RU2522016C2 - Способ и система для проходки ствола скважины с использованием лазера большой мощности - Google Patents
Способ и система для проходки ствола скважины с использованием лазера большой мощности Download PDFInfo
- Publication number
- RU2522016C2 RU2522016C2 RU2011110388/03A RU2011110388A RU2522016C2 RU 2522016 C2 RU2522016 C2 RU 2522016C2 RU 2011110388/03 A RU2011110388/03 A RU 2011110388/03A RU 2011110388 A RU2011110388 A RU 2011110388A RU 2522016 C2 RU2522016 C2 RU 2522016C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- laser
- wellbore
- laser beam
- power
- fluid
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 69
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 218
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 162
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 20
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 267
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 195
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 181
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 86
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 85
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 84
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 54
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 26
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 21
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 17
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 15
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 14
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 13
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 11
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 claims description 11
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 10
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 10
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 7
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 7
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 4
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims description 4
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 claims 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 claims 1
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 abstract description 17
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 abstract description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 50
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 50
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 23
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 22
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 21
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 17
- 238000004901 spalling Methods 0.000 description 16
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 15
- 239000010438 granite Substances 0.000 description 15
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 14
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 14
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 13
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 12
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 12
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 12
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 12
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 11
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 description 9
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 9
- 239000010454 slate Substances 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 8
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 8
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 7
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 7
- -1 rhyolite Substances 0.000 description 7
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 6
- 239000004038 photonic crystal Substances 0.000 description 6
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 6
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 6
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 5
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 5
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 5
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 5
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 5
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 4
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 4
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 3
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 3
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 3
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N erbium Chemical compound [Er] UYAHIZSMUZPPFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 3
- 230000009022 nonlinear effect Effects 0.000 description 3
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N dysprosium atom Chemical compound [Dy] KBQHZAAAGSGFKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001746 electroactive polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 150000008282 halocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N holmium atom Chemical compound [Ho] KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000011044 quartzite Substances 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 2
- 241000408896 Alenia Species 0.000 description 1
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000599 Cr alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920004943 Delrin® Polymers 0.000 description 1
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 1
- 101000878916 Homo sapiens Uncharacterized protein C17orf80 Proteins 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010033546 Pallor Diseases 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 238000001237 Raman spectrum Methods 0.000 description 1
- 235000015076 Shorea robusta Nutrition 0.000 description 1
- 244000166071 Shorea robusta Species 0.000 description 1
- 102100037950 Uncharacterized protein C17orf80 Human genes 0.000 description 1
- 239000012237 artificial material Substances 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- UUAGAQFQZIEFAH-UHFFFAOYSA-N chlorotrifluoroethylene Chemical group FC(F)=C(F)Cl UUAGAQFQZIEFAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000013070 direct material Substances 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- SUBDBMMJDZJVOS-DEOSSOPVSA-N esomeprazole Chemical compound C([S@](=O)C1=NC2=CC=C(C=C2N1)OC)C1=NC=C(C)C(OC)=C1C SUBDBMMJDZJVOS-DEOSSOPVSA-N 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000010006 flight Effects 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 1
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 1
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 1
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 1
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 239000002557 mineral fiber Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000008239 natural water Substances 0.000 description 1
- 238000000253 optical time-domain reflectometry Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000013308 plastic optical fiber Substances 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B10/00—Drill bits
- E21B10/60—Drill bits characterised by conduits or nozzles for drilling fluids
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/14—Drilling by use of heat, e.g. flame drilling
- E21B7/15—Drilling by use of heat, e.g. flame drilling of electrically generated heat
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/10—Valve arrangements in drilling-fluid circulation systems
- E21B21/103—Down-hole by-pass valve arrangements, i.e. between the inside of the drill string and the annulus
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B29/00—Cutting or destroying pipes, packers, plugs or wire lines, located in boreholes or wells, e.g. cutting of damaged pipes, of windows; Deforming of pipes in boreholes or wells; Reconditioning of well casings while in the ground
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/11—Perforators; Permeators
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/14—Drilling by use of heat, e.g. flame drilling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
- Lasers (AREA)
- Laser Surgery Devices (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к области бурения с использованием энергии лазера большой мощности. Система бурения с использованием лазерного излучения большой мощности для использования совместно с буровой установкой, буровой платформой, буровой вышкой, платформой спуска в скважину под давлением или буровой установкой с гибкой насосно-компрессорной трубой для проходки ствола скважины в твердой горной породе, содержащая генератор лазерного излучения большой мощности, способный создавать лазерный пучок, имеющий мощность, по меньшей мере, 20 кВт, компоновку низа бурильной колонны, имеющую оптический блок, выполненный с возможностью создания заданного профиля энергетического воздействия на поверхность ствола скважины и с возможностью создания заданного рисунка пятен падения лазерного пучка, средство для спуска компоновки низа бурильной колонны в ствол скважины и перемещения в нем при продвижении вниз ствола скважины, скважинный кабель передачи лазерного пучка большой мощности, имеющий длину, по меньшей мере, около 1000 фут (305 м), оптически связанный с генератором и с компоновкой низа бурильной колонны. Обеспечивается повышение производительности бурения глубоких скважин. 12 н. и 35 з.п. ф-лы, 36 ил., 7 пр., 5 табл.
Description
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к способам, устройству и системам для осуществления проходки стволов скважин с использованием энергии лазера большой мощности, передаваемой на большие расстояния с сохранением мощности лазерной энергии для выполнения необходимых задач. Конкретно, настоящее изобретение относится к подаче энергии лазера большой мощности для создания и проходки ствола скважины в грунте и выполнения других задач в стволе скважины.
Настоящее изобретение является полезным и может применяться в соединении с системами, устройством и способами, подробно описанными в патентной заявке США совместного рассмотрения № 12/544136 под названием Method and Apparatus for Delivering High Power Laser Energy Over Long Disances, Патентной заявке США № 12/544038 под названием Apparatus for Advancing a Wellbore using High Power Laser Energy, Патентной заявке США № 12/544,094 под названием Methods and Apparatus for Delivering High Power Laser Energy to a Surface, и Патентной заявке США № 12/543968, под названием Methods and Apparatus for Removal and Control of Material in Laser Drilling of a Borehole, зарегистрированных одновременно с ними, описания которых полностью включены в данный документ в виде ссылки.
В общем, стволы скважин выполняют от поверхности земли и в грунте, т.e. горной породе, для получения доступа к ресурсам, находящимся под поверхностью. Такие ресурсы включают в себя углеводороды, такие как нефть и природный газ, воду и геотермальную энергию из источников, таких как гидротермальные скважины. Стволы скважин также выполняют в грунте для изучения, отбора образцов и разведки материалов и пластов, находящихся под поверхностью. Их также выполняют в грунте для создания каналов под кабели и другие изделия под поверхностью земли.
Термин "ствол скважины" включает в себя любое отверстие, созданное в породе, с длиной, значительно превышающей ширину, также называемое скважиной, является общеизвестным в технике узким каналом в земле. Хотя стволы скважин, в общем, ориентированы, по существу, вертикально, их могут также ориентировать под углом к вертикали и горизонтально. Таким образом, используя горизонтальную линию, представляющую горизонтальную ориентацию, ствол скважины может иметь ориентацию от 0°, т.e. вертикального ствола скважины, до 90°, т.e. горизонтального ствола скважины, и более 90°, т.е. восходящего ствола. Стволы скважин могут дополнительно иметь сегменты или секции с различной ориентацией, они могут являться искривленными, и могут иметь формы, обычно встречающиеся в наклонно-направленном бурении. При этом, при использовании в данном документе, если специально не оговорено, "забой" ствола скважины, "забойная" поверхность ствола скважины и аналогичные термины означают концевую часть ствола скважин, т.e. участок ствола скважин, наиболее удаленный на траектории ствола скважины от устья ствола скважины, поверхности земли, или начала ствола скважины.
Проходка ствола скважины означает увеличение длины ствола скважин. Таким образом, при проходке не горизонтального ствола скважины, глубина ствола скважины также увеличивается. Стволы скважин, в общем, выполняют и их проходку осуществляют с использованием механического бурового оборудования с вращением бурового долота. Буровое долото проходит в грунт и вращается для создания ствола скважины в грунте. В общем, для выполнения операции бурения используют инструмент с алмазными рабочими поверхностями. Данный инструмент должен вдавливаться в горную породу или грунт, подлежащий разрушению, с силой, достаточной для превышения сдвиговой прочности данного материала. Таким образом, в обычных буровых работах механические силы, превышающие сдвиговую прочность горной породы или грунта, должны быть приложены к такому материалу. Материал выбуренной породы, в общем, известен как шлам, т.e. отходы, которые могут являться обломками горной породы, пылью, минеральными волокнами и другими типами материалов и структур, которые могут создаваться термическим или механическим взаимодействиями с грунтом. Данный шлам обычно удаляют из ствола скважины с использованием текучих сред, которые могут являться жидкостями, пенами или газами.
В дополнение к проходке ствола скважины, другие типы работ выполняют в строительстве ствола скважины или они связаны с его строительством, такие как работы капитального ремонта и заканчивания. Данные типы работ включают в себя, например, прорезание и перфорирование обсадной колонны и удаление скважинных пробок. Скважинная обсадная колонна, или обсадная колонна, представляет из себя трубные изделия или другие материалы, используемые для внутренней облицовки ствола скважины. Скважинная пробка является конструкцией или материалом, размещаемым в стволе скважины для заполнения и закупоривания ствола скважины. Скважинная пробка направлена на предотвращение или ограничение притока материалов в ствол скважины.
Обычно, перфорирование, т.e. работы перфорирования, включают в себя использование перфорирующего инструмента для создания отверстий, другими словами, окон или поровых каналов в обсадной колонне и стволе скважины для обеспечения притока добываемых ресурсов в ствол скважины. Так, перфорирующие инструменты могут использовать заряды взрывчатого вещества для пробивания отверстий или выстреливания пуль для пробивания отверстий в обсадной колонне и стенках ствола скважины для создания таких отверстий или поровых каналов.
Вышеупомянутые обычные способы строительства и проходки ствола скважины именуют механическими методиками, или механическими методиками бурения, поскольку они требуют механического взаимодействия между буровым оборудованием, таким как буровое долото или перфорирующий инструмент, и грунтом или обсадной колонной для передачи силы, необходимой для бурения грунта или резки обсадной колонны.
Теоретически возможности приспособления лазера для использования в строительстве и проходке ствола скважины уже оценивали. Так, теоретически оценивали возможность использования энергии лазерного излучения от лазерного генератора для бурения горной породы и грунта посредством дробления, термической диссоциации, плавления, испарения и комбинаций данных явлений. Плавление включает в себя переход горной породы и грунта из твердого в жидкое состояние. Испарение включает в себя переход горной породы и грунта из твердого или жидкого состояния в газообразное состояние. Дробление включает в себя фрагментацию горной породы от локализованного действия напряжения, созданного действием тепла. Термическая диссоциация включает в себя разрыв химических связей на молекулярном уровне.
В настоящее время считается, что никому не удалось добиться успеха в разработке и реализации данных теорий лазерного бурения для создания устройства, способа или системы, которые могут осуществлять проходку ствола скважины в грунте с использованием лазера, или выполнять перфорацию в скважине использованием лазера. Более того, считается, что никто не разработал параметры, и оборудование, соответствующее данным параметрам, для эффективного бурения и удаления горной породы и грунта с забоя ствола скважины с использованием лазера, а также никто не разработал параметры, и оборудование, соответствующее данным параметрам, для эффективного перфорирования скважины с использованием лазера. Дополнительно никто не разработал параметры, оборудование, или способы, нужные для проходки ствола скважины вглубь грунта к глубинам, превышающим около 300 фут (0,09 км), 500 фут (0,15 км), 1000 фут (0,30 км), 3280 фут (1 км), 9840 фут (3 км) и 16400 фут (5 км) с использованием лазера. Конкретно, считается, что никто не разработал параметры, оборудование, или способы для подачи энергии лазера большой мощности, например, превышающей 1 кВт или больше для проходки ствола скважины в грунте.
Хотя механическое бурение продвинулось вперед и является эффективным во многих типах геологических пластов, считается, что высокоэффективное средство для создания стволов скважин, проходящих через более твердые геологические пласты, такие как базальт и гранит еще предстоит разрабатывать. Таким образом, настоящее изобретение дает решения данной проблемы, создавая параметры, оборудование и методики для использования лазера для проходки ствола скважины высокоэффективным способом через более твердые пласты горной породы, такие как базальт и гранит.
Окружающая среда и большие расстояния в стволе скважины в грунте могут являться очень суровыми и жесткими к оптическому волокну, оптике и их компоновкам. Таким образом, существует необходимость создания способов и устройств для развертывания оптического волокна, оптики, и их компоновок в стволе скважины и, конкретно, в очень глубоких стволах скважин, которые должны обеспечивать данным и всем связанным с ними компонентам устойчивость к воздействию грязи, давления и температуры, присутствующим в стволе скважин и преодолевать или минимизировать потери энергии, возникающие при передаче лазерных пучков большой мощности на большие расстояния. Настоящее изобретение решает данные проблемы, создавая средство передачи лазерных пучков большой мощности на большие расстояния.
Всегда являлись необходимыми, но до настоящего изобретения считались недостижимыми, подача лазерного пучка большой мощности на расстояние в стволе скважины больше около 300 фут (0,09 км), около 500 фут (0,15 км), около 1000 фут (0,30 км), около 3280 фут (1 км), около 9840 фут (3 км) и около 16400 фут (5 км) по оптическому волокну в стволе скважины, минимизирование потерь мощности оптического излучения вследствие нелинейного эффекта и обеспечение эффективной подачи большой мощности на конце оптического волокна. Таким образом, эффективная передача большой мощности из точки А в точку B в случае, если расстояние между точкой A и точкой B в стволе скважины больше около 1640 фут (0,5 км) давно является необходимым, но до настоящего изобретения считалось недостижимым и, конкретно, считалось недостижимым при работах бурения ствола скважины.
Обычная буровая установка, подающая мощность с поверхности механическим средством, должна создавать силу, действующую на горную породу, превышающую сдвиговую прочность горной породы, которую бурят. Хотя лазер показывает эффективное дробление и выкрашивание таких твердых горных пород в лаборатории при лабораторных условиях, и теоретически считается, что лазер может бурить такие твердые горные породы с производительностью превосходящей механическое бурение, в настоящее время считается, что не разработаны системы устройств или способы, обеспечивающие подачу лазерного пучка на забой ствола скважины глубиной больше около 1640 фут (0,5 км) с достаточной мощностью для бурения таких твердых горных пород, не говоря уже о бурении таких твердых горных пород со скоростью проходки, равной или больше, чем при обычном механическом бурении. Считается, что данное ограничение возможностей техники является фундаментальной и давней проблемой, решение которой дает настоящее изобретение.
Таким образом, настоящее изобретение решает проблемы в уровне техники бурения, создавая, среди прочего подавление когерентности эффекта вынужденного бриллюэновского рассеяния, например, лазерного генератора с расширенной полосой пропускания, такого как лазер с модулированием по частоте или лазерного генератора с комбинированием спектра пучка, для подавления вынужденного бриллюэновского рассеяния, что обеспечивает передачу большой мощности по оптическому волокону длиной >1000 фут (0,30 км); использование волоконного лазера, дискового лазера или высокой яркости полупроводникового лазера для бурения горной породы с расширенной полосой пропускания для обеспечения эффективной подачи мощности оптического излучения через оптическое волокно длиной >1000 фут (0,30 км); использование лазерных источников с фазовой дифракционной решеткой с расширенной полосой пропускания для подавления усиления вынужденного бриллюэновского рассеяния для передачи мощности по волокнам длиной >1000 фут (0,30 км); методика намотки волокна на барабан, обеспечивающая передачу мощности по волокну от центральной оси барабана лазерным пучком при вращении барабана, способ сматывания волокна с барабана без использования механического перемещающегося компонента; способ объединения многочисленных волокон в одну оплетку, способную выдерживать скважинные давления, использование секций активного и пассивного волокна для преодоления потерь по длине волокна, использование всплывающего волокна для несения веса волокна, лазерной головки и защитного кожуха в стволе скважины, использование микролинз, свободных от сферической аберрации оптики, аксиконов или дифракционных оптических устройств, для создания заданного рисунка пятен на горной породе для достижения более высокой производительности бурения, и использование теплового двигателя или настраиваемого фотоэлектрического преобразователя для повторной конвертации мощности оптического излучения в электроэнергию после передачи мощности на расстояние >1000 фут (0,30 км) по оптическому волокну.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Необходимо разработать системы и способы, обеспечивающие подачу энергии лазерного излучения большой мощности на забой ствола глубокой скважины для проходки данного ствола скважин с экономически эффективной производительностью, и конкретно, с возможностью подачи такой энергии лазерного излучения большой мощности для бурения сквозь твердые слои пластов горной породы, включающие в себя гранит, базальт, песчаник, доломит, песок, соль, известняк, риолит, кварцит и сланец с экономически эффективной производительностью. Более конкретно, необходимо разработать системы и способы, обеспечивающие подачу такой энергии лазерного излучения большой мощности для бурения сквозь твердые слои пластов горной породы, такие как гранит и базальт, с производительностью выше чем в обычных операциях механического бурения известного уровня техники. Настоящее изобретение, среди прочего, решает данные задачи созданием системы, устройства и способов, изложенных в данном документе.
Таким образом, создана высокомощная система лазерного бурения для использования совместно с буровой установкой, буровой платформой, буровой вышкой, платформой спуска труб в скважину под давлением или буровой установкой с гибкой насосно-компрессорной трубой для проходки ствола скважины в твердой горной породе, содержащая генератор энергии лазерного излучения большой мощности, способный создавать лазерный пучок, имеющий мощность, по меньшей мере, 10 кВт, по меньшей мере, около 20 кВт или больше, компоновку низа бурильной колонны, имеющую оптический блок, выполненный с возможностью создания заданного профиля энергетического воздействия на поверхность ствола скважины и с возможностью создания заданного рисунка пятен падения лазерного пучка, средство перемещения компоновки низа бурильной колонны в стволе скважины, скважинный кабель передачи лазерного пучка большой мощности, имеющий длину, по меньшей мере, около 500 фут (152 м), по меньшей мере, около 1000 фут (305 м), по меньшей мере, около 3000 фут (915 м), по меньшей мере, около 4000 фут (1220 м) или больше, оптически связанный с лазерным генератором и скважинный кабель, оптически связанный с компоновкой низа бурильной колонны.
Дополнительно создана система высокомощного лазерного бурения для использования совместно с буровой установкой, буровой платформой, платформой спуска в скважину под давлением, буровой вышкой или буровой установкой с гибкой насосно-компрессорной трубой для проходки ствола скважины, содержащая генератор энергии лазерного излучения большой мощности, способный создавать лазерный пучок, имеющий мощность, по меньшей мере, 5 кВт, по меньшей мере, около 10 кВт, по меньшей мере, около 15 кВт и, по меньшей мере, около 20 кВт или больше, при этом лазерный генератор содержит, по меньшей мере, один лазер, компоновку низа бурильной колонны, выполненную с возможностью создания заданного профиля энергетического воздействия энергии лазерного излучения на поверхность ствола скважины и выполненную с возможностью создания заданного рисунка пятен падения лазерного пучка и содержащую оптический блок, средство механического удаления материала ствола скважины, средство для спуска компоновки низа бурильной колонны в ствол скважины и перемещения в нем, источник текучей среды, используемый в проходке ствола скважины, скважинный кабель передачи лазерного пучка большой мощности, скважинный кабель, имеющий длину, по меньшей мере, около 1000 фут (305 м), оптически связанный с лазерным генератором и оптически связанный с оптическим блоком, при этом компоновка низа бурильной колонны сообщена с источником текучей среды, при этом энергию лазерного излучения большой мощности можно подавать на поверхность ствола скважины на местах в стволе скважины, находящихся, по меньшей мере, в 1000 фут (305 м) от устья ствола скважины.
Еще создана система высокомощного лазерного бурения для использования совместно с буровой установкой, буровой платформой, буровой вышкой, платформой спуска в скважину под давлением или буровой установкой с гибкой насосно-компрессорной трубой для проходки ствола скважины, содержащая генератор энергии лазерного излучения большой мощности, компоновку низа бурильной колонны, имеющую оптический блок, выполненный с возможностью создания профиля энергетического воздействия на поверхность ствола скважины и с возможностью создания рисунка пятен падения лазерного пучка, средство для направления текучей среды, средство для спуска компоновки низа бурильной колонны в ствол скважины и перемещения в нем, источник текучей среды, используемый в проходке ствола скважины, скважинный кабель передачи лазерного пучка большой мощности, оптически связанный с лазерным генератором и оптически связанный с компоновкой низа бурильной колонны, и средство для направления, сообщающееся с источником текучей среды, при этом, система выполнена с возможностью резания, дробления, или выкрашивания горной породы посредством облучения поверхности ствола скважины с использованием энергии лазерного излучения и удаления обломков, создаваемых резанием, дроблением или выкрашиванием, из ствола скважины и области лазерного облучения действием направляющего средства. При этом средство для направления может представлять одно или несколько или комбинации из следующего: усилитель текучей среды, выпускное окно, средство направления газа, средство направления текучей среды и воздушный шабер.
Кроме того, создана лазерная компоновка низа бурильной колонны, содержащая первый поворотный кожух, второй закрепленный кожух, при этом первый кожух вращательно связан со вторым кожухом, кабель из оптического волокна для передачи лазерного пучка, имеющий ближний конец и дальний конец, выполненный с возможностью приема лазерного пучка от лазерного генератора, при этом дальний конец оптически связан с оптическим блоком, по меньшей мере, участок оптического блока, скрепленный с первым поворотным кожухом и вращающийся с первым кожухом, механическую компоновку, скрепленную с первым поворотным кожухом, вращающуюся с первым кожухом и выполненную с возможностью приложения механических сил на поверхность ствола скважины при вращении и, канал текучей среды, связанный с первым и вторым кожухами и имеющий дальнее и ближнее отверстие, при этом дальнее отверстие выполнено с возможностью выброса текучей среды к поверхности ствола скважины, и текучая среда для удаления отходов передается по пути текучей среды и выбрасывается из дальнего отверстия к поверхности ствола скважины для удаления отходов из ствола скважины.
Дополнительно создана лазерная компоновка низа бурильной колонны, содержащая первый поворотный кожух, второй закрепленный кожух, при этом первый кожух вращательно связан со вторым кожухом, оптический блок, имеющий первый участок и второй участок, кабель из оптического волокна для передачи лазерного пучка, имеющий ближний конец и дальний конец, при этом ближний конец выполнен с возможностью приема лазерного пучка от лазерного генератора, а дальний конец оптически связан с оптическим блоком, и ближний и дальний концы волокна скреплены со вторым кожухом, первый участок оптического блока скреплен с первым поворотным кожухом, второй участок оптического блока скреплен со вторым закрепленным кожухом, при этом первый участок оптического блока вращается с первым кожухом, механическую компоновку, скрепленную с первым поворотным кожухом, вращающуюся с первым кожухом и выполненную с возможностью приложения механических сил на поверхность ствола скважины при вращении, и канал текучей среды, связанный с первым и вторым кожухами, имеющий дальнее и ближнее отверстие, при этом дальнее отверстие выполнено с возможностью выброса текучей среды к поверхности ствола скважины, дальнее отверстие скреплено с первым поворотным кожухом, и текучая среда для удаления отходов передается по пути текучей среды и выбрасывается из дальнего отверстия к поверхности ствола скважины для удаления отходов из ствола скважины, при этом при вращении первого кожуха первый участок оптического блока, механическая компоновка и ближнее отверстие текучей среды вращаются, по существу, одновременно.
Кроме того, создана лазерная компоновка низа бурильной колонны, содержащая кожух, средство для подачи лазерного пучка большой мощности, оптический блок, создающий оптический путь, по которому проходит лазерный пучок, и воздушный поток и камеру для создания области высокого давления вдоль оптического пути, и воздушный поток через кожух компоновки низа бурильной колонны с окнами, функционирующими для закачки с подсасыванием для удаления отходов из области высокого давления.
Дополнительно к этому данные системы и компоновки могут дополнительно иметь поворотную лазерную оптику, поворотное устройство механического взаимодействия, поворотное средство подачи текучей среды, одно или все три таких устройства, вращающиеся вместе, оптику формирования пучка, кожухи, средство для направления текучей среды для удаления отходов, средство для сохранения лазерного пути свободным от обломков породы, средство для уменьшения создания помех отходами лазерному пучку, оптику, содержащую сканнер, отталкивающее механическое устройство, коническое отталкивающее устройство, механическую компоновку, содержащую буровое долото, механическую компоновку, содержащую трехшарошечное буровое долото, механическую компоновку, содержащую долото с поликристаллическими алмазными вставками, инструмент с поликристаллическими алмазными вставками или режущий инструмент с поликристаллическими алмазными вставками.
Также дополнительно создана система для создания ствола скважины в земле, имеющая лазерный генератор большой мощности, компоновку низа бурильной колонны и оптоволоконное соединение лазерного генератора с компоновкой низа бурильной колонны, так что лазерный пучок от лазерного генератора передается на компоновку низа бурильной колонны, содержащую средство для подачи лазерного пучка на поверхность забоя ствола скважины, подающее средство, содержащее оптику создания энергетического воздействия пучка, при этом лазерный пучок, подаваемый из компоновки низа бурильной колонны, облучает поверхность забоя ствола скважины, по существу, с ровным профилем энергетического воздействия.
Также дополнительно создан способ проходки ствола скважины с использованием лазера, содержащий следующие стадии: перемещение средства передачи лазерного пучка большой мощности в ствол скважины, имеющий поверхность забоя, отверстие на устье и расстояние между поверхностью забоя и отверстием на устье, составляющее, по меньшей мере, около 1000 фут (305 м), при этом средство передачи имеет дальний конец, ближний конец, и расстояние между дальним и ближним концами, причем дальний конец перемещается в стволе скважины, и средство передачи содержит средство для передачи энергии лазерного излучения большой мощности, подачу лазерного пучка большой мощности на ближний конец средства передачи; передачу, по существу, всей мощности лазерного пучка по длине средства передачи так, что пучок выходит на дальнем конце; передачу лазерного пучка из дальнего конца в оптический блок в лазерной компоновке низа бурильной колонны, направляющей лазерный пучок на поверхность забоя ствола скважины; создание заданного профиля энергетического воздействия на забой ствола скважины; при этом увеличивается длина ствола скважины, частично, на основе взаимодействия лазерного пучка с забоем ствола скважины.
Кроме того, создан способ удаления обломков породы из ствола скважины во время лазерного бурения ствола скважины, содержащий следующие стадии: направление лазерного пучка, имеющего длину волны и имеющего мощность, по меньшей мере, около 10 кВт, в ствол скважины и к поверхности ствола скважины, находящейся, по меньшей мере, на глубине 1000 фут (305 м) в стволе скважины, при этом лазерный пучок облучает область поверхности и смещает материал с поверхности в области облучения, направление текучей среды в ствол скважины и на поверхность ствола скважины, при этом текучая среда, по существу, проходит для длины волны лазера и имеет первый и второй путь потока, прохождение текучей среды по первому пути потока и удаление смещенного материала из зоны облучения со скоростью, достаточной для предотвращения создания препятствий лазерному облучению области облучения, и прохождение текучей среды по второму пути потока и удаление смещенного материала из ствола скважины. Кроме того, способ может также содержать вращение области облучения, направление текучей среды в первом пути потока в направлении вращения, направление текучей среды в первом пути потока в направлении, противоположном вращению, использование третьего пути потока текучей среды, при этом третий путь потока и первый путь потока текучей среды могут проходить в направлении вращения, третий путь потока и первый путь потока текучей среды могут проходить в направлении, противоположном направлению вращения, текучая среда может направляться непосредственно на область облучения, текучая среда в первом пути потока может направляться на место вблизи области облучения, текучая среда в первом пути потока может направляться на место вблизи области облучения области, находящейся впереди вращения.
Также создан способ удаления обломков породы из ствола скважины во время лазерного бурения ствола скважины, содержащий следующие стадии: направление лазерного пучка имеющего мощность, по меньшей мере, около 10 кВт, к поверхности ствола скважины; облучение области поверхности ствола скважины; смещение материала из зоны облучения; подачу текучей среды; направление текучей среды к первой области в стволе скважины; направление текучей среды к второй области; удаление направленной текучей средой смещенного материала из зоны облучения с производительностью, достаточной для предотвращения создания помех смещенным материалом лазерному облучению; удаление текучей средой смещенного материала из ствола скважины. Данный способ может дополнительно иметь первую область, как область облучения, вторую область на боковой стенке компоновки низа бурильной колонны, вторую область вблизи первой области и вторую область, расположенную на поверхности забоя ствола скважины, вторую область вблизи первой область, когда вторая область расположена на поверхности забоя ствола скважины, первую текучую среду, направленную на область облучения, и вторую текучую среду, направленную на вторую область, первую текучую среду, такую как азот, первую текучую среду, такую как газ, вторую текучую среду, такую как жидкость, и вторую текучую среду, такую как водосодержащая жидкость.
Также дополнительно создан способ удаления обломков породы из ствола скважины во время лазерного бурения ствола скважины, содержащий следующие стадии: направление лазерного пучка к поверхности ствола скважины, облучение области поверхности ствола скважины, смещение материала из зоны облучения, подачу текучей среды, направление текучей среды по первому пути к первой области в стволе скважины, направления текучей среды по второму пути ко второй области, усиление потока текучей среды во втором пути, удаление направленной текучей средой смещенного материал из зоны облучения со скоростью, достаточной для предотвращения создания помех от смещенного материала лазерному облучению, и усиление удаления текучей средой смещенного материала из ствола скважины.
Кроме того, создана лазерная компоновка низа бурильной колонны для бурения ствола скважины в земле, содержащая кожух, оптику для придания формы лазерному пучку, отверстие подачи лазерного пучка для облучения поверхности ствола скважины, первое отверстие для текучей среды в кожухе, второе отверстие для текучей среды в кожухе, содержащее усилитель текучей среды.
Также создана система высокомощного лазерного бурения для проходки ствола скважин, содержащая генератор энергии лазерного излучения большой мощности, выполненный с возможностью создания лазерного пучка, компоновку насосно-компрессорной трубы, имеющую насосно-компрессорную трубу длиной, по меньшей мере, 500 фут (152 м), имеющую дальний и ближний конец, источник текучей среды, используемый в проходке ствола скважины, ближний конец насосно-компрессорной трубы, сообщающийся текучей средой с источником текучей среды, при этом текучая среда транспортируется совместно с насосно-компрессорной трубой от ближнего конца насосно-компрессорной трубы на дальний конец насосно-компрессорной трубы, ближний конец насосно-компрессорной трубы оптически связан с лазерным генератором, и лазерный пучок можно транспортировать совместно с насосно-компрессорной трубой, содержащей кабель передачи лазерного пучка большой мощности, имеющий дальний конец и ближний конец, оптически связанный с лазерным генератором, при этом лазерный пучок передается по кабелю от ближнего конца на дальний конец кабеля и лазерную компоновку низа бурильной колонны оптически связанную сообщающуюся с дальним концом насосно-компрессорной трубы и содержащую кожух, оптический блок и отверстие для направления текучей среды. Данную систему можно снабдить также отверстием для направления текучей среды с воздушным шабером, отверстием для направления текучей среды с усилителем текучей среды, отверстием для направления текучей среды с воздушным усилителем, множеством устройств для направления текучей среды, компоновкой низа бурильной колонны, содержащей множество отверстий для направления текучей среды, кожухом, содержащим первый кожух и второй кожух, отверстием для направления текучей среды, расположенном в первом кожухе, и средством для вращения первого кожуха, таким как двигатель.
Также дополнительно создана система высокомощного лазерного бурения для проходки ствола скважины, содержащая генератор энергии лазерного излучения большой мощности, выполненный с возможностью создания лазерного пучка; компоновку насосно-компрессорной трубы, имеющую насосно-компрессорную трубу длиной, по меньшей мере, 500 фут (м), имеющую дальний и ближний конец, источник текучей среды, используемый в проходке ствола скважины, при этом ближний конец насосно-компрессорной трубы сообщен с источником текучей среды, и текучая среда транспортируется совместно с насосно-компрессорной трубой от ближнего конца насосно-компрессорной трубы на дальний конец насосно-компрессорной трубы, причем ближний конец насосно-компрессорной трубы оптически связан с лазерным генератором, и лазерный пучок можно транспортировать совместно с насосно-компрессорной трубой, насосно-компрессорная труба содержит кабель передачи лазерного пучка большой мощности, имеющий дальний конец и ближний конец, оптически связанный с лазерным генератором, при этом лазерный пучок передается по кабелю от ближнего конца на дальний конец кабеля, лазерную компоновку низа бурильной колонны, оптически связанную и сообщающуюся с дальним концом насосно-компрессорной трубы, и средство, направляющее текучую среду для удаления отходов.
Дополнительно, такие системы могут иметь средство, направляющее текучую среду, расположенное в лазерной компоновке низа бурильной колонны, имеющей средство для уменьшения создания помех отходами лазерному пучку и поворотную лазерную оптику, и поворотное средство, направляющее текучую среду.
Специалист в данной области техники должен понимать, на основании идей, изложенных в приведенных ниже подробном описании и чертежах, что имеются различные варианты осуществления и реализации данных идей для практического применения настоящего изобретения. Соответственно, варианты осуществления, изложенные в сущности изобретения, не являются ограничительными.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг.1 показано сечение пласта, ствола скважины и пример системы настоящего изобретения для проходки ствола скважины.
На фиг.2 показан барабан.
На фиг.3A и 3B показана рама барабана.
На фиг.4 показана схема конфигурации лазеров.
На фиг.5 показана схема конфигурации лазеров.
На фиг.6 показан изометрический вид с сечением барабана и вращающегося оптического соединителя.
На фиг.7 показана схема лазерного волоконного усилителя.
На фиг.8 показан изометрический вид с сечением компоновки низа бурильной колонны.
На фиг.9 показано сечение участка лазерной компоновки низа бурильной колонны.
На фиг.10 показано сечение участка лазерной компоновки низа бурильной колонны.
На фиг.11 показана лазерная компоновка низа бурильной колонны.
На фиг.12 показан изометрический вид выпуска текучей среды.
На фиг.13 показан изометрический вид компоновки выпуска текучей среды с воздушным шабером.
На фиг.14A показан изометрический вид лазерной компоновки низа бурильной колонны.
На фиг.14B показано сечение лазерной компоновки низа бурильной колонны фиг.14A по линии B-B.
На фиг.15A и 15B показано графическое представление примера облучения базальта лазерным пучком.
На фиг.16A и 16B показан профиль энергетического воздействия эллиптического пятна, вращающегося около своей центральной точки для пучка, являющегося либо однородным или гауссианским.
На фиг.17A показан профиль энергетического воздействия без вращения.
На фиг.17B показан, по существу, ровный и единообразный профиль энергетического воздействия при вращении пучка, создающего профиль энергетического воздействия фиг.17A.
На фиг.18A и 18D показан оптический блок.
На фиг.19 показан оптический блок.
На фиг.20 показан оптический блок.
На фиг.21A и 21 B показан оптический блок.
На фиг.22 показан рисунок пятен падения лазерного пучка с множеством поворотов.
На фиг.23 показано пятно падения эллиптической формы.
На фиг.24 показано пятно падения прямоугольной формы.
На фиг.25 показан рисунок с множеством пятен падения.
На фиг.26 показан рисунок пятен падения.
На фиг.27-36 показаны лазерные компоновки низа бурильной колонны.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ И ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
В общем, настоящие изобретения относятся к способам, устройству и системам для использования в лазерном бурении ствола скважины в грунте и, дополнительно, относятся к оборудованию, способам и системам для лазерной проходки таких стволов скважин на больших глубинах в грунте и с высокой эффективностью проходки. Данная высокая эффективность проходки является достижимой, поскольку настоящим изобретением создано средство получения энергии лазера большой мощности на забое ствола скважины, даже если забой находится на большой глубине.
На фиг.1 показан вариант высокоэффективной лазерной буровой системы 1000 для создания ствола 1011 скважины в грунте 1002. В данном документе термину "грунт" придается максимально широкое возможное значение (если иное специально не оговорено) и термин включает в себя, без ограничения, породу, все природные материалы, такие как горные породы, и искусственные материалы, такие как бетон, находящиеся или возможно находящиеся в породе, включающие в себя, без ограничения этим, слои пластов горных пород, таких как гранит, базальт, песчаник, доломит, песок, соль, известняк, риолит, кварцит и сланцы.
На фиг.1 в изометрии показаны поверхность 1030 земли и сечение 1002 грунта под поверхностью земли. В качестве примера показаны источник 1003 электроснабжения, подающий электропитание по кабелям 1004 и 1005 на лазер 1006 и холодильную установку 1007 для лазера 1006. Лазер создает лазерный пучок, т.e. энергию лазерного излучения, которую может передавать средство 1008 передачи лазерного пучка на барабан 1009 гибкой насосно-компрессорной трубы. Использован источник 1010 текучей среды. Текучая среда подается средством 1011 подачи текучей среды на барабан 1009 гибкой насосно-компрессорной трубы.
Барабан 1009 гибкой насосно-компрессорной трубы вращается для выпуска и выбирания гибкой насосно-компрессорной трубы 1012. Таким образом, средство 1008 передачи лазерного пучка и средство подачи 1011 текучей среды прикреплены к барабану 1009 гибкой насосно-компрессорной трубы посредством вращающегося соединительного устройства 1013. Гибкая насосно-компрессорная труба 1012 содержит средство передачи лазерного пучка по всей длине гибкой насосно-компрессорной трубы, т.e. "средство передачи на большое расстояние лазерного пучка большой мощности" на компоновку 1014 низа бурильной колонны. Гибкая насосно-компрессорная труба 1012 также содержит средство подачи текучей среды по всей длине гибкой насосно-компрессорной трубы 1012 на компоновку 1014 низа бурильной колонны.
Кроме того, использована структура 1015, несущая инжектор 1016 для осуществления перемещения гибкой насосно-компрессорной трубы 1012 в ствол 1001 скважины. Дополнительно, можно использовать другие несущие структуры, например, такими структурами могут являться вышка буровой установки, кран, мачта, тренога или другие аналогичные типы структур или их гибриды и комбинации. При проходке ствола скважины на большие глубины от поверхности 1030, может становиться необходимым использование отклонителя 1017 потока, противовыбросового превентора 1018, и системы 1019 очистки текучей среды и/или шлама. Гибкую насосно-компрессорную трубу 1012 пропускают от инжектора 1016 через отклонитель 1017 потока, противовыбросовый превентор 1018, оборудование 1020 устья скважины и в ствол 1001 скважины.
Текучая среда подается на забой 1021 ствола 1001 скважины. На забое текучая среда выходит на компоновке 1014 низа бурильной колонны или вблизи нее и используется, кроме прочего, для транспортировки шлама, создаваемого при проходке ствола скважины, назад вверх и на выход из ствола скважины. Таким образом, отклонитель 1017 потока направляет текучую среду, когда она возвращается, транспортируя шлам в систему 1019 очистки текучей среды и/или шлама через соединитель 1022. Данная система 1019 очистки предотвращает уход вырабатываемых веществ в окружающую среду и сепарирует и очищает отходы и либо выпускает очищенную текучую среду в атмосферу, если такое соответствует требованиям охраны окружающей среды и экономики, как в случае, если текучей средой является азот, или возвращает очищенную текучую среду в источник 1010 текучей среды, или в другом случае сохраняет использованную текучую среду для дальнейшей обработки и/или утилизации.
Противовыбросовый превентор 1018 служит для создания многочисленных уровней защитного закрытия и/или изоляции ствола скважины, в случае проявления с ростом давления в стволе скважины, такого как проявление, создающее возможность выброса. Скважинный противовыбросовый превентор прикреплен к оборудованию 1020 устья скважины. Оборудование устья скважины, в свою очередь, может быть прикреплено к обсадной колонне. Для целей упрощения структурные компоненты ствола скважины, такие как обсадная колонна, подвеска и цемент не показаны. Понятно, что данные компоненты можно использовать, и они должны изменяться с глубиной, типом и геологией ствола скважины, а также от других факторов.
Забойный конец 1023 гибкой насосно-компрессорной трубы 1012 соединяется с компоновкой 1014 низа бурильной колонны. Компоновка 1014 низа бурильной колонны содержит оптику для подачи лазерного пучка 1024 на заданную мишень, в варианте на фиг.1, забой 1021 ствола 1001 скважины. Пример компоновки 1014 низа бурильной колонны также содержит средство для подачи текучей среды.
Таким образом, в общем, данная система работает, создавая и/или осуществляя проходку ствола скважины с созданием лазером, энергии лазерного излучения в форме лазерного пучка. Лазерный пучок затем передается от лазера через барабан и в гибкую насосно-компрессорную трубу. По ней лазерный пучок затем передается на компоновку низа бурильной колонны, где направляется на поверхности грунта и/или ствола скважины. При контакте с поверхностью грунта и/или ствола скважины лазерный пучок имеет достаточную мощность для бурения, или иного воздействия на горную породу и грунт, создавая и/или осуществляя проходку ствола скважины. Лазерный пучок в точке контакта имеет достаточную мощность и является направленным на горную породу и грунт так, что способен создавать ствол скважины сравнимо с обычной операцией механического бурения или превосходя ее. В зависимости от типа грунта и горной породы и свойств лазерного пучка, данное бурение происходит посредством дробления, термической диссоциации, плавления, испарения и комбинаций данных явлений.
Без связи с настоящей теорией, в настоящее время считается, что взаимодействие лазера с материалом охватывает взаимодействие лазера и текучей среды или вещества чисто областью лазерного облучения. Таким образом, лазерное облучение создает поверхностное явление, и текучая среда, сталкивающаяся с поверхностью, быстро транспортирует обломки породы, т.e. шлам, из зоны облучения. Считается, что текучая среда дополнительно удаляет тепло либо на макро, или на микро уровне из зоны облучения, зоны после облучения, а из также ствола скважины, или другой среды бурения, как в варианте перфорирования.
Текучая среда затем транспортирует шлам вверх и за пределы ствола скважины. При углублении ствола скважины гибкая насосно-компрессорная труба сматывается с барабана и дополнительно спускается в ствол скважины. Так можно поддерживать приемлемое расстояние между компоновкой низа бурильной колонны и забоем ствола скважины. Если компоновку низа бурильной колонны необходимо извлечь из ствола скважин, например, для установки обсадной колонны в скважине, барабан осуществляет намотку, в результате, гибкая насосно-компрессорная труба поднимается из ствола скважины. Кроме того, лазерный пучок может направлять компоновка низа бурильной колонны или другой инструмент направления лазера, спущенный в ствол скважины для выполнения таких операций, как перфорирование, управляемое перфорирование, резка обсадной колонны и удаление пробок. Данную систему можно устанавливать на высокомобильные полуприцепы или грузовики, поскольку их размер и вес, по существу, меньше, чем у обычных механических буровых установок.
Для систем общего типа, показанных на фиг.1, с лазером, размещенным за пределами ствола скважины, лазер может являться любым лазером большой мощности, способным создавать достаточную энергию для выполнения необходимых функций, таких как проходка ствола скважин в грунте и горной породе, считающихся присутствующими в геологии, соответствующей стволу скважины. Выбираемый лазерный генератор является одномодовым лазером или низкого порядка многомодовым лазером с низким M2 для осуществления введения пучка в оптоволоконный кабель с малым сердечником, т.e. около 50 мкм. Вместе с тем, волокна с большим сердечником являются предпочтительными. Примеры генераторов лазерного излучения включают в себя волоконные лазеры, химические лазеры, дисковые лазеры, лазеры с тонкими пластинами, высокой яркости диодные лазеры, а также спектральные пучковые комбинации данных генераторов лазерного излучения или когерентный лазер с фазированной дифракционной решеткой из данных генераторов для увеличения яркости индивидуального лазерного генератора.
Например, на фиг.4 показана спектральная комбинация пучка лазерных генераторов для обеспечения передачи большой мощности по волокну посредством распределения заданного количества мощности по цветам, как ограничено эффектом вынужденного бриллюэновского рассеяния. Таким образом, как показано на Фиг.4 создан первый лазерный генератор 4001 с первой длиной волны "x", где x меньше 1 мкм. Создан второй лазер 4002 со второй длиной волны x+δ1 мкм, где δ1 является заданным сдвигом в длине волны, данный сдвиг может быть положительным или отрицательным. Создан третий лазер 4003 с третьей длиной волны x+δ1+δ2 мкм и четвертый лазер 4004 с длиной волны x+δ1+δ2+δ3 мкм. Лазерные лучи объединяются устройством 4005 сведения лучей и передаются оптическим волокном 4006. Сведенный луч имеет спектр, показанный позицией 4007.
Например, на фиг.5 показана модулированная по частоте фазированная группа лазеров. Так, создан задающий генератор колебаний, который может быть модулированным по частоте, напрямую или не напрямую, который затем используют в лазерах с внешней синхронизацией или усилителях для создания составного пучка более высокой мощности, чем может достигать любой индивидуальный лазер. Таким образом, созданы лазеры 5001, 5002, 5003 и 5004, которые имеют одинаковую длину волны. Лазерные пучки объединяются устройством 5005 сведения лучей и передаются по оптоволоконному кабелю 5006. Лазеры 5001, 5002, 5003 и 5004 связаны с задающим генератором 5008 колебаний с частотной модуляцией. Объединенный пучок со своим спектром, показан позицией 5007, где δ является уходом частоты частотной модуляции. Такие лазеры описаны в патенте США № 5694408, полностью включенном в данный документ в виде ссылки.
Лазерный генератор может являться источником с модой низкого порядка (M2<2), так что его можно фокусировать в оптоволоконном волокне с модовым диаметром <100 мкм. Оптические волокна с малыми диаметрами модового поля в диапазоне от 50 мкм до 6 мкм имеют самые низкие оптические потери при передаче. Вместе с тем, данное должно уравновешиваться вступлением нелинейного эффекта и физическим повреждением торца оптического волокна, требующих от волокна насколько возможно большого диаметра, при этом оптические потери при передаче должны быть насколько возможно малы.
Таким образом, лазерный генератор должен иметь полную мощность, по меньшей мере, около 1 кВт, от около 1 кВт до около 20 кВт, от около 10 кВт до около 20 кВт, по меньшей мере, около 10 кВт, и, предпочтительно около 20 или больше кВт. Кроме того, комбинации различных лазеров можно использовать для создания полной мощности в приведенных выше диапазонах. Дополнительно, лазерный генератор должен иметь параметры излучения в мм миллиард настолько большим, насколько целесообразно относительно гибкости и изготовления волокна значительной длины, таким образом, параметры излучения могут составлять меньше около 100 мм миллиард, от одномодового до около 50 мм миллиард, меньше около 50 мм миллиард, меньше около 15 мм миллиард, и наиболее предпочтительно, около 12 мм миллиард. Дополнительно, лазерный генератор должен иметь, по меньшей мере, 10% электронно-оптическую эффективность, по меньшей мере, около 50% оптическую эффективность, по меньшей мере, около 70% оптическую эффективность, при этом понятно, что большее значение оптической эффективности при всех других равных факторах, предпочтительно, составляет, по меньшей мере, около 25%. Лазерный генератор может работать в моде импульсной волны или незатухающей гармонической волны. Лазерный генератор предпочтительно имеет возможность соединения с волокном.
Для проходки стволов скважин в геологических разрезах, содержащих твердые пласты горной породы, такие как гранит и базальт предпочтительно использование IPG 20000 YB со следующими техническими характеристиками, изложенными в Таблице 1 в данном документе.
| Таблица 1 Оптические характеристики |
||||||||||||
| Характеристики | Условия теста | Символ | Мин. | Тип. | Макс. | Единицы | ||||||
| Мода операции | CW, QCW | |||||||||||
| Поляризация | произвольная | |||||||||||
| Номинальная выходная мощность | PNOM | 20000* | Вт | |||||||||
| Диапазон настройки выходной мощности | 10 | 100 | % | |||||||||
| Длина волны излучения | Pout=20 кВт | 1070 | 1080 | нм | ||||||||
| Ширина линии излучения | Pout=20 кВт | 3 | 6 | нм | ||||||||
| Время переключения вкл/выкл |
Pout=20 кВт | 80 | 100 | нсек | ||||||||
| Скорость модуляции выходной мощности | Pout=20 кВт | 5,0 | кГц | |||||||||
| Стабильность выходной мощности |
8 часов Твод=const |
1,0 | 2,0 | % | ||||||||
| Диаметр сердечника, питающего оптического волокна |
200 | нм | ||||||||||
| Параметр излучения питающего оптического волокна | 200 нм | BPP | 12 | 14 | мм* мрад |
|||||||
| Длина волокна | L | 10 | мм | |||||||||
| Радиус изгиба оптоволоконного кабеля напряженного не напряженного |
R | 100 200 |
мм | |||||||||
| Выходной терминал | IPG HLC-8 Соединитель (совместим С QBH) |
|||||||||||
| Длина волны прицеливания лазера | 640 | 680 | нм | |||||||||
| Выходная мощность прицеливания лазера | 0,5 | 1 | МВт | |||||||||
| *Выходная мощность тестируется на соединительном устройстве на расстоянии не более 50 м от лазера | ||||||||||||
| Параметры | Условия теста | Мин. | Тип. | Макс. | Единицы | |||||||
| Рабочее напряжение (3 фазы) | 440В | 480 | 520 | Вольт переменного тока | ||||||||
| Частота | 50/60 | Гц | ||||||||||
| Потребление мощности | Pout=20кВт | 75 | 80 | кВт | ||||||||
| Рабочий температурный диапазон | +15 | +40 | °C | |||||||||
| Влажность: без кондиционера со встроенным кондиционером |
Т<25°C Т<40°C |
90 95 |
% | |||||||||
| Температура хранения | Без воды | -40 | +75 | °C | ||||||||
| Размеры: высота ширина длина |
NEMA-12; IP-55 | 1490х 1480х 810 |
мм | |||||||||
| Вес | 1200 | кг | ||||||||||
| Трубная разводка | Трубы пласт. | нерж. норм. | сталь, резьба | |||||||||
Для операций резки обсадной колонны, удаления пробок и перфорирования лазер может являться любым из вышеупомянутых лазеров, и дополнительно любым менее мощным лазером, которые должны использовать только для работ капитального ремонта и заканчивания в скважине.
В дополнение к конфигурации фиг.1, и приведенным выше предпочтительным примерам лазеров, использующимся в настоящем изобретении, предполагается использование других конфигураций лазеров в высокопроизводительных лазерных буровых системах. Таким образом, выбор лазера может, в общем, быть основан на предполагаемом варианте применения или необходимых параметрах работы. При выборе лазера можно учитывать среднюю мощность, удельную мощность, интенсивность падающего излучения, рабочую длину волны, источник накачки, размер пятна пучка, время облучения и соотнесенную удельную энергию. Материалы, подлежащие бурению, такие как тип пласта горной породы, могут также влиять на выбор лазера. Например, тип горной породы может быть связан с типом добываемого ресурса. Твердые горные породы, такие как известняк и гранит, могут, в общем, быть связаны с гидротермальными источниками, а песчаник и сланцы могут, в общем, быть связаны с источниками газа или нефти. Таким образом, как пример, лазер может являться твердотельным лазером, газовым, химическим, лазером на красителе или лазером на парах металла или полупроводниковым лазером. Дополнительно, лазер может вырабатывать лазерный пучок с уровнем мощности в киловаттах и может являться импульсным лазером. Лазер дополнительно может являться Nd:YAG лазером, CO2 лазером, диодным лазером, таким как инфракрасный диодный лазер, или волоконным лазером, таким как лазер на иттербиевом стекле с многослойным волокном. Инфракрасный волоконный лазер излучает свет в диапазоне длин волн 800-1600 нм. Волоконный лазер активируют средой активного усиления, содержащей редкоземельные элементы, такие как гольмий, эрбий, иттэрбий, неодим, диспрозий, празеодим, тулий или их комбинации. Можно использовать комбинации одного или нескольких типов лазеров.
Волоконные лазеры типов, применимых в настоящем изобретении, в общем строятся вокруг волокон с двумя сердцевинами. Внутренняя сердцевина может состоять из редкоземельных элементов: иттэрбия, эрбия, тулия, гольмия или их комбинаций. Оптическая усиливающая среда испускает длины волн 1064 нм, 1360 нм, 1455 нм и 1550 нм, и может ограничиваться дифракцией. Оптический диод может соединяться с внешней сердцевиной (в общем, именуемой внутренней оболочкой) для закачки редкоземельного иона во внутреннюю сердцевину. Внешняя сердцевина может являться многомодовым световодом. Внутренняя сердцевина служит двум целям: направление излучения лазера большой мощности и создание усиления излучения лазера большой мощности посредством возбужденных редкоземельных ионов. Внешней оболочкой внешней сердцевины может являться полимер с низким коэффициентом преломления для уменьшения потерь и защиты волокна. Типичные диоды лазера с накачкой эмитируют в диапазоне около 915-980 нм (в общем - 940 нм). Волоконные лазеры изготавливают из IPG Photonics или Southampton Photonics. Оптические волокна большой мощности показывали получение 50 кВт посредством IPG Photonics при мультиплексировании.
При использовании, один или несколько лазерных пучков, вырабатываемых или излучаемых одним или несколькими лазерами, могут дробить, испарять или плавить материал, такой как горная порода. Лазерный пучок можно передавать импульсами в одной или множестве форм колебаний или он может быть непрерывным. Лазерный пучок может, в общем, вызывать термическое напряжение в пласте горной породы, обусловленное характеристиками материала, такого как горная порода, включающими в себя, например, теплопроводность. Лазерный пучок может также вызывать механическое напряжение посредством взрывов перегретого пара из влаги, находящейся под поверхностью пласта горной породы. Механическое напряжение можно также вызывать термическим разложением и испарением твердых веществ части пластового минерала материала. Термическое и/или механическое напряжение на стыке лазер-материал или под ним может обеспечивать дробление материала, такого как горная порода. Аналогично, лазер можно использовать для воздействия на скважинные обсадные колонны, цемент или другие массивы материала, если необходимо. Лазерный пучок может, в общем, действовать на поверхность на месте, где лазерный пучок контактирует с поверхностью, которое можно именовать зоной лазерного облучения. Зона лазерного облучения может иметь любую заданную форму и распределение интенсивности, требуемое для выполнения необходимого выхода мощности, зону лазерного облучения можно также именовать пятном лазерного пучка. Можно выполнять стволы скважин любой глубины и/или диаметра с помощью дробления многочисленных точек или слоев. Так, например, можно делать мишенью последовательность точек или можно делать мишенью стратегический рисунок точек для улучшения взаимодействия лазера и горной породы. Положение или ориентацию лазера или лазерного пучка можно перемещать или направлять для управляемого действия по необходимой площади так, что взаимодействие лазера и горной породы становится наиболее эффективным для удаления горной породы.
Один или несколько лазеров можно дополнительно установить на забое скважины, т.e. спустить в ствол скважины. Таким образом, в зависимости от конкретных требований и параметров работы, лазер можно установить на любой глубине в стволе скважины. Например, лазер можно удерживать относительно близко к поверхности, он может быть установлен на глубине в стволе скважины, его можно эксплуатировать на постоянной глубине в стволе скважины или он может быть установлен с возможностью постепенного перемещения в глубину при углублении ствола скважины. Таким образом, как дополнительный пример, лазер можно эксплуатировать на некотором расстоянии от материала, такого как горная порода, подлежащая воздействию. Когда лазер развертывают на забое скважины, лазер может, в общем, иметь форму и/или размер, обеспечивающий установку в стволе скважины. Некоторые лазеры могут лучше подходить, чем другие для использования на забое скважины. Например, размер некоторых лазеров может делать их неподходящими для использования на забое скважины, вместе с тем, такие лазеры можно спроектировать или модифицировать для использования на забое скважины. Аналогично, энергопитание или охлаждение лазера можно модифицировать для использования на забое скважины.
Системы и способы могут, в общем, включать в себя один или несколько элементов для защиты лазера. Данное важно вследствие наличия агрессивной среды, как в установках на поверхности, так и в установках на забое скважины. Согласно одному или нескольким вариантам осуществления, система бурения ствола скважины может включать в систему охлаждения. Система охлаждения может, в общем, функционировать для охлаждения лазера. Например, система охлаждения может охлаждать лазер на забое скважины, до температуры ниже окружающей температуры или до рабочей температуры лазера. Дополнительно, лазер можно охлаждать с использованием сорбционного охлаждения до рабочей температуры инфракрасного диодного лазера, например, от около 20°C до около 100°C. Для волоконного лазера рабочая температура может находиться в интервале от около 20°C до около 50°C. Жидкости пониженной температуры можно использовать для охлаждения лазера, при достижении температуры выше рабочей температуры диодного лазера.
Тепло можно также отводить на устье скважины, т.e. из ствола скважин и на поверхность, с помощью жидкого теплоносителя. Жидкий теплоноситель можно затем охлаждать путем смешивания с жидкостью с более низкой температуры на устье скважины. Один или несколько вентиляторов рассеяния тепла могут быть прикреплены к лазерному диоду для отвода тепла от инфракрасного диодного лазера. Текучие среды можно также использовать в качестве хладагентов, внешний хладагент можно также использовать.
В вариантах применения на забое скважины лазер можно защищать от давления и воздействия среды на забое скважины, заключая в кожух из подходящего материала. Такие материалы могут включать в себя сталь, титан, алмаз, карбид вольфрама и т.п. Волоконная головка для инфракрасного диодного лазера или волоконный лазер могут иметь окно, пропускающее инфракрасное излучение. Такие окна передачи могут быть выполнены из материала, стойкого к воздействию среды на забое скважины и сохраняющего свойства пропускания. Таким материалом может являться сапфир или другой материал с аналогичными свойствами. Один или несколько инфракрасных диодных лазеров или волоконных лазеров могут быть полностью заключены в кожух из сапфира. Для примера, инфракрасный диодный лазер или волоконный лазер могут быть выполнены из алмаза, карбида вольфрама, стали и титана за исключением частей, где эмитируется лазерный пучок.
В среде на забое скважины, для примера, дополнительно создают отсутствие контакта инфракрасного диодного лазера или волоконного лазера со стволом скважины в процессе бурения. Например, лазер на забое скважины может быть разнесен со стенкой ствола скважины.
Холодильную установку, использующуюся для охлаждения лазера, в системах общего типа, показанного на фиг.1, выбирают с производительностью охлаждения, зависящей от размера лазера, производительности лазера, рабочей температуры и местоположения в среде, и, предпочтительно, холодильную установку должны выбирать для работы в условиях со всеми данными параметрами. Предпочтительно, холодильная установка, применимая для лазера мощностью 20 кВт, должна иметь следующие технические характеристики, изложенные в Таблице 2 в данном документе.
| Таблица 2 | |
| Холодильная установка | PC400.01-NZ-DIS |
| Технические данные для работы при 60 кГц: | |
| Тип IPG-лазера | YLR-15000, YLR-20000 |
| Полезная мощность охлаждения | 60,0 кВт |
| Хладагент | R407C |
| Необходимый расход воздуха | 26100 м3/час |
| Установка | Установка вне укрытия |
| Число компрессоров | 2 |
| Число вентиляторов | 3 |
| Число насосов | 2 |
| Эксплуатационные ограничения | |
| Расчетная эксплуатационная температура | 33°C (92°F) |
| Минимальная эксплуатационная температура | -20°C (-4°F) |
| Максимальная эксплуатационная температура | 39°C (102°F) |
| Температура хранения минимальная (с пустым водяным баком) | -40°C (-40°F) |
| Температура хранения максимальная | 70°C (158°F) |
| Объем бака обычной воды | 240 л (63,50 галлон) |
| Объем бака деионизированной воды | 25 л (6,61 галлон) |
| Данные электросистемы для работы на 60 Гц | |
| Расчетное потребление электроэнергии без нагревателя | 29,0 кВт |
| Расчетное потребление электроэнергии с нагревателем | 33,5 кВт |
| Максимальное потребление электроэнергии | 41,0 кВТ |
| Максимальный ток | 60,5 А |
| Максимальный ток плавкого предохранителя | 80,0 А |
| Пусковой ток | 141,0 А |
| Напряжение включения | 460 В/3 фазы/заземление |
| Частота | 60 Гц |
| Допуск напряжения включения | +/-10% |
| Габариты, вес и уровень шума | |
| Вес с пустым баком | 900 кг (1984 фунт) |
| Уровень шума на расстоянии 5 м | 68 дБА |
| Ширина | 2120 мм (83 ½ дюйм) |
| Глубина | 860 мм (33 7/8 дюйм) |
| Высота | 1977 мм (77 7/8 дюйм) |
| Контур водопроводной воды | 0 |
| Производительность холодильной установки | 56,0 кВт |
| Температура воды на выходе | 21oC (70oF) |
| Температура воды на входе | 26oC (79oF) |
| Стабильность температуры | +/-1,0оК |
| Расход воды при свободном давлении воды | 135 л/мин при 3,0 бар (35,71 галл/мин при 44 фунт/дюйм2) |
| Расход воды при свободном давлении воды | 90 л/мин при 1,5 бар (23,81 галл/мин при 21 фунт/дюйм2) |
| Контур деионизированной воды | |
| Производительность холодильной установки | 4,0 кВт |
| Температура воды на выходе | 26°C (79°F) |
| Температура воды на входе | 31°C (88°F) |
| Стабильность температуры | +/-1,0°К |
| Расход воды при свободном давлении воды | 20 л/мин при 1,5 бар (5,28 галл/мин при 21 фунт/дюйм2) |
| Расход воды при свободном давлении воды | 15 л/мин при 4,0 бар (3,96 галл/мин при 58 фунт/дюйм2) |
| Не являющиеся необходимыми варианты (включенные в состав) | |
| Двухчастотная версия: 400В/3фазы/50Гц 460В/3фазы/60Гц |
|
Для систем общего типа, показанного на фиг.1, лазерный пучок передается на барабан гибкой насосно-компрессорной трубы средством передачи лазерного пучка. Такое средство передачи может являться серийным и имеющимся в продаже промышленным упрочненным оптоволоконным кабелем с соединителями QBH на каждом конце.
Существует два основных подхода к барабанам, первый, с использованием барабана в виде простого колеса с трубопроводом, наматываемым снаружи колеса. Например, данный гибкий трубопровод может быть полой трубой, он может нести оптическое волокно, жгут оптического волокна, бронированное оптическое волокно, он может являться оптическим передающим кабелем другого типа или он может являться тонкостенной трубой, содержащей вышеупомянутые оптические передающие кабели.
Барабан в данной конфигурации имеет полую центральную ось, где мощность оптического излучения передается на входной конец оптического волокна. Пучок должен отправляться по центру барабана, барабан вращается на прецизионных подшипниках либо в горизонтальной или в вертикальной ориентации для предотвращения какого-либо отклонения барабана при сматывании с нее волокна. Для оси барабана является оптимальным поддержание углового допуска около +/-10 микрорадиан, который предпочтительно получают с оптической осью изолированной и/или независимой от оси вращения барабана. Пучок при запуске в волокно, запускается линзой, вращающейся с волокном на плоскости преобразования Фурье линзы запуска, которая является нечувствительной к перемещению в положении линзы относительно лазерного пучка, но чувствительной к отклонению входящего лазерного пучка. Пучок, запускаемый в волокно, запускается линзой, стационарной относительно волокна на плоскости преобразования Фурье линзы запуска, нечувствительной к перемещению волокна относительно линзы запуска.
Второй подход состоит в использовании стационарного барабана аналогично катушечной раме и вращении лазерной головки при сматывании волокна с барабана для предохранения волокна от перекручивания при вытягивании с барабана. Если волокно можно разработать выдерживающим приемлемую величину перекручивания по своей длине, то данный способ должен являться предпочтительным. При использовании второго подхода, когда волокно может быть предварительно перекрученным на барабане, и затем, при вытягивании волокна с барабана, выпрямляющимся, нет необходимости вращения волокна и буровой головки при сходе волокна. Должен быть создан ряд натягивающих устройств, которые должны вывешивать волокно в стволе скважины, или, если ствол скважины заполнен водой для извлечения отходов с забоя ствола скважины, то волокна можно заключать в плавающий кожух, который должен нести вес волокна и самого кожуха на всей длине ствола скважины. В ситуации, где компоновка низа бурильной колонны не вращается, и волокно перекручивается и работает под напряжением от перекручивания, должно дополнительно существовать преимущество уменьшения вынужденного бриллюэновского рассеяния, как указано в данном документе.
Для систем общего типа, показанного на фиг.1, барабан гибкой насосно-компрессорной трубы может содержать следующие, являющиеся примером, длины гибкой насосно-компрессорной трубы: от 1 км (3280 фут) до 9 км (29528 фут); от 2 км (6561 фут) до 5 км (16404 фут); по меньшей мере, около 5 км (16404 фут); и от около 5 км (16404 фут), по меньшей мере, до около 9 км (29528 фут). Барабан может являться любым стандартным типом барабана, использующего стальную трубу 2.875. Например, производимые серийно и имеющиеся в продаже барабаны обычно включают в себя 4-6 км стальной насосно-компрессорной трубы диаметром 2-7/8 дюйма (73 мм). Насосно-компрессорная труба производится серийно и имеется в продаже с диаметрами в диапазоне 1-2-7/8 дюйма (25-73мм).
Предпочтительно, барабан должн нести стальную трубу стандартного типа диаметром 2-7/8 дюйма (73 мм), т.e. гибкую насосно-компрессорную трубу. Как дополнительно рассмотрено в данном документе, гибкая насосно-компрессорная труба должна заключать в себе, по меньшей мере, одну линию оптического волокна для передачи лазерного пучка на компоновку низа бурильной колонны. В дополнение к оптическому волокну гибкая насосно-компрессорная труба может также нести другие кабели для других целей на забое скважины или для передачи материала или информации по стволу скважины на поверхность. Гибкая насосно-компрессорная труба может также нести текучую среду или трубопровод для несения текучей среды. Для защиты и опирания оптоволоконных кабелей и других кабелей, которые несет гибкая насосно-компрессорная труба можно использовать стабилизирующие устройства.
Барабан может иметь волокна QBH и коллиматор. Средство виброизоляции являются необходимыми в конструкции барабана и, конкретно, для волоконного коллекторного кольца, таким образом, например, внешняя пластина барабана устанавливается на опору барабана с использованием делриновой пластины, а внутренняя пластина плавает на барабане и штифты вращают компоновку. Волоконное коллекторное кольцо является стационарным волокном, передающим мощность поперек вращающейся втулки барабана на вращающееся волокно.
При использовании барабана механическую ось барабана используют для передачи мощности оптического излучения от входного конца оптоволоконного кабеля на дальний конец. Это требует системы прецизионных оптических подшипников (волоконного коллекторного кольца) для поддержания стабильного совмещения между внешним волокном, подающим мощность оптического излучения и оптическим волокном, установленным на барабане. Лазер может быть установлен внутри барабана или, как показано на фиг.1, он может быть установлен за пределами барабана или, если используют многочисленные лазеры, можно использовать как внутреннее, так и внешнее размещение. Установленный внутри лазер может являться зондирующим лазером, используемым для анализа и мониторинга системы и исполнения системой способов. Дополнительно, измерительное оборудование и оборудование мониторинга можно размещать внутри вращающихся элементов барабана или иначе крепить к ним.
Дополнительно создано поворотное соединительное средство для соединения поворотной гибкой насосно-компрессорной трубы, со средством 1008 передачи лазерного пучка и средством 1011 передачи текучей среды, которые не являются поворотными. Как показано в виде примера на фиг.2, барабан 2009 гибкой насосно-компрессорной трубы имеет два поворотных соединительных средства 2013. Одно из соединительных средств имеет оптическое поворотное соединительное средство 2002, а другое имеет поворотное соединительное средство 2003 текучей среды. Оптическое поворотное соединительное средство 2002 может находиться в одной структуре с поворотным соединительным средством 2003 текучей среды или они могут являться разделенными. Предпочтительно использование двух разделенных соединительных средств. Дополнительное поворотное соединительное средство может также быть добавлено для манипуляций с другими кабелями, например кабелями для зондов на забое.
Оптическое поворотное соединительное средство 2002 соединено с полой прецизионной заземленной осью 2004 поверхностями 2005, 2006 подшипников. Лазерное средство 2008 передачи оптически соединено с полой осью 2004 оптическим поворотным соединительным средством 2002, обеспечивающим передачу лазерного пучка от лазерного средства 2008 передачи в полую ось 2004. Оптическое поворотное соединительное средство, например, может быть укомплектовано соединителем QBH, прецизионным коллиматором и поворотной ступенью, например коллиматором Precitec, проходящим через поворотную ступень Newport к другому коллиматору Precitec и коллиматору QBH. Соответственно тепловыделению, и для предотвращения перегрева, в оптическом поворотном соединителе охлаждение должно применяться для поддержания температуры на необходимом уровне.
Полая ось 2004 затем передает лазерный пучок к отверстию 2007 в полой оси 2004, в котором размещен оптический соединитель 2010, оптически соединяющий полую ось 2004 со средством 2025 передачи на большое расстояние лазерного пучка большой мощности, размещенным внутри гибкой насосно-компрессорной трубы 2012. Таким образом, лазерное средство 2008 передачи, полая ось 2004 и средство 2025 передачи на большое расстояние лазерного пучка большой мощности оптически соединены с возможностью вращения, так что лазерный пучок может передаваться от лазера на средство 2025 передачи на большое расстояние лазерного пучка большой мощности.
Дополнительно, оптическое соединение для вращающегося барабана показано на фиг.6, где показаны барабан 6000 и опора 6001 для барабана 6000. Барабан 6000 установлен вращающимся в опоре 6001 на несущих нагрузку подшипниках 6002. Входной оптический кабель 6003 передает лазерный пучок от лазерного генератора (не показано на Фигуре) на оптический соединитель 6005. Лазерный пучок выходит из соединителя 6005 и проходит через оптику 6009 и 6010 в оптический соединитель 6006, оптически соединенный с выходным оптическим кабелем 6004. Оптический соединитель 6005 установлен в барабане на предпочтительно не несущем нагрузки подшипнике 6008, а оптический соединитель 6006 установлен на барабан на устройстве 6007 способом, обеспечивающим его вращение с барабаном. Таким образом, при вращении барабана, вес барабана и гибкой насосно-компрессорной трубы несут несущие нагрузку подшипники 6002, а вращающийся блок оптического соединителя обеспечивает передачу лазерного пучка от не вращающегося кабеля 6003 на кабель 6004, вращающийся вместе с барабаном.
В дополнение к использованию вращающегося барабана гибкой насосно-компрессорной трубы, показанного на фиг.1 и 2, другим средством для спуска и подъема средства передачи лазерного пучка большой мощности на большое расстояние является стационарный барабан или катушечная рама. Как показано в примере на фиг.3A и 3B, создана катушечная рама 3009, являющаяся стационарной и содержащая уложенное витками средство 3025 передачи лазерного пучка большой мощности на большое расстояние. Данное средство соединено со средством 3008 передачи лазерного пучка, соединенным с лазером (не показано на данной фигуре). Таким образом, лазерный пучок может передаваться на средство передачи лазерного пучка большой мощности на большое расстояние, и данное средство может быть развернуто в стволе скважины. Аналогично, средство передачи лазерного пучка большой мощности на большое расстояние может содержаться в гибкой насосно-компрессорной трубе на катушечной раме. Таким образом, средство передачи на большое расстояние должно являться бронированным оптическим кабелем типа предусмотренного в данном документе. При использовании катушечной рамы необходимо учитывать тот факт, что оптический кабель должен перекручиваться при развертывании. Для решения данной проблемы компоновку низа бурильной колонны, или только лазерную буровую головку можно медленно вращать для сохранения оптического кабеля не перекрученным, оптический кабель может быть предварительно перекрученным и оптический кабель может иметь конструктивное исполнение, допускающее перекручивание.
Источник текучей среды может быть как газовым, жидкостным, пенным, так и системой, имеющей много возможностей. Текучая среда может служить многим целям в проходке ствола скважины. Так, текучую среду, в основном, используют для удаления шлама с забоя ствола скважины, например, буровым или промывочным раствором, и для сохранения области между концом лазерной оптики в компоновке низа бурильной колонны и забоем ствола скважины, достаточно очищенной от шлама, так что не создается помех на пути лазерного пучка и не снижается его мощность. Она также может функционировать, охлаждая лазерную оптику и компоновку низа бурильной колонны, а также функционировать в варианте несжимаемой текучей среды, или сжимаемой текучей среды под давлением. Текучая среда дополнительно дает средство создания гидростатического давления в стволе скважины для предотвращения притока газов и текучих сред.
Таким образом, при выборе типа текучей среды, а также системы подачи текучей среды, следует учитывать, среди прочего, длину волны лазера, оптический блок, геологические условия ствола скважины, глубину ствола скважины и необходимую интенсивность удаления шлама, создаваемого лазерной проходкой ствола скважины. Весьма желательно, чтобы интенсивность удаления шлама текучей средой не являлась ограничивающим фактором скорости проходки ствола скважины системой. Например, текучие среды, которые можно использовать в настоящем изобретении включают в себя обычные буровые растворы, воду (при условии, что они не попадают в оптический путь лазера), и текучие среды, пропускающие лазерные лучи, такие как галогенуглероды, (галогенуглероды являются полимерами низкого молекулярного веса хлортрифторэтилена), масла и N2. Предпочтительно, данные текучие среды можно использовать, и предпочтительной является их подача с производительностью от двух до нескольких сот куб.фут/мин (1 куб.фут/мин = 28 л/мин) при давлении в диапазоне от атмосферного до нескольких сот фунт/дюйм2 (фунт/дюйм2 = 6,9 кПа). Если используют комбинации данных текучих сред, следует использовать расходы с равновесием задач для поддержания проводимости оптического пути и удаления обломков породы.
Предпочтительно, средство передачи лазерного пучка большой мощности на большое расстояние является оптическим волокном или множеством линий оптического волокна в бронированной оболочке для передачи оптического излучения мощностью от около 1 кВт до около 20 кВт, от около 10 кВт до около 20 кВт, по меньшей мере, около 10 кВт и, предпочтительно, около 20 кВт или больше средней мощности в стволе скважины с целью измерения литологии, испытания литологии, бурения осадочные породы и других аналогичных вариантов применения, относящихся, в общем, к созданию, проходке и испытанию стволов скважин в грунте. Предпочтительно, бронированная оптоволоконная линия содержит 0,64 см (1/4 дюйма) трубку из нержавеющей стали с 1, 2, 1-10, по меньшей мере, 2, более 2, по меньшей мере, около 50, по меньшей мере, около 100 и, наиболее предпочтительно, 2-15 оптических волокон в ней. Предпочтительно данные кабели должны иметь волокна ступенчатого профиля базовой прямой с диаметром сердцевины около 500 мкм.
В настоящее время считается, что промышленные лазеры используют оптические волокна большой мощности, бронированные сталью, спирально намотанной вокруг волокна и полимерной оплеткой, окружающей стальную оплетку, для предотвращения попадания нежелательных пыли и грязи в среду оптического волокна. Оптические волокна имеют покрытие из тонкого слоя металла, или тонкая проволока проложена вдоль волокна для детектирования обрыва волокна. Обрыв волокна может быть опасен, поскольку может приводить к разрыву бронирующей оплетки и представлять опасность для оператора. Вместе с тем, данный тип защиты волокна разработан для окружающих условий на поверхности и не должен выдерживать воздействия агрессивной среды ствола скважины.
Волоконно-оптические датчики для нефтяной и газовой промышленности развертывают как без бронирования, так и с бронированием. В настоящее время считается, что имеющиеся подходы без бронирования являются неприемлемыми для вариантов применения большой мощности, предполагаемого данной заявкой. Предлагаемые в настоящее время подходы бронирования являются аналогично неадекватными, поскольку не принимают во внимания способ передачи оптического излучения большой мощности и способ детектирования обрыва оптического волокна, которые оба являются важными для надежной и безопасной системы. Настоящий способ бронирования оптического волокна предусматривает его заключение в трубку из нержавеющей стали, покрытие волокна углеродом для предотвращения миграции водорода и, наконец, заполнение трубы желатином, который амортизирует волокно и абсорбирует водород из окружающей среды. Вместе с тем данную компоновку выполняли только для оптических волокон с малым диаметром сердцевины (50 мкм) и с очень низкими уровнями мощности оптического излучения <1 Вт.
Таким образом, для создания оптического волокна большой мощности, применимого в агрессивной окружающей среде ствола скважины, изобретено новое бронированное волокно и способ. Так, создано заключение в оболочку оптического волокна с большой сердцевиной с диаметром, равным или больше 50 мкм, равным или больше 75 мкм и, наиболее предпочтительно, равным или больше 100 мкм, или множества оптических волокон в металлическую трубку, где каждое волокно может иметь углеродное покрытие, а также полимерное, и может включать в себя тефлоновое покрытие для амортизации волокон, когда они трутся друг о друга во время развертывания. Таким образом, волокно, или жгут волокон, может иметь диаметр больше или равный около 150 мкм-700 мкм, 700 мкм-1,5 мм, или больше 1,5 мм.
Углеродное покрытие может иметь толщину в диапазоне от 10 мкм до >600 мкм. Полимерное или тефлоновое покрытие может иметь толщину в диапазоне от 10 мкм до >600 мкм и предпочтительными типами такого покрытия являются акрилат, силикон, полиимид, перфторалкоксил и другие. Углеродное покрытие может примыкать к волокну, при этом полимерное или тефлоновое покрытие наносят на него. Полимерные или тефлоновые покрытия наносят последними для уменьшения связывания волокон во время развертывания.
В некоторых неограничивающих вариантах осуществления волоконная оптика может отправлять до 10 кВт на волокно, до 20 кВт на волокно, до и больше 50 кВт на волокно. Волокна могут передавать любые необходимые длины волн или комбинации длин волн. В некоторых вариантах осуществления, диапазон длины волн, которые волокно может передавать, предпочтительно составляет около 800-2100 нм. Волокно может быть соединено соединителем с другим волокном для поддержания надлежащего фиксированного расстояния между одним волокном и соседними волокнами. Например, волокна могут быть соединены так, что пятно пучка от соседних оптических волокон при облучении материала, такого как поверхность горной породы, меньше 2" дюймов и не является перекрывающим для конкретного оптического волокна. Волокна могут иметь любой необходимый размер сердцевины. В некоторых вариантах осуществления, размер сердцевины может находиться в диапазоне от около 50 мкм до 1 мм или больше. Волокно может быть одномодовым или многомодовым. В случае многомодового, числовая апертура некоторых вариантов осуществления может иметь диапазон от 0,1 до 0,6. Более низкая числовая апертура может быть предпочтительной для качества пучка, и более высокая числовая апертура может обеспечивать более простую для передачу более высокой мощности с более низкими потерями на стыке. В некоторых вариантах осуществления эмитированный волоконным лазером свет с длинами волн, составляющими 1060-1080 нм, 1530-1600 нм, 1800-2100 нм, диодными лазерами 800-2100 нм, CO2 лазером 10600 нм, или Nd:YAG лазером, эмитирующим с длиной волны 1064 нм может соединяться с оптическими волокнами. В некоторых вариантах осуществления, волокно может иметь низкое содержание воды. Волокно может находиться в оплетке, такой как полиимид, акрилат, углеродистый полиамид и углерод/двойной акрилат или другой материал. Если требуются высокие температуры, полиимид или производный материал можно использовать для работы при температурах выше 300 градусов C. Волокна могут являться фотонным кристаллом с полой сердцевиной или фотонным кристаллом со сплошной сердцевиной. В некоторых вариантах осуществления использование волокон фотонного кристалла с полой сердцевиной с длинами волн 1500 нм или больше может минимизировать абсорбционные потери.
Множество оптических волокон можно соединять в жгуты ряда конфигураций для улучшения удельной мощности. Оптических волокон, образующих жгут, может быть от двух при мощности в диапазоне от сотен Ватт до киловатта в каждом волокне до миллионов при мощности в диапазоне миливатт - микроватт в каждом волокне. В некоторых вариантах осуществления множество оптических волокон можно соединять в жгуты и сращивать при мощности ниже 2,5 кВт для шагового понижения мощности. Мощность можно сращивать для увеличения удельных мощностей, проходящих через жгут, таких как предпочтительно до 10 кВт, более предпочтительно, до 20 кВт, и еще более предпочтительно до 50 кВт или больше. Шаговое уменьшение и увеличение мощности обеспечивает увеличение или уменьшение удельной мощности пятна пучка и размеров пятна излучения посредством волоконной оптики. В большинстве примеров, сращивание мощности для увеличения полной мощности на выходе может являться предпочтительным, так что мощность, подаваемая через волокна, не достигает критической за порогом мощности для волоконной оптики.
Пример конфигураций приведен в следующей Таблице 3.
| Таблица 3 | |
| Диаметр пучка | Число волокон в пучке |
| 100 мкм | 1 |
| 200 мкм-1 мм | 2-100 |
| 100 мкм-1 мм | 1 |
Тонкую проволоку можно также укладывать в компоновке, например, в 1/4 дюймовой (6 мм) трубке из нержавеющей стали, вместе с оптическими волокнами для проверки волокон на непрерывность. Альтернативно, металлическое покрытие достаточной толщины наносят для обеспечения мониторинга непрерывности волокна. Данные подходы, вместе с тем, становятся проблематичными при длине волокна, превышающей 1 км, и не создают практически применимого способа для испытания и мониторинга.
Конфигурации в Таблице 3 могут иметь длину, равную или больше 1 м, равную или больше 1 км, равную или больше 2 км, равную или больше 3 км, равную или больше 4 км и равную или больше 5 км. Данные конфигурации можно использовать для передачи через них мощности уровня от около 0,5 кВт до около 10 кВт, от больше или равной 1 кВт, больше или равной 2 кВт, больше или равной 5 кВт, больше или равной 8 кВт, больше или равной 10 кВт и предпочтительно, по меньшей мере, около 20 кВт.
При передаче мощности на большие расстояния, такие как по стволу скважины или через кабель длиной, по меньшей мере, 1 км, существуют 3 источника потери мощности в оптическом волокне, Рассеяние Ралея, Рассеяние Рамана и Рассеяние Бриллюэна. Первое, рассеяние Ралея является присущим волокну видом потерь вследствие посторонних включений в волокне. Второе, рассеяние Рамана, может приводить к вынужденному рассеянию Рамана в стоксовых волнах или антистоксовых волнах вибрирующих молекул волокна. Рассеяние Рамана возникает, предпочтительно в направлении вперед и приводит к сдвигу длины волны до +25 нм от начальной длины волны генератора. Третий механизм, рассеяние Бриллюэна, является рассеянием распространяющейся вперед откачки акустических волн в волокнах, созданных мощными электрическими полями света первоисточника (накачки). Данный третий механизм является высоко проблематичным и может создавать значительные трудности в передаче большой мощности на большие расстояния. Рассеяние Бриллюэна может приводить к вынужденному бриллюэновскому рассеянию, где световое излучение накачки предпочтительно рассеивается назад в волокне с частотным сдвигом приблизительно около 1-20 ГГц от начальной частоты генератора. Действие данного вынужденного бриллюэновского рассеяние может быть достаточно сильным для обратного рассеяния, по существу, всего падающего светового излучения накачки в данных подходящих условиях. Поэтому является необходимым подавление данного нелинейного эффекта. По существу имеется четыре основных переменных, определяющих порог для вынужденного бриллюэновского рассеяния: длина усиливающей среды (волокна); ширина спектральной линии лазерного генератора; естественная бриллюэновская ширина спектральной линии волокна, в котором распространяется световое излучение накачки, и диаметр модового поля волокна. В типичных условия и для типичных волокон, длина волокна обратно пропорциональна порогу мощности, так что чем длиннее волокно, тем ниже порог. Порог мощности определяют как мощность, при которой большой процент падающего излучения накачки должен рассеиваться так, что положительная обратная связь имеет место, при этом в процессе рассеяния генерируются акустические волны. Данные акустические волны затем действуют как решетка для возбуждения дополнительного вынужденного бриллюэновского рассеяния. Когда порог мощности пройден, возникает экспоненциальный рост рассеянного света и способность передачи более высокой мощности сильно уменьшается. Данный экспоненциальный рост продолжается с экспоненциальным уменьшением мощности до точки, в которой любой дополнительный ввод мощности не должен передаваться вперед точки, определенной в данном документе, как максимум передачи мощности. Таким образом, максимум передачи мощности зависит от порога вынужденного бриллюэновского рассеяния, но когда он достигнут, максимум передачи мощности должен не увеличиваться с увеличением мощности на входе.
Таким образом, предложено описанное в данном документе, новое и уникальное средство для подавления явления нелинейного рассеяния, такого как явления вынужденного рассеяния Бриллюэна и вынужденного рассеяния Рамана, средство для увеличения порога мощности и средство для увеличения максимума передачи мощности для использования в передаче энергии лазерного излучения большой мощности на большие расстояния, среди прочего, для проходки стволов скважин.
Диаметр модового поля должен быть настолько большим, насколько практически применимо, не вызывающим ненадлежащего затухания распространения излучения лазерного генератора. Одномодовые волокна с большой сердцевиной в настоящее время производятся серийно и имеются в продаже с модовыми диаметрами до 30 мкм, вместе с тем потери при изгибе обычно являются высокими и потери при распространении превышающими допустимые. Волокна с малой сердцевиной ступенчатого профиля, с диаметром модового поля 50 мкм представляют интерес, вследствие низких присущих им потерь, значительно уменьшенного потока энергии запуска и уменьшенного усиления вынужденного бриллюэновского рассеяния, поскольку волокно не предохраняет от поляризации, оно также имеет константу многомодового распространения и большой диаметр модового поля. Все данные факторы эффективно увеличивают порог мощности вынужденного бриллюэновского рассеяния. Следовательно, волокно с большей сердцевиной с низкими потерями рассеяние Ралея является возможным решением для передачи большой мощности на большое расстояние, предпочтительно, где диаметр модового поля составляет 50 мкм или больше.
Следующим фактором является естественная бриллюэновская ширина спектральной линии волокна. Когда бриллюэновская ширина спектральной линии увеличивается, фактор усиления рассеяния уменьшается. Бриллюэновскую ширину спектральной линии можно расширить, изменением температуры по длине волокна, модуляцией механического напряжения на волокне и созданием акустических колебаний в волокне. Изменение температуры вдоль волокна приводит к изменению в коэффициенте преломления волокна и фоновой (kT) вибрации атомов в волокне, эффективно расширяя спектральную линию бриллюэновского рассеяния. В варианте применения на забое ствола скважины температура вдоль волокна должна естественно изменяться в результате геотермического воздействия, которому волокно должно быть открыто в диапазоне глубин, описанных в данном документе. Результатом нетто должно быть подавление усиления вынужденного бриллюэновского рассеяния. Применение термического градиента вдоль длины волокна может являться средством для подавления вынужденного бриллюэновского рассеяния с увеличением ширины спектральной линии бриллюэновского рассеяния волокна. Например, такое средство может включать в себя использование тонкого пленочного нагревательного элемента или изменяющейся теплоизоляции вдоль длины волокна для регулирования фактической температуры в каждой точке по длине волокна. Примененные тепловые градиенты и температурное распределение могут быть, без ограничения этим, линейными, ступенчатыми и в виде периодических функций вдоль длины волокна.
Модуляция механического напряжения для подавления эффекта нелинейного рассеяния, на волокне может быть достигнута, но данное средство не ограничено закреплением волокна в его оплетке, так что волокну сообщают механическое напряжение. При селективном натягивании каждого сегмента между опорными элементами бриллюэновский спектр должен иметь красный сдвиг или синий сдвиг от естественной центральной частоты, эффективно расширяя спектр и уменьшая усиление. Если обеспечено свободное висение волокна на натяжителе, то механическое напряжение должно изменяться от устья к забою ствола скважины, эффективно расширяя спектр усиления бриллюэновского рассеяния и подавляя вынужденное бриллюэновское рассеяние. Средство для приложения механического напряжения к волокну включает в себя, без ограничения этим, перекручивание волокна, растягивание волокна, приложение внешнего давления на волокно и изгиб волокна. Так, например, как рассмотрено выше, перекручивание волокна может происходить с использованием катушечной рамы. Кроме того, скручивание волокна может происходить посредством использования на забое скважины центраторов, выполненных с возможностью создания вращения. Натяжение волокна может быть получено, например, как описано выше, с использованием опорных элементов вдоль длины волокна. На забое скважины давление может создавать градиент давления вдоль длины волокна, таким образом создавая механическое напряжение.
Акустическая модуляция волокна может менять ширину спектральной линии бриллюэновского рассеяния. Посредством размещения акустических генераторов, таких как пьезокристаллы вдоль длины волокна и модуляции их на заданный частоте, спектр бриллюэновского рассеяния можно расширять, эффективно уменьшая усиление бриллюэновского рассеяния. Например, кристаллы, акустические системы, механические вибраторы или любые другие механизмы создания акустических колебаний в волокне можно использовать для эффективного подавления усиления вынужденного бриллюэновского рассеяния. Кроме того, акустическое излучение можно создавать, выпуская сжатый воздух через определенные отверстия, создавая свист.
Взаимодействие ширины спектральной линии генератора и ширины спектральной линии бриллюэновского рассеяния, в частности, определяет функцию усиления. Изменение ширины спектральной линии генератора может подавлять функцию усиления и, таким образом, подавлять нелинейные явления, такие как вынужденное бриллюэновское рассеяние. Ширину спектральной линии генератора можно изменять, например, частотной модуляцией или комбинированнием генераторов с близко разнесенными длинами волны, пример которых показан на Фиг.5. Таким образом, с волоконным лазером можно напрямую проводить частотную модуляцию рядом средств, одним способом является простое натяжение волокон пьезоэлектрическим элементом, вызывающим шаговое изменение в веществе волокна, приводящим к изменению длины лазерного резонатора, производящей сдвиг в собственной частоте волоконного лазера. Данная схема частотной модуляции может достигать очень широкополосной модуляция волоконного лазера с относительно медленными механическими и электрическими компонентами. Более прямой способ частотной модуляции данных генераторов лазерного излучения может заключаться в пропускании пучка через нелинейный кристалл, такой как ниобат лития, работающий в моде фазовой модуляции, и модуляции фазы на необходимой частоте для подавления усиления.
Кроме того, можно использовать спектральную лучевую комбинацию генераторов лазерного излучения, подавляющую вынужденное бриллюэновское рассеяние. Так, разнесенные по длине волны лучи с разносом, описанным в данном документе, могут подавлять вынужденное бриллюэновское рассеяние посредством интерференции в получающихся в результате акустических волнах, которые должны стремиться к расширению спектра вынужденного бриллюэновского рассеяния и, таким образом, давать в результате более низкое усиление вынужденного бриллюэновского рассеяния. Кроме того, с использованием многочисленных цветов общий максимум передачи мощности можно увеличивать посредством ограничения эффекта вынужденного бриллюэновского рассеяния в каждом цвете. Пример такой лазерной системы показан на фиг.4.
Рассеяние Рамана можно подавлять включением в состав оптического пути фильтра селекции длины волны. Данный фильтр может являться рефлективным, пропускающим или абсорбционным фильтром. Кроме того, соединительное устройство оптоволоконного кабеля может включать в себя заграждающий фильтр Рамана. Кроме того заграждающий фильтр Рамана может быть встроенным в волокно. Данный фильтр может являться, без ограничения этим, фильтром отраженных сигналов, таким как дихроичный фильтр или пропускающий решетчатый фильтр, такой как брэгговский решетчатый фильтр, или рефлективный решетчатый фильтр, такой как штриховая дифракционная решетка. Для любого распространения в обратном направлении энергии Рамана, а также как средства введения энергии накачки в активное волокно, предложен усилитель, встроенный во всю длину волоконного пути, который, как пример, может включать в себя способ встраивания заграждающего фильтра в соединитель для подавления излучения Рамана, подавляющего усиление рассеяния Рамана. Дополнительно, бриллюэновское рассеяние можно также подавлять фильтрованием. Фарадеевские вентили, например, можно встраивать в систему. Брэгговский решетчатый рефлектор, настроенный на бриллюэновскую частоту рассеяния можно также встраивать в соединитель для подавления бриллюэновского излучения.
Для преодоления потери мощности в волокне, как функции расстояния, можно использовать активное усиление лазерного сигнала. Активный волоконный усилитель может создавать усиление вдоль оптического волокна для компенсации потерь в волокне. Например, комбинированием активных волоконных секций с пассивными волоконными секциями, где достаточное световое излучение накачки подается на активные секции, т.e. секции с усилением, потери в пассивной секции должны компенсироваться. Таким образом, создано средство для интегрирования усиления сигнала в систему. На фиг.7 показан пример такого средства, имеющего первую пассивную волоконную секцию 8000, например, с потерями в -1дБ, генератор 8001 накачки, оптически связанный с волоконным усилителем 8002, который можно вводить во внешнюю оболочку для создания, например, усиления +1 дБ мощности распространяющегося сигнала. Волоконный усилитель 8002 оптически соединен с оптическим соединителем 8003, который может быть свободно разнесенным или с плавким предохранителем, оптически соединенным с пассивной секцией 8004. Данную конфигурацию можно повторять много раз, для изменяющейся длины, потерь мощности и условий на забое скважины. Кроме того, волоконный усилитель может действовать как подающее волокно по всей длине передачи. Генератор накачки может находиться на устье, на забое скважины, или быть комбинацией устьевого и забойного генератора для различных конфигураций ствола скважины.
Дополнительный способ состоит в использовании комбинации пучка с длиной волны с уплотнением многочисленных генераторов лазерного излучения для создания эффективной ширины спектральной линии, превышающей во много раз собственную ширину спектральной линии индивидуального лазера, с эффективным подавлением усиления вынужденного бриллюэновского рассеяния. Здесь многочисленные лазеры, каждый работающий на заданной длине волны и с заданным разносом длин волн совмещены друг с другом, например, решеткой. Решетка может являться пропускающей или рефлективной.
Оптическое волокно или жгут волокон можно заключать в наружный экран, обеспечивающий его выживание при высоких давлениях и температурах. Кабель может иметь конструкцию, аналогичную подводным кабелям, укладываемым на океанское дно, и может являться плавающим, если ствол скважины заполнен с водой. Кабель может состоять из одного или нескольких оптических волокон в кабеле, в зависимости от способности волокна к передаче мощности, и мощности, требуемой для достижения экономичных скоростей бурения. Понятно, что в полевых условиях несколько км оптоволоконного кабеля должны быть спущены в ствол скважины. Волоконные кабели можно выполнять различной длины для использования более коротких для меньших глубин с передачей мощности более высокого уровня и, следовательно, возможностью достижения более высоких скоростей бурения. Данный способ требует замены волокон при переходе к глубинам, превышающим длину волоконного кабеля. Альтернативно ряд соединителей можно использовать, если соединители устройства можно выполнить с достаточно низкими потерями, для обеспечения соединения и повторного соединения волокна (волокон) с минимальными потерями.
В приведенных ниже Таблицах 4 и 5 показана передача мощности для примеров конфигураций оптического кабеля.
| Таблица 4 | ||||
| Мощность на входе | Длина волокна (волокон) | Диаметр жгута | Число волокон в жгуте | Мощность на выходе |
| 20 кВт | 5 км | 500 мкм | 1 | 15 кВт |
| 20 кВт | 7 км | 500 мкм | 1 | 13 кВт |
| 20 кВт | 5 км | 200 мкм-1 мм | 2-100 | 15 кВт |
| 20 кВт | 7 км | 200 мкм-1 мм | 2-100 | 13 кВт |
| 20 кВт | 5 км | 100-200 мкм | 1 | 10 кВт |
| 20 кВт | 7 км | 100-200 мкм | 1 | 8 кВт |
| Таблица 5 (с активным усилением) |
||||
| Мощность на входе | Длина волокна (волокон) | Диаметр жгута | Число волокон в жгуте | Мощность на выходе |
| 20 кВт | 5 км | 500 мкм | 1 | 17 кВт |
| 20 кВт | 7 км | 500 мкм | 1 | 15 кВт |
| 20 кВт | 5 км | 200 мкм-1 мм | 2-100 | 20 кВт |
| 20 кВт | 7 км | 200 мкм-1 мм | 2-100 | 18 кВт |
| 20 кВт | 5 км | 100-200 мкм | 1 | 15 кВт |
| 20 кВт | 7 км | 100-200 мкм | 1 | 13 кВт |
Кабели из оптических волокон предпочтительно размещаются внутри гибкой насосно-компрессорной трубы для спуска в ствол скважины и подъема из него. При этом гибкая насосно-компрессорная труба должна быть основной несущей нагрузку и опорной структурой при спуске насосно-компрессорной трубы в скважину. Очевидно, что в скважинах большой глубины насосно-компрессорная труба должна нести значительный вес вследствие своей длины. Для защиты и закрепления оптических волокон, включающих в себя жгут оптических волокон, содержащихся, например, в 1/4 дюймовой (6 мм) трубке из нержавеющей стали, внутри гибкой насосно-компрессорной трубы необходимы устройства стабилизации. Таким образом, на различных интервалах вдоль длины гибкой насосно-компрессорной трубы можно размещать опоры внутри гибкой насосно-компрессорной трубы, закрепляющие или удерживающие оптическое волокно на месте относительно гибкой насосно-компрессорной трубы. Данные опоры, вместе с тем, не должны создавать помехи или иначе препятствовать потоку текучей среды, если текучая среда подается по гибкой насосно-компрессорной трубе. Примером производимой серийно и имеющейся в продаже систем стабилизации является ELECTROCOIL System. Данные опорные структуры, описанные выше, можно использовать для создания механического напряжения волокон для подавления нелинейных явлений.
Хотя предпочтительно размещение оптических волокон в насосно-компрессорной трубе, волокна можно также связывать с насосно-компрессорной трубой, например, проложив параллельно насосно-компрессорной трубе, и прикрепив к ней, проложив параллельно насосно-компрессорной трубе и прикрепив к ней скользящими опорами, или разместив во второй насосно-компрессорной трубе, связанной или не связанной с первой насосно-компрессорной трубой. В данном случае, должно быть ясно, что можно использовать различные комбинации трубных изделий для оптимизации подачи энергии лазерного излучения, текучих сред и кабелей и устройств в ствол скважины. Кроме того, оптическое волокно можно сегментировать и использовать с обычными свечами бурильной трубы и, таким образом, приспосабливать к использованию с обычной механической буровой установкой, оснащенной соединяющимися в колонну бурильными трубами.
Во время операций бурения и, конкретно, во время операций глубокого бурения, например, с глубинами больше 1 км, может являться необходимым мониторинг условий на забое ствола скважины, а также мониторинг условий по длине в средстве передачи лазерного пучка большой мощности на большое расстояние. Дополнительно предусмотрено использование оптических импульсов, серии импульсов или продолжительного сигнала, мониторинг которых непрерывно осуществляют, отражающихся от дальнего конца волокна и использующихся для определения непрерывности волокна. Дополнительно предусмотрено использование флюоресценции облучаемой поверхности, как средства определения непрерывности оптического волокна. Лазер большой мощности должен достаточно нагревать материал горной породы до точки свечения. Мониторинг данного свечения можно непрерывно осуществлять для определения непрерывности оптического волокна. Данный способ работает быстрее способа передачи импульса через волокно, поскольку свет должен распространяться по волокну только в одном направлении. Кроме того, предусмотрено использование отдельного волокна для отправки зондирующего сигнала на дальний конец бронированного жгута оптических волокон с длиной волны, отличающейся от сигнала большой мощности, и по мониторингу возвратившегося сигнала на оптическом волокне большой мощности можно определить целостность волокна.
Данные сигналы мониторинга можно передавать на длинах волн, существенно отличающихся от сигнала большой мощности, так что селективный фильтр длины волны можно разместить на пути пучка на устье или на забое скважины для направления сигналов мониторинга на оборудование для анализа. Например, данный селективный фильтр можно разместить в катушечной раме или барабане, описанной в данном документе.
Для осуществления такого мониторинга можно использовать оптический спектральный анализатор или оптический рефлектометр задержки времени или их комбинации. Можно использовать оптический спектральный анализатор Anaritsu MS 9710 C, имеющий диапазон длины волны 600 нм-1,7 мкм, минимальный уровень шума 90 дБм и 10 Гц, -40 дБм и 1 МГц, 70 дБ динамического диапазона при разрешении 1 нм и максимум ширины полосы качания 1200 нм и можно использовать Anaritsu CMA 4500 OTDR.
Производительность бурения лазером можно также определить мониторингом соотношения эмитируемого света и отраженного света. Материалы, претерпевающие плавление, дробление, термическую диссоциацию или испарение, должны отражать и абсорбировать свет с различными соотношениями. Соотношение эмитированного к отраженному свету может меняться в зависимости от материала, дополнительно обеспечивая анализ типа материала данным способом. Таким образом, мониторингом соотношения эмитируемого и отраженного света можно определить тип материала, производительность бурения, или оба параметра. Данный мониторинг можно выполнять на устье, на забое скважины, или объединяя оба способа.
Кроме того, для различных целей, таких как электропитание оборудования мониторинга на забое скважины, электроэнергию можно вырабатывать в стволе скважины, как на забое ствола скважины, так и вблизи него. Для такой выработки электроэнергии можно использовать оборудование, известное специалистам в данной области техники, включающее в себя генераторы, приводимые в действие буровыми растворами или другими текучими средами на забое скважины, средством преобразования оптической в электрическую энергию и средством преобразования термической в электрическую энергию.
Компоновка низа бурильной колонны содержит лазерную оптику, средство подачи текучей среды и другое оборудование. В общем, компоновка низа бурильной колонны содержит выходной конец, также именуемый дальним концом средства передачи лазерного пучка большой мощности на большое расстояние и, предпочтительно, оптику для направления лазерного пучка на грунт или горную породу, подлежащую удалению для проходки ствола скважины, или другую структуру, подлежащую бурению.
Настоящие системы и, конкретно, компоновка низа бурильной колонны, может включать в себя один или несколько оптических манипуляторов. Оптический манипулятор может, в общем, управлять лазерным пучком, например, направлением или установкой в нужное положение лазерного пучка для дробления материала, такого как горная порода. В некоторых конфигурациях оптический манипулятор может осуществлять общее наведение лазерного пучка для дробления материала, такого как горная порода. Например, можно регулировать пространственное расстояние от стенки ствола скважины или горной породы, а также угол встречи. В некоторых конфигурациях один или несколько управляемых по направлению оптических манипуляторов могут регулировать направление и пространственную ширину одного или нескольких лазерного лучей одним или несколькими отражательными зеркалами или кристаллическими отражателями. В других конфигурациях оптическим манипулятором можно управлять по направлению электронно-оптическим переключателем, электроактивными полимерами, гальванометрами, пьезоэлектриками и/или роторными/ линейными двигателями. По меньшей мере, в одной конфигурации, инфракрасный диодный лазер или волоконный лазер с оптической головкой можно, в общем, вращать вокруг вертикальной оси для увеличения контактной длины апертуры. Различные программируемые величины, такие как удельная энергия, удельная мощность, частота повторения импульсов, продолжительность и т.п., можно использовать как функцию времени. Таким образом, можно определять, программировать и исполнять приложение энергии стратегически правильно для улучшения скорости проходки и/или взаимодействия лазер/горная порода, улучшения эффективности проходки по всей длине ствола скважины и улучшения эффективности заканчивания по всей длине ствола скважины, с уменьшением числа этапов находящихся на критическом пути заканчивания ствола скважины. Один или несколько алгоритмов можно использовать для регулирования оптического манипулятора.
Показанная, как пример на фиг.8, компоновка низа бурильной колонны содержит верхнюю часть 9000 и нижнюю часть 9001. Верхняя часть 9000 может соединяться с нижним концом гибкой насосно-компрессорной трубы, бурильной трубы, или другого средства спускоподъема компоновки низа бурильной колонны в стволе скважины. Дополнительно, она может соединяться с центраторами с жесткими лопастями, утяжеленными бурильными трубами, или другими типами забойных компоновок (не показано на Фигуре), в свою очередь, соединенных с нижним концом гибкой насосно-компрессорной трубы, бурильной трубы, или другим средством спускоподъема компоновки низа бурильной колонны в стволе скважины. Верхняя часть 9000 дополнительно содержит средство 9002, передающее энергию большой мощности в стволе скважины и на нижний конец 9003 средства. На фиг.8 данное средство показано, как жгут из четырех оптических кабелей. Верхняя часть 9000 может также иметь сопла 9005 пневматического усиления потока, выбрасывающие до 100% текучей среды, например N2. Верхняя часть 9000 соединена с нижней частью 9001 герметичной камерой 9004, прозрачной для лазерного пучка и образующей плоскость диафрагмы для формирования луча в оптике 9006 в нижней части 9001. Нижняя часть 9001 может быть выполнена поворотной и, при этом, например, пятно лазерного пучка эллиптической формы может вращаться вокруг забоя ствола скважины. Нижняя часть 9001 имеет выходное отверстие 9007 ламинарного потока текучей среды и два закаленных ролика 9008, 9009 на своем нижнем конце, хотя можно использовать не ламинарные потоки и турбулентные потоки.
При эксплуатации лазерный пучок большой мощности, например больше 10 кВт, должен проходить по волокнам 9002, выходить из концов 9003 волокон и проходить через герметичную камеру и плоскость 9004 диафрагмы в оптику 9006, где он должен формироваться и фокусироваться в эллиптическое пятно. Лазерный пучок должен ударяться в забой ствола скважины, создавая дробление, плавление, термическую диссоциацию, и/или испарение горной породы и грунта, по которым нанесен удар, и, таким образом осуществлять проходку ствола скважины. Нижняя часть 9001 должна быть поворотной и обуславливать вращение эллиптического лазерного пятна вокруг забоя ствола скважины. Данное вращение должно также вызывать физическое смещение роликами 9008, 9009 любого материала, кристаллизованного лазером или иначе достаточно закрепленного и который не способен удалить только поток текучей среды. Шлам должен убираться с лазерного пути ламинарным потоком текучей среды, а также действием роликов 9008, 9009 и шлам должен затем выноситься из ствола скважины действием текучей среды из пневматического усилителя 9005 потока, а также отверстия 9007 ламинарного потока.
В общем, лазерная компоновка низа бурильной колонны может содержать внешний кожух, способный выдерживать условия среды на забое скважины, генератор лазерного пучка большой мощности, и оптику для формирования и направления лазерного пучка на нужные поверхности ствола скважины, обсадной колонны, или пласта. Лазерный пучок большой мощности может иметь мощность больше около 1 кВт, от около 2 кВт до около 20 кВт, больше около 5 кВт, от около 5 кВт до около 10 кВт, предпочтительно, по меньшей мере, около 10 кВт, по меньшей мере, около 15 кВт и, по меньшей мере, около 20 кВт. Компоновка может дополнительно содержать систему или быть связанной с системой подачи и направления текучей среды в нужное место в стволе скважины, систему уменьшения или регулирования или управления обломками породы на пути в лазерного пучка к материалу поверхности, средством регулирования или управления температурой оптики, средством регулирования или управления давлением среды, окружающей оптику и другие компоненты компоновки, и оборудование и устройства мониторинга и измерений, а также другие типы скважинного оборудования, обычно используемого в операциях механического бурения. Дополнительно, лазерная компоновка низа бурильной колонны может включать в себя средство, обеспечивающее формирование и распространение оптикой луча, которая, например, включает в себя средство регулирования по коэффициенту преломления окружающей среды, через которую распространяется лазерный пучок. Таким образом, при использовании в данном документе, термины "регулирование" и "управление" понимаются использующимися в их самом широком смысле и должны включать в себя активные и пассивные меры, а также выбор конструктивного исполнения и материалов.
Лазерная компоновка низа бурильной колонны должна быть предусмотрена выдерживающей условия в стволах скважин, таких как стволы скважин глубиной около 1640 фут (0,5 км) или больше, около 3280 фут (1 км) или больше, около 9830 фут (3 км) или больше, около 16400 фут (5 км) или больше, и до и включительно около 22,970 фут (7 км) или больше. В процессе бурения, т.e. когда ведется проходка ствола скважины в нужном месте, в стволе скважины может присутствовать пыль, буровой раствор и/или шлам. Следовательно, лазерная компоновка низа бурильной колонны должна быть сконструирована из материалов, которые могут выдерживать данные давления, температуры, потоки и условия, и защищать лазерную оптику, содержащуюся в лазерной компоновке низа бурильной колонны. Дополнительно, лазерная компоновка низа бурильной колонны должна быть спроектирована и исполнена выдерживающей температуры, давления и потоки и условия на забое скважины с контролем вредных воздействий на работу лазерного оптического устройства и подачу лазерного пучка.
Лазерная компоновка низа бурильной колонны также должна быть сконструирована для манипулирования и подачи энергии лазера большой мощности на данных глубинах и в экстремальных условиях на данной глубине в среде забоя скважины. Таким образом, лазерная компоновка низа бурильной колонны и ее лазерная оптика должны быть способными работать и подавать лазерные лучи, с мощностью 1 кВт или больше, 5 кВт или больше, 10 кВт или больше и 20 кВт или больше. Данная компоновка и оптика должны также быть способны подавать такие лазерные лучи на глубинах около 1640 фут (0,5 км) или больше, около 3280 фут (1 км) или больше, около 9830 фут (3 км) или больше, около 16400 фут (5 км) или больше, и до около 22970 фут (7 км) включительно или больше.
Лазерная компоновка низа бурильной колонны должна также быть способной к работе в данных экстремальных условиях в среде на забое скважины в течение продолжительного времени. Спуск и подъем компоновки низа бурильной колонны именуют рейсом в скважину и рейсом из скважины. Во время рейса в скважину и из скважины компоновки низа бурильной колонны проходка не ведется. Таким образом, уменьшение числа необходимых рейсов компоновки низа бурильной колонны должно уменьшать критический путь проходки ствола скважин, т.e. бурения скважины, и, таким образом должно уменьшать стоимость такого бурения. (При использовании в данном документе критическим путем именуют наименьшее число этапов, которые должны быть выполнены последовательно для строительства скважины.) Данная экономия стоимости приравнивается к увеличению производительности бурения. Таким образом, уменьшение числа необходимых подъемов компоновки низа бурильной колонны из ствола скважины напрямую соответствует уменьшению времени бурения скважины и стоимости такого бурения. Кроме того, поскольку стоимость буровых работ основана на дневных ставках для буровых установок, уменьшение числа дней до завершения ствола скважины должно давать существенную коммерческую выгоду. Таким образом, лазерная компоновка низа бурильной колонны и ее лазерная оптика должны быть способны манипулировать лучом и подавать лазерные лучи мощностью 1 кВт или больше, 5 кВт или больше, 10 кВт или больше и 20 кВт или больше на глубины около 1640 фут (0,5 км) или больше, около 3280 фут (1 км) или больше, около 9830 фут (3 км) или больше, около 16400 фут (5 км) или больше, и до около 22970 фут (7 км) включительно или больше, в течение, по меньшей мере, около 1/2 часа или больше, по меньшей мере, около 1 часа или больше, по меньшей мере, около 2 часов или больше, по меньшей мере, около 5 часов или больше и, по меньшей мере, около 10 часов или больше, и предпочтительно дольше любого другого ограничивающего фактора в проходке ствола скважины. Таким образом, использование лазерной компоновки низа бурильной колонны настоящего изобретения может уменьшать спускоподъемные работы, ограничивая их только работами, относящимися к обсадной колонне и заканчиванию, значительно уменьшая стоимость бурения скважины.
Таким образом, в общем, система удаления бурового шлама может иметь один тип с системой, используемой в бурении нефтяных скважин. Система должна включать в себя, например, вибросито. Дополнительно, можно использовать пескоотделители и илоотделители и затем центрифуги. Задачей данного оборудования является удаление шлама, так что текучую среду можно повторно использовать в циркуляционной системе. Если текучей средой, т.e. веществом, используемым для циркуляции, является газ, системы тонкого распыления воды можно также использовать.
На фиг.9 показан пример конфигурации лазерной компоновки низа бурильной колонны с двумя окнами выпуска текучей среды. В данном примере использованы жидкоструйный усилитель потока и, конкретно для данной иллюстрации, методики пневматического усиления потока для удаления материала из ствола скважины. Таким образом, показано сечение лазерной компоновки 9101 низа бурильной колонны, имеющей первое выпускное окно 9103, и второе выпускное окно 9105. Второе выпускное окно, в данной конфигурации, создает средство воздушного усиления потока или средство жидкоструйного усиления потока текучей среды. Первое выпускное окно 9103 также создает проем для лазерного пучка и лазерный путь. Созданы первый путь 9107 потока текучей среды и второй путь 9109 потока текучей среды. Имеется дополнительно граничный слой 9111, связанный со вторым путем 9109 потока текучей среды. Расстояние между первым выпускным окном 9103 и забоем 9112 ствола скважины показано расстоянием y, и расстояние между вторым выпускное окно 9105 и боковой стенкой ствола 9114 скважины показано расстоянием x. Важно иметь кривизну верхней стороны 9115 второго выпускного окна 9105 для создания закругления потока текучей среды и перемещения вверх по стволу скважины. Кроме того, имея угол 9116, образованный наклонной поверхностью 9117 нижней стороны 9119 аналогично важно иметь граничный слой 9111, связанный с потоком 9109 текучей среды. Таким образом, второй путь 9109 потока в основном несет ответственность за перемещение отходов вверх по стволу скважины и из него. Первый путь 9117 потока, в основном, несет ответственность за поддержание оптического пути оптически открытым с удалением обломков породы и уменьшением количества обломков породы в данном пути и дополнительно несет ответственность за перемещение отходов из области под лазерной компоновкой низа бурильной колонны к ее сторонам и точке, где их может уносить из ствола скважины второй поток 9105.
В настоящее время считается, что соотношение расходов между первым и вторым путями потока должно быть от около 100% для первого пути потока, 1:1, 1:10-1:100. Дополнительно, использование усилителей потока текучей среды является примером, и должно быть понятно, что лазерную компоновку низа бурильной колонны, или лазерное бурение, в общем, можно использовать без таких усилителей. Кроме того, струи текучей среды под давлением, воздушные шаберы, или аналогичные средства направления текучей среды можно использовать связанными с лазерной компоновкой низа бурильной колонны, в соединением с усилителями или вместо усилителей. Дополнительным примером использования усилителей должна быть установка усилителей в местах, где меняется диаметр ствола скважины или площадь кольцевого пространства, образованного насосно-компрессорной трубой и стволом скважины, таких как соединение лазерной компоновки низа бурильной колонны и насосно-компрессорной трубы. Дополнительно, любое число усилителей, струй текучей среды под давлением или воздушных шаберов, или аналогичных устройств направления текучей среды можно использовать так, что никакие такие устройства можно не использовать, пару таких устройств можно использовать и множество таких устройств можно использовать и комбинации данных устройств можно использовать. Шлам или отходы, создаваемые лазером (и взаимодействием лазерного и механического средства), имеют скорости осаждения, которые должна превосходить скорость потока текучей среды вверх по стволу скважины для удаления их из ствола скважины. Так, например, если шлам имеет скорости осаждения для отходов песчаника от около 4 м/сек до около 7 м/сек, для отходов гранита от около 3,5 м/сек до 7 м/сек, для отходов базальта от около 3 м/сек до 8 м/сек, и для отходов известняка меньше 1 м/сек, данные скорости осаждения должны быть превзойдены.
На фиг.10 показан пример лазерной компоновки низа бурильной колонны. Так, здесь показан участок лазерной компоновки 100 низа бурильной колонны с первым окном 103 и вторым окном 105. В данной конфигурации второе окно 105, в сравнении с конфигурацией примера фиг.3, перемещено вниз к днищу лазерной компоновки низа бурильной колонны. Здесь второе окно создает путь 109 потока, который можно видеть с двумя путями, по существу, горизонтальным путем 113 и вертикальным путем 111. Имеется также путь 107 потока, который, в основном, сохраняет лазерный путь оптически чистым от обломков породы. Пути 113 и 107 потока объединяются, становясь частью пути 111.
На фиг.12 показан пример поворотного выпускного окна, которое может быть частью лазерной компоновки низа бурильной колонны или связано с ней, или использовано в лазерном бурении. Так, создано окно 1201 имеющее проем 1203. Окно вращается в направлении стрелок 1205. Текучая среда затем выбрасывается из окна по двум различно направленным под углом путям потока. Оба пути потока, в общем, направлены в направлении вращения. Так, создан первый путь 1207 потока и второй путь 1209 потока. Первый путь потока имеет угол "a" относительно плоскости вращения выпускного окна. Второй путь потока имеет угол "b" относительно плоскости вращения выпускного окна. Таким образом, текучая среда может действовать, как нож или толкатель и помогать в удалении материала.
Выпускное окно, показанное на фиг.12, может быть выполнено для создания потоков 1207 и 1209, противоположных направлению вращения выпускного окна, может быть выполнено создающим поток 1207 в направлении вращения и поток 1209 в направлении, противоположном вращению. Кроме того, выпускное окно может быть выполнено создающим одинаковые или отличающиеся углы а и b потока, углы потока могут иметь диапазон от 90° почти до 0° и могут находиться в диапазонах от около 80° до 10°, около 70°-0°, около 60°-30° и около 50°-40°, создающим изменения данных диапазонов, где "a" является углом и/или направлением, отличающимся от "b".
На фиг.13 показан пример конфигурации воздушного шабера, связанного с лазерной компоновкой низа бурильной колонны. Создан воздушный шабер 1301, связанный с лазерной компоновкой 1313 низа бурильной колонны. Таким способом воздушный шабер и поток текучей среды, связанный с ним, можно направлять в заданном режиме как относительно угла, так и размещения потока. Кроме того, в дополнение к воздушным шаберам, другие устройства направления и подачи текучей среды, такие как струи текучей среды, под давлением можно использовать.
Для дополнительного показа преимуществ, вариантов эксплуатации, параметров работы и вариантов применения настоящего изобретения, как пример и без ограничения им, предложены следующие материалы результатов исследования.
Пример 1
Время облучения при испытании 0,05 с, 0,1 с, 0,2 с, 0,5 с и 1 с используют для гранита и известняка. Удельную мощность изменяют, меняя диаметр пятна пучка (круглого) и площадь эллипса 12,5 мм×0,5 мм с усредненной по времени мощностью 0,5 кВт, 1,6 кВт, 3 кВт, 5 кВт. В дополнение к пучку незатухающей гармонической волны импульсная мощность также испытывается для зон дробления.
| Экспериментальная установка | |
| Волоконный лазер | IPG Photonics 5 кВт активируемый иттербием многооболочечный волоконный лазер |
| Доломит/гранит барре | 12×12×5 дюймов и/или 5×5×5 дюймов (305×305×127 мм) (127×127×127 мм) |
| Размер горной породы | |
| Известняк | 12×12×5 дюймов и/или 5×5×5 дюймов (305×305×127 мм) (127×127×127 мм) |
| Размер пятна пучка (или диаметр) |
0,3585, 0,0625 дюйма(12,5, 0,5 мм), 0,1 дюйм (2,5 мм) |
| Время облучения | 0,05 с, 0,1 с, 0,2 с, 0,5 с, 1 с |
| Усредненная по времени мощность |
0,25 кВт, 0,5 кВт, 1,6 кВт, 3 кВт, 5 кВт |
| Импульс | 0,5-20 Дж/импульс при 40-600 импульс/сек |
Пример 2
| Общие параметры примера 1 повторяют с использованием песчаника и сланца. Экспериментальная установка | |
| Волоконный лазер | IPG Photonics 5 кВт активируемый иттербием многооболочечный волоконный лазер |
| Песчаник береа серый (или желтый) | 12×12×5 дюймов и 5×5×5 дюймов (305×305×127 мм) (127×127×127 мм) |
| Сланец | 12×12×5 дюймов и 5×5×5 дюймов (305×305×127 мм) (127×127×127 мм) |
| Тип пятна | Незатухающая гармоническая волна/коллимированный |
| Размер пятна пучка (или диаметр) |
0,0625 дюйма(12,5×0,5 мм), 0,1 дюйм (2,5 мм) |
| Мощность | 0,25 кВт, 0,5 кВт, 1,6 кВт, 3 кВт, 5 кВт |
| Время облучения | 1 с, 0,5 с, 0,1 с |
Пример 3
Способность выкрашивания прямоугольного блока материала, такого как горная порода, должна быть продемонстрирована согласно системам и способам, описанным в данном документе. Установка дана в таблице, приведенной ниже, и конец блока горной породы использован как рудное тело. Блоки гранита, песчаника, известняка, и сланца (если возможно) должны дробиться под углом на конце блока (выкрашивание горной породы вокруг рудного тела). Пятно пучка должно затем перемещаться последовательно к другим частям вновь созданного рудного тела от выкрошенной горной породы для разрыва на части верхней поверхности рудного тела к концу блока. Задачей должно быть выкрашивание частиц горной породы приблизительно размером 1×1×1 дюйм (25×25×25 мм). Примененные удельную мощность и удельную энергию выбирают на основе ранее записанных данных дробления и информации, полученной по результатам экспериментов 1 и 2, представленным выше. Определяют скорость проходки при выкрашивании горной породы, и способность выкрашивания горной породы согласно техусловиям.
| Экспериментальная установка | |
| Фиксированный: | |
| Волоконный лазер | IPG Photonics 5 кВт активируемый иттербием многооболочечный волоконный лазер |
| Доломит/гранит барре Размер горной породы |
12×12×12 дюймов и 12×12×24 дюйма (305×305×305 мм и 305×305×610 мм) |
| Известняк | 12×12×12 дюймов и 12×12×24 дюйма (305×305×305 мм и 305×305×610 мм) |
| Песчаник береа серый (или желтый) |
12×12×12 дюймов и 12×12×24 дюйма (305×305×305 мм и 305×305×610 мм) |
| Сланец | 12×12×12 дюймов и 12×12×24 дюйма (305×305×305 мм и 305×305×610 мм) |
| Тип луча | Незатухающая гармоническая волна/ Коллимированный и пульсирующий в зонах дробления |
| Удельная мощность | Зоны дробления (920 Вт/см2 при 2,6 кДж/см3 для песчаника и 4 кВт/см2 при 0,52 кДж/см3 для известняка) |
| Размер пучка | 12,5 мм × 0,5 мм |
| Время облучения | См. эксперименты 1 и 2 |
| Продувание | 189 л/мин поток азота |
Пример 4
Должно быть продемонстрировано выкрашивание многочисленными пучками. Испытывают перекрывание дробления в материале, таком как горная порода в результате действия двух разнесенных лазерных пучков. Два лазерных пучка должны проходить на расстоянии 0,2, 0,5, 1, 1,5 дюйма (5, 13, 25, 38 мм) друг от друга, как показано в экспериментальной установке ниже. Используют гранит, песчаник, известняк, и сланец. Разрывы горной породы должны быть испытаны дроблением при определенных параметрах зоны дробления для каждого материала. Должен учитываться газ продувки. Разрывы горной породы должны перекрываться для выкрашивания кусков горной породы. Целью должно быть получение выкрашивания горной породы необходимого размера 1×1×1 дюйм (25×25×25 мм). Выкрашивание горной породы от двух разнесенных пучков должно определить оптимальные размеры частиц, которые могут эффективно выкрашиваться, давая информацию о размере частиц для оптимизации дробления и скорости проходки.
Пример 5
Дробление в многочисленных точках многочисленными пучками должно выполняться для демонстрации возможности выкрашивания материала, такого как горная порода, рисунком пятен. Различные рисунки пятен необходимо оценивать на различных типах горной породы с использованием параметров, приведенных ниже. Рисунки, использующие линейное пятно приблизительно 1 см × 15,24 см, эллиптическое пятно с большой осью приблизительно 15,24 см и малой осью приблизительно 1 см, одиночное круглое пятно, имеющее диаметр 1 см, рисунок пятен, имеющих диаметр 1 см с разносом между пятнами, приблизительно равным диаметру пятна, рисунок, имеющий 4 пятна, разнесенные в квадрате, разнесенные по линии. Лазерный пучок должен подаваться на поверхность горной породы в по схеме последовательности падения пятен пучка излучения лазера, пока не произойдет дробление, и затем лазер направляют на следующее место падения пятен пучка в рисунке и лазер работает, пока не произойдет дробление, затем данный процесса повторяют. При перемещении по рисункам линейных и эллиптических пятен эффективно их вращение вокруг центральной оси. В рисунке, содержащем сетку пятен, пятна можно вращать около их центральных осей и вращать около осевой точки, как при перемещении в стрелках часов по циферблату.
| Экспериментальная установка | |
| Волоконный лазер | IPG Photonics 5 кВт активируемый иттербием многооболочечный волоконный лазер |
| Доломит/гранит барре Размер горной породы |
12×12×12 дюймов и 12×12×5 дюймов (305×305×305 мм и 305×305×127 мм) |
| Известняк | 12×12×12 дюймов и 12×12×5 дюймов (305×305×305 мм и 305×305×127 мм) |
| Песчаник береа серый (или желтый) |
12×12×12 дюймов и 12×12×5 дюймов (305×305×305 мм и 305×305×127 мм) |
| Сланец | 12×12×12 дюймов и 12×12×5 дюймов (305×305×305 мм и 305×305×127 мм) |
| Тип луча | Незатухающая гармоническая волна/ Коллимированный и пульсирующий в зонах дробления |
| Удельная мощность | Зоны дробления (920 Вт/см2 при 2,6кДж/см3 для песчаника и 4кВт/см2 при 0,52кДж/см3 для известняка) |
| Размер пучка | 12,5 мм×0,5 мм |
| Время облучения | См. эксперименты 1 и 2 |
| Продувание | 189 л/мин поток азота |
Из приведенных выше примеров и подробного описания можно видеть, что, в общем, один или несколько лазерных пучков могут дробить, выкрашивать, испарять, или плавить материал, такой как горная порода в рисунке с использованием оптического манипулятора. Таким образом, горную породу можно структурировать дроблением для образования разрывов горной породы, окружающих сегмент горной породы для выкрашивания такого куска горной породы. Пятно лазерного пучка может дробить, испарять, или плавить горную породу под одним углом при взаимодействии с горной породой при большой мощности. Дополнительно, система оптического манипулятора может управлять двумя или больше лазерными пучками для сведения под углом для встречи вблизи точки служащего мишенью куска горной породы. Дроблением можно затем шаг за шагом образовать разрывы горной породы, перекрывающие и окружающие служащую мишенью горную породу для выкрашивания служащей мишенью горной породы и обеспечения удаления более крупных кусков горной породы. Таким образом, энергия лазерного излучения может выкрашивать кусок горной породы до 1 дюйма глубиной и 1 дюйма (25 мм) шириной или больше. Конечно, более крупные или более мелкие куски горной породы можно выкрашивать в зависимости от таких факторов, как тип пласта горной породы, и стратегического определения наиболее эффективной методики.
В качестве примеров созданы иллюстрирующие и упрощенные планы с возможными сценариями бурения с использованием лазерных буровых систем и устройства настоящего изобретения.
Пример 1 плана бурения
| глубина | тип горной породы | тип бурения/ мощность лазерного пучка на забое | |
| Бурение ствола диам. 17-1/2 дюйм (44 см) | поверхность 3000 фут (900 м) | песчаник и сланец | обычное механическое бурение |
| Спуск обсадной колонны диам. 13-3/8 дюйм (34 см) | длина 3000 фут (900 м) | ||
| Бурение ствола диам. 12-1/4 дюйм (31 см) | 3000-8000 фут (900-2400 м) | базальт | 40 кВт (минимум) |
| Спуск обсадной колонны диам. 9-5/8 дюйм (25 см) | длина 8000 фут (2400 м) | ||
| Бурение ствола диам. 8-1/2 дюйм (22 см) | 8000-11000 фут (2400-3300 м) | песчаник | обычное механическое бурение |
| Спуск обсадной колонны диам. 7 дюйм (18см) | длина 11000 фут (3300 м) | ||
| Бурение ствола диам. 6-1/4 дюйм (16 см) | 11000-14000 фут (3300-4200 м) | песчаник | обычное механическое бурение |
| Спуск хвостовика диам. 5 дюйм (13 см) | длина 3000 фут (900 м) |
Пример 2 плана бурения
| глубина | тип горной породы | тип бурения/ мощность лазерного пучка на забое | |
| Бурение ствола диам. 17-1/2 дюйм (44 см) | поверхность 500 фут (450 м) | песчаник и сланец | обычное механическое бурение |
| Спуск обсадной колонны диам. 13-3/8 дюйм (34 см) | длина 500 фут (450 м) | ||
| Бурение ствола диам. 12-1/4 дюйм (31 см) | 500-4000 фут (450-1200 м) | гранит | 40 кВт (минимум) |
| Спуск обсадной колонны диам. 9-5/8 дюйм (25 см) | длина 4000 фут (1200 м) | ||
| Бурение ствола диам. 8-1/2 дюйм (22 см) | 4000-11000 фут (1200-3300 м) | базальт | 20 кВт (минимум) |
| Спуск обсадной колонны диам. 7 дюйм (18 см) | длина 11000 фут (3300 м) |
| Бурение ствола диам. 6-1/4 дюйм (16 см) | 11000-14000 фут (3300-4200 м) | песчаник | обычное механическое бурение |
| Спуск хвостовика диам. 5 дюйм (13 см) | длина 3000 фут (900 м) |
Кроме того, один или несколько лазерных пучков могут образовать уступ из материала, такого как горная порода, дроблением горной породы в структуре. Один или несколько лазерных пучков могут дробить горную породу под углом к уступу, образуя разрывы горной породы, окружающей уступ, для выкрашивания кусков горной породы, окружающей уступ. Два или больше пучков могут выкрашивать горную породу для создания уступа. Лазерные пучки могут дробить горную породу под углом к уступу, образуя разрывы горной породы, окружающей уступ для дополнительного выкрашивания горной породы. Многочисленные куски горной породы могут выкрашиваться одновременно несколькими лазерными пучками после создания одного или нескольких уступов горной породы для выкрашивания кусков горной породы вокруг уступа или без уступа, сведением двух пучков вблизи точки дробления; дополнительно, можно использовать методику, известную как создание опережающих канавок на забое.
Согласно идеям изобретения, можно осуществить накачку волоконного лазера или жидкокристаллического лазера, имеющего длину волны в диапазоне 750-2100 нм, инфракрасным лазерным диодом. Волоконный лазер или жидкокристаллический лазер могут опираться на инфракрасный лазерный диод или проходить от него на забой скважины, соединенные оптическим волокном, передающим пучок от инфракрасного диодного лазера на волоконный лазер или жидкокристаллический лазер на длине волны инфракрасного диодного лазера. Волоконный кабель может быть выполнен из такого материала, как двуокись кремния, полиметилметакрилат/перфторированные полимеры, фотонные кристаллы с полой сердцевиной, или фотонные кристаллы со сплошной сердцевиной, одномодовые или многомодовые. При этом оптическое волокно может быть заключено в гибкую насосно-компрессорную трубу или находиться в жесткой бурильной колонне. С другой стороны, можно передавать свет с длиной волны диапазона инфракрасного диода с поверхности на волоконный лазер или жидкокристаллический лазер на забое скважины. Один или несколько инфракрасных диодных лазеров могут находиться на поверхности.
Лазер можно спускать в ствол скважин на трубопроводе, таком как гибкая насосно-компрессорная труба или жесткая колонна бурильных труб. Можно оборудовать силовой кабель. Циркуляционную систему можно также оборудовать. Циркуляционная система может иметь жесткую или гибкую насосно-компрессорную трубу для подачи жидкости или газа на забой скважины. Вторую трубу можно использовать для подъема шлама горной породы на поверхность. По трубе можно подавать или транспортировать газ или жидкость в трубопроводе в другую трубу, трубку или трубопровод. Газ или жидкость могут создавать воздушный шабер при удалении материала, такого как выбуренная порода, от лазерной головки. Сопло, такое как сопло Лаваля, можно включить в состав оборудования. Например, сопло Лаваля может прикрепляться к оптической головке для подачи сжатого газа или жидкости под давлением. Сжатый газ или жидкость под давлением могут пропускать свет с рабочей длиной волны инфракрасного диодного лазера или волоконного лазера и выталкивать буровые растворы с лазерного пути. Дополнительная насосно-компрессорная труба в трубопроводе может подавать жидкость более низкой температуры, чем окружающая температура на глубине, на забой скважины для охлаждения лазера. Один или несколько гидравлических насосов можно использовать для подачи шлама и обломков породы на поверхность, применяя давление на устье скважины для отбора несжимаемой текучей среды на поверхность.
Буровой раствор в скважине может быть пропускающим видимый свет, свет длинноволновой инфракрасной области и средневолновой инфракрасной области спектра, так что лазерный пучок имеет свободный оптический путь к горной породе без абсорбирования буровым раствором.
Дополнительно, данные спектроскопических проб можно детектировать и анализировать. Анализ можно проводить одновременно с процессом бурения по тепловому излучению горной породы. Спектроскопические пробы можно отбирать на созданных лазерным дроблением производных для спектроскопии. Импульсную мощность можно подавать на точку соударения лазерного пучка с горной породой инфракрасным диодным лазером. Свет можно анализировать детектором одной длины волны, прикрепленным к инфракрасному диодному лазеру. Например, свет со сдвигом частот комбинационного рассеяния можно измерять спектрометром комбинационного рассеяния. Дополнительно, например, перестраиваемый диодный лазер, использующий волоконные решетки Брэгга с немногочисленными модами, можно использовать для анализа полосы частот образца текучей среды с использованием иттэрбия, тулия, неодима, диспрозия, празеодима или эрбия как активной среды. В некоторых вариантах осуществления хемометрическое уравнение или выравнивание методом наименьших квадратов можно использовать для анализа спектров комбинационного рассеяния. Можно определять температуру, теплоемкость и температуропроводность. По меньшей мере, в одном варианте осуществления, данные можно анализировать в нейронной сети. Нейронную сеть можно модифицировать в режиме реального времени в процессе бурения. Корректировка выходной мощности диодного лазера по данным нейронной сети может оптимизировать показатели бурения через тип пласта горной породы.
Устройство для геонавигации скважины для каротажа можно включать в состав или связывать с системой бурения. Например, можно предусмотреть магнитометр, акселерометр с измерением по трем осям и/или гироскоп. Как и лазер, геонавигационное устройство может быть заключено в кожух, такой как из стали, титана, алмаза или карбида вольфрама. Геонавигационное устройство может быть заключено в кожух вместе с лазером или независимо от него. В некоторых вариантах осуществления данные от геонавигационного устройства могут обеспечивать управление направлением перемещения устройства на забое скважины с цифрового процессора сигналов.
Жгут оптического волокна большой мощности может, например, висеть от инфракрасного диодного лазера или волоконного лазера на забое скважины. Волокна могут, в общем, быть соединены с диодным лазером для передачи мощности от лазера на пласты горной породы. По меньшей мере, в одном варианте осуществления оптоволоконное соединение может иметь инфракрасный диодный лазер, имеющий длину волны в диапазоне между 800 нм и 1000 нм. В некоторых вариантах осуществления волоконно-оптическая головка может не иметь контакта со стволом скважины. Оптический кабель может являться волокном фотонного кристалла с полой сердцевиной, кварцевым волокном или пластиковым оптическим волокном, включающим в себя полиметилметакрилат/перфторированные полимеры, являющиеся одномодовыми или многомодовыми. В некоторых вариантах осуществления оптическое волокно может быть заключено в кожух гибкой или жесткой насосно-компрессорной трубы. Оптическое волокно может быть прикреплено к трубопроводу с первой трубой для применения газа или жидкости для циркуляции шлама. Вторая труба может подавать газ или жидкость, например, на струйные сопла Лаваля для очистки обломков породы с лазерной головки. В некоторых вариантах осуществления концы оптических волокон заключены в кожух головки, составленной из управляемого по направлению оптического манипулятора и зеркал или кристаллического отражателя. Кожух головки может иметь в составе сапфир или связанные с ним материалы. Оптический манипулятор может быть оборудован для вращения головки оптического волокна. В некоторых вариантах осуществления инфракрасный диодный лазер может быть полностью заключен в кожух из стали, титана, алмаза или карбида вольфрама, установленный над оптическими волокнами в стволе скважины. В других вариантах осуществления он может быть заключен в кожух частично.
Кабели из оптических волокон с одним или многими волокнами могут быть настроены на прием волн, имеющих длину в ближней области, средней области и дальней области инфракрасного диапазона, создаваемых инфракрасным диодным лазером в материале, таком как горная порода для отбора проб производной спектроскопии. Вторая оптическая головка, получающая энергию от инфракрасного диодного лазера, над местом бурения оптической головкой может помещаться в корпус хвостовика пласта. Вторая оптическая головка может выходить из инфракрасного диодного лазера с передачей света через волоконную оптику. В некоторых конфигурациях, волоконную оптику может защищать гибкая насосно-компрессорная труба. Оптическая головка инфракрасного диодного лазера может перфорировать сталебетонную обсадную колонну. По меньшей мере, в одном варианте осуществления второй инфракрасный диодный лазер над первым инфракрасным диодным лазером может помещаться в корпусе хвостовик пласта во время бурения.
Согласно одной или нескольким конфигурациям, волоконный лазер или инфракрасный диодный лазер на забое скважины могут передавать когерентный свет в тонкостенной трубе без входа света в контакт с трубой при размещении на забое скважины. Тонкостенная труба может быть выполнена из любого материала. В некоторых конфигурациях, тонкостенная труба может быть выполнена из стали, титана или кварца. Зеркало или рефлективный кристалл могут быть размещены на конце тонкостенной трубы для направления коллимированного света на материал, такой как поверхность бурящейся горной породы. В некоторых вариантах осуществления оптический манипулятор может управляться по направлению электронно-оптическим переключателем, электроактивными полимерами, гальванометрами, пьезоэлектриками или роторными/ линейными двигателями. Циркуляционную систему можно использовать для подъема шлама. Один или несколько гидравлических насосов можно использовать для подачи шлама на поверхность, применяя давление на устье скважины, отбирающее несжимаемую текучую среду на поверхность. В некоторых конфигурациях, оптическое волокно может быть прикреплено к трубопроводу с двумя трубами, одной для применения газа или жидкости для осуществления циркуляции шлама и другой для подачи газа или жидкости в струйное сопло Лаваля для очистки обломков породы с лазерной головки.
В дополнительном варианте осуществления настоящего изобретения создана буровая установка для строительства ствола скважины в грунте на глубину от около 1 км до около 5 км или больше, буровая установка, имеющая жгут бронированной волоконной оптики, состоящий из 1 или множества имеющих покрытие оптических волокон, с длиной, равной или больше глубины ствола скважины, и имеющая средства наматывания на барабан и сматывания с барабана жгута с поддержанием оптического соединения с генератором лазерного излучения. В еще одном дополнительном варианте осуществления настоящего изобретения создан способ сматывания с барабана жгута и подачи лазерного пучка в точку в стволе скважины, конкретно в точку на забое ствола скважины или вблизи него. Дополнительно, создан способ проходки ствола скважины на глубины, превышающие 1 км, 2 км и до 5 км включительно, частично, подачей лазерного пучка в ствол скважин через бронированный жгут волоконной оптики.
Новые и инновационные бронированные жгуты и связанное с ними устройство наматывания на барабан и сматывания с барабана и способы настоящего изобретения, в которых жгут может иметь один или множество оптических волокон, предложенные в данном документе, можно использовать на обычных буровых установках и устройствах для бурения, заканчивания и относящихся к ним и связанных с ними операциях. Устройство и способы настоящего изобретения можно использовать на буровых установках и оборудовании в работах разведки и разработки месторождения. Таким образом, их можно использовать, как пример и без ограничения этим, на стационарных наземных буровых установках, мобильных буровых установках, буровых установках на стационарных морских платформах, буровых установках на баржах, буровых установках на судах, буровых платформах с выдвижными опорами и буровых установках на полупогруженных платформах. Их можно использовать в операциях проходки ствола скважины, заканчивания ствола скважины и капитальном ремонте, включающих в себя перфорирование эксплуатационной обсадной колонны. Их можно дополнительно использовать в вырезании окон и резке труб и в любом варианте применения, где подача лазерного пучка на место работы, устройство или компонент, расположенные на глубине в стволе скважины, может являться предпочтительным или полезным.
Таким образом, на фиг.14A и B, вместе именуемых фиг.14, показан пример лазерной компоновки низа бурильной колонны. Создана лазерная компоновка 14100 низа бурильной колонны, имеющая верхнюю часть 1400 и нижнюю часть 1401. Верхняя часть 1400 имеет кожух 1418, и нижняя часть 1401 имеет кожух 1419. Лазерная компоновка 14100 низа бурильной колонны, верхняя часть 1400, нижняя часть 1401 и, конкретно, кожухи 1418, 1419 должны быть сконструированы из таких материалов и с таким конструктивным исполнением, чтобы выдерживать экстремальные условия среды на глубине в забое скважины и защищать любой из компонентов, содержащихся в них.
Верхняя часть 1400 может соединяться с нижним концом гибкой насосно-компрессорной трубы, бурильной трубой или другим средством спускоподъема лазерной компоновки 14100 низа бурильной колонны в стволе скважины. Дополнительно, она может соединяться с центраторами с жесткими лопастями, утяжеленными бурильными трубами или другими типами забойных компоновок (не показано на Фигуре), которые, в свою очередь, соединяются с нижним концом гибкой насосно-компрессорной трубы, бурильной трубой или другим средством спускоподъема лазерной компоновки 14100 низа бурильной колонны в стволе скважины. Верхняя часть 1400 дополнительно содержит, соединена или иначе оптически связана со средством 1402, передающим лазерный луч большой мощности в стволе скважины так, что луч выходит из нижнего конца 1403 средства 1402 и в итоге выходит из лазерной компоновки 14100 низа бурильной колонны для удара по заданной поверхности ствола скважины. Путь лазерного пучка большой мощности показан стрелкой 1415. На фиг.14 средство 1402 показано как одиночное оптическое волокно. Верхняя часть 1400 может также иметь сопла 1405 усиления потока воздуха, выбрасывающие буровой раствор, например N2, для содействия среди прочего в удалении шлама к устью ствола скважины.
Верхняя часть 1400 дополнительно прикреплена, соединена или иначе связана со средством 1410, создающим вращение. Такое средство, например, может быть скважинным двигателем, электродвигателем или гидравлическим забойным двигателем. Двигатель может соединяться с помощью оси, приводного вала, приводного механизма, зубчатой передачи или другого такого средства 1411 передачи вращения с нижней частью 1401 лазерной компоновки 14100 низа бурильной колонны. Понятно, как показано на чертежах устройства, что кожух или защитный экран можно разместить вокруг приводного средства или иначе связать с ним и двигателем для его защиты от обломков породы и агрессивной среды в стволе скважины. Таким образом, двигатель должен обеспечивать вращение нижней части 1401 лазерной компоновки 14100 низа бурильной колонны. Примером гидравлического забойного двигателя является CAVO диаметром 1,7 дюймов (43 мм). Данный двигатель имеет длину около 7 фут и следующие технические характеристики: мощность 7 л.с. при полном крутящем моменте 110 фут. фунт (154 н.м); частота вращения 0-700 об/мин; двигатель может работать на буровом растворе, сжатом воздухе, N2, водяной пыли или пене; 180 ст.фут3/мин (5000 л/мин), падение давления 500-800 фунт/дюйм2 (3450-5520 кПа); вспомогательное оборудование длиной до 12 фут (3,6 м); передаточное число 10:1 дает частоту вращения 0-70 об/мин и дает возможность вращения нижней части 1401 лазерной компоновки низа бурильной колонны в условиях потенциального торможения.
Верхняя часть 1400 лазерной компоновки 14100 низа бурильной колонны соединена с нижней частью 1401 герметичной камерой 1404, прозрачной для лазерного пучка, и создает плоскость 1420 диафрагмы для обеспечения беспрепятственной передачи лазерного пучка в оптику 1406 формирования луча в нижней части 1401. Нижняя часть 1401 выполнена с возможностью вращения. Герметичная камера 1404 сообщается текучей средой с нижней камерой 1401 через окно 1414. Окно 1414 может представлять собой обратный клапан, обеспечивающий проход чистой пропускающей текучей среды и, предпочтительно, газа из верхней части 1400 в нижнюю часть 1401, но не допускает обратного прохода, или может являться другим типом клапана регулировки давления и/или расхода, отвечающим конкретным требованиям по расходу и распределению текучей среды в среде на забое скважины. Так, например, на фиг.14 создан первый путь потока текучей среды, показанный стрелками 1416, и второй путь потока текучей среды, показанный стрелками 1417. В примере на фиг.14 второй путь потока текучей среды является ламинарным потоком, хотя другие потоки, включающие в себя турбулентные потоки, можно использовать.
Нижняя часть 1401 имеет средство для приема крутящего момента от двигателя 1410, которое в примере на Фигуре представляет собой шестерню 1412, размещенную вблизи нижней части кожуха 1419, и ведущую шестерню 1413, установленную на нижнем конце оси 1411. Можно использовать другое средство для передачи мощности вращения, или двигатель можно установить непосредственно в нижней части. Понятно, что можно использовать эквивалентное устройство, создающее вращение участка лазерной компоновки низа бурильной колонны для осуществления вращения или перемещения пятна лазерного пучка, одновременно не допускающее внештатного вращения, или приложения скручивающих сил, к волоконному световоду или другому средству передачи лазерного пучка большой мощности в скважине на лазерную компоновку низа бурильной колонны. Таким образом, пятно лазерного пучка можно вращать по окружности забоя ствола скважины. Нижняя часть 1401 имеет выходное отверстие 1407 ламинарного потока для выхода текучей среды из лазерной компоновки 14100 низа бурильной колонны и два закаленных ролика 1408, 1409 на своем нижнем конце. Хотя ламинарный поток предполагается в данном примере, должно быть понятно, что неламинарные потоки и турбулентные потоки можно также использовать.
Два закаленных ролика могут быть выполнены из нержавеющей стали или стали с твердосплавным покрытием такими, как из карбида вольфрама, сплава хрома, кобальта и никеля, или других аналогичных материалов. Они могут также содержать средство для механического бурения горной породы, термически разрушенной лазером. Они могут иметь длину в диапазоне от около 1 дюйма (25 мм) до около 4 дюймов (102 мм) и, предпочтительно, около 2-3 дюйма (51-76 мм) и могут иметь величину 6 дюймов (152 мм) и больше. Кроме того, в лазерных компоновках низа бурильной колонны для бурения стволов скважин большого диаметра они могут иметь диаметр в диапазоне 10-20 дюймов (254-508 мм) или больше.
Таким образом, на фиг.14 показан путь 1415 лазерного пучка большой мощности, входящего в лазерную компоновку 14100 низа бурильной колонны, проходящего через оптику 1406 формирования пятна пучка и затем выходящего из лазерной компоновки низа бурильной колонны для удара по заданной мишени на поверхности ствола скважины. Дополнительно, хотя этого не требуется, оптика формирования пятна пучка может также предусматривать элемент вращения пятна, и если так, должна считаться оптикой формирования и вращения пятна пучка.
При использовании лазерный пучок большой мощности, например больше 15 кВт, должен входить в лазерную компоновку 14100 низа бурильной колонны, проходить по волоконному световоду 1402, выходить из конца 1403 волоконного световода и проходить через герметичную камеру 1404 и плоскость диафрагмы 1420 в оптику 1406, где дополнительно формируется и фокусируется в пятно, оптика 1406 может дополнительно вращать пятно. Лазерный пучок затем облучает, возможно в режиме вращения, забой ствола скважины, осуществляя дробление, выкрашивание, плавление и/или испарение горной породы и облучаемого грунта и, таким образом, осуществляет проходку ствола скважины. Нижняя часть должна вращаться и данное вращение должно дополнительно вызывать сдвиг роликами 1408, 1409 любого материала, подвергшегося воздействию лазера, но все еще достаточно закрепленного так, что действие только потока бурового раствора не может его удалить.
Шлам убирается с лазерного пути потоком текучей среды вдоль пути 1417, а также действием роликов 1408, 1409, и шлам должен затем транспортироваться вверх по стволу скважины действием бурового раствора от воздушного усилителя 1405 потока, а также отверстия 1407 ламинарного потока.
Понятно, что конфигурация лазерной компоновки 14100 низа бурильной колонны на фиг.14 является примером и что другие конфигурации ее компонентов производятся серийно и имеются в продаже для получения аналогичных результатов. Так, двигатель можно разместить в нижней части, а не в верхней части, двигатель можно разместить в верхней части, но только переместить оптику в нижнюю часть, а не в кожух. Оптика может дополнительно располагаться и в верхней и в нижней частях, при этом оптика для вращения установлена во вращающиеся части. Двигатель может быть размещен в нижней части и вращать только оптику и ролики. В данной последней конфигурации верхняя и нижняя части могут быть одинаковыми, т.e. должна быть только одна часть в лазерной компоновке низа бурильной колонны. Таким образом, например, внутренний участок лазерной компоновки 14100 низа бурильной колонны может вращаться, а внешний участок является стационарным или наоборот, аналогично верхний и/или нижний участки могут вращаться, или различные комбинации вращающихся и невращающихся компонентов можно использовать для создания средства для перемещения пятна лазерного пучка вокруг забоя ствола скважины.
Оптика 1406 должна быть выбрана предотвращающей или, по меньшей мере, минимизирующей потерю мощности при проходе лазерного пучка через нее. Оптика должно дополнительно быть разработана выдерживающей экстремальные условия в среде на забое скважины, по меньшей мере, в той степени, в которой данные условия ослаблены кожухом 1419. Оптика может создавать пятна лазерного пучка с различным распределением мощности и формами, как выше описано в данном документе. Оптика может дополнительно создавать вид пятна или многочисленные пятна, как описано выше в данном документе.
Бурение можно выполнять в сухой окружающей среде или влажной окружающей среде. Важный фактор состоит в том, что путь от лазера до поверхности горной породы должен быть сохранен насколько практически возможно чистым от обломков породы и пыли или других материалов, создающих помехи подаче лазерного пучка на поверхность горной породы. Использование лазера высокой яркости создает другое преимущество на рабочей головке, где большие расстояния зазора от последней части оптики до рабочей поверхности являются важными для сохранения чистым и работоспособным оптического окна, работающего под большим давлением в процессе бурения. Пучок может либо устанавливаться статично или перемещаться механически, оптомеханически, электроннооптически, электромеханически или любой комбинацией указанного выше для облучения грунта зоны, представляющей интерес.
В общем, и как дополнительный пример, лазерная компоновка низа бурильной колонны может содержать кожух, который может быть укомплектован переходными кожухами. Данные переходные кожухи могут быть встроенными, они могут быть отделяющимися, они могут быть съемно неподвижно соединенными, они могут быть вращающимися, или могут существовать любые комбинации одного или нескольких данных типов взаимосвязи между переходными кожухами. Лазерная компоновка низа бурильной колонны может соединяться с нижним концом гибкой насосно-компрессорной трубы, бурильной трубой или другим средством спускоподъема лазерной компоновки низа бурильной колонны в стволе скважины. Дополнительно, она может соединяться с центраторами с жесткими лопастями, утяжеленными бурильными трубами, или другими типами забойных компоновок, которые, в свою очередь, соединяются с нижним концом гибкой насосно-компрессорной трубы, бурильной трубой или другим средством спускоподъема компоновки низа бурильной колонны в стволе скважины. Лазерная компоновка низа бурильной колонны имеет связанное с ней средство передачи энергии большой мощности в стволе скважины.
Лазерная компоновка низа бурильной колонны может также иметь связанное с ней или находящееся в ней средство для регулируемой подачи буровых растворов. Данное средство может быть связано с некоторыми или всеми переходными кожухами. Дополнительно оборудовано механическое скребковое средство, например долото с поликристаллическими алмазными вставками, для удаления и/или направления материала в стволе скважины, хотя другие типы известных долот и/или механических бурильных головок также можно использовать в соединении с лазерным пучком. Данные скребки или долота могут механически взаимодействовать с поверхностью или частями ствола скважины для освобождения, удаления, соскребания или манипулирования таким материалом ствола скважины, как необходимо. Данные скребки могут иметь размер от меньше около 1 дюйма (25 мм) до около 20 дюймов (508 мм). При использовании лазерный пучок большой мощности, например больше 15 кВт, должен проходить по волокнам через оптику и затем наружу из нижнего конца лазерной компоновки низа бурильной колонны для облучения заданной части ствола скважины или структуры, содержащейся в нем, осуществляя дробление, плавление и/или испарение облучаемого материала, и таким образом, осуществлять проходку ствола скважины, или иначе способствовать удалению облучаемого материала.
На фиг.15A и 15B дано графическое представление примера взаимодействия лазерного пучка с поверхностью ствола скважины. Так, показан лазерный пучок 1500, площадь 1501 облучения пучком, т.e. пятно (при использовании в данном документе специально не оговорено иное, термин "пятно" является, без ограничения этим, кругом) на стенке или забое 1502 ствола скважины. Дополнительно на фиг.15B дано более подробное представление взаимодействия и соответствующая диаграмма 1510, относящая к определенным категориям напряжение, созданное в области облучения. Диаграмма 1510 дает напряжение по Мизесу в σM 108 Н/м2, где поперечная штриховка и затенение соответствуют напряжению, создаваемому в облучаемой области для периода облучения 30 миллисекунд, при следующих условиях на забое скважины: давление 2000 фунт/дюйм2 (13800 кПа) и температура 150°F (66°С), с пучком, имеющим плотность энергии 2 кВт/см2. При данных условиях прочность на сжатие базальта составляет около 2,6×108 Н/м2 и когезионная прочность составляет около 0,66×108 Н/м2. Здесь показана первая область 1505 большого относительного напряжения, от около 4,722 до 5,211×108 Н/м2, вторая область 1506 относительного напряжения, равного или превышающего напряжение сжатия базальта в условиях на забое скважины, от около 2,766 до 3,255×108 Н/м2, третья область 1507 относительного напряжения около равного напряжению сжатия базальта в условиях на забое скважины, от около 2,276 до 2,766×108 Н/м2, четвертая область 1508 относительно низкого напряжения, ниже напряжения сжатия базальта в условиях на забое скважины, но больше когезионной прочности, от около 2,276 до 2,766×108 Н/м2, и пятая область 1509 относительного напряжения, равного или около когезионной прочности базальта в условиях на забое скважины, от около 0,320 до 0,899×108 Н/м2.
Соответственно, можно получить профили взаимодействия пучка со стволом скважины для получения максимального значения напряжения в стволе скважин эффективным способом и, таким образом, увеличения скорости проходки ствола скважины. Так, например, если эллиптическое пятно вращается вокруг своей центральной точки для пучка, равномерного или гауссианского, профиль энергетического воздействия показан на фиг.16A и 16B. Где площадь ствола скважины от центральной точки пучка показана по осям x и y, 1601 и 1602, и значение энергетического воздействия показано на оси z, 1603. Здесь можно видеть, что энергетическое воздействие на поверхность ствола скважины неэффективно, внешние секции 1605 и 1606 поверхности ствола скважины являются ограничивающим фактором для скорости проходки.
Таким образом, необходимо модифицировать профиль энергетического воздействия пучка для получения по существу ровного и равномерного профиля энергетического воздействия при вращении пучка. Пример такого предпочтительного профиля энергетического воздействия пучка показан на фиг.17A и 17B, где на фиг.17A показан профиль энергетического воздействия без вращения, и на фиг.17B показан профиль энергетического воздействия, когда профиль пучка на фиг.17A повернут на один оборот, т.е. 360 градусов на плоскости с осями x и y, 1701 и 1702, и энергией по оси z, 1703. Данное распределение энергетического воздействия должно считаться, по существу, равномерным.
Для получения данного предпочтительного профиля энергии пучка приведены примеры оптических блоков, которые можно использовать с лазерной компоновкой низа бурильной колонны. Такой пример показан на фиг.18A-18D, с осями x и y, 1801 и 1802, и осью z, 1803, при этом создан лазерный пучок 1805 с множеством лучей 1807. Лазерный пучок 1805 входит в оптический блок 1820, имеющий кульминационную линзу 1809 с входной кривизной 1811 и выходной кривизной 1813. Дополнительно оборудована аксиконическая линза 1815 и окно 1817. Оптический блок Примера 1 должен создавать необходимый профиль интенсивности пучка от входящего пучка, имеющего по существу гауссианское или сверхгауссианское распределение для применения пятна пучка на поверхности 1830 ствола скважины.
Дополнительный пример показан на фиг.19 и имеет оптический блок 1920 для создания необходимого профиля интенсивности пучка фиг.17A и энергетического воздействия фиг.17B на поверхности ствола скважины от лазерного пучка, имеющего однородное распределение. Так, в данном примере создан лазерный пучок 1905, имеющий однородный профиль и лучи 1907, входящие в сферическую линзу 1913, которая коллимирует выход лазера из забойного конца волокна, пучок затем выходит из линзы 1913 и входит в тороидную линзу 1915, имеющую мощность на оси x для образования малой оси эллиптического пучка. Пучок затем выходит из линзы 1915 и входит в пару асферических тороидных линз 1917, которая имеет мощность на оси y для преобразования профилей интенсивности по оси y для образования плоскости диафрагмы на плоскости изображения. Пучок затем выходит из линзы 1917 и входит в плоское окно 1919, которое защищает оптику снаружи от окружающей среды.
В дополнительном примере, показанном на фиг.20, дополнительно создан оптический блок для создания заданных профилей энергии пучка. Так, создан лазерный пучок 205, имеющий лучи 207, который входит в коллимирующую линзу 209, создающую форму пятна, линзу 211, предпочтительно эллипс, и микрооптическую решетку 213. Микрооптическая решетка 213 может быть микропризменной решеткой или микролинзовой решеткой. Дополнительно, микрооптическую решетку можно специально разработать для создания заданного профиля энергетического воздействия, такого как профиль на фиг.17.
В дополнительном примере, показанном на фиг.21, создан оптический блок для создания заданного рисунка пучка. Так, создан лазерный пучок 2105, выходящий из забойного конца волокна 2140, имеющий лучи 2107, входящие в коллимирующую линзу 2109, дифракционную оптику 2111, которая может являться микрооптикой или корректирующей оптикой на микрооптике, создающей рисунок 2120, который может, но не обязательно, проходить через линзу 2113 повторного изображения, создающую рисунок 2121.
Дополнительно созданы рисунки пятен падения для облучения поверхности ствола скважины множеством пятен рисунком с множеством направлений вращения. Соответственно на фиг.22 создана первая пара пятен 2203, 2205, облучающих поверхность 2201 забоя ствола скважины. Первая пара пятен вращается вокруг первой оси вращения 2202 в направлении вращения, показанном стрелкой 2204 (противоположное направление вращения также предполагается в данном документе). Создана вторая пара пятен 2207, 2209, облучающих поверхность 2201 забоя ствола скважины. Вторая пара пятен падения вращается вокруг оси 2206 в направлении вращения, показанном стрелкой 2208 (противоположное направление вращения также предполагается в данном документе). Расстояние между пятнами в каждой паре пятен может быть одинаковым или разным. Первая и вторая оси вращения одновременно вращаются вокруг центра 2211 ствола скважины в направлении вращения, показанном стрелками 2212, предпочтительно, противоположном направлению 2208, 2204 вращения. Таким образом, предпочтительно, но не обязательно, если направление 2208 и 2204 вращения по часовой стрелке, направление 2212 вращения должно быть против часовой стрелки. Данный рисунок пятен падения обеспечивает, по существу, однородное энергетическое воздействие.
На фиг. 23 показан эллиптический рисунок пятна падения общего типа, рассмотренного в приведенных выше примерах, с центром 2301, большой осью 2302, малой осью 2303 и вращающегося вокруг центра. Так, большая ось пятна должна, в общем, соответствовать диаметру ствола скважины в диапазоне любых известных или предполагаемых диаметров, таких как около 30 (762 мм), 20 (508 мм), 17-1/2 (445 мм), 13-3/8 (340 мм), 12-1/4 (310 мм), 9-5/8 (245 мм), 8-1/2 (216 мм), 7 (180 мм) и 6-1/4 (158 мм) дюймов.
Дополнительно на фиг.24 показано пятно 2401 прямоугольной формы, которое должно вращаться вокруг центра ствола скважины. На фиг.25 показан рисунок 2501 с множеством индивидуальных пятен 2502 падения с возможностью вращения, сканирования или перемещения относительно ствола скважины для создания необходимого профиля энергетического воздействия. На фиг.26 дополнительно показано прямоугольное пятно 2601 падения, перемещающееся способом растрового сканирования по забою ствола скважины, дополнительно круглые, квадратные или другие пятна падения можно сканировать.
Согласно одному или нескольким аспектам, один или несколько дальних концов волокон волоконной оптики можно расположить с некоторым рисунком. Мультиплексированная форма пучка может представлять собой крест, косой крест, визир, прямоугольник, шестиугольник, линии решетки или связанную с ними форму, где линии, квадраты и цилиндры соединяются или разнесены на разные расстояния.
Согласно одному или нескольким аспектам, одно или несколько из следующего: рефракционные линзы, дифракционные элементы, пропускающие решетки и/или рефлективные линзы можно добавлять для фокусирования, сканирования и/или изменения рисунка пятен пучка, из пятен пучка, эмитируемого из оптики волоконной, устанавливаемой в схеме. Одно или несколько из следующего: рефракционные линзы, дифракционные элементы, пропускающие решетки и/или рефлективные линзы можно добавлять для фокусирования, сканирования и/или изменения одной или нескольких форм непрерывного пучка от света, эмитируемого из оптики формирования пучка. Коллиматор может быть установлен после линз придания формы пятну пучка в пересекающей оптический путь плоскости. Коллиматор может являться асферической линзой, системой сферических линз, составленной из выпуклых линз, толстых выпуклых линз, с отрицательным мениском и двояковыпуклых линз, градиентных рефракционных линз с асферическим профилем и двухлинзовых ахроматов. Коллиматор может быть выполнен из следующих материалов: плавленый кварц, ZnSe, SF стекло или связанных с ними материалов. Коллиматор может иметь покрытие для уменьшения или улучшения отражающей способности или передачи. Оптические элементы можно охлаждать промывкой жидкостью или продувкой газом.
В техническом плане понятно, что термины "линза" и "оптические элементы" используются в данном документе в самом широком смысле и, следовательно, могут также относиться к оптическим элементам с силовым приводом, таким как рефлективные, пропускающие или рефракционные элементы.
В некоторых аспектах, рефракционные положительные линзы могут являться микролинзами. Микролинзой можно управлять по направлению в плоскости распространения света для увеличения/уменьшения фокусного расстояния, а также в плоскости, перпендикулярной плоскости распространения света для передачи пучка. Микролинзы могут принимать падающий свет для фокусировки в многочисленные фокусы от одного или нескольких оптических волокон, пар жгутов оптического волокна, волоконных лазеров, диодных лазеров; и принимать и передавать свет от одного или нескольких коллиматоров, положительных рефракционных линз, отрицательных рефракционных линз, одного или нескольких зеркал, дифракционных и рефлективных оптических расширителей пучка и призм.
В некоторых аспектах делитель пучка дифракционного оптического элемента можно использовать в соединении с рефракционной линзой. Делитель пучка дифракционного оптического элемента может образовать двойные пятна пучка или рисунок пятен пучка, содержащий формы и схемы, предложенные выше.
Кроме того, создана система и способ создания ствола скважины в грунте, где система и способ используют средство для создания лазерного пучка на поверхности забоя с заданным профилем энергетического воздействия, включающего в себя три лазерных пучка, подаваемых из компоновки низа бурильной колонны, облучающих поверхность забоя ствола скважины с заданным профилем энергетического воздействия, облучающих поверхность забоя с любым следующим профилем или комбинацией: заданный профиль энергетического воздействия, смещенный к внешней области поверхности ствола скважины, заданный профиль энергетического воздействия, смещенный к внутренней области поверхности ствола скважины, заданный профиль энергетического воздействия, содержащий, по меньшей мере, две концентрические области с разными профилями энергетического воздействия, заданный профиль энергетического воздействия, с созданием рисунка рассеянных пятен падения лазерного пучка, заданный профиль энергетического воздействия, основанный на механических напряжениях, прикладываемых механическим средством удаления, заданный профиль энергетического воздействия, имеющий, по меньшей мере, две площади, отличающиеся энергией, и энергией на площадях, обратно пропорциональной механическим силам, приложенным механическим средством.
Еще дополнительно создан способ проходки ствола скважины, использующий лазер, способ, содержащий спуск средств передачи лазерного пучка большой мощности в ствол скважины, ствол скважины, имеющий поверхность забоя, отверстие на устье и расстояние между поверхностью забоя и отверстием на устье, по меньшей мере, около 1000 фут (305 м), средство передачи, содержащее дальний конец, ближний конец, расположенные на расстоянии между дальним и ближним концами, дальний конец, спускаемый в ствол скважины; средство передачи, содержащее средство передачи энергии лазера большой мощности; подачу лазерного пучка большой мощности на ближний конец средства передачи; передачу, по существу, всей мощности лазерного пучка по длине средства передачи так, что луч выходит из дальнего конца; передачу лазерного пучка из дальнего конца в оптический блок в лазерной компоновке низа бурильной колонны, направляющей лазерный пучок на поверхность забоя ствола скважины; и создание заданного профиля энергетического воздействия на забой ствола скважины, при котором увеличивается длина ствола скважины, в части, на основе взаимодействия лазерного пучка с забоем ствола скважины.
Кроме того, создан способ проходки ствола скважины с использованием лазера, в котором лазерный пучок направляют на поверхность забоя ствола скважины, по существу, с однородным профилем энергетического воздействия и при этом длина ствола скважины увеличивается, в частности, на основе взаимодействия лазерного пучка с забоем ствола скважины.
Согласно одному или нескольким аспектам, изобретен способ лазерного бурения, использующий оптический рисунок для выкрашивания пластов горной породы. Способ может содержать облучение горной породы для дробления, плавления или испарения с одним или несколькими пятнами пучка генерации лазерного излучения, рисунками пятен пучков и формами пучков, расположенных на расстояниях без перекрывания и со схемами синхронизации, создающими перекрывающие термические разрывы горной породы, обуславливающие выкрашивание фрагментов горной породы. Одно или многочисленные пятна пучка и рисунки и формы пучка можно образовывать рефракционной и рефлективной оптикой или волоконной оптикой. Оптический рисунок, схемы синхронизации и пространственное расстояние между неперекрывающимися пятнами пучка и формы пучков можно регулировать по термической абсорбции типа горной породы для конкретной длины волны, времени релаксации для установки оптического устройства и возникновению помех от удаления горной породы.
В некоторых аспектах мощность пятна пучка генерации лазерного излучения либо не уменьшается, или уменьшается умеренно, или полностью во время релаксации при перестановке пятна пучка на поверхности горной породы. Для выкрашивания пластов горной породы двумя пятнами пучка генерации лазерного излучения можно сканировать поверхность горной породы с их разделением фиксированной установкой на не менее 2 дюйма (51мм) и без перекрывания в некоторых аспектах. Каждое из двух пятен пучка может иметь площадь пятна пучка в диапазоне между 0,1 см2 и 25 см2. Промежутки времени релаксации при перемещении двух пятен пучка генерации лазерного излучения на следующее место лазерного излучения на поверхность горной породы может находиться в диапазоне между 0,05 мс и 2 с. При перемещении двух пятен пучка лазерного излучения на следующую позицию, их мощность может либо не уменьшаться, уменьшаться умеренно или полностью за время релаксации.
Согласно одному или нескольким аспектам, рисунок пятна пучка может содержать три или больше пятен пучка в рисунке решетки, прямоугольный рисунок решетки, шестиугольный рисунок решетки, линии в рисунке решетки, круглый рисунок, треугольный рисунок решетки, крестообразный рисунок решетки, звездообразный рисунок решетки, поворотный рисунок решетки, визирный рисунок решетки или связанный с ними рисунок геометрической формы. В некоторых аспектах каждое пятно генерации пучка лазерного излучения в рисунке пятен пучка имеет площадь в диапазоне 0,1 см2 и 25 см2. Для выкрашивания пласта горной породы все соседние пятна пучка генерации лазерного излучения для каждого пятна пучка генерации лазерного излучения в рисунке пятен пучка могут быть меньше фиксированной позиции в 2 дюйма (25 мм) и неперекрывающимися в одном или нескольких аспектах.
В некоторых аспектах можно использовать несколько рисунков пятен пучка для выкрашивания поверхности горной породы. Промежутки времени релаксации при установке одного или нескольких рисунков пятна пучка на следующее место действия пучка лазерного излучения могут находиться в диапазоне между 0,05 мс и 2 с. Мощность одного или нескольких рисунков пятен пучка может либо не уменьшаться, или уменьшаться умеренно, или полностью за время релаксации. Форма пучка может являться непрерывным оптическим пятном пучка, образующим геометрическую форму, состоящую из, крестообразной формы, шестиугольной формы, спиральной формы, круглой формы, треугольной формы, звездообразной формы, линейной формы, прямоугольной формы или связанной с ними непрерывной формы пятна пучка.
В некоторых аспектах установку на одной линии либо линейно или нелинейно на одной или нескольких линиях, либо линейно или нелинейно на фиксированном расстоянии меньше 2 дюймов (51 мм) и без перекрывания можно использовать для выкрашивания пласта горной породы. Генерацию лазерного излучения на поверхность горной породы с двумя или больше формами пучков можно использовать для выкрашивания пласта горной породы. Промежутки времени релаксации при перемещении одного или нескольких форм пятен пучка на место следующего приложения генерации лазерного излучения могут находиться в диапазоне между 0,05 мс и 2 с.
Согласно одному или нескольким аспектам, мощности одной или нескольких форм непрерывных пучков либо не уменьшаются, или уменьшаются умеренно, или полностью во время релаксации. Поверхность горной породы можно облучать одним или несколькими рисунками пятен пучка генерации лазерного излучения вместе с одним или несколькими формами пятен пучка, или одним или двумя пятнами пучка с одним или несколькими рисунками пятен пучка. В некоторых аспектах максимальный диаметр и окружность одной или нескольких форм пучка и рисунка пятен пучка соответствуют размеру выкрашивания ствола скважины при бурении пласта горной породы до заканчивания скважины.
Согласно одному или нескольким аспектам, разрывы горной породы можно создавать для обеспечения выкрашивания сегментов горной породы для эффективного бурения ствола скважины. В некоторых аспектах пятна пучка, формы и рисунки можно использовать для создания разрывов горной породы для обеспечения выкрашивания многочисленных сегментов горной породы. Разрыву горной породы можно придавать стратегический рисунок. По меньшей мере, в некоторых аспектах бурение пластов горной породы может содержать применение одного или нескольких неперекрывающихся пятен пучка, форм или рисунков для создания разрывов горной породы. Выбор одного или нескольких пятен пучка, форм и рисунков может, в общем, основываться на заданном варианте применения или необходимых параметрах работы. Средняя мощность, удельная мощность, схема синхронизации, размер пятна излучения, время облучения, связанная с ними удельная энергия и элементы оптического генератора можно учитывать при выборе одного или нескольких пятен пучка, формы или рисунка. Материал, подлежащий бурению, такой как тип пласта горной породы, может также влиять на выбор одного или нескольких пятен пучка, формы или рисунка, выбираемых для выкрашивания пластов горной породы. Например, сланец должен абсорбировать свет и преобразовывать в тепло с интенсивностью, отличающейся от песчаника.
Согласно одному или нескольким аспектам, для горной породы можно использовать схему с одним или несколькими пятнами пучка. По меньшей мере, в одном варианте осуществления пятен пучка можно рассматривать использование перемещения одного или нескольких пятен пучка, последовательно перемещающихся с одного места на следующее место генерации лазерного облучения поверхности горной породы в схеме синхронизации. Пятна пучка можно разносить на нужные расстояния. В некоторых неограничивающих аспектах фиксированная позиция между одним пятном пучка и соседними пятнами пучка может являться не перекрывающейся. По меньшей мере, в одном неограничивающем варианте осуществления расстояние между соседними пятнами пучка может быть меньше 2 дюймов (51 мм).
Согласно одному или нескольким аспектам, для горной породы можно применять рисунок с одной или несколькими формами пучков. В некоторых аспектах формы пучков могут являться непрерывными оптическими формами, образующими один или несколько геометрических рисунков. Рисунок может содержать геометрические формы линии, креста, визира, вертлюга, звезды, прямоугольника, шестиугольника, окружности, эллипса, волнистой линии или любой другой нужной формы или рисунка. Элементы формы пучка могут быть разнесены на любое нужное расстояние. В некоторых неограничивающих аспектах фиксированное положение между каждой линией, линейной или нелинейной и соседними линиями, линейными или нелинейными находятся в фиксированном положении, может быть меньше 2 дюймов (51 мм) и не иметь перекрывания.
Согласно одному или нескольким аспектам, для горной породы задают рисунок пучка. Рисунки пучка могут содержать решетку или сетку пятен пучка, которая может содержать геометрические рисунки линии, креста, визира, вертлюга, звезды, прямоугольника, шестиугольника, окружности, эллипса, волнистой линии. Пятна пучка в рисунке пучка могут быть разнесены на любое нужное расстояние. В некоторых неограничивающих аспектах фиксированное положение между каждым пятном пучка и соседними пятнами пучка в рисунке пятен пучка может быть меньше 2 дюймов (51 мм) и не иметь перекрывания.
Согласно одному или нескольким аспектам, пятном пучка можно сканировать любую нужную площадь. Например, в некоторых неограничивающих аспектах площадь может находиться в диапазоне между около 0,1 см2 и около 25 см2. Линия пучка, либо линейная или нелинейная, может иметь любой нужный специфический диаметр и любое специфическое и заданное распределение мощности. Например, специфический диаметр некоторых неограничивающих аспектов может находиться в диапазоне между около 0,05 см2 и около 25 см2. В некоторых неограничивающих аспектах максимум длины линии, либо линейной или нелинейной, может, в общем, быть равен диаметру ствола скважины, подлежащей бурению. Любую нужную длину волны можно использовать. В некоторых аспектах, например, длина волны одного или нескольких пятен пучка, формы или рисунка может находиться в диапазоне от 800 нм до 2000 нм. Комбинации одного или нескольких пятен пучка, форм и рисунков также можно реализовать.
Согласно одному или нескольким аспектам, схемы синхронизации и место для выкрашивания горной породы можно изменять на основании известных скоростей выкрашивания горной породы и/или систем удаления горной породы. В одном варианте осуществления промежутки времени релаксации сканирования при установке одного или нескольких рисунков пятен пучка в следующее место генерации лазерного излучения могут находиться в диапазоне между 0,05 мс и 2 с. В другом варианте осуществления, камера, использующая волоконную оптику или методики спектроскопии, может давать изображение высоты горной породы для определения пиковых областей горной породы, подлежащей выкрашиванию. Схему синхронизации можно калибровать для последующего выкрашивания самых высоких пиков поверхности горной породы до самых низких или пиков над определенной высотой с использованием обработки сигналов, распознавания программным обеспечением и цифрового управления системой оптических линз. В другом варианте осуществления, схему синхронизации может задавать система удаления горной породы. Например, если текучая среда перемещается с левой стороны пласта горной породы на правую сторону для очистки оптической головки и подъема шлама, синхронизация должна предусматривать выкрашивание горной породы слева направо для предотвращения создания помех от удаления горной породы одному или нескольким пятнам пучка, форме или рисунку лазерного облучения пласта горной породы или наоборот. Для другого примера, если горные породы чистят струйными соплами, газом или жидкостью, горная порода на центре должна выкрашиваться первой и выкрашивание горной породы должно идти от центра. В некоторых аспектах, скорость удаления горной породы должна определять промежутки времени релаксации.
Согласно одному или нескольким аспектам, на поверхность горной породы могут воздействовать газ или текучие среды, используемые очистки головки и подъема шлама на забое скважины. В одном варианте осуществления, тепло от оптических элементов и потери от волоконно-оптического устройства на забое скважины или диодного лазера можно использовать для увеличения температуры ствола скважины. Так можно снизить требуемую температуру создания дробления, делающую более простым дробление горных пород. В другом варианте осуществления, жидкость может насыщать место выкрашивания, в данной ситуации жидкость должна превращаться в пар и быстро расширяться, данное быстрое расширение должно создавать тепловые удары, улучшающие рост разрывов в горной породе. В другом варианте осуществления, органические летучие компоненты, минералы или другие материалы в условиях быстрого и дифференцированного нагрева энергией лазерного излучения могут быстро расширяться, данное быстрое расширение должно создавать тепловые удары, улучшающие рост разрывов в горной породе. В другом варианте осуществления, текучие среды с более высоким коэффициентом преломления можно разместить между двумя потоками жидкости с более низким коэффициентом преломления. Текучие среды, используемые для очистки горной породы, могут действовать как длина волны для направления света. Газ можно использовать с конкретным коэффициентом преломления, более низким, чем у текучей среды или другого газа.
Тепловые удары могут находиться в диапазоне от мощности генерации лазерного излучения между одним и другим пятном пучка, формы или рисунка. В некоторых, неограничивающих аспектах, тепловые удары могут достигать 10 кВт/см2 удельной мощности генерации непрерывного лазерного излучения. В некоторых неограничивающих аспектах, тепловые удары могут достигать 10 МВт/см2 удельной мощности генерации импульсного лазерного излучения, например, при 10 наносекундах на импульс. В некоторых аспектах, два или больше пятен пучка, форм и рисунков могут иметь разные уровни мощности теплового удара в горной породе. Таким образом, температурный градиент может быть образован генерацией лазерного излучения на поверхности горной породы.
Для дополнительной демонстрации идей настоящего изобретения приведены примеры оптических головок, т.e. оптических блоков, и рисунков пятен падения пучка, т.e. рисунков облучения, которые можно использовать как ее часть, или создавать лазерной компоновкой низа бурильной колонны. На Фиг.27 показано выкрашивание пласта горной породы с использованием рисунка пучка генерации лазерного излучения. Пучок 2701 света формы пучка генерации лазерного излучения, формирующей шахматную клетку линий 2702, облучает поверхность 2703 горной породы 2704. Расстояние между пятнами пучка делает их неперекрывающимися, поскольку напряжение и тепловая абсорбция обуславливают перекрывание естественных разрывов горной породы, создавая выкрашивание сегментов горной породы. Данные сегменты 2705 горной породы могут отслаиваться или отрываться взрывом от пласта горной породы.
Для дополнительной демонстрации идеи изобретения на фиг.28 показано удаление сегментов горной породы перемещением потока 2801 жидкости или газа при выкрашивании пласта 2802 горной породы. Сегменты горной породы выкрашиваются пучком с рисунком 1606 с неперекрывающимися пятнами по линиям 2803, 2804, 2805. Оптическая головка 2807, оптически связанная с оптоволоконным жгутом, оптической головкой 2807, имеющей систему оптического элемента, облучает поверхность 2808 горной породы. Перемещающийся слева направо поток 2801 газа или жидкости поднимает фрагменты 2809 горной породы, выкрошенные тепловыми ударами на поверхность.
Для дополнительной демонстрации идеи изобретения на фиг.29 показано удаление сегментов горной породы потоком жидкости или газа, направляемым от оптической головки при выкрашивании пласта 2901 горной породы. Сегменты горной породы выкрашиваются пучком с рисунком 2902 из неперекрывающихся пятен формы пучка на линиях 2903, 2904, 2905. Оптическая головка 2907 с системой оптического элемента облучает поверхность 2908 горной породы. Сегмент 2909 обломков горной породы перемещается от сопла 2915, подающего газ или жидкость 2911, от пласта горной породы и удаляется. Оптическая головка 2907 показана прикрепленной к вращающему двигателю 2920 и оптоволоконным кабелям 2924 разнесенной схемы. Оптическая головка также имеет рельсы 2928 для перемещения по оси z, если необходимо для фокусирования. Оптические рефракционные и рефлективные оптические элементы образуют путь пучка.
Для дополнительной демонстрации идеи изобретения на фиг.30 показаны оптические зеркала, осуществляющие сканирование пятном или формой пучка лазерного излучения для выкрашивания пластов горной породы в плоскости XY. Показаны, относительно корпуса 3023 в стволе скважины, первый двигатель 3001 вращения, множество оптоволоконных кабелей в форме 3003, карданный подвес 3005, второй двигатель 3007 вращения и третий двигатель 3010 вращения. Второй двигатель 3007 вращения имеет шаговый электродвигатель 3011 и зеркало 3015, связанное с ним. Третий двигатель 3010 вращения имеет шаговый электродвигатель 3013 и зеркало 3017, связанное с ним. Оптические элементы 3019 оптически связаны с оптическими волокнами 3003 и способны подавать лазерный пучок по оптическому пути 3021. При вращении карданного подвеса вокруг оси z переставляются зеркала в плоскости XY. Зеркала прикреплены к шаговому электродвигателю для вращения шаговых электродвигателей и зеркал в плоскости XY. В данном варианте осуществления волоконная оптика разнесена в схеме, образующей три пятна пучков, которыми манипулируют оптические элементы, осуществляющие сканирование пластов горной породы на расстоянии друг от друга и без перекрывания для осуществления выкрашивания горной породы. Можно использовать другие схемы волоконной оптики, формы или диодный лазер.
Для дополнительной демонстрации идеи изобретения на фиг.31 показано использование линзы, расщепляющей пучок для образования многочисленных фокусов пучков для выкрашивания пласта горной породы. Здесь показаны волокна 3101 в схеме, рельс 3105, обеспечивающий перемещение в направлении оси z, показанное стрелкой 3103, волоконный соединитель 3107, оптическая головка 3109, имеющая расширитель 3119 пучка, содержащий DOE/ROE 3115, положительная линза 3117, коллиматор 3113, расширитель 3111 пучка. Данная компоновка способна подавать один или несколько лазерных пучков, как пятен 3131 в рисунке, вдоль оптических путей 3129 на пласт 3123 горной породы, имеющий поверхность 3125. Волоконная оптика разнесена на расстояние в схеме. Система оптического элемента, состоящая из расширителя пучка и коллиматора, питает дифракционный оптический элемент, прикрепленный к положительной линзе для фокусирования многочисленных пятен пучка с многочисленными фокусами. Расстояние между пятнами пучка не дает перекрывания и должно обуславливать выкрашивание. На данной Фигуре рельсы перемещаются вдоль оси z для фокусирования оптического пути. Волокна соединяются соединителем. Также оптический элемент может быть прикреплен к каждому элементу волоконной оптики, как показано на Фигуре, нескольким элементам волоконной оптики.
Для дополнительной демонстрации идеи изобретения на фиг.32 показано использование линз придания формы пятну пучка для образования формы для выкрашивания пластов горной породы. Создана решетка оптических волокон 3201, оптическая головка 3209. Оптическая головка имеет рельс 3203 для осуществления перемещения в направлении оси z, показанного стрелкой 3205, волоконное соединительное устройство 3207, оптический блок 3201 для придания формы лазерному пучку, передаваемого волокнами 3201. Оптическая головка, способная передавать лазерный пучок по оптическому пути 3213 для облучения поверхности 3219 с рисунком 3221 пятен падения лазерного пучка, имеет отдельные, но пересекающиеся линии в структуре по типу решетки. Элементы волоконной оптики расположены на расстоянии друг от друга в схеме, соединенной соединителем. Волоконная оптика эмитирует пятно пучка в линзу придания формы пятну пучка, прикрепленную к волоконной оптике. Линза придания формы пятну пучка образует линию, на данной Фигуре с перекрывающим пятном для образования рисунка лазерного пучка по типу крестиков-ноликов на поверхности горной породы. Тросы жгутов оптического волокна прикреплены к рельсам для перемещения вдоль оси z для фокусирования пятен пучка.
Для дополнительной демонстрации идеи изобретения на фиг.33 показано использование F-тета объектива для фокусирования рисунка лазерного пучка на пласте горной породы, обуславливающего выкрашивание. Создана оптическая головка 3301, первый двигатель 3303 вращения, множество оптических волокон 3305, соединитель 3307, устанавливающий волокна в заданной схеме 3309. Лазерный пучок выходит из волокон и проходит вдоль оптического пути 3311 через F-тета оптику 3315 и облучает поверхность 3313 горной породы с рисунком 3310 пятен падения. Дополнительно показаны рельсы 3317 для создания перемещения в направлении вдоль оси z. Волоконная оптика, соединенная соединителем в схему, вращается вокруг оси z карданным подвесом, прикрепленным к корпусу оптической головки. Путь пучка затем перефокусирует F-тета объектив на пласт горной породы. Пятна пучка расположены на расстоянии друг от друга и не перекрываются для создания выкрашивания горной породы в пласте горной породы. Рельс прикреплен к оптическому волокну и F-тета объективу, перемещающимся вдоль оси z для фокусирования размера пятна излучения.
Понятно, что рельсы в данных примерах для обеспечения перемещения вдоль оси z даны как иллюстрация и что перемещения в направлении оси z, т.e. перемещения к забою ствола скважины или от него, можно получить с помощью другого средства, например, наматывая или сматывая барабан или поднимая и спуская бурильную колонну, использующегося для спускоподъема лазерной компоновки низа бурильной колонны в стволе скважины.
Для дополнительной демонстрации идеи изобретения на фиг.34 показано механическое управление волоконной оптикой, прикрепленной к оптическому устройству формирования пучка, обуславливающему выкрашивание горной породы. Созданы жгут 3401 из множества волокон, первый двигатель 3405 для создания вращения, силовой кабель 3403, оптическая головка 3406 и рельсы 3407. Дополнительно создан второй двигатель 3409, волоконный соединитель 3413 и линза 3421 для каждого волокна для формирования пучка. Лазерные пучки выходят из волокон и проходят по оптическим путям 3415 и облучают поверхность 3419 горной породы в множестве пятен падения рисунка 3417 по индивидуальным линиям. Волоконная оптика соединена соединителем в схему и прикреплена карданным подвесом к двигателю вращения вокруг оси z. Рельсы прикреплены к двигателю, перемещающемуся по оси z. Рельсы структурно прикреплены к корпусу оптической головки и опорной балке. Силовой кабель осуществляет электропитание двигателя. На данной Фигуре волоконная оптика эмитирует пятно пучка в линзу придания формы пятну пучка, создающую три неперекрывающиеся линии к пласту горной породы для создания выкрашивания горной породы.
Для дополнительной демонстрации идеи изобретения на фиг.35 показано использование множества элементов волоконной оптики для создания линии формы пучка. Создан оптический блок 3511, имеющий источник 3501 энергии лазерного излучения, силовой кабель 3503, первый двигатель 3505 вращения, установленный как карданный подвес, второй двигатель 3507 и рельсы 3517 для перемещения в направлении оси z. Также создано множество волоконных жгутов 3521, с каждым жгутом, содержащим множество индивидуальных волокон 3523. Жгуты 3521 удерживаются в заданном положении соединителем 3525. Каждый жгут 3521 оптически связан с оптикой 3509 формирования пучка. Лазерные пучки выходят из оптики 3509 формирования пучка и проходят по оптическому пути 3515 для облучения поверхности 3519. Двигатели 3507, 3505 обеспечивают перемещение множества пятен пучка в множество заданных и нужных рисунков на поверхности 3519, которая может являться поверхностью ствола скважины, такой как поверхность забоя, боковая поверхность или поверхность обсадной колонны в стволе скважины. Множество элементов волоконной оптики соединены соединителями в схему и прикреплены к вращающемуся вокруг оси z карданному подвесу двигателя. Рельсы прикреплены к двигателю для перемещения вдоль оси z. Рельсы структурно прикреплены к корпусу оптической головки и опорной балке. Силовой кабель осуществляет электропитание двигателя. На данной Фигуре множество элементов волоконной оптики эмитирует пятно пучка в линзу придания формы пятну пучка, создающую три неперекрывающиеся линии на пласте горной породы. Формы пучков создают выкрашивание горной породы.
Для дополнительной демонстрации идеи изобретения на фиг.36 показано использование множества элементов волоконной оптики для формирования фокусов многочисленных пятен пучка, вращающихся на оси. Создан генератор 3601 лазерного излучения, первый двигатель 3603, установленный на карданном подвесе, второй двигатель 3605 и средство 3607 для перемещения в направлении оси z. Дополнительно создано множество волоконных жгутов 3613 и соединитель 3609 для установки множества жгутов 3613, лазерный пучок выходит из волокон и облучает поверхность с рисунком расходящихся и скрещивающихся пятен падения лазерного пучка. Элементы волоконной оптики соединены соединительными устройствами под углом с вращением двигателем, прикрепленным к карданному подвесу, прикрепленному ко второму двигателю, перемещающемуся вдоль оси z на рельсах. Двигатели получают питание от силового кабеля. Рельсы прикреплены к корпусу оптической головки и опорной балке. На данной Фигуре коллиматор отправляет пятно пучка, приходящего из множества оптических волокон, в устройство расщепления пучка. Устройство расщепления пучка является дифракционным оптическим элементом, прикрепленным к положительной рефракционной линзе. Устройство расщепления пучка образует многочисленные фокусы пятен пучка на пласте горной породы на расстояниях без перекрывания для выкрашивания пластов горной породы. Фокусы переустанавливаются по оси z с перемещением по рельсам.
Для дополнительной демонстрации идеи изобретения на фиг.11 показано сканирование поверхности горной породы формой пучка и системой сканирования в плоскости XY. Создан оптический путь 1101 для лазерного пучка, сканнер 1103, дифракционная оптика 1105 и коллиматорная оптика 1107. Оптическое волокно эмитирует пятно пучка, расширенное в блоке расширения пучка и фокусируемое коллиматором, в рефракционный оптический элемент. Рефракционный оптический элемент установлен перед сканнером, работающим на плоскости XY для образования рисунка пятен пучка или формы. Сканнер, работающий на плоскости XY, состоящий из двух зеркал, управляемых зеркальными гальванометрами 1109, облучает поверхность 1113 горной породы для создания выкрашивания.
Из приведенного выше описания специалист в данной области техники может легко выявить существенные отличия данного изобретения и без отхода от его объема и сущности может выполнять различные изменения и/или модификации изобретения для его приспособления к различным вариантам использования и условиям.
Claims (47)
1. Система бурения с использованием лазерного излучения большой мощности для использования совместно с буровой установкой, буровой платформой, буровой вышкой, платформой спуска в скважину под давлением или буровой установкой с гибкой насосно-компрессорной трубой для проходки ствола скважины в твердой горной породе, содержащая генератор лазерного излучения большой мощности, способный создавать лазерный пучок, имеющий мощность, по меньшей мере, 20 кВт, компоновку низа бурильной колонны, имеющую оптический блок, выполненный с возможностью создания заданного профиля энергетического воздействия на поверхность ствола скважины и с возможностью создания заданного рисунка пятен падения лазерного пучка, средство для спуска компоновки низа бурильной колонны в ствол скважины и перемещения в нем при продвижении вниз ствола скважины, скважинный кабель передачи лазерного пучка большой мощности, имеющий длину, по меньшей мере, около 1000 фут (305 м), оптически связанный с генератором и с компоновкой низа бурильной колонны.
2. Система по п.1, в которой кабель и компоновка низа бурильной колонны выполнены с возможностью облучения поверхности ствола скважины лазерным пучком, имеющим мощность, по меньшей мере, около 18 кВт на компоновке низа бурильной колонны.
3. Система бурения с использованием лазерного излучения большой мощности для использования совместно с буровой установкой, буровой платформой, буровой вышкой, платформой спуска в скважину под давлением или буровой установкой с гибкой насосно-компрессорной трубой для проходки ствола скважины, содержащая генератор лазерного излучения большой мощности, компоновку низа бурильной колонны, имеющую оптический блок, выполненный с возможностью создания профиля энергетического воздействия на поверхность ствола скважины и с возможностью создания рисунка пятен падения лазерного пучка, и средство для направления текучей среды, средство для перемещения компоновки низа бурильной колонны в стволе скважины, источник текучей среды, используемой в проходке ствола скважины, скважинный кабель передачи лазерного пучка большой мощности, оптически связанный с генератором и с компоновкой низа бурильной колонны, и направляющее средство, сообщенное с источником текучей среды, при этом система выполнена с возможностью резания, дробления или выкрашивания горной породы посредством облучения поверхности ствола скважины с использованием энергии лазерного излучения и удаления обломков, создаваемых резанием, дроблением или выкрашиванием, из ствола скважины и области лазерного облучения под действием направляющего средства.
4. Система по п.3, в которой направляющее средство содержит усилитель текучей среды.
5. Система по п.3, в которой направляющее средство содержит средство, направляющее газ, и средство, направляющее текучую среду.
6. Система по п.3, в которой направляющее средство содержит два выходных средства, обеспечивающих относительные расходы текучих сред с соотношением от около 1:1 до, по меньшей мере, 1:100.
7. Система подачи энергии лазерного излучения большой мощности на забой стволов глубоких скважин, содержащая генератор лазерного излучения большой мощности, способный создавать лазерный пучок большой мощности, средство передачи лазерного пучка от генератора на забой ствола глубокой скважины и средство подавления вынужденного рассеяния Бриллюэна, при этом, по существу, вся энергия лазерного излучения подается на забой ствола скважины.
8. Система по п.7, в которой генератор имеет мощность, по меньшей мере, 20 кВт.
9. Система подачи энергии лазерного излучения большой мощности на забой ствола глубоких скважин, содержащая генератор лазерного излучения большой мощности, способный создавать лазерный пучок большой мощности, средство передачи лазерного пучка от генератора на забой ствола глубокой скважины и средство подавления эффекта нелинейного рассеяния, при этом энергия лазерного излучения подается на забой ствола скважины с достаточной мощностью для проходки ствола скважины.
10. Система по п.6, в которой генератор лазерного излучения содержит множество лазеров.
11. Способ проходки ствола скважины с использованием лазерного излучения, содержащий следующие стадии:
перемещение волоконного средства передачи лазерного пучка большой мощности в ствол скважины, имеющий поверхность забоя, отверстие на устье и расстояние между поверхностью забоя и отверстием на устье, составляющее, по меньшей мере, около 1000 фут (305 м), при этом волоконное средство передачи имеет дальний конец, ближний конец и расстояние между дальним и ближним концами, причем дальний конец перемещается в стволе скважины;
подача лазерного пучка большой мощности на ближний конец волоконного средства передачи;
подавление эффекта нелинейного рассеяния;
передача мощности лазерного пучка по длине волоконного средства передачи так, что пучок выходит на его дальнем конце; и
направление лазерного пучка на поверхность забоя ствола скважины, при этом увеличивается длина ствола скважины, частично, на основе взаимодействия лазерного пучка с забоем ствола скважины.
перемещение волоконного средства передачи лазерного пучка большой мощности в ствол скважины, имеющий поверхность забоя, отверстие на устье и расстояние между поверхностью забоя и отверстием на устье, составляющее, по меньшей мере, около 1000 фут (305 м), при этом волоконное средство передачи имеет дальний конец, ближний конец и расстояние между дальним и ближним концами, причем дальний конец перемещается в стволе скважины;
подача лазерного пучка большой мощности на ближний конец волоконного средства передачи;
подавление эффекта нелинейного рассеяния;
передача мощности лазерного пучка по длине волоконного средства передачи так, что пучок выходит на его дальнем конце; и
направление лазерного пучка на поверхность забоя ствола скважины, при этом увеличивается длина ствола скважины, частично, на основе взаимодействия лазерного пучка с забоем ствола скважины.
12. Компоновка барабана для вращательного соединения кабелей передачи лазерного пучка большой мощности для использования в проходке стволов скважин, содержащая основание, барабан, опирающийся на основание через несущие нагрузку подшипники, средство для подачи энергии лазерного излучения, гибкую насосно-компрессорную трубу, имеющую первый конец и второй конец и содержащую средство для передачи лазерного пучка большой мощности, при этом барабан имеет ось, вокруг которой наматывается гибкая насосно-компрессорная труба, и которая опирается на несущие нагрузку подшипники, первый неповоротный оптический соединитель для оптического соединения лазерного пучка от средства для подачи энергии лазерного излучения на ось, поворотный оптический соединитель, оптически связанный с первым оптическим соединителем, при этом лазерный пучок может передаваться от первого оптического соединителя на поворотный оптический соединитель, и вращающийся оптический соединитель, оптически связанный с поворотным оптическим соединителем, оптически связанным со средством для передачи лазерного пучка и с осью, при этом барабан выполнен с возможностью передачи лазерного пучка от первого оптического соединителя через поворотный оптический соединитель в средство передачи лазерного пучка во время наматывания насосно-компрессорной трубы на барабан и сматывания с него с поддержанием достаточной мощности для проходки ствола скважины.
13. Лазерная компоновка низа бурильной колонны, содержащая первый поворотный кожух, второй закрепленный кожух, при этом первый кожух связан со вторым кожухом с возможностью вращения, кабель из оптического волокна для передачи лазерного пучка, имеющий ближний конец и дальний конец, при этом ближний конец выполнен с возможностью приема лазерного пучка от генератора лазерного излучения, а дальний конец оптически связан с оптическим блоком, по меньшей мере, участок оптического блока скреплен с первым поворотным кожухом и способен вращаться совместно с первым кожухом, механическую компоновку, скрепленную с первым поворотным кожухом и способную вращаться совместно с первым кожухом и прикладывать механические силы к поверхности ствола скважины при вращении, и канал текучей среды, связанный с первым и вторым кожухами и имеющий дальнее и ближнее отверстие, при этом дальнее отверстие предназначено для выпуска текучей среды по направлению к поверхности ствола скважины, и текучая среда для удаления отходов перемещается по каналу текучей среды и выпускается из дальнего отверстия к поверхности ствола скважины для удаления отходов из ствола скважины.
14. Компоновка по п.13, в которой выполненный с возможностью вращения участок оптического блока содержит оптическое средство придания формы пучку.
15. Компоновка по п.13, в которой выполненный с возможностью вращения участок оптического блока содержит сканнер.
16. Компоновка по п.13, в которой механическая компоновка содержит буровое долото.
17. Компоновка по п.13, в которой механическая компоновка содержит шарошечное буровое долото.
18. Компоновка по п.13, в которой механическая компоновка содержит режущий инструмент с поликристаллическими алмазными вставками.
19. Система для создания ствола скважины в грунте, содержащая генератор лазерного излучения большой мощности, компоновку низа бурильной колонны и оптоволоконное соединение генератора с компоновкой низа бурильной колонны, при этом лазерный пучок от генератора передается на компоновку низа бурильной колонны, содержащую средство для подачи лазерного пучка на поверхность забоя ствола скважины, содержащее оптическое средство создания энергетического воздействия пучка и выполненное с возможностью создания заданного профиля энергетического воздействия, при этом лазерный пучок, подаваемый из компоновки низа бурильной колонны, облучает поверхность забоя ствола скважины с заданным профилем энергетического воздействия.
20. Система по п.19, в которой заданный профиль энергетического воздействия является смещенным к внешней области поверхности ствола скважины.
21. Система по п.19, в которой заданный профиль энергетического воздействия является смещенным к внутренней области поверхности ствола скважины.
22. Система по п.19, в которой заданный профиль энергетического воздействия содержит, по меньшей мере, две концентрические области, имеющие различные профили энергетического воздействия.
23. Система по п.19, в которой заданный профиль энергетического воздействия создан рядом рисунков пятен падения лазерного пучка.
24. Система по п.19, в которой заданный профиль энергетического воздействия создан рисунком рассеянных пятен падения лазерного пучка.
25. Система по п.19, содержащая механическое средство удаления.
26. Система по п.19, в которой заданный профиль энергетического воздействия основан на механических напряжениях, создаваемых механическим средством удаления.
27. Способ удаления обломков породы из ствола скважины во время лазерного бурения ствола скважины, содержащий следующие стадии:
направление лазерного пучка, имеющего мощность, по меньшей мере, около 10 кВт к поверхности ствола скважины;
облучение области поверхности ствола скважины;
перемещение материала из области облучения;
подача текучей среды;
направление текучей среды к первой области в стволе скважины;
направление текучей среды ко второй области;
удаление направленной текучей средой перемещенного материала из области облучения со скоростью, достаточной для предотвращения создания перемещенным материалом препятствия для лазерного облучения; и
удаление текучей средой перемещенного материала из ствола скважины.
направление лазерного пучка, имеющего мощность, по меньшей мере, около 10 кВт к поверхности ствола скважины;
облучение области поверхности ствола скважины;
перемещение материала из области облучения;
подача текучей среды;
направление текучей среды к первой области в стволе скважины;
направление текучей среды ко второй области;
удаление направленной текучей средой перемещенного материала из области облучения со скоростью, достаточной для предотвращения создания перемещенным материалом препятствия для лазерного облучения; и
удаление текучей средой перемещенного материала из ствола скважины.
28. Способ по п.27, в котором первая область является областью облучения.
29. Способ по п.27, в котором вторая область находится на боковой стенке компоновки низа бурильной колонны.
30. Способ лазерного удаления обломков породы из ствола скважины, содержащий следующие стадии:
направление лазерного пучка на поверхность в стволе скважины;
облучение лазерным пучком области поверхности и получение облученного материала;
направление первой текучей среды по первому каналу в ствол скважины;
направление второй текучей среды по второму каналу в ствол скважины;
удаление облученного материала из ствола скважины посредством направления, по меньшей мере, одной из первой и второй текучей среды в область так, чтобы предотвратить создание перемещенным материалом препятствия для лазерного облучения, и направления другой из первой и второй текучей среды так, чтобы удалить облученный материал из ствола скважины.
направление лазерного пучка на поверхность в стволе скважины;
облучение лазерным пучком области поверхности и получение облученного материала;
направление первой текучей среды по первому каналу в ствол скважины;
направление второй текучей среды по второму каналу в ствол скважины;
удаление облученного материала из ствола скважины посредством направления, по меньшей мере, одной из первой и второй текучей среды в область так, чтобы предотвратить создание перемещенным материалом препятствия для лазерного облучения, и направления другой из первой и второй текучей среды так, чтобы удалить облученный материал из ствола скважины.
31. Способ по п.30, в котором направление лазерного пучка на поверхность в ствол скважины содержит распространение лазерного пучка, имеющего мощность, по меньшей мере, около 15 кВт по каналу, содержащему высокомощное оптическое волокно, имеющее сердцевину с диаметром, по меньшей мере, 50 микрон и длину, по меньшей мере, 1000 футов (305 м), и лазерный направляющий инструмент, оптически соединенный с указанным волокном.
32. Способ по п.33, в котором лазерный пучок имеет длину волны от около 800 нм до около 2100 нм.
33. Система для подачи лазерной энергии большой мощности на большее расстояние в ствол скважины, содержащая генератор лазерного излучения большой мощности, способный создавать лазерный пучок большой мощности, средство подавления эффекта нелинейного рассеяния и средство передачи лазерного пучка от генератора в ствол скважины, при этом лазерный пучок большой мощности подается в ствол скважины.
34. Система по п.33, в которой нелинейное рассеяние является вынужденным рассеянием Бриллюэна.
35. Система по п.33, в которой средство подавления эффекта нелинейного рассеяния является средством исключения когерентности нелинейного рассеяния.
36. Система по п.33, в котором средство подавления эффекта нелинейного рассеяния является средством изменения ширины линии излучения генератора, при этом уменьшая коэффициент усиления Бриллюэна.
37. Система по п.33, в которой средство подавления эффекта нелинейного рассеяния является средством увеличения ширины линии излучения Бриллюэна.
38. Система по п.33, в которой генератор лазерного излучения большой мощности содержит комбинацию множества лазеров, каждый из которых способен создавать лазерный пучок, имеющий мощность, по меньшей мере, 15 кВт и ширину линии излучения, при этом средство подавления эффекта нелинейного рассеяния содержит комбинацию лазерных пучков от множества лазеров, и комбинированный лазерный пучок характеризуется эффективной шириной линии излучения, превышающей ширину линии излучения лазерного пучка от лазера.
39. Система по п.38, в которой генератор лазерного излучения имеет режим непрерывного излучения.
40. Система по п.38, в которой генератор лазерного излучения имеет импульсный режим излучения.
41. Система по п.34, в которой генератор лазерного излучения большой мощности содержит комбинацию множества лазеров, способных создавать комбинированный лазерный пучок, характеризующийся интервалом ширины линии излучения, причем каждый генератор способен создавать лазерный пучок большой мощности, характеризующийся своим интервалом ширины линии излучения, при этом генераторы имеют различные ширины линии излучения, а средство подавления эффекта нелинейного рассеяния имеет комбинированный интервал ширины излучения, превышающий интервал лазера.
42. Система подачи энергии лазерного излучения большой мощности в ствол скважины, содержащая генератор лазерного излучения большой мощности, способный создавать лазерный пучок мощностью в 20 кВт, компоновку насосно-компрессоркой трубы, имеющую насосно-компрессорную трубу длиной 1000 фут (305 м), имеющую дальний и ближний конец, источник текучей среды, используемой в проходке ствола скважины, при этом ближний конец насосно-компрессорной трубы сообщен с источником текучей среды и оптически связан с генератором, насосно-компрессорная труба содержит кабель для передачи лазерного пучка большой мощности, имеющий дальний конец и ближний конец, причем ближний конец оптически связан с генератором, при этом лазерный пучок передается по кабелю от ближнего конца на дальний конец кабеля для подачи энергии лазерного пучка в ствол скважины, и средство для подавления эффекта нелинейного рассеяния, связанное с, по меньшей мере, одним из генераторов, компоновкой насосно-компрессорной трубы, ближним концом насосно-компрессорной трубы и кабелем, при этом мощность энергии лазерного излучения на дальнем конце кабеля, когда кабель находится в стволе скважины, составляет, по меньшей мере, около 5 кВт.
43. Система по п.42, в которой нелинейное рассеяние является вынужденным рассеянием Бриллюэна.
44. Система по п.42, в которой генератор является генератором, способным создавать лазерный пучок с модовой структурой низкого порядка.
45. Система по п.42, в которой генератор способен создавать лазерный пучок с модовой структурой низкого порядка, характеризующийся дифракционным пределом M2<2.
46. Система по п.42, в которой генератор представляет собой комбинацию лазеров.
47. Система по п.46, в которой лазер способен создавать лазерный пучок с модовой структурой низкого порядка, характеризующийся дифракционным пределом M2<2.
Applications Claiming Priority (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US9038408P | 2008-08-20 | 2008-08-20 | |
| US61/090,384 | 2008-08-20 | ||
| US10273008P | 2008-10-03 | 2008-10-03 | |
| US61/102,730 | 2008-10-03 | ||
| US10647208P | 2008-10-17 | 2008-10-17 | |
| US61/106,472 | 2008-10-17 | ||
| US15327109P | 2009-02-17 | 2009-02-17 | |
| US61/153,271 | 2009-02-17 | ||
| PCT/US2009/054295 WO2010096086A1 (en) | 2008-08-20 | 2009-08-19 | Method and system for advancement of a borehole using a high power laser |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011110388A RU2011110388A (ru) | 2012-09-27 |
| RU2522016C2 true RU2522016C2 (ru) | 2014-07-10 |
Family
ID=41695291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011110388/03A RU2522016C2 (ru) | 2008-08-20 | 2009-08-19 | Способ и система для проходки ствола скважины с использованием лазера большой мощности |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (14) | US8511401B2 (ru) |
| EP (1) | EP2315904B1 (ru) |
| JP (2) | JP2012500350A (ru) |
| CN (1) | CN102187046B (ru) |
| AU (1) | AU2009340454A1 (ru) |
| BR (1) | BRPI0918403A2 (ru) |
| CA (1) | CA2734492C (ru) |
| MX (1) | MX355677B (ru) |
| RU (1) | RU2522016C2 (ru) |
| WO (1) | WO2010096086A1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2698752C1 (ru) * | 2019-04-19 | 2019-08-29 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова" | Способ проходки наклонных стволов и горизонтальных подземных выработок в условиях криолитозоны |
| RU2701253C1 (ru) * | 2019-02-18 | 2019-09-25 | Николай Борисович Болотин | Способ и устройство для бурения нефтегазовых скважин |
Families Citing this family (207)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120300057A1 (en) * | 2008-06-06 | 2012-11-29 | Epl Solutions, Inc. | Self-contained signal carrier for plumbing & methods of use thereof |
| US9360631B2 (en) | 2008-08-20 | 2016-06-07 | Foro Energy, Inc. | Optics assembly for high power laser tools |
| US10195687B2 (en) | 2008-08-20 | 2019-02-05 | Foro Energy, Inc. | High power laser tunneling mining and construction equipment and methods of use |
| US8571368B2 (en) | 2010-07-21 | 2013-10-29 | Foro Energy, Inc. | Optical fiber configurations for transmission of laser energy over great distances |
| US20170191314A1 (en) * | 2008-08-20 | 2017-07-06 | Foro Energy, Inc. | Methods and Systems for the Application and Use of High Power Laser Energy |
| US9138786B2 (en) | 2008-10-17 | 2015-09-22 | Foro Energy, Inc. | High power laser pipeline tool and methods of use |
| US20120067643A1 (en) * | 2008-08-20 | 2012-03-22 | Dewitt Ron A | Two-phase isolation methods and systems for controlled drilling |
| US9267330B2 (en) | 2008-08-20 | 2016-02-23 | Foro Energy, Inc. | Long distance high power optical laser fiber break detection and continuity monitoring systems and methods |
| EP2315904B1 (en) | 2008-08-20 | 2019-02-06 | Foro Energy Inc. | Method and system for advancement of a borehole using a high power laser |
| US9669492B2 (en) | 2008-08-20 | 2017-06-06 | Foro Energy, Inc. | High power laser offshore decommissioning tool, system and methods of use |
| US9244235B2 (en) | 2008-10-17 | 2016-01-26 | Foro Energy, Inc. | Systems and assemblies for transferring high power laser energy through a rotating junction |
| US9027668B2 (en) | 2008-08-20 | 2015-05-12 | Foro Energy, Inc. | Control system for high power laser drilling workover and completion unit |
| US9664012B2 (en) | 2008-08-20 | 2017-05-30 | Foro Energy, Inc. | High power laser decomissioning of multistring and damaged wells |
| US9347271B2 (en) * | 2008-10-17 | 2016-05-24 | Foro Energy, Inc. | Optical fiber cable for transmission of high power laser energy over great distances |
| US9719302B2 (en) * | 2008-08-20 | 2017-08-01 | Foro Energy, Inc. | High power laser perforating and laser fracturing tools and methods of use |
| US9074422B2 (en) | 2011-02-24 | 2015-07-07 | Foro Energy, Inc. | Electric motor for laser-mechanical drilling |
| US9089928B2 (en) | 2008-08-20 | 2015-07-28 | Foro Energy, Inc. | Laser systems and methods for the removal of structures |
| US8627901B1 (en) | 2009-10-01 | 2014-01-14 | Foro Energy, Inc. | Laser bottom hole assembly |
| US9080425B2 (en) | 2008-10-17 | 2015-07-14 | Foro Energy, Inc. | High power laser photo-conversion assemblies, apparatuses and methods of use |
| US9242309B2 (en) * | 2012-03-01 | 2016-01-26 | Foro Energy Inc. | Total internal reflection laser tools and methods |
| US10199798B2 (en) * | 2008-08-20 | 2019-02-05 | Foro Energy, Inc. | Downhole laser systems, apparatus and methods of use |
| US10301912B2 (en) | 2008-08-20 | 2019-05-28 | Foro Energy, Inc. | High power laser flow assurance systems, tools and methods |
| US11590606B2 (en) * | 2008-08-20 | 2023-02-28 | Foro Energy, Inc. | High power laser tunneling mining and construction equipment and methods of use |
| US20190178036A1 (en) * | 2008-08-20 | 2019-06-13 | Foro Energy, Inc. | Downhole laser systems, apparatus and methods of use |
| US9545692B2 (en) * | 2008-08-20 | 2017-01-17 | Foro Energy, Inc. | Long stand off distance high power laser tools and methods of use |
| DE102008049943A1 (de) * | 2008-10-02 | 2010-04-08 | Werner Foppe | Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzbohren |
| US8887803B2 (en) * | 2012-04-09 | 2014-11-18 | Halliburton Energy Services, Inc. | Multi-interval wellbore treatment method |
| US8684088B2 (en) | 2011-02-24 | 2014-04-01 | Foro Energy, Inc. | Shear laser module and method of retrofitting and use |
| US8783361B2 (en) * | 2011-02-24 | 2014-07-22 | Foro Energy, Inc. | Laser assisted blowout preventer and methods of use |
| US8720584B2 (en) | 2011-02-24 | 2014-05-13 | Foro Energy, Inc. | Laser assisted system for controlling deep water drilling emergency situations |
| US9845652B2 (en) | 2011-02-24 | 2017-12-19 | Foro Energy, Inc. | Reduced mechanical energy well control systems and methods of use |
| US8783360B2 (en) | 2011-02-24 | 2014-07-22 | Foro Energy, Inc. | Laser assisted riser disconnect and method of use |
| US8261855B2 (en) | 2009-11-11 | 2012-09-11 | Flanders Electric, Ltd. | Methods and systems for drilling boreholes |
| US8967298B2 (en) * | 2010-02-24 | 2015-03-03 | Gas Technology Institute | Transmission of light through light absorbing medium |
| US9677338B2 (en) | 2010-07-08 | 2017-06-13 | Faculdades Católicas, Associacão Sem Fins Lucrativos, Mantenedora Da Pontifícia Universidade Católica Do Rio De Janeiro-Puc-Rio | Device for laser drilling |
| BRPI1002337B1 (pt) * | 2010-07-08 | 2017-02-14 | Faculdades Católicas | equipamento para perfuração a laser |
| CA2808214C (en) | 2010-08-17 | 2016-02-23 | Foro Energy Inc. | Systems and conveyance structures for high power long distance laser transmission |
| EP2611566A4 (en) * | 2010-08-31 | 2017-11-08 | Foro Energy Inc. | Fluid laser jets, cutting heads, tools and methods of use |
| US9022115B2 (en) * | 2010-11-11 | 2015-05-05 | Gas Technology Institute | Method and apparatus for wellbore perforation |
| US9090315B1 (en) | 2010-11-23 | 2015-07-28 | Piedra—Sombra Corporation, Inc. | Optical energy transfer and conversion system |
| US8664563B2 (en) * | 2011-01-11 | 2014-03-04 | Gas Technology Institute | Purging and debris removal from holes |
| US9168612B2 (en) * | 2011-01-28 | 2015-10-27 | Gas Technology Institute | Laser material processing tool |
| WO2012116189A2 (en) * | 2011-02-24 | 2012-08-30 | Foro Energy, Inc. | Tools and methods for use with a high power laser transmission system |
| EP2678512A4 (en) * | 2011-02-24 | 2017-06-14 | Foro Energy Inc. | Method of high power laser-mechanical drilling |
| US8503070B1 (en) * | 2011-05-24 | 2013-08-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Fiber active path length synchronization |
| WO2012167102A1 (en) * | 2011-06-03 | 2012-12-06 | Foro Energy Inc. | Rugged passively cooled high power laser fiber optic connectors and methods of use |
| US10481339B2 (en) | 2011-06-03 | 2019-11-19 | Foro Energy, Inc. | High average power optical fiber cladding mode stripper, methods of making and uses |
| CN102322216A (zh) * | 2011-06-03 | 2012-01-18 | 东北石油大学 | 激光钻井装置 |
| HU230571B1 (hu) * | 2011-07-15 | 2016-12-28 | Sld Enhanced Recovery, Inc. | Eljárás lézeres olvasztásos kőzeteltávolítás során keletkező kőzet olvadék eltávolítására, valamint berendezés az eljárás megvalósítására |
| JP5276699B2 (ja) * | 2011-07-29 | 2013-08-28 | ファナック株式会社 | ピアシングを行うレーザ加工方法及びレーザ加工装置 |
| US20130032398A1 (en) * | 2011-08-02 | 2013-02-07 | Halliburton Energy Services, Inc. | Pulsed-Electric Drilling Systems and Methods with Reverse Circulation |
| US9399269B2 (en) | 2012-08-02 | 2016-07-26 | Foro Energy, Inc. | Systems, tools and methods for high power laser surface decommissioning and downhole welding |
| WO2013019959A2 (en) | 2011-08-02 | 2013-02-07 | Foro Energy Inc. | Laser systems and methods for the removal of structures |
| US9181754B2 (en) | 2011-08-02 | 2015-11-10 | Haliburton Energy Services, Inc. | Pulsed-electric drilling systems and methods with formation evaluation and/or bit position tracking |
| US8807218B2 (en) * | 2011-08-10 | 2014-08-19 | Gas Technology Institute | Telescopic laser purge nozzle |
| NO338637B1 (no) * | 2011-08-31 | 2016-09-26 | Reelwell As | Trykkregulering ved bruk av fluid på oversiden av et stempel |
| US8875807B2 (en) * | 2011-09-30 | 2014-11-04 | Elwha Llc | Optical power for self-propelled mineral mole |
| US8746369B2 (en) | 2011-09-30 | 2014-06-10 | Elwha Llc | Umbilical technique for robotic mineral mole |
| JP5256369B2 (ja) * | 2011-10-04 | 2013-08-07 | 独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構 | レーザー掘削装置 |
| US9850711B2 (en) | 2011-11-23 | 2017-12-26 | Stone Aerospace, Inc. | Autonomous laser-powered vehicle |
| US8908266B2 (en) | 2011-12-01 | 2014-12-09 | Halliburton Energy Services, Inc. | Source spectrum control of nonlinearities in optical waveguides |
| AU2014253495B2 (en) * | 2011-12-01 | 2016-01-21 | Halliburton Energy Services, Inc. | Source spectrum control of nonlinearities in optical waveguides |
| US9664869B2 (en) | 2011-12-01 | 2017-05-30 | Raytheon Company | Method and apparatus for implementing a rectangular-core laser beam-delivery fiber that provides two orthogonal transverse bending degrees of freedom |
| US9535211B2 (en) | 2011-12-01 | 2017-01-03 | Raytheon Company | Method and apparatus for fiber delivery of high power laser beams |
| TWI453086B (zh) * | 2011-12-02 | 2014-09-21 | Ind Tech Res Inst | 應用雷射光束之退火及即時監控之方法及系統 |
| CN104136952B (zh) | 2011-12-09 | 2018-05-25 | 朗美通运营有限责任公司 | 用于改变激光束的光束参数积的光学器件和方法 |
| WO2013090108A1 (en) * | 2011-12-14 | 2013-06-20 | Schlumberger Canada Limited | Solid state lasers |
| HUP1200062A2 (en) * | 2012-01-26 | 2013-09-30 | Sld Enhanced Recovery Inc Houston | Method for laser drilling |
| US8675694B2 (en) | 2012-02-16 | 2014-03-18 | Raytheon Company | Multi-media raman resonators and related system and method |
| US8983259B2 (en) | 2012-05-04 | 2015-03-17 | Raytheon Company | Multi-function beam delivery fibers and related system and method |
| US9252559B2 (en) * | 2012-07-10 | 2016-02-02 | Honeywell International Inc. | Narrow bandwidth reflectors for reducing stimulated Brillouin scattering in optical cavities |
| US10094172B2 (en) | 2012-08-23 | 2018-10-09 | Ramax, Llc | Drill with remotely controlled operating modes and system and method for providing the same |
| US9410376B2 (en) | 2012-08-23 | 2016-08-09 | Ramax, Llc | Drill with remotely controlled operating modes and system and method for providing the same |
| CA2891500A1 (en) * | 2012-11-15 | 2014-05-22 | Foro Energy, Inc. | High power laser hydraulic fructuring, stimulation, tools systems and methods |
| US9207405B2 (en) * | 2012-11-27 | 2015-12-08 | Optomak, Inc. | Hybrid fiber-optic and fluid rotary joint |
| EP2929602A4 (en) * | 2012-12-07 | 2016-12-21 | Foro Energy Inc | HIGH PERFORMANCE LASERS AND ENVIRONMENTS WITH WAVE LENGTH CONVERSIONS AND WAVELENGTH ADJUSTMENTS |
| WO2014149114A2 (en) * | 2012-12-24 | 2014-09-25 | Foro Energy, Inc. | High power laser tunneling mining and construction equipment and methods of use |
| CN104364691B (zh) * | 2012-12-27 | 2017-03-15 | 松下知识产权经营株式会社 | 信号传输用连接器、具备该信号传输用连接器的线缆、具备该线缆的显示装置及影像信号输出装置 |
| CA2838720C (en) * | 2013-01-07 | 2022-05-10 | Henry Research & Development | Electric motor systems and methods |
| WO2014123538A1 (en) * | 2013-02-08 | 2014-08-14 | Raytheon Company | Method and apparatus for fiber delivery of high power laser beams |
| US9048632B1 (en) | 2013-03-15 | 2015-06-02 | Board Of Trustees Of Michigan State University | Ultrafast laser apparatus |
| WO2014204535A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-12-24 | Foro Energy, Inc. | High power laser fluid jets and beam paths using deuterium oxide |
| US20160158817A1 (en) * | 2013-03-15 | 2016-06-09 | Foro Energy, Inc. | High power laser systems and methods for mercury, heavy metal and hazardous material removal |
| WO2014189491A1 (en) | 2013-05-21 | 2014-11-27 | Halliburton Energy Serviices, Inc. | High-voltage drilling methods and systems using hybrid drillstring conveyance |
| US9217291B2 (en) * | 2013-06-10 | 2015-12-22 | Saudi Arabian Oil Company | Downhole deep tunneling tool and method using high power laser beam |
| US9425575B2 (en) * | 2013-06-11 | 2016-08-23 | Halliburton Energy Services, Inc. | Generating broadband light downhole for wellbore application |
| EP2860503A3 (en) * | 2013-06-27 | 2015-06-03 | Rüeger S.A. | Method and apparatus for measuring the temperature of rotating machining tools |
| WO2015041700A1 (en) * | 2013-09-23 | 2015-03-26 | Sld Enhanced Recovery, Inc. | Method of extending a bore using a laser drill head |
| WO2015088553A1 (en) | 2013-12-13 | 2015-06-18 | Foro Energy, Inc. | High power laser decommissioning of multistring and damaged wells |
| JP2015141090A (ja) * | 2014-01-28 | 2015-08-03 | 日本海洋掘削株式会社 | 加工装置の設置方法および除去対象物の除去方法 |
| GB2522654B (en) | 2014-01-31 | 2021-03-03 | Silixa Ltd | Method and system for determining downhole object orientation |
| US9719344B2 (en) * | 2014-02-14 | 2017-08-01 | Melfred Borzall, Inc. | Direct pullback devices and method of horizontal drilling |
| WO2015142347A1 (en) * | 2014-03-20 | 2015-09-24 | Halliburton Energy Services, Inc. | Downhole sensing using parametric amplification with squeezed or entangled light for internal mode input |
| DE102014106843B4 (de) * | 2014-05-15 | 2020-09-17 | Thyssenkrupp Ag | Verfahren zum Einbringen eines Bohrlochs |
| US10302809B2 (en) * | 2014-05-23 | 2019-05-28 | Halliburton Energy Services, Inc. | Band-limited integrated computational elements based on hollow-core fiber |
| EP3186468B1 (en) | 2014-11-26 | 2019-06-12 | Halliburton Energy Services, Inc. | Hybrid mechanical-laser drilling equipment |
| US9932803B2 (en) * | 2014-12-04 | 2018-04-03 | Saudi Arabian Oil Company | High power laser-fluid guided beam for open hole oriented fracturing |
| US9873495B2 (en) | 2014-12-19 | 2018-01-23 | Stone Aerospace, Inc. | System and method for automated rendezvous, docking and capture of autonomous underwater vehicles |
| WO2016108848A1 (en) * | 2014-12-30 | 2016-07-07 | Halliburton Energy Services, Inc. | Correction of chromatic dispersion in remote distributed sensing |
| CA2974703C (en) | 2015-01-27 | 2022-02-15 | Schlumberger Canada Limited | Downhole cutting and sealing apparatus |
| JP5980367B1 (ja) * | 2015-03-31 | 2016-08-31 | 大王製紙株式会社 | 吸収性物品の製造方法 |
| US10081446B2 (en) | 2015-03-11 | 2018-09-25 | William C. Stone | System for emergency crew return and down-mass from orbit |
| US10697245B2 (en) | 2015-03-24 | 2020-06-30 | Cameron International Corporation | Seabed drilling system |
| WO2016183219A1 (en) * | 2015-05-11 | 2016-11-17 | Smith International, Inc. | Method of testing cutting elements using intermittent cut of material |
| JP6025917B1 (ja) | 2015-06-10 | 2016-11-16 | 株式会社アマダホールディングス | レーザ切断方法 |
| US10221687B2 (en) * | 2015-11-26 | 2019-03-05 | Merger Mines Corporation | Method of mining using a laser |
| US10323460B2 (en) | 2015-12-11 | 2019-06-18 | Foro Energy, Inc. | Visible diode laser systems, apparatus and methods of use |
| US10088422B2 (en) | 2015-12-28 | 2018-10-02 | Schlumberger Technology Corporation | Raman spectroscopy for determination of composition of natural gas |
| US10781688B2 (en) | 2016-02-29 | 2020-09-22 | Halliburton Energy Services, Inc. | Fixed-wavelength fiber optic telemetry |
| US10534107B2 (en) * | 2016-05-13 | 2020-01-14 | Gas Sensing Technology Corp. | Gross mineralogy and petrology using Raman spectroscopy |
| US11150425B2 (en) * | 2016-06-03 | 2021-10-19 | Afl Telecommunications Llc | Downhole strain sensing cables |
| CN107620566B (zh) * | 2016-07-14 | 2019-07-26 | 中国兵器装备研究院 | 超声波激光钻井装置 |
| WO2018035108A1 (en) | 2016-08-15 | 2018-02-22 | Samtec Inc. | Anti-backout latch for interconnect system |
| US20180051548A1 (en) * | 2016-08-19 | 2018-02-22 | Shell Oil Company | A method of performing a reaming operation at a wellsite using reamer performance metrics |
| US11493233B2 (en) | 2016-09-26 | 2022-11-08 | Stone Aerospace, Inc. | Direct high voltage water heater |
| CN106437845B (zh) * | 2016-11-14 | 2019-01-22 | 武汉光谷航天三江激光产业技术研究院有限公司 | 一种隧道岩石应力释放系统 |
| US10385668B2 (en) | 2016-12-08 | 2019-08-20 | Saudi Arabian Oil Company | Downhole wellbore high power laser heating and fracturing stimulation and methods |
| WO2019117872A1 (en) * | 2017-12-12 | 2019-06-20 | Foro Energy, Inc. | High power optical slip ring laser drilling system and method |
| US10794667B2 (en) * | 2017-01-04 | 2020-10-06 | Rolls-Royce Corporation | Optical thermal profile |
| US20180230049A1 (en) * | 2017-02-13 | 2018-08-16 | Baker Hughes Incorporated | Downhole optical fiber with array of fiber bragg gratings and carbon-coating |
| CN106837176B (zh) * | 2017-03-22 | 2023-10-03 | 中国矿业大学(北京) | 一种用于钻井的激光破岩方法和装置 |
| EP3610311A4 (en) * | 2017-04-10 | 2020-12-09 | Samtec Inc. | INTERCONNECTION SYSTEM WITH RETAINING ELEMENTS |
| WO2019216867A2 (en) * | 2017-05-15 | 2019-11-14 | Landmark Graphics Corporation | Method and system to drill a wellbore and identify drill bit failure by deconvoluting sensor data |
| CN109138936B (zh) * | 2017-06-15 | 2021-01-01 | 中国石油天然气股份有限公司 | 射孔作业辅助装置 |
| US10415338B2 (en) * | 2017-07-27 | 2019-09-17 | Saudi Arabian Oil Company | Downhole high power laser scanner tool and methods |
| CN107339084B (zh) * | 2017-08-02 | 2020-03-10 | 武汉大学 | 一种可控且可活动的双激光束开采页岩气装置及方法 |
| CN107420074A (zh) * | 2017-09-06 | 2017-12-01 | 中国矿业大学(北京) | 一种海下可燃冰储层开采方法和装置 |
| US11197666B2 (en) * | 2017-09-15 | 2021-12-14 | Cilag Gmbh International | Surgical coated needles |
| CN109726371B (zh) * | 2017-10-30 | 2023-10-31 | 中国石油化工集团公司 | 水热型地热井水温水量分析图版的建立方法及应用方法 |
| BR112019027391B1 (pt) * | 2017-12-12 | 2024-01-30 | Petróleo Brasileiro S.A. - Petrobras | Sistema de laser de alta potência |
| WO2019117871A1 (en) * | 2017-12-12 | 2019-06-20 | Foro Energy, Inc. | Methods and systems for laser kerfing drilling |
| WO2019117868A1 (en) * | 2017-12-12 | 2019-06-20 | Foro Energy, Inc. | Laser beam shot pattern delivery and drilling methods |
| WO2019117869A1 (en) * | 2017-12-12 | 2019-06-20 | Foro Energy, Inc. | Laser drilling kerfing bit |
| US11903673B1 (en) * | 2017-12-30 | 2024-02-20 | PhotonEdge Inc. | Systems and methods of a head mounted camera with fiber bundle for optical stimulation |
| US10758415B2 (en) * | 2018-01-17 | 2020-09-01 | Topcon Medical Systems, Inc. | Method and apparatus for using multi-clad fiber for spot size selection |
| JP7468902B2 (ja) | 2018-02-20 | 2024-04-16 | サブサーフェイス テクノロジーズ インコーポレイテッド | 井戸修復方法 |
| US10968704B2 (en) * | 2018-02-22 | 2021-04-06 | Saudi Arabian Oil Company | In-situ laser generator cooling system for downhole application and stimulations |
| US11629556B2 (en) | 2018-02-23 | 2023-04-18 | Melfred Borzall, Inc. | Directional drill bit attachment tools and method |
| CN108167244A (zh) * | 2018-02-26 | 2018-06-15 | 泸州市博力机械设备有限公司 | 超高压液压岩石破裂系统 |
| WO2019172863A1 (en) * | 2018-03-05 | 2019-09-12 | Shell Oil Company | Method and system for placing an elongated element inside tubing |
| CN108547583B (zh) * | 2018-03-13 | 2019-05-31 | 海洋石油工程股份有限公司 | 自升式钻井平台的生产立管的安装方法 |
| WO2019194845A1 (en) | 2018-04-03 | 2019-10-10 | Schlumberger Technology Corporation | Methods, apparatus and systems for creating wellbore plugs for abandoned wells |
| JP7095390B2 (ja) * | 2018-05-11 | 2022-07-05 | 富士通株式会社 | 波長変換装置、光パラメトリック増幅器、伝送装置、及び光伝送システム |
| CN108755645B (zh) * | 2018-07-09 | 2024-02-02 | 中国石油大学(北京) | 一种用于减小自升式钻井平台拔桩阻力的装置及钻井平台 |
| CN109141265B (zh) * | 2018-07-12 | 2019-09-06 | 中国水利水电科学研究院 | 一种隧洞开挖围岩全过程变形曲线超前监测装置及其实施方法 |
| CN112368627B (zh) * | 2018-07-12 | 2022-07-29 | 深圳源光科技有限公司 | 光扫描仪 |
| DE102018118225A1 (de) * | 2018-07-27 | 2020-01-30 | Schott Ag | Optisch-elektrische Leiteranordnung mit Lichtwellenleiter und elektrischer Leitschicht |
| WO2020026766A1 (ja) * | 2018-07-31 | 2020-02-06 | 国立研究開発法人海洋研究開発機構 | ガラスバルク体の製造方法 |
| US11111726B2 (en) * | 2018-08-07 | 2021-09-07 | Saudi Arabian Oil Company | Laser tool configured for downhole beam generation |
| US10822879B2 (en) * | 2018-08-07 | 2020-11-03 | Saudi Arabian Oil Company | Laser tool that combines purging medium and laser beam |
| US11567272B2 (en) * | 2018-08-23 | 2023-01-31 | Shimadzu Corporation | Optical coupling device |
| US11090765B2 (en) * | 2018-09-25 | 2021-08-17 | Saudi Arabian Oil Company | Laser tool for removing scaling |
| US10941618B2 (en) * | 2018-10-10 | 2021-03-09 | Saudi Arabian Oil Company | High power laser completion drilling tool and methods for upstream subsurface applications |
| CN111035386B (zh) * | 2018-10-12 | 2024-03-22 | 中国科学院物理研究所 | 微型serf型磁强计、其使用方法和应用 |
| CN109184726B (zh) * | 2018-10-19 | 2020-04-07 | 中铁隧道局集团有限公司 | 一种使用激光开挖的隧道掘进机 |
| US10564101B1 (en) | 2018-11-02 | 2020-02-18 | Optomak, Inc. | Cable movement-isolated multi-channel fluorescence measurement system |
| CN109723373B (zh) * | 2018-12-26 | 2020-09-25 | 中铁二十五局集团第五工程有限公司 | 一种微风化花岗岩地层旋挖钻孔灌注桩成孔施工工艺 |
| CA3125591A1 (en) * | 2018-12-30 | 2020-07-09 | Nuburu, Inc. | Methods and systems for welding copper and other metals using blue lasers |
| CN111558779B (zh) * | 2019-01-29 | 2022-08-05 | 长城汽车股份有限公司 | 漆层去除装置及方法 |
| CN109787148A (zh) * | 2019-02-20 | 2019-05-21 | 中国电子科技集团公司第十一研究所 | 激光清障系统 |
| CN110018101B (zh) * | 2019-04-11 | 2021-11-02 | 中海石油(中国)有限公司 | 一种用于冲击波解堵评价的机械实验系统 |
| WO2020222030A1 (en) * | 2019-04-30 | 2020-11-05 | Franco Di Matteo | Self-drilling expandable rock bolt arrangement and related method of manufacture |
| CN110094158A (zh) * | 2019-05-05 | 2019-08-06 | 西南石油大学 | 一种激光机械联合钻井装置 |
| US11408282B2 (en) * | 2019-05-10 | 2022-08-09 | Baker Hughes Oilfield Operations Llc | Bi-conical optical sensor for obtaining downhole fluid properties |
| US11028647B2 (en) * | 2019-06-12 | 2021-06-08 | Saudi Arabian Oil Company | Laser drilling tool with articulated arm and reservoir characterization and mapping capabilities |
| US11111727B2 (en) * | 2019-06-12 | 2021-09-07 | Saudi Arabian Oil Company | High-power laser drilling system |
| CN110344765A (zh) * | 2019-07-13 | 2019-10-18 | 金华职业技术学院 | 一种带有激光切割器的钻孔灌注桩钻头 |
| CN110434876B (zh) * | 2019-08-09 | 2024-03-22 | 南京工程学院 | 一种六自由度rov模拟驾驶系统及其模拟方法 |
| WO2021043516A1 (en) * | 2019-09-03 | 2021-03-11 | Asml Netherlands B.V. | Assembly for collimating broadband radiation |
| CN110700777B (zh) * | 2019-10-22 | 2021-08-31 | 东营汇聚丰石油科技有限公司 | 利用氮气泡沫洗井液冲洗煤层气井中粉煤灰的系统及方法 |
| US11299950B2 (en) * | 2020-02-26 | 2022-04-12 | Saudi Arabian Oil Company | Expended laser tool |
| BR102020003955A2 (pt) * | 2020-02-27 | 2021-09-08 | Petróleo Brasileiro S.A. - Petrobras | Ferramenta tubo jateadora a laser |
| CN111173444B (zh) * | 2020-02-29 | 2021-09-10 | 长江大学 | 一种方位可控激光-机械耦合破岩钻头 |
| CN112196553B (zh) * | 2020-03-04 | 2022-02-08 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种利用激光和液氮射流破岩的无滚刀硬岩掘进机 |
| US20210286227A1 (en) * | 2020-03-11 | 2021-09-16 | Saudi Arabian Oil Company | Reconfigurable optics for beam transformation |
| US11248426B2 (en) * | 2020-03-13 | 2022-02-15 | Saudi Arabian Oil Company | Laser tool with purging head |
| GB2608331A (en) * | 2020-05-28 | 2022-12-28 | Halliburton Energy Services Inc | Fiber optic telemetry system |
| US11220876B1 (en) | 2020-06-30 | 2022-01-11 | Saudi Arabian Oil Company | Laser cutting tool |
| DE102020117655A1 (de) | 2020-07-03 | 2022-01-05 | Arno Romanowski | Verfahren und Vorrichtung zum Einbringen eines Bohrloches in eine Gesteinsformation |
| US11572751B2 (en) | 2020-07-08 | 2023-02-07 | Saudi Arabian Oil Company | Expandable meshed component for guiding an untethered device in a subterranean well |
| CN111982657A (zh) * | 2020-08-03 | 2020-11-24 | 西南石油大学 | 一种激光辅助机械破岩试验装置 |
| US20220088704A1 (en) * | 2020-09-18 | 2022-03-24 | Standex International Corporation | Multi-source laser head for laser engraving |
| CN112360433B (zh) * | 2020-11-11 | 2023-11-07 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | 一种在水平井布置监测光纤的方法 |
| CN112582940A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-03-30 | 国网黑龙江省电力有限公司鹤岗供电公司 | 一种用于高压输电线路清障的便携式系统 |
| CN112705494A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-04-27 | 博峰汽配科技(芜湖)有限公司 | 一种具有间歇性输料功能的振动清洗装置 |
| US20220213754A1 (en) * | 2021-01-05 | 2022-07-07 | Saudi Arabian Oil Company | Downhole ceramic disk rupture by laser |
| CN112855025B (zh) * | 2021-01-19 | 2022-03-25 | 西南石油大学 | 一种热致裂辅助钻头高效破岩钻井提速系统 |
| CN112893327A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-06-04 | 温州职业技术学院 | 一种方便实用的模具激光清洗装置 |
| CN112943135B (zh) * | 2021-02-20 | 2023-03-14 | 中国铁建重工集团股份有限公司 | 一种适应于气动潜孔锤的绳索取芯方法 |
| US11905778B2 (en) | 2021-02-23 | 2024-02-20 | Saudi Arabian Oil Company | Downhole laser tool and methods |
| CN112977730B (zh) * | 2021-03-08 | 2022-02-25 | 凯若普(厦门)技术服务有限公司 | 一种导管架运输安装系统 |
| US11867629B2 (en) | 2021-03-30 | 2024-01-09 | Saudi Arabian Oil Company | 4D chemical fingerprint well monitoring |
| US11753870B2 (en) * | 2021-04-07 | 2023-09-12 | Saudi Arabian Oil Company | Directional drilling tool |
| US11525347B2 (en) | 2021-04-28 | 2022-12-13 | Saudi Arabian Oil Company | Method and system for downhole steam generation using laser energy |
| US11725504B2 (en) | 2021-05-24 | 2023-08-15 | Saudi Arabian Oil Company | Contactless real-time 3D mapping of surface equipment |
| US11619097B2 (en) | 2021-05-24 | 2023-04-04 | Saudi Arabian Oil Company | System and method for laser downhole extended sensing |
| CN113236126B (zh) * | 2021-05-24 | 2022-04-05 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种井下光源钻井系统 |
| CN113653447A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-11-16 | 西南石油大学 | 一种用于激光-机械联合高效破岩的激光-机械钻头 |
| CN113622813B (zh) * | 2021-08-09 | 2023-12-19 | 洛阳三旋智能装备有限公司 | 一种钻杆中部驱动器、夹紧轮预压在线校准装置及校准方法 |
| CN113899537B (zh) * | 2021-09-09 | 2024-03-08 | 西南石油大学 | 一种用于电脉冲-机械复合钻头的破岩钻进实验装置及方法 |
| CN114011804B (zh) * | 2021-11-01 | 2022-08-19 | 温州大学 | 一种用于管道内外壁清洗的激光清洗机 |
| US20230193696A1 (en) * | 2021-12-17 | 2023-06-22 | Saudi Arabian Oil Company | Hybrid drilling and trimming tool and methods |
| CN114699992B (zh) * | 2022-02-17 | 2023-01-06 | 四川马边龙泰磷电有限责任公司 | 一种硝酸钙热解装置 |
| CN114745046B (zh) * | 2022-03-16 | 2023-09-01 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 一种分析从随机波动海面出射激光光束指向偏差的方法 |
| CN114352245B (zh) * | 2022-03-22 | 2022-06-03 | 新疆新易通石油科技有限公司 | 用于石油开采的加压设备 |
| US11739616B1 (en) | 2022-06-02 | 2023-08-29 | Saudi Arabian Oil Company | Forming perforation tunnels in a subterranean formation |
| US11913303B2 (en) | 2022-06-21 | 2024-02-27 | Saudi Arabian Oil Company | Wellbore drilling and completion systems using laser head |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU848603A1 (ru) * | 1979-06-18 | 1981-07-23 | Всесоюзный Нефтегазовый Научно- Исследовательский Институт | Устройство дл термической перфора-ции |
| UA717U (ru) * | 2000-05-15 | 2001-02-15 | Вадим Васильович Вада | Шнековая буровая штанга «полынь-лазер» |
Family Cites Families (509)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US914636A (en) * | 1908-04-20 | 1909-03-09 | Case Tunnel & Engineering Company | Rotary tunneling-machine. |
| US2548463A (en) | 1947-12-13 | 1951-04-10 | Standard Oil Dev Co | Thermal shock drilling bit |
| US2742555A (en) | 1952-10-03 | 1956-04-17 | Robert W Murray | Flame boring apparatus |
| US3122212A (en) * | 1960-06-07 | 1964-02-25 | Northern Natural Gas Co | Method and apparatus for the drilling of rock |
| US3383491A (en) | 1964-05-05 | 1968-05-14 | Hrand M. Muncheryan | Laser welding machine |
| US3461964A (en) | 1966-09-09 | 1969-08-19 | Dresser Ind | Well perforating apparatus and method |
| US3544165A (en) | 1967-04-18 | 1970-12-01 | Mason & Hanger Silas Mason Co | Tunneling by lasers |
| US3503804A (en) | 1967-04-25 | 1970-03-31 | Hellmut Schneider | Method and apparatus for the production of sonic or ultrasonic waves on a surface |
| US3539221A (en) | 1967-11-17 | 1970-11-10 | Robert A Gladstone | Treatment of solid materials |
| US3493060A (en) * | 1968-04-16 | 1970-02-03 | Woods Res & Dev | In situ recovery of earth minerals and derivative compounds by laser |
| US3556600A (en) | 1968-08-30 | 1971-01-19 | Westinghouse Electric Corp | Distribution and cutting of rocks,glass and the like |
| US3574357A (en) | 1969-02-27 | 1971-04-13 | Grupul Ind Pentru Foray Si Ext | Thermal insulating tubing |
| US3586413A (en) | 1969-03-25 | 1971-06-22 | Dale A Adams | Apparatus for providing energy communication between a moving and a stationary terminal |
| US3652447A (en) | 1969-04-18 | 1972-03-28 | Samuel S Williams | Process for extracting oil from oil shale |
| US3699649A (en) | 1969-11-05 | 1972-10-24 | Donald A Mcwilliams | Method of and apparatus for regulating the resistance of film resistors |
| US3639221A (en) * | 1969-12-22 | 1972-02-01 | Kaiser Aluminium Chem Corp | Process for integral color anodizing |
| GB2265684B (en) | 1992-03-31 | 1996-01-24 | Philip Fredrick Head | An anchoring device for a conduit in coiled tubing |
| US3693718A (en) | 1970-08-17 | 1972-09-26 | Washburn Paul C | Laser beam device and method for subterranean recovery of fluids |
| JPS514003B1 (ru) | 1970-11-12 | 1976-02-07 | ||
| US3820605A (en) | 1971-02-16 | 1974-06-28 | Upjohn Co | Apparatus and method for thermally insulating an oil well |
| US3821510A (en) * | 1973-02-22 | 1974-06-28 | H Muncheryan | Hand held laser instrumentation device |
| US3823788A (en) | 1973-04-02 | 1974-07-16 | Smith International | Reverse circulating sub for fluid flow systems |
| US3882945A (en) | 1973-11-02 | 1975-05-13 | Sun Oil Co Pennsylvania | Combination laser beam and sonic drill |
| US3871485A (en) * | 1973-11-02 | 1975-03-18 | Sun Oil Co Pennsylvania | Laser beam drill |
| US3938599A (en) | 1974-03-27 | 1976-02-17 | Hycalog, Inc. | Rotary drill bit |
| US4047580A (en) | 1974-09-30 | 1977-09-13 | Chemical Grout Company, Ltd. | High-velocity jet digging method |
| US4066138A (en) * | 1974-11-10 | 1978-01-03 | Salisbury Winfield W | Earth boring apparatus employing high powered laser |
| US3998281A (en) | 1974-11-10 | 1976-12-21 | Salisbury Winfield W | Earth boring method employing high powered laser and alternate fluid pulses |
| US4019331A (en) | 1974-12-30 | 1977-04-26 | Technion Research And Development Foundation Ltd. | Formation of load-bearing foundations by laser-beam irradiation of the soil |
| US4025091A (en) | 1975-04-30 | 1977-05-24 | Ric-Wil, Incorporated | Conduit system |
| US3960448A (en) | 1975-06-09 | 1976-06-01 | Trw Inc. | Holographic instrument for measuring stress in a borehole wall |
| US3992095A (en) | 1975-06-09 | 1976-11-16 | Trw Systems & Energy | Optics module for borehole stress measuring instrument |
| US4046191A (en) | 1975-07-07 | 1977-09-06 | Exxon Production Research Company | Subsea hydraulic choke |
| US4057118A (en) | 1975-10-02 | 1977-11-08 | Walker-Neer Manufacturing Co., Inc. | Bit packer for dual tube drilling |
| US3977478A (en) | 1975-10-20 | 1976-08-31 | The Unites States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration | Method for laser drilling subterranean earth formations |
| US4113036A (en) | 1976-04-09 | 1978-09-12 | Stout Daniel W | Laser drilling method and system of fossil fuel recovery |
| US4026356A (en) * | 1976-04-29 | 1977-05-31 | The United States Energy Research And Development Administration | Method for in situ gasification of a subterranean coal bed |
| US4090572A (en) * | 1976-09-03 | 1978-05-23 | Nygaard-Welch-Rushing Partnership | Method and apparatus for laser treatment of geological formations |
| US4194536A (en) | 1976-12-09 | 1980-03-25 | Eaton Corporation | Composite tubing product |
| JPS5378901A (en) * | 1976-12-21 | 1978-07-12 | Uinfuiirudo W Sarisuberii | Boring method and its device |
| US4061190A (en) | 1977-01-28 | 1977-12-06 | The United States Of America As Represented By The United States National Aeronautics And Space Administration | In-situ laser retorting of oil shale |
| US4162400A (en) | 1977-09-09 | 1979-07-24 | Texaco Inc. | Fiber optic well logging means and method |
| US4125757A (en) | 1977-11-04 | 1978-11-14 | The Torrington Company | Apparatus and method for laser cutting |
| US4280535A (en) | 1978-01-25 | 1981-07-28 | Walker-Neer Mfg. Co., Inc. | Inner tube assembly for dual conduit drill pipe |
| US4151393A (en) | 1978-02-13 | 1979-04-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Laser pile cutter |
| US4189705A (en) * | 1978-02-17 | 1980-02-19 | Texaco Inc. | Well logging system |
| FR2417709A1 (fr) | 1978-02-21 | 1979-09-14 | Coflexip | Tube composite flexible |
| US4281891A (en) | 1978-03-27 | 1981-08-04 | Nippon Electric Co., Ltd. | Device for excellently coupling a laser beam to a transmission medium through a lens |
| US4199034A (en) | 1978-04-10 | 1980-04-22 | Magnafrac | Method and apparatus for perforating oil and gas wells |
| US4282940A (en) | 1978-04-10 | 1981-08-11 | Magnafrac | Apparatus for perforating oil and gas wells |
| US4249925A (en) * | 1978-05-12 | 1981-02-10 | Fujitsu Limited | Method of manufacturing an optical fiber |
| US4243298A (en) | 1978-10-06 | 1981-01-06 | International Telephone And Telegraph Corporation | High-strength optical preforms and fibers with thin, high-compression outer layers |
| IL56088A (en) | 1978-11-30 | 1982-05-31 | Technion Res & Dev Foundation | Method of extracting liquid and gaseous fuel from oil shale and tar sand |
| JPS6211804Y2 (ru) | 1978-12-25 | 1987-03-20 | ||
| US4228856A (en) | 1979-02-26 | 1980-10-21 | Reale Lucio V | Process for recovering viscous, combustible material |
| US4252015A (en) * | 1979-06-20 | 1981-02-24 | Phillips Petroleum Company | Wellbore pressure testing method and apparatus |
| US4227582A (en) | 1979-10-12 | 1980-10-14 | Price Ernest H | Well perforating apparatus and method |
| US4332401A (en) | 1979-12-20 | 1982-06-01 | General Electric Company | Insulated casing assembly |
| US4367917A (en) | 1980-01-17 | 1983-01-11 | Gray Stanley J | Multiple sheath cable and method of manufacture |
| FR2475185A1 (fr) | 1980-02-06 | 1981-08-07 | Technigaz | Tuyau calorifuge flexible pour fluides notamment cryogeniques |
| US4336415A (en) | 1980-05-16 | 1982-06-22 | Walling John B | Flexible production tubing |
| US4340245A (en) | 1980-07-24 | 1982-07-20 | Conoco Inc. | Insulated prestressed conduit string for heated fluids |
| US4477106A (en) | 1980-08-29 | 1984-10-16 | Chevron Research Company | Concentric insulated tubing string |
| US4459731A (en) | 1980-08-29 | 1984-07-17 | Chevron Research Company | Concentric insulated tubing string |
| US4389645A (en) | 1980-09-08 | 1983-06-21 | Schlumberger Technology Corporation | Well logging fiber optic communication system |
| US4370886A (en) * | 1981-03-20 | 1983-02-01 | Halliburton Company | In situ measurement of gas content in formation fluid |
| US4375164A (en) | 1981-04-22 | 1983-03-01 | Halliburton Company | Formation tester |
| US4415184A (en) | 1981-04-27 | 1983-11-15 | General Electric Company | High temperature insulated casing |
| US4444420A (en) | 1981-06-10 | 1984-04-24 | Baker International Corporation | Insulating tubular conduit apparatus |
| US4453570A (en) | 1981-06-29 | 1984-06-12 | Chevron Research Company | Concentric tubing having bonded insulation within the annulus |
| US4374530A (en) | 1982-02-01 | 1983-02-22 | Walling John B | Flexible production tubing |
| EP0088501B1 (en) | 1982-02-12 | 1986-04-16 | United Kingdom Atomic Energy Authority | Laser pipe welder/cutter |
| US4436177A (en) | 1982-03-19 | 1984-03-13 | Hydra-Rig, Inc. | Truck operator's cab with equipment control station |
| US4504112A (en) * | 1982-08-17 | 1985-03-12 | Chevron Research Company | Hermetically sealed optical fiber |
| US4522464A (en) | 1982-08-17 | 1985-06-11 | Chevron Research Company | Armored cable containing a hermetically sealed tube incorporating an optical fiber |
| US4531552A (en) | 1983-05-05 | 1985-07-30 | Baker Oil Tools, Inc. | Concentric insulating conduit |
| AT391932B (de) | 1983-10-31 | 1990-12-27 | Wolf Erich M | Rohrleitung |
| US4565351A (en) | 1984-06-28 | 1986-01-21 | Arnco Corporation | Method for installing cable using an inner duct |
| JPS61150434A (ja) | 1984-12-24 | 1986-07-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | バス・アクセス制御システム |
| JPS61204609A (ja) | 1985-03-07 | 1986-09-10 | Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp | イメージファイバ |
| US4860655A (en) | 1985-05-22 | 1989-08-29 | Western Atlas International, Inc. | Implosion shaped charge perforator |
| US4860654A (en) | 1985-05-22 | 1989-08-29 | Western Atlas International, Inc. | Implosion shaped charge perforator |
| JPS6211804A (ja) | 1985-07-10 | 1987-01-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光パワ−伝送装置 |
| GB2179173B (en) | 1985-08-14 | 1989-08-16 | Nova Scotia Res Found | Multiple pass optical fibre rotary joint |
| US4662437A (en) | 1985-11-14 | 1987-05-05 | Atlantic Richfield Company | Electrically stimulated well production system with flexible tubing conductor |
| JPH0533574Y2 (ru) | 1985-12-18 | 1993-08-26 | ||
| DE3606065A1 (de) | 1986-02-25 | 1987-08-27 | Koeolajkutato Vallalat | Waermeisolierungsrohr, ueberwiegend fuer bergbau |
| US4774420A (en) | 1986-11-06 | 1988-09-27 | Texas Instruments Incorporated | SCR-MOS circuit for driving electroluminescent displays |
| US4952771A (en) | 1986-12-18 | 1990-08-28 | Aesculap Ag | Process for cutting a material by means of a laser beam |
| US4741405A (en) * | 1987-01-06 | 1988-05-03 | Tetra Corporation | Focused shock spark discharge drill using multiple electrodes |
| US4872520A (en) | 1987-01-16 | 1989-10-10 | Triton Engineering Services Company | Flat bottom drilling bit with polycrystalline cutters |
| US5168940A (en) | 1987-01-22 | 1992-12-08 | Technologie Transfer Est. | Profile melting-drill process and device |
| DE3701676A1 (de) | 1987-01-22 | 1988-08-04 | Werner Foppe | Profil-schmelzbohr-verfahren |
| EP0295045A3 (en) | 1987-06-09 | 1989-10-25 | Reed Tool Company | Rotary drag bit having scouring nozzles |
| GB8714578D0 (en) * | 1987-06-22 | 1987-07-29 | British Telecomm | Fibre winding |
| US4744420A (en) | 1987-07-22 | 1988-05-17 | Atlantic Richfield Company | Wellbore cleanout apparatus and method |
| CA1325969C (en) | 1987-10-28 | 1994-01-11 | Tad A. Sudol | Conduit or well cleaning and pumping device and method of use thereof |
| US4830113A (en) | 1987-11-20 | 1989-05-16 | Skinny Lift, Inc. | Well pumping method and apparatus |
| FI78373C (fi) | 1988-01-18 | 1989-07-10 | Sostel Oy | Telefontrafik- eller dataoeverfoeringssystem. |
| US5049738A (en) | 1988-11-21 | 1991-09-17 | Conoco Inc. | Laser-enhanced oil correlation system |
| US4924870A (en) | 1989-01-13 | 1990-05-15 | Fiberoptic Sensor Technologies, Inc. | Fiber optic sensors |
| JP2567951B2 (ja) | 1989-08-30 | 1996-12-25 | 古河電気工業株式会社 | 金属被覆光ファイバの製造方法 |
| FR2651451B1 (fr) | 1989-09-07 | 1991-10-31 | Inst Francais Du Petrole | Appareil et installation pour le nettoyage de drains, notamment dans un puits de production petroliere. |
| US5004166A (en) | 1989-09-08 | 1991-04-02 | Sellar John G | Apparatus for employing destructive resonance |
| US5163321A (en) | 1989-10-17 | 1992-11-17 | Baroid Technology, Inc. | Borehole pressure and temperature measurement system |
| US4997250A (en) | 1989-11-17 | 1991-03-05 | General Electric Company | Fiber output coupler with beam shaping optics for laser materials processing system |
| US5908049A (en) | 1990-03-15 | 1999-06-01 | Fiber Spar And Tube Corporation | Spoolable composite tubular member with energy conductors |
| US5003144A (en) * | 1990-04-09 | 1991-03-26 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior | Microwave assisted hard rock cutting |
| US5084617A (en) | 1990-05-17 | 1992-01-28 | Conoco Inc. | Fluorescence sensing apparatus for determining presence of native hydrocarbons from drilling mud |
| IT1246761B (it) | 1990-07-02 | 1994-11-26 | Pirelli Cavi Spa | Cavi a fibre ottiche e relativi componenti contenenti una miscela omogenea per proteggere le fibre ottiche dall' idrogeno e relativa miscela barriera omogenea |
| FR2664987B1 (fr) | 1990-07-19 | 1993-07-16 | Alcatel Cable | Cable sous-marin de telecommunications a fibres optiques sous tube. |
| US5128882A (en) | 1990-08-22 | 1992-07-07 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Device for measuring reflectance and fluorescence of in-situ soil |
| US5125063A (en) | 1990-11-08 | 1992-06-23 | At&T Bell Laboratories | Lightweight optical fiber cable |
| US5574815A (en) | 1991-01-28 | 1996-11-12 | Kneeland; Foster C. | Combination cable capable of simultaneous transmission of electrical signals in the radio and microwave frequency range and optical communication signals |
| US5153887A (en) * | 1991-02-15 | 1992-10-06 | Krapchev Vladimir B | Infrared laser system |
| US5419188A (en) | 1991-05-20 | 1995-05-30 | Otis Engineering Corporation | Reeled tubing support for downhole equipment module |
| FR2676913B1 (fr) | 1991-05-28 | 1993-08-13 | Lasag Ag | Dispositif d'ablation de matiere, notamment pour la dentisterie. |
| NO305810B1 (no) | 1991-06-14 | 1999-07-26 | Baker Hughes Inc | Trekk-utl°seranordning for anvendelse i et br°nnhull, samt fremgangsmÕte for plassering av et fluiddrevet br°nnhull - i et br°nnhull |
| JPH0533574A (ja) * | 1991-08-02 | 1993-02-09 | Atlantic Richfield Co <Arco> | オーガー・スクリーン井戸工具集成装置とそれによる井戸仕上げ法 |
| US5121872A (en) | 1991-08-30 | 1992-06-16 | Hydrolex, Inc. | Method and apparatus for installing electrical logging cable inside coiled tubing |
| US5182785A (en) | 1991-10-10 | 1993-01-26 | W. L. Gore & Associates, Inc. | High-flex optical fiber coil cable |
| JPH05118185A (ja) * | 1991-10-28 | 1993-05-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 掘削機 |
| FR2683590B1 (fr) | 1991-11-13 | 1993-12-31 | Institut Francais Petrole | Dispositif de mesure et d'intervention dans un forage, procede d'assemblage et utilisation dans un puits petrolier. |
| US5172112A (en) | 1991-11-15 | 1992-12-15 | Abb Vetco Gray Inc. | Subsea well pressure monitor |
| US5212755A (en) | 1992-06-10 | 1993-05-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Armored fiber optic cables |
| US5226107A (en) | 1992-06-22 | 1993-07-06 | General Dynamics Corporation, Space Systems Division | Apparatus and method of using fiber-optic light guide for heating enclosed test articles |
| US5285204A (en) * | 1992-07-23 | 1994-02-08 | Conoco Inc. | Coil tubing string and downhole generator |
| US5287741A (en) | 1992-08-31 | 1994-02-22 | Halliburton Company | Methods of perforating and testing wells using coiled tubing |
| GB9219666D0 (en) | 1992-09-17 | 1992-10-28 | Miszewski Antoni | A detonating system |
| US5355967A (en) | 1992-10-30 | 1994-10-18 | Union Oil Company Of California | Underbalance jet pump drilling method |
| US5269377A (en) | 1992-11-25 | 1993-12-14 | Baker Hughes Incorporated | Coil tubing supported electrical submersible pump |
| NO179261C (no) | 1992-12-16 | 1996-09-04 | Rogalandsforskning | Anordning for boring av hull i jordskorpen, særlig for boring av oljebrönner |
| US5356081A (en) | 1993-02-24 | 1994-10-18 | Electric Power Research Institute, Inc. | Apparatus and process for employing synergistic destructive powers of a water stream and a laser beam |
| US5615052A (en) | 1993-04-16 | 1997-03-25 | Bruce W. McCaul | Laser diode/lens assembly |
| US5500768A (en) | 1993-04-16 | 1996-03-19 | Bruce McCaul | Laser diode/lens assembly |
| US5351533A (en) | 1993-06-29 | 1994-10-04 | Halliburton Company | Coiled tubing system used for the evaluation of stimulation candidate wells |
| US5469878A (en) | 1993-09-03 | 1995-11-28 | Camco International Inc. | Coiled tubing concentric gas lift valve assembly |
| US5396805A (en) | 1993-09-30 | 1995-03-14 | Halliburton Company | Force sensor and sensing method using crystal rods and light signals |
| US5411085A (en) | 1993-11-01 | 1995-05-02 | Camco International Inc. | Spoolable coiled tubing completion system |
| FR2716927B1 (fr) | 1993-11-01 | 1999-03-19 | Camco Int | Garniture d'étanchéité pour puits destinée à être positionnée hydrauliquement dans un tube de production flexible. |
| FR2712628B1 (fr) | 1993-11-15 | 1996-01-12 | Inst Francais Du Petrole | Dispositif et méthode de mesure dans un puits de production d'hydrocarbures . |
| US5397372A (en) | 1993-11-30 | 1995-03-14 | At&T Corp. | MCVD method of making a low OH fiber preform with a hydrogen-free heat source |
| US5435395A (en) | 1994-03-22 | 1995-07-25 | Halliburton Company | Method for running downhole tools and devices with coiled tubing |
| US5573225A (en) * | 1994-05-06 | 1996-11-12 | Dowell, A Division Of Schlumberger Technology Corporation | Means for placing cable within coiled tubing |
| US5483988A (en) | 1994-05-11 | 1996-01-16 | Camco International Inc. | Spoolable coiled tubing mandrel and gas lift valves |
| DE4418845C5 (de) | 1994-05-30 | 2012-01-05 | Synova S.A. | Verfahren und Vorrichtung zur Materialbearbeitung mit Hilfe eines Laserstrahls |
| US5411105A (en) | 1994-06-14 | 1995-05-02 | Kidco Resources Ltd. | Drilling a well gas supply in the drilling liquid |
| US5924489A (en) | 1994-06-24 | 1999-07-20 | Hatcher; Wayne B. | Method of severing a downhole pipe in a well borehole |
| US5479860A (en) * | 1994-06-30 | 1996-01-02 | Western Atlas International, Inc. | Shaped-charge with simultaneous multi-point initiation of explosives |
| US5503370A (en) * | 1994-07-08 | 1996-04-02 | Ctes, Inc. | Method and apparatus for the injection of cable into coiled tubing |
| US5599004A (en) | 1994-07-08 | 1997-02-04 | Coiled Tubing Engineering Services, Inc. | Apparatus for the injection of cable into coiled tubing |
| US5503014A (en) * | 1994-07-28 | 1996-04-02 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for testing wells using dual coiled tubing |
| US5463711A (en) | 1994-07-29 | 1995-10-31 | At&T Ipm Corp. | Submarine cable having a centrally located tube containing optical fibers |
| US5561516A (en) | 1994-07-29 | 1996-10-01 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Casingless down-hole for sealing an ablation volume and obtaining a sample for analysis |
| US5515925A (en) | 1994-09-19 | 1996-05-14 | Boychuk; Randy J. | Apparatus and method for installing coiled tubing in a well |
| US5586609A (en) | 1994-12-15 | 1996-12-24 | Telejet Technologies, Inc. | Method and apparatus for drilling with high-pressure, reduced solid content liquid |
| CA2161168C (en) * | 1994-12-20 | 2001-08-14 | John James Blee | Optical fiber cable for underwater use using terrestrial optical fiber cable |
| DK0801705T3 (da) | 1995-01-13 | 2002-08-19 | Hydril Co | Lav og let højtryksudblæsningssikkerhedsventil |
| JP3066275B2 (ja) * | 1995-01-31 | 2000-07-17 | 佐藤工業株式会社 | シールド工法における前方障害物検知およびその破壊を伴うシールド掘進工法 |
| US6147754A (en) | 1995-03-09 | 2000-11-14 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Laser induced breakdown spectroscopy soil contamination probe |
| US5757484A (en) | 1995-03-09 | 1998-05-26 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Standoff laser induced-breakdown spectroscopy penetrometer system |
| US6157893A (en) | 1995-03-31 | 2000-12-05 | Baker Hughes Incorporated | Modified formation testing apparatus and method |
| US5771984A (en) | 1995-05-19 | 1998-06-30 | Massachusetts Institute Of Technology | Continuous drilling of vertical boreholes by thermal processes: including rock spallation and fusion |
| US5694408A (en) | 1995-06-07 | 1997-12-02 | Mcdonnell Douglas Corporation | Fiber optic laser system and associated lasing method |
| FR2735056B1 (fr) | 1995-06-09 | 1997-08-22 | Bouygues Offshore | Installation pour travailler une zone d'un tube au moyen d'un faisceau laser et application aux tubes d'une canalisation sur une barge de pose en mer ou de recuperation de cette canalisation. |
| US5566764A (en) | 1995-06-16 | 1996-10-22 | Elliston; Tom | Improved coil tubing injector unit |
| WO1997001017A1 (en) | 1995-06-20 | 1997-01-09 | Bj Services Company, U.S.A. | Insulated and/or concentric coiled tubing |
| EP0839255B1 (en) | 1995-07-25 | 2003-09-10 | Nowsco Well Service, Inc. | Safeguarded method and apparatus for fluid communication using coiled tubing, with application to drill stem testing |
| JPH0972738A (ja) | 1995-09-05 | 1997-03-18 | Fujii Kiso Sekkei Jimusho:Kk | ボアホール壁面の性状調査方法と装置 |
| US5707939A (en) | 1995-09-21 | 1998-01-13 | M-I Drilling Fluids | Silicone oil-based drilling fluids |
| US5921285A (en) * | 1995-09-28 | 1999-07-13 | Fiberspar Spoolable Products, Inc. | Composite spoolable tube |
| TW320586B (ru) | 1995-11-24 | 1997-11-21 | Hitachi Ltd | |
| US5896938A (en) * | 1995-12-01 | 1999-04-27 | Tetra Corporation | Portable electrohydraulic mining drill |
| US5828003A (en) | 1996-01-29 | 1998-10-27 | Dowell -- A Division of Schlumberger Technology Corporation | Composite coiled tubing apparatus and methods |
| US5909306A (en) | 1996-02-23 | 1999-06-01 | President And Fellows Of Harvard College | Solid-state spectrally-pure linearly-polarized pulsed fiber amplifier laser system useful for ultraviolet radiation generation |
| US5862273A (en) | 1996-02-23 | 1999-01-19 | Kaiser Optical Systems, Inc. | Fiber optic probe with integral optical filtering |
| JPH09242453A (ja) | 1996-03-06 | 1997-09-16 | Tomoo Fujioka | 掘削方法 |
| IT1287906B1 (it) | 1996-05-22 | 1998-08-26 | L C G Srl | Unita' di taglio per tubi prodotti in continuo |
| RU2104393C1 (ru) | 1996-06-27 | 1998-02-10 | Александр Петрович Линецкий | Способ увеличения степени извлечения нефти, газа и других полезных ископаемых из земных недр, вскрытия и контроля пластов месторождений |
| US5794703A (en) | 1996-07-03 | 1998-08-18 | Ctes, L.C. | Wellbore tractor and method of moving an item through a wellbore |
| US6104022A (en) | 1996-07-09 | 2000-08-15 | Tetra Corporation | Linear aperture pseudospark switch |
| CA2210563C (en) | 1996-07-15 | 2004-03-02 | Halliburton Energy Services, Inc. | Apparatus for completing a subterranean well and associated methods of using same |
| AU714721B2 (en) | 1996-07-15 | 2000-01-06 | Halliburton Energy Services, Inc. | Apparatus for completing a subterranean well and associated methods of using same |
| US5862862A (en) | 1996-07-15 | 1999-01-26 | Halliburton Energy Services, Inc. | Apparatus for completing a subterranean well and associated methods of using same |
| US5833003A (en) | 1996-07-15 | 1998-11-10 | Halliburton Energy Services, Inc. | Apparatus for completing a subterranean well and associated methods of using same |
| CA2209958A1 (en) | 1996-07-15 | 1998-01-15 | James M. Barker | Apparatus for completing a subterranean well and associated methods of using same |
| CA2210561C (en) | 1996-07-15 | 2004-04-06 | Halliburton Energy Services, Inc. | Apparatus for completing a subterranean well and associated methods of using same |
| US5759859A (en) | 1996-07-15 | 1998-06-02 | United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Sensor and method for detecting trace underground energetic materials |
| AU719919B2 (en) | 1996-07-15 | 2000-05-18 | Halliburton Energy Services, Inc. | Apparatus for completing a subterranean well and associated methods of using same |
| US5813465A (en) | 1996-07-15 | 1998-09-29 | Halliburton Energy Services, Inc. | Apparatus for completing a subterranean well and associated methods of using same |
| AU3911997A (en) * | 1996-08-05 | 1998-02-25 | Tetra Corporation | Electrohydraulic pressure wave projectors |
| FR2752180B1 (fr) | 1996-08-08 | 1999-04-16 | Axal | Procede et dispositif de soudage a pilotage du faisceau de soudage |
| US5929986A (en) | 1996-08-26 | 1999-07-27 | Kaiser Optical Systems, Inc. | Synchronous spectral line imaging methods and apparatus |
| US6038363A (en) * | 1996-08-30 | 2000-03-14 | Kaiser Optical Systems | Fiber-optic spectroscopic probe with reduced background luminescence |
| US5773791A (en) | 1996-09-03 | 1998-06-30 | Kuykendal; Robert | Water laser machine tool |
| US5847825A (en) | 1996-09-25 | 1998-12-08 | Board Of Regents University Of Nebraska Lincoln | Apparatus and method for detection and concentration measurement of trace metals using laser induced breakdown spectroscopy |
| DE69707301T2 (de) * | 1996-12-11 | 2002-06-27 | Koninkl Kpn Nv | Verfahren zum einführen eines kabelartigen elements in eine aufgerollte röhre auf einem halter |
| NL1004747C2 (nl) * | 1996-12-11 | 1998-06-15 | Nederland Ptt | Methode en inrichting voor het inbrengen van een kabelvormig element in een op of in een houder opgewonden langgerekte buisvormige omhulling. |
| US5735502A (en) | 1996-12-18 | 1998-04-07 | Varco Shaffer, Inc. | BOP with partially equalized ram shafts |
| US5767411A (en) | 1996-12-31 | 1998-06-16 | Cidra Corporation | Apparatus for enhancing strain in intrinsic fiber optic sensors and packaging same for harsh environments |
| US5832006A (en) | 1997-02-13 | 1998-11-03 | Mcdonnell Douglas Corporation | Phased array Raman laser amplifier and operating method therefor |
| GB2338735B (en) | 1997-02-20 | 2001-08-29 | Bj Services Company Usa | Bottomhole assembly and methods of use |
| US6384738B1 (en) * | 1997-04-07 | 2002-05-07 | Halliburton Energy Services, Inc. | Pressure impulse telemetry apparatus and method |
| US6281489B1 (en) | 1997-05-02 | 2001-08-28 | Baker Hughes Incorporated | Monitoring of downhole parameters and tools utilizing fiber optics |
| US5925879A (en) | 1997-05-09 | 1999-07-20 | Cidra Corporation | Oil and gas well packer having fiber optic Bragg Grating sensors for downhole insitu inflation monitoring |
| GB9710440D0 (en) | 1997-05-22 | 1997-07-16 | Apex Tubulars Ltd | Improved marine riser |
| DE19725256A1 (de) | 1997-06-13 | 1998-12-17 | Lt Ultra Precision Technology | Düsenanordnung für das Laserstrahlschneiden |
| US6227300B1 (en) | 1997-10-07 | 2001-05-08 | Fmc Corporation | Slimbore subsea completion system and method |
| US6923273B2 (en) | 1997-10-27 | 2005-08-02 | Halliburton Energy Services, Inc. | Well system |
| US6273193B1 (en) | 1997-12-16 | 2001-08-14 | Transocean Sedco Forex, Inc. | Dynamically positioned, concentric riser, drilling method and apparatus |
| ES2171052T3 (es) * | 1997-12-30 | 2002-08-16 | Emtelle Uk Ltd | Metodo de insercion de un elemento transmisor de luz en un tubo. |
| US6060662A (en) | 1998-01-23 | 2000-05-09 | Western Atlas International, Inc. | Fiber optic well logging cable |
| US5986756A (en) | 1998-02-27 | 1999-11-16 | Kaiser Optical Systems | Spectroscopic probe with leak detection |
| US6309195B1 (en) | 1998-06-05 | 2001-10-30 | Halliburton Energy Services, Inc. | Internally profiled stator tube |
| GB9812465D0 (en) | 1998-06-11 | 1998-08-05 | Abb Seatec Ltd | Pipeline monitoring systems |
| DE19826265C2 (de) | 1998-06-15 | 2001-07-12 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Bohrlochsonde zur Untersuchung von Böden |
| WO2000005622A1 (fr) | 1998-07-23 | 2000-02-03 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Amplificateur raman, repeteur optique et procede d'amplification raman |
| US5973783A (en) | 1998-07-31 | 1999-10-26 | Litton Systems, Inc. | Fiber optic gyroscope coil lead dressing and method for forming the same |
| DE19838085C2 (de) | 1998-08-21 | 2000-07-27 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Verfahren und Bohrlochsonde zur Untersuchung von Böden |
| US6227200B1 (en) | 1998-09-21 | 2001-05-08 | Ballard Medical Products | Respiratory suction catheter apparatus |
| US6377591B1 (en) | 1998-12-09 | 2002-04-23 | Mcdonnell Douglas Corporation | Modularized fiber optic laser system and associated optical amplification modules |
| US6352114B1 (en) | 1998-12-11 | 2002-03-05 | Ocean Drilling Technology, L.L.C. | Deep ocean riser positioning system and method of running casing |
| US7188687B2 (en) | 1998-12-22 | 2007-03-13 | Weatherford/Lamb, Inc. | Downhole filter |
| US6250391B1 (en) | 1999-01-29 | 2001-06-26 | Glenn C. Proudfoot | Producing hydrocarbons from well with underground reservoir |
| US6355928B1 (en) * | 1999-03-31 | 2002-03-12 | Halliburton Energy Services, Inc. | Fiber optic tomographic imaging of borehole fluids |
| JP2000334590A (ja) | 1999-05-24 | 2000-12-05 | Amada Eng Center Co Ltd | レーザ加工装置の加工ヘッド |
| US6269108B1 (en) * | 1999-05-26 | 2001-07-31 | University Of Central Florida | Multi-wavelengths infrared laser |
| TW418332B (en) | 1999-06-14 | 2001-01-11 | Ind Tech Res Inst | Optical fiber grating package |
| GB9916022D0 (en) | 1999-07-09 | 1999-09-08 | Sensor Highway Ltd | Method and apparatus for determining flow rates |
| US6712150B1 (en) | 1999-09-10 | 2004-03-30 | Bj Services Company | Partial coil-in-coil tubing |
| US6166546A (en) | 1999-09-13 | 2000-12-26 | Atlantic Richfield Company | Method for determining the relative clay content of well core |
| JP2001208924A (ja) | 2000-01-24 | 2001-08-03 | Mitsubishi Electric Corp | 光ファイバ |
| US6301423B1 (en) | 2000-03-14 | 2001-10-09 | 3M Innovative Properties Company | Method for reducing strain on bragg gratings |
| NO313767B1 (no) * | 2000-03-20 | 2002-11-25 | Kvaerner Oilfield Prod As | Fremgangsmåte for å oppnå samtidig tilförsel av drivfluid til flere undersjöiske brönner og undersjöisk petroleums-produksjons-arrangement for samtidig produksjon av hydrokarboner fra flereundersjöiske brönner og tilförsel av drivfluid til de s |
| GB2360584B (en) | 2000-03-25 | 2004-05-19 | Abb Offshore Systems Ltd | Monitoring fluid flow through a filter |
| US6463198B1 (en) | 2000-03-30 | 2002-10-08 | Corning Cable Systems Llc | Micro composite fiber optic/electrical cables |
| ATE375603T1 (de) | 2000-04-04 | 2007-10-15 | Synova Sa | Verfahren zum schneiden eines gegenstands und zur weiterverarbeitung des schnittguts sowie träger zum halten des gegenstands bzw. des schnittguts |
| US20020007945A1 (en) | 2000-04-06 | 2002-01-24 | David Neuroth | Composite coiled tubing with embedded fiber optic sensors |
| US20030159283A1 (en) | 2000-04-22 | 2003-08-28 | White Craig W. | Optical fiber cable |
| US6557249B1 (en) | 2000-04-22 | 2003-05-06 | Halliburton Energy Services, Inc. | Optical fiber deployment system and cable |
| US6415867B1 (en) | 2000-06-23 | 2002-07-09 | Noble Drilling Corporation | Aluminum riser apparatus, system and method |
| US6437326B1 (en) | 2000-06-27 | 2002-08-20 | Schlumberger Technology Corporation | Permanent optical sensor downhole fluid analysis systems |
| AU2002246492A1 (en) | 2000-06-29 | 2002-07-30 | Paulo S. Tubel | Method and system for monitoring smart structures utilizing distributed optical sensors |
| ATE450931T1 (de) | 2000-06-30 | 2009-12-15 | Texas Instruments Inc | Verfahren zur synchronisationserhaltung eines mobilen terminals während inaktiver kommunikationsperiode |
| JP2002029786A (ja) | 2000-07-13 | 2002-01-29 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 光ファイバ芯線及び光ファイバテープの製造方法 |
| US8171989B2 (en) | 2000-08-14 | 2012-05-08 | Schlumberger Technology Corporation | Well having a self-contained inter vention system |
| NO315762B1 (no) | 2000-09-12 | 2003-10-20 | Optoplan As | Sand-detektor |
| US6386300B1 (en) | 2000-09-19 | 2002-05-14 | Curlett Family Limited Partnership | Formation cutting method and system |
| US7072588B2 (en) | 2000-10-03 | 2006-07-04 | Halliburton Energy Services, Inc. | Multiplexed distribution of optical power |
| EP1197738A1 (de) | 2000-10-18 | 2002-04-17 | Abb Research Ltd. | Anisotroper Faserlaser-Sensor mit verteilter Rückkopplung |
| US6747743B2 (en) | 2000-11-10 | 2004-06-08 | Halliburton Energy Services, Inc. | Multi-parameter interferometric fiber optic sensor |
| EP1353199A4 (en) | 2001-01-16 | 2005-08-17 | Japan Science & Tech Agency | OPTICAL FIBER FOR TRANSMITTING ULTRAVIOLET RAYS, OPTICAL FIBER PROBE, AND PROCESS FOR PRODUCING THE OPTICAL FIBER AND THE OPTICAL FIBER PROBE |
| US6954575B2 (en) * | 2001-03-16 | 2005-10-11 | Imra America, Inc. | Single-polarization high power fiber lasers and amplifiers |
| JP2002296189A (ja) * | 2001-03-30 | 2002-10-09 | Kajima Corp | 地盤の調査方法及び装置 |
| US6494259B2 (en) | 2001-03-30 | 2002-12-17 | Halliburton Energy Services, Inc. | Downhole flame spray welding tool system and method |
| US6626249B2 (en) | 2001-04-24 | 2003-09-30 | Robert John Rosa | Dry geothermal drilling and recovery system |
| US7096960B2 (en) | 2001-05-04 | 2006-08-29 | Hydrill Company Lp | Mounts for blowout preventer bonnets |
| US6591046B2 (en) | 2001-06-06 | 2003-07-08 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method for protecting optical fibers embedded in the armor of a tow cable |
| NO322809B1 (no) | 2001-06-15 | 2006-12-11 | Schlumberger Technology Bv | Anordning og fremgangsmate for a overvake og styre utplassering av utstyr pa havbunnen |
| US6832654B2 (en) | 2001-06-29 | 2004-12-21 | Bj Services Company | Bottom hole assembly |
| US7249633B2 (en) | 2001-06-29 | 2007-07-31 | Bj Services Company | Release tool for coiled tubing |
| US7126332B2 (en) | 2001-07-20 | 2006-10-24 | Baker Hughes Incorporated | Downhole high resolution NMR spectroscopy with polarization enhancement |
| SