet med en ende til borkraven og en andre ringformet del som er utformet for å utgjøre en del av en borkravedel. Den første og den andre ringformede del har innbyrdes forbindende konstruksjonsdeler som kan bringes til å samvirke konstruktivt. De innbyrdes samvirkende konstruksjonsdeler er dimensjonert for dannelsen av et kontinuerlig gap mellom innbyrdes motsatte flater og et dielektrisk materiale fyller gapet for elektrisk å isolere den første ringformede del fra den andre ringformede del.

Andre hensikter og fordeler ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå av den følgende detaljerte beskrivelse av foretrukkede utførelser som er fremlagt i forbindelse med tegningene, hvor: fig. 1 er et perspektivriss fra nedhullsenden av en borestreng omfattende en borkrave og et toroidalt koblet MWD-system for kontinuerlig telemetrisk overføring av sann tidsdata til overflaten,

fig. 2 er et skjematisk riss av MWD-telemetrisy-stemet beskrevet på fig. 1, innbefattende et blokkdiagram av en nedhulls elektronikkpakke som er konstruktivt utformet i ett stykke med borkraven, og et opphulls signalopptakssystem,

fig. 3.er et planriss av opphullssystemet for opptak av MWD-datasignaler,

fig. 4 er et skjematisk riss med delene trukket fra hverandre av en toroidenhet for bruk i foreliggende MWD-system innbefattende et skjematisk riss av en isolert gapdelanordning i samsvar med foreliggende oppfinnelse,

fig. 5 er et sideriss av en isolert gapdelanordning i samsvar -med en foretrukket utførelse av oppfinnelsen,

fig. 6 er et detaljert riss av sinusformede isolerte gjenger i den isolerte gapdel som er angitt på fig. 5,

fig. 7 er et sidesnitt av en isolert gapdelanordning i samsvar med en andre foretrukket utførelse av oppfinnelsen,

fig. 8 er et delsnitt av den isolerte gapdel vist på fig. 7, som viser konstruksjonsdetaljer ved en opplagrings-del,

fig. 9 er et sidesnitt av en isolert gapdelanordning i samsvar med en tredje foretrukket utførelse av oppfinnelsen ,

fig. 10 er et sideriss av indre elementer i den isolerte gapdelanordning som er vist på fig. 9,

fig. 11 er et sidesnitt av en isolert gapdelanordning i samsvar med en fjerde foretrukket utførelse av oppfinnelsen,

fig. 12 er et ytre sideriss av den isolerte gapdelanordning som er vist på fig. 11,

fig. 13 er et sidesnitt av en isolert gapdelanordning i samsvar med en femte foretrukket utførelse av oppfinnelsen,

fig. 14 er et tverrsnitt langs snittlinjen 13 - 13 på fig. 13, og

fig. 15 er et aksonometrisk riss av en handel på den isolerte delanordning som er vist på fig. 13.

Det vises nå til tegningene hvor like henvisnings-tall indikerer like deler, og det er vist forskjellige riss av et toroidalt koblet MWD-telemetrisystem, i hvilket foreliggende oppfinnelse har spesiell anvendelse, og detaljerte riss av foretrukkede utførelser av isolerte borkravegapdels-anordninger i samsvar med foreliggende oppfinnelse.

Før det gis en detaljert beskrivelse av foreliggende konstruksjonsanordninger, kan det være hensiktsmessig å skissere rammen for foreliggende oppfinnelse. I denne forbindelse og under henvisning til fig. 1 fremgår en vanlig rotasjonsrigg 2 0 som kan drives for boring av et borehull gjennom forskjellige jordlag. Rotasjonsriggen 20 innbefatter en mast 24 av den type som. benyttes for understøttelse av en beveget blokk 2 6 og forskjellig heiseutstyr. Masten er under- støttet på en underkonstruksjon 28 som står over ringrom og avstenger for boresikringsyentiler 30. Borerøret 32 senkes fra riggen gjennom overflateforingsrøret 34 og ned i borehullet 36. Borkraven 32 utstrekker seg gjennom borehullet til en borkrave 3 8 som er festet ved sin fjerne ende til en vanlig borkrone 40. Rorkronen 40 dreies av borestrengen eller en neddykket motor og trenger gjennom de forskjellige jordlag.

Borkraven 38 er utformet for å gi en vekt til bor-kronen 40 for å lette intrengning. Følgelig er slike borkra-ver generelt sammensatt med tykke sidevegger og er utsatt for betydelig strekk, kompresjon, torsjon, søylebøying, sjokk og knusebelastninger. I foreliggende system tjener borkraven videre til å inneholde et dataoverføringstoroid 42 som omfatter en viklingskjerne for et nedhulls datatelemetersystem. Tilslutt virker også foreliggende borkrave 38 som en under-støttelse for opphenging av et konsentrisk opphengt telemeter-verktøy 44 som kan drives for å detektere og overføre ned- .. hullsdata til overflaten samtidig med vanlig drift av boreut-styret .

Telemeterverktøyet 4 4 er sammensatt av et antall seksjoner i serie. Mer spesielt etterfølges en batteripakke 46 av en følende og dataelektronikkoverføringsseksjon 48, som er konsentrisk holdt og elektrisk isolert fra det indre av borkraven 38 av et antall radielt forløpende fingre 50 som er sammensatt av ettergivende dielektrisk materiale.

Det vises nå til fig. 2 og 3 og det fremgår der systemdiagrammer for et toroidalt kobletMWD-telemetrisystem. I dette system blir borkrone, omgivelses- og/eller formasjons-data tilført verktøyets dataelektroniske seksjoner 48. Denne seksjon innbefatter en på/av-kontroll 52 og en A/D-omformer 54, en modulator 56 og en mikroprosessor 58. Et antall sensorer 60, 62 etc. plassert over borestrengen tilfører data til elektronikkseksjonen 48.

Ved mottak av en trykkpulskommando 6 6 eller utløp av en "tiden er ute"-enhet, alt etter valg, vil elektronikkenheten energiseres', motta de siste data fra sensorene og be-gynne overføring av data til en effektforsterker 68.

Elektronikkenheten og ef f ekt f orster.ke.ren enrgise-res fra nikkelkadmium-batterier 70 som er utformet for å gi riktig driftsspenning og strøm.

Driftsdata fra elektronikkenheten sendes til effekt-forsterkeren 68 som tilveiebringer frekvensen, effekten og faseutgangen til dataet. Dataet blir så skiftet til effekt-forsterkeren 68. Forsterkerutgangen kobles til dataoverfør-ings toroidet 42 som elektrisk er tilnærmet en stor omformer hvor borestrengen 3 2 er en del av sekundærviklingen.

Signalene som sendes ut fra toroidet 42 har form av elektromagnetiske bølgefronter 52 som går gjennom jorden. Disse bølger trenger eventuelt gjennom jordflaten og tas opp av et opphullssystem 72.

Opphullssystemet 72 omfatter radielt forløpende mottagerarmer 74 av elektriske ledere. Disse ledere legges direkte på markflaten og kan utstrekke seg over 91 - 122 m bort fra borestedet. Selv om de generelt radielle mottagerarmer 74 er plassert rundt boreplattformen, slik det fremgår av fig. 3, er de ikke i elektrisk kontakt med plattformen eller boreriggen 20.

De radielle mottagerarmer 74 krysser de elektromagnetiske bølgefronter 52 og mater de tilsvarende signaler til en signalopptaksanordning 76 som filtrerer og stryker fremmedstøy som er blitt opptatt, forsterker tilsvarende signaler og sender dem til en lavnivåmottager 78.

Et prosessorfremvisersystem 80 mottar rådatautgan-gen fra mottageren, utfører eventuelle nødvendige beregninger og feilkorreksjoner og fremviser dataene i anvendbart format.

Det vises nå til fig. 4 hvor man ser et delvis detaljert, delvis skjematisk riss med deler fjernet av det tidligere anførte dataoverføringstoroid 42. I dette riss er toroidet sammensatt av et antall sylindriske deler (ikke vist) som er plassert i området 82. En øvre endeblokk 54 og en nedre endeblokk 86 illustrerer formen for de mellomliggende toroider. De sy£indriske toroiders kjerner er sammensatt av ferromagnetisk materiale, såsom silisiumstål, permalloy etc. Endeblokkene er sammensatt av aluminium med et isolasjons- belegg og tjener til å, holde me llomtoro idk jernene på. plass og danner endedelene for mottak av en primærtoroidvikling 88.

Toroidpakken er montert om en spindel 90 som utstrekker seg opp gjennom toroidkravene. På fig. 4 imidlertid er spindelen brutt bort for bedre å illustrere primærviklingen 88 av toroidet. Spindelen 90 har en radielt forløpende flens 92 som hviler på og er boltet til en bunndel 94 som er forbundet med borkraven. En tilsvarende støtteanordning, ikke vist, er anordnet over en isolert avstandsring 96 og en elektrisk forbindelsesblokkanordning 98 for på fast måte å sikre og forbinde toroiddelen 42 til borkraven 38. Herved blir toroidet en del av borkraven og borslam strømmer i en uavbrutt bane gjennom sentrum av spindelen 90 og tillater en kontinuerlig boreoperasjon.

Som tidligere antydet er et telemetrisk verktøy 44 utformet for å plasseres i borkraven 38 og henge fra borkraven med en landingskobling 110 med radielle armer 112 til en øvre del av verktøyet 44.

Batteripakken 46 er skjematisk vist innesluttet i et øvre segment av verktøyet 44. En negativ pol på batteripakken er forbundet til verktøyet 44, som er i direkte elektrisk forbindelse med borkraven 38 og borrøret 34, se det skjematiske riss ved 114. Den positive endepol av batteripakken 46 forløper langs ledningen 116 til en datakilde som skjematisk er angitt ved 118. Data som skal overføres blir matet inn i toroidsystemet ved dette punkt.

Ledningen 116 mates så videre til en elektrisk kob-lingsføring, skjematisk vist ved 120. Føringen kan være en spiderunderstøttelsesanordning som verktøyet glir inn i for dannelsen av en elektrisk kobling mellom ledningen 116 og elektrisk forbindelse 122. Ledningene passer så gjennom en sylindrisk isolasjonshylse 134 og danner en forbindelse direkte til primærviklingen 88 på toroidanordningen 42. Den andre ende av toroidets primærvikling utstrekker seg gjennom den elektriske forbindelsesblokks hus 98 ved 126 og danner en forbindelse til den ytre omhylling av den elektriske forbind-elsesdel 122, som står i forbindelse med verktøyets ytre omhylling gjennom ledningen 128 og således tilhake til jord i borkrayene 114.

Sekundærviklin<g>en til toroidoyerføringssystemet er sammensatt av borkraven 38 og borestrengen 32. For å forhindre et overslag gjennom borkraven, er det nødvendig å tilveiebringe en isolert sone 14 0 i borkraven. Som tidligere angitt ovenfor, må borkraven også konstruksjonsmessig være grov og i stand til å motstå alvorlige nedhullskrefter i form av strekk, kompresjon, dreiemoment, søylebøying, vibrasjon og knusing på en opphengt basis for å gi en normal borefunksjon.

Foreliggende oppfinnelse er rettet mot den nye isolerte gapdel som er i stand til å sørge for elektrisk isolasjon for å tillate drift av kontinuerlig MWD, toroidalt koblede telemetriske systemer mens det opprettholdes den krit-iske konstruksjonsmessige helhet for borkraven.

Det vises nå spesielt til fig. 5 og 6 hvor det er vist en første foretrukket utførelse av foreliggende isolerte borkravegapdel. Mer spesielt er en første ringformet del 150 vist i tverrsnitt og er utformet med vanlige gjenger 152 ved én ende for å drives til sikkert å forbindes med en borkrave, ikke vist, og danner en del av borkraven. Den første ringformede del 150 er utstyrt med en sammenbindingskonstruksjon 154 ved den andre ende.

Som det tydeligere fremgår i det forstørrede del-riss på fig. 5, er den sammenbindende konstruksjon 154 sammensatt av gjengelignende deler som er generelt sinusformet i tverrsnitt, med. en kontinuerlig krummet ytre flate.

En andre ringformet del 156, som er drivbar, danner en del av borkravedelen og er utstyrt med en innbyrdes forbindende konstruksjon 158 ved én ende. Elementene 158 kan drives for konstruksjonsmessig å samvirke og innbyrdes forbindes med elementene 154. I denne forbindelse er den inn^byrdes forbindende konstruksjon 158 sammensatt av gjengelignende deler som er i det vesentlige sinusformet i tverrsnitt, med en kontinuerlig krummet ytre flate.

De innbyrdes forbindende sinusformede konstruksjoner 154 og 158 er dimensjonert for konstruksjonsmessig å samvirke, men samtidig danne innbyrdes motsatte flater som er overensstemmende, men avstandspla.ssert fra hverandre for dannelsen av et i det vesentlige jevnt gap 160. Gapet 160 er fylt med et dielektrisk materiale 162, såsom en harpikssammen-setning, valgt på grunn av sine dielektriske og lave ekstruder-ingsegenskaper.

En ringformet skive 164 er koaksialt plassert rundt delen 156 og danner en opplagringsinnretning mellom den første ringformede del 150 og den andre ringformede del 156. For å holde den elektriske isolasjon for den første del 150 i forhold til den andre del 156, er lagringsskiven 164 belagt på én flate med dielektrisk materiale 166. I en foretrukket form er skiven 164 belagt fullstendig med dielektrisk materiale .

I den første utførelse av oppfinnelsen, som vist på fig. 5, ser man at en tredje ringformet del 170 er benyttet, hvor én ende kan betjenes for å forbindes ved hjelp av skrue-gjenger 172 direkte til en borkrave. Den andre ende av delen 170 er utformet med i det vesentlige sinusformede gjengelignende elementer 174, som kan drives til innbyrdes samvirke med forenlige, i det vesentlige sinusformede gjengelignende elementer 166 på den andre ende av den andre ringformede del 156.

Som tidligere diskutert i forbindelse med tilsvarende elementer 154 og 158, er de innbyrdes forbindende elementer 174 og 176 dimensjonert for konstruksjonsmessig å samvirke, men samtidig danne innbyrdes motsatte flater som er forenlige ,...mén avstandsplasserti: f ra hverandre for dannelse av et i det vesentlige jevnt gap 178.

Gapet 178 er fylt med et dielektrisk materiale som er egnet til å motstå kompresjonsbelastning uten ekstrudering, mens det gir en ønsket grad av elektrisk isolasjon.

En ringformet skive 180 er koaksialt plassert om den tredje underkonstruksjon 170 og danner en lagringsinnret-ning mellom den andre ringformede del 156.og den tredje ringformede del 170. Skiven 180 er belagt på minst en flate med et dielektrisk materiale 182. Ved en foretrukket form for skiven 180 er denne belagt fullstendig med dielektrisk mate-

For å sikre elektrisk isolasjon er den andre ringformede del fortrinnsvis fullstendig belagt på innsiden og utsiden-med en dielektrisk sammensetning.

Det vises nå til fig. 7 og 8 hvor det er vist riss av en andre foretrukket utførelse av oppfinnelsen. På en måte svarende til den første utførelse av oppfinnelsen innbefatter den andre utførelse en første ringformet del 188 som har en vanlig gjenget del 190 for forbindelse av én ende på den første ringformede del til en borkrave.

Innbyrdes forbindende konstruksjoner 192 er utformet ved den andre ende av den første del 188. Disse konstruksjoner omfatter, sinusformede gjengelignende deler i tverrsnitt, se fig. 8, og er dimensjonert for å passe sammen med tilsvarende gjengelignende konstruksjoner 194 på en tilsvarende del av den andre ringformede del 196.

De gjengelignende elementer 192 og 194 er dimensjonert for dannelse av et i det vesentlige jevnt gap som er fylt med en dielektrisk sammensetning 198.

En lagerskive 200 er anbragt mellom den første og den andre ringformede del ved den ytre omkrets av disse. Denne skive er belagt med en dielektrisk sammensetning 202 for å sikre den elektriske isolasjonsegenskap for gapanordningen, mens det tillates en sammensetning for å bære store kompresjonsbelastninger.

En omkretsavtrapning 204 er kuttet inn i overflaten til den første og' den andre ringformede del ved den ytre om-kretsgrenseflate til den første og den andre ringformede del 188 og 196 respektivt. Et dielektrisk lag 206 er innpasset i omkretsavtrapningen rundt grenseflaten og fremmer således den elektriske isolasjonsenhet for anordningen.

Det vises nå til fig. 9 og 10 hvor det er vist en tredje utførelse av foreliggende oppfinnelse. I denne utfør-else har en første ringformet del 210 en vanlig gjenget del 212 som kan betjenes for å forbindes direkte til borkraven. Den første ringformede, del innbefatter en i det vesentlige sylindrisk basisdel 214 og en aksielt langstrakt del 216 som er utformet med et antall aksielt forløpende armer 218.

Disse armer er symmetrisk plassert om en sentral langsgående tilgang til den første ringformede del. Hyer ay armene 218

er utstyrt med en hodedel 220 og en basisdel 222. Omkretsdimensjonen for hodedelen er større enn omkretsdimensjonen for basisdelen, som vist på fig. 10.

Den tredje utførelse av foreliggende oppfinnelse innbefatter en andre ringformet del 224. Denne del innbefatter en aksielt langstrakt del med et antall aksielt forløpen-de armer 226, som er symmetrisk plassert om en sentral lengdeakse i den andre ringformede del 224. Hver av de aksielt forløpende armer innbefatter en hodedel 228 og en basisdel 230. Omkretsdimensjonen for hodedelen er større enn omkretsdimensjonen for basisdelen, og hode- og basisdelene på den første ringformede del er forenlig dimensjonert i forhold til hode- og basisdelen på den andre ringformede del, hvorved nevnte deler er i stand til innbyrdes samvirke mens de danner et i det vesentlige jevnt gap 232 langs de innbyrdes motsatte flater. Gapet 232 er fylt med dielektrisk materiale 234, som kan danne elektrisk isolasjon mellom den første ringformede del og den andre ringformede del.

Som det fremgår av fig. 10 er diameteren for basisdelen 214 til den første ringformede del 210 større enn diameteren for den andre ringformede del 224. En lagringsdel mellom de to ringformede deler er tilveiebragt, som innbefatter en ytre sylindrisk hylse 240. Hylsen 240 omgir den aksielt langstrakte del av den første ringformede del og den andre ringformede del og kan bevirkes til å komme i anlegg ved én ende mot basisdelen 214 til den første ringformede del 210. Denne anleggskontakt er elektrisk isolert av en ringformet dielektrisk skive 242, se fig. 9. Lagringsdelen til den tredje utførelse innbefatter videre en holder som drivmessig ligger an mot den andre ende av den ytre sylindriske hylse og er frigivbart forbundet til den frie ende av den andre ringformede del 224 med en vanlig gjenget forbindelse 246.

For å sikre elektrisk isolasjon for foreliggende borkravegapdel, er en hylse av dielektrisk materiale 248 koaksialt plassert i den første og den andre ringdel og utstrekker seg aksielt langs den indre flate og armene til delene. I tillegg er en andre hylse 250 koaksialt plassert over den ytre flate til den første og den andre ringformede del og forløper aksielt langs den ytre flate til de innbyrdes forbindende armer på delene.

Det vises nå til fig. 11 og 12 hvor det er vist en fjerde utførelse av oppfinnelsen. Utførelsen innbefatter en første ringformet del 260 og en andre ringformet del 262. Hver av de ringformede deler innbefatter aksielt forløpende armer 264 og 266 som er innbyrdes forbundet, som antydet på fig. 12, og som tidligere omtalt i forbindelse med fig. 9 og 10. Armene er dimensjonert til å være avstandsplassert for dannelse av et i det vesentlige jevnt gap 268. Dette gap er fylt med et elektrisk isolerende dielektrisk materiale 270.

Ved denne utførelse av oppfinnelsen er en indre flens 272 utformet i den andre ringformede del 262, og lagringsdelen omfatter en indre sylindrisk hylse 274 som ligger an ved én ende mot flensen 272. Hylsen 274 forløper koaksialt langs den indre flate til de innbyrdes forbindende armer på den første og den andre ringformede del, og en fastholdingsdel gjenges på den første ringformede del 260 og ligger an mot den andre ende av den indre sylindriske hylse. For å holde den elektriske isolasjon til foreliggende borkravegapdel er en hylse av dielektrisk materiale 278 som koaksialt omgir den ytre flate til den sylindriske hylse 274 og ligger an mot den indre flate til de innbyrdes forbundne armer på den første og den andre ringformede del 260 og 262. Som det fremgår av fig. 11 vil en endeplassert del av den dielektriske hylse 278 være viklet rundt basisen til den indre sylindriske hylse 274 ved 280 for elektrisk å isolere den indre sylindriske hylse 274 fra den andre ringformede del 262.

Det skal til slutt vises til fig. 13 - 14 hvor det er vist en femte utførelse a<y>foreliggende oppfinnelse som innbefatter en første ringformet del 280 og en andre ringformet del 282. Disse deler er utstyrt med gjengede forbindel-ser 284 og 286 respektivt for direkte å forbinde isolasjons-gapanordningen i en vanlig borkrave. Den første ringformede del 280 er utformet med en sylindrisk forlengelse 288 med en ytre krenelert flata 2 92, slik at innbyrdes låsende samvirke mellom første og andre ringformede del kan tilveiebringes ved glidning av delen 288 inn i delen 292 og dreining av anordningen om en kvart omdreining.

De krenelerte flater er dimensjonert for å bli innbyrdes sammenhengende, men avstandsplassert for gi et generelt jevnt gap 294 mellom den første og den andre ringformede del 280 og 282. Dette gap fylles med dielektrisk materiale 296 som velges på grunn av sin egenskap til å motstå kompresjonsbelastninger såvel som at de gir en dielektrisk isolasjon .

Lagringsdelen for den femte utførelse av oppfinnelsen omfatter en kravedel 298 som drivmessig ligger an mot en fri ende på den første ringformede del 280 og er løsbart forbundet til den indre flate på den andre ringformede del 282 med en vanlig gjenget kobling 300. En ringformet skive av dielektrisk materiale 302 er plassert mellom kravedelen 298 og den frie ende på den første ringformede del for å sikre eksistensen av elektrisk isolasjon mellom den første og den andre ringformede del.

Ved en foretrukket utførelse er det her anført at metaller med høy styrke vil bli benyttet for de konstruksjonsmessige deler, såsom forskjellige stållegeringer. Det er mulig at i visse tilfeller imidlertid andre materialer vil være egnet for å gi den styrke som kreves av et element i en borkrave, såsom fiberkompositter, termoherdende plaster, har-piksinjisert tremateriale etc.

Etter en gjennomgang av den ovenstående beskrivelse av foretrukkede utførelser av oppfinnelsen i forbindelse med tegningene, skulle det være klart for fagmannen at flere vesentlige fordeler oppnås ved foreliggende oppfinnelse.

Uten å forsøke å gå i detalj med alle de ønskelige trekk som er spesielt og iboende angitt ovenfor, er en hoved-fordel ved oppfinnelsen tilveiebringelsen av en isolert bor-kravegapanordning for et toroidalt koblet telemetrisk system, hvor den normale funksjon av borkraven opprettholdes. Samti dig oppnås overføring ay store mengder sann tidsdata til overflaten ved elektromagnetisk, kobling av en primærtor<q>id-vikling som bærer data til overflaten ved anvendelse av borestrengen og borkraven som en sekundærvikling.

Foreliggende isolerte gapanordning tillater den forutgående dataoverføring på grunn av den elektriske isolasjon som er tilveiebragt derved og således eliminasjon eller minimalisering av muligheten til å tilveiebringe et sekundært overslag i systemet.

Foreliggende borgaputførelser innbefatter hver grove indre forbindelseskonstruksjoner som er innbyrdes like, men avstandsplassert fra hverandre, slik at det dannes et generelt jevnt ringformet gap som fylles med et dielektrisk materiale. De innbyrdes forbindende konstruksjoner ved foreliggende oppfinnelse bærer de mekaniske belastninger til kraven ved for-deling av slike belastninger over den innbyrdes forbindende konstruksjon og minimaliserer således potensialet for brudd for det dielektriske materiale i det ringformede gap. I hvert tilfelle er aksiale lagringsdeler anordnet for å lette over-føringen av krefter gjennom gapanordningen og videre beskytte det dielektriske materiale for ekstrusjon.

Ved beskrivelse av oppfinnelsen er det gitt henvisning til foretrukkede utførelser. Fagmannen på området

som er familiær med innholdet i foreliggende oppfinnelse, vil erkjenne tilføyelser, strykninger, modifikasjoner, erstatnin-ger og/eller andre forandringer som vil falle innenfor rammen for foreliggende oppfinnelse som angitt i kravene.

Claims

1. Isolert borkravegapdel for et toroidalt koblet telemetrisk system, karakterisert ved at det omfatter: en første ringformet del som kan drives for forbindelse med én ende til en borkrave og som danner en del av borkraven, hvilken første ringformede del har en innbyrdes forbindende konstruksjon som er utformet ved den andre ende, en andre ringformet del som kan drives til å utgjøre en del av en borkravedel, hvilken andre ringformede del har en innbyrdes forbindende konstruksjon som er utformet ved én ende på denne, som kan drives for konstruksjonsmessig å samvirke og innbyrdes forbindes med den innbyrdes forbindende konstruksjon som er utformet ved den andre ende av den første ringformede del, hvilken innbyrdes forbindende konstruksjon er utformet ved den andre ende av den første ringformede del og hvor den innbyrdes forbindende konstruksjon som er utformet ved én ende av den andre ringformede del er dimensjonert for å være innbyrdes tilstøtende, men avstandsplassert når den første ringformede del er konstruksjonsmessig innbyrdes forbundet med den andre ringformede del og således danner et gap mellom den første og den andre ringformede del, dielektrisk materiale plassert i og oppfyllende rommet i ga- pet mellom de innbyrdes forbundne flater til den første ringformede del og den andre ringformede del for dannelse av en forbindelse med konstruksjonsmessig integritet og tilhørende elektrisk isolasjon, og ) lagringsanordninger plassert mellom nevnte første ringformede del og nevnte andre ringformede del for samvirke med den innbyrdes forbindende konstruksjon til den første ringformede del og den andre ringformede del for dannelsen av en lastbærende borkravedel med øket konstruksjonsmessig integritet. 5

2. Isolert borkravegapdel for et toroidalt koblet telemetrisk system som angitt i krav 1, karakterisert ved at lagringsdelen omfatter en ringformet skive som er aksialt plassert mellom en ytre omkretsdel på den første ringformede del og en ytre omkretsdel på den andre ringformede del.

3. Isolert borkravegapdel for et toroidalt koblet telemetrisk system som angitt i krav 2, karakterisert ved at den ringformede skive er belagt med et dielektrisk materiale.

4. Isolert borkravegapdel for et toroidalt koblet telemetrisk system som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at den innbyrdes forbindende konstruksjon for den første og den andre ringformede del omfatter sinusformet tilformede gjengelignende konstruksjoner med konstruksjonsmessig innbyrdes samvirke.;

5. Isolert borkravegapdel for et toroidalt koblet telemetrisk system som angitt i krav 1, karakterisert ved at det i tillegg omfatter: en tredje ringformet del som kan bringes til forbindelse med én ende til en borkrave og danner en del av borkraven, hvilken tredje ringformede del har en innbyrdes forbindende konstruksjon som er utformet ved den andre ende, hvilken andre ringformede del har en innbyrdes forbindende konstruksjon utformet ved den andre ende av denne som kan bringes til konstruksjonsmessig å samvirke og innbyrdes forbindes med nevnte innbyrdes forbindende konstruksjon som er utformet ved den andre ende av den tredje ringformede del, hvilken innbyrdes forbindende konstruksjon som er utformet ved den andre ende av den tredje ringformede del og den andre ringformede del er dimensjonert for å være innbyrdes tilstøt-ende, men avstandsplassert når nevnte andre ringformede del er konstruksjonsmessig innbyrdes forbundet med den tredje ringformede del for således å danne et gap mellom den andre og den tredje ringformede del, dielektrisk materiale plassert i og opptagende hulrommet til gapet mellom de innbyrdes forbundne flater til den andre ringformede del og den tredje ringformede del for dannelsen av en forbindelse med strukturell integritet og tilhørende elektrisk isolasjon, og lagringsinnretninger plassert mellom den andre ringformede del og den tredje ringformede del for samvirke med den innbyrdes forbindende konstruksjon på den andre ringformede del og den tredje ringformede del for dannelsen av en lastbærende borkravedel med øket konstruksjonsmessig integritet.

6. Isolert borkravegapdel for et toroidalt koblet telemetrisk system som angitt i krav 5, karakterisert ved at lagringsinnretningen mellom første og andre ringformede deler omfatter en første ringformet skive som er aksialt plassert mellom en ytre omkretsdel av den første ringformede del og en ytre omkretsdel på den andre ringformede del, og hvor lagringsinnretningen mellom den andre og den tredje ringformede del omfatter en andre ringformet skive som er aksialt plassert mellom den ytre omkretsdel av den andre ringformede del og en ytre omkretsdel på den tredje ringformede del.

7. Isolert borkravegap for et toroidalt koblet telemetrisk system som angitt i krav 6, karakterisert ved at den første og den andre ringformede skive er belagt med et dielektrisk materiale.

8. Isolert borkravegapdel for et toroidalt koblet telemetrisk system som angitt i krav 5 eller 7, karakterisert ved at den innbyrdes forbindende konstruksjon for den første og den andre ringformede del omfatter sinusformede gjengelignende konstruksjoner med konstruksjonsmessig innbyrdes forbindelse, og at den innbyrdes forbindende konstruksjon til den andre og den tredje ringformede del omfatter sinusformede gjengelignende konstruksjoner som konstruksjonsmessig er innbyrdes forbundet.

9. Isolert borkravegapdel for et toroidalt koblet telemetrisk system som angitt i krav 8, karakterisert ved at den andre ringformede del har en indre boring og at hele indre og ytre flateområde til den andre ringformede del er belagt med et dielektrisk materiale.

10. Isolert borkravegapdel for et toroidalt koblet telemetrisk system som angitt i krav 4, karakter i- sert ved at det dessuten omfatter: en omkretsaytrapning skåret inn i flaten til den første ringformede del og den andre ringformede del ved den ytre om-kretsgrenseflate til den første og den andre ringformede del, og en dielektrisk omhylling som er innpasset i omkretsavtrapningen rundt grenseflaten, hvilken omhylling er forbundet til det dielektriske materiale mellom de konstruksjonsmessig innbyrdes forbundne første og andre ringformede deler for å tilveiebringe en elektrisk isolasjonsanordning med øket elektrisk isolasjonsintegritet.

11. Isolert borkravegapdel for et toroidalt koblet telemetrisk system som angitt i krav 1, karakterisert ved at den innbyrdes forbindende konstruksjon til den første ringformede del har en basisdel og en aksial langstrakt del, hvilken aksialt langstrakte del er utformet med et antall aksielt forlø pende armer som er symmetrisk plassert om en sentral lengdeakse i den første ringformede del, hvilke armer har en hodedel og en basisdel, hvorved omkretsdimensjonen for hodedelen er større enn omkretsdimensjonen for basisdelen, at den innbyrdes forbindende konstruksjon til den andre ringformede del omfatter en aksialt langstrakt del og er utformet med et antall aksielt forløpende armer som er symmetrisk plassert om en sentral lengdeakse i den andre ringformede del, hvilke armer har en hodedel og en basisdel, hvorved omkretsdimensjonen for hodedelen er større enn omkretsdimensjonen for basisdelen, og hodedelen og basisdelen til den første ringformede del er forenlig dimensjonert i forhold til hode- og basisdelene for den andre ringformede del, hvorved hodedelene til de første ringformede deler er innbyrdes forbundet i gapene mellom hosliggende basisdeler på den andre ringformede del, og armhodedelene til den andre ringformede del er innbyrdes forbundet med gapene mellom hosliggende basisdeler på den første ringformede del.

12. Isolert borkrayegapdelanordning for et toroidalt koblet telemetrisk system som angitt i kra <y> 11, karakterisert ved at: diameteren til basisdelen til den første ringformede del er større enn diameteren for den andre ringformede del og den aksielt langstrakte del av den første ringformede del, og at lagringsdelen omfatter: en ytre sylindrisk hylse som omgir den aksialt langstrakte del av den første ringformede del og den andre ringformede del og drivmessig ligger an ved én ende mot basisdelen til den første ringformede del, og en fastholdingsdel som ligger an mot den andre ende av den ytre sylindriske hylse og er frigivbart forbundet til den ytre del av den andre ringformede del.

13. Isolert borkravegapdel for et toroidalt koblet telemetrisk system som angitt i krav 12, karakterisert ved at det i tillegg omfatter: dielektrisk materiale plassert mellom den indre flate på den ytre sylindriske hylse og de ytre flater til den første og den andre ringformede del.

14. Isolert borkravegapdel for et toroidalt koblet telemetrisk system som angitt i krav 13, karakterisert ved at det videre omfatter: en hylse av dielektrisk materiale som koaksialt er plassert mellom den første og den andre ringformede del og aksielt forløpende langs den indre flate av de innbyrdes forbundne armer til den første og den andre ringformede del.

15. Isolert borkravegapdel for et toroidalt koblet te-lemtrisk system som angitt i krav 11, karakterisert ved at: en indre flens er utformet i ett med den andre ringformede del, og at lagringsdelen omfatter: en indre sylindrisk hylse som ligger an mot den indre flens og forløper koaksialt langs den indre flate til de innbyrdes forbundne armer til den første og den andre ringformede del, og en fastholdingsdel som ligger an mot den andre ende av den indre sylindriske hylse og er frigivbart forbundet til en indre del av den første ringformede del.

16. Isolert borkravegapdel for et toroidalt koblet telemetrisk system som angitt i krav 15, karakterisert ved at det videre omfatter: en hylse av dielektrisk materiale generelt utstrakt tilsvarende den indre sylindriske hylse og plassert mellom den ytre flate av den indre sylindriske hylse og den indre flate til de innbyrdes forbundne armer til den første og den andre ringformede del.

17. Isolert borkravegapdel for et toroidalt koblet telemetrisk system som angitt i krav 1, karakterisert ved at: den innbyrdes forbindende konstruksjon til den første ringformede del omfatter en handel med en ytre krenelert flate, og at den innbyrdes forbindende konstruksjon til den andre ringformede del omfatter en hundel med en indre krenelert flate og dimensjonert for innbyrdes å forbindes med den tilsvarende krenelerte flate til handelen.

18. Isolert borkravegapdel for et toroidalt koblet telemetrisk system som angitt i krav 17, karakterisert ved at lagringsinnretningen omfatter: en kravedel som er drivbar til anlegg mot en fri ende på den første ringformede del og er frigivbart forbundet til den indre flate på den andre ringformede del, og en ringformet skive av dielektrisk materiale som er plassert mellom den frie ende til den første ringformede del og kravedelen.

19. Isolert borkravegapdel for et toroidalt koblet telemetrisk system, karakterisert ved at den omfatter: en første ringformet del som kan drives til forbindelse ved én ende til en borkrave og til å danne en del av borkraven, hvilken første ringformede del har en innbyrdes forbindende konstruksjon utformet ved den andre ende, en andre ringformet del som kan drives til å danne en del ay en borkravedel, hvilken andre del har en innbyrdes forbindende konstruksjon utformet ved én ende som er drivbar til konstruksjonsmessig samvirke og innbyrdes forbindelse med nevnte innbyrdes forbindende konstruksjon som er utformet ved den andre ende av den første ringformede del, hvilken innbyrdes forbindende konstruksjon er utformet ved den andre ende av den første ringformede del og hvor den innbyrdes forbindende konstruksjon som er utformet ved den ene ende av den andre ringformede del er dimensjonert til å være innbyrdes tilstøtende, men avstandsplassert når den første ringformede del er konstruksjonsmessig innbyrdes forbundet med den andre ringformede del og således danner et gap mellom den første og den andre ringformede del, at dielektrisk materiale er plassert i og opptar rommet i gapet mellom de innbyrdes forbundne flater til den første ringformede del og den andre ringformede del for dannelse av en forbindelse med konstruksjonsmessig integritet og øket elektrisk isolasjon, og at den innbyrdes forbindende konstruksjon til den første og den andre ringformede del omfatter sinusformede gjengelignende konstruksjoner som konstruksjonsmessig er innbyrdes forbundet.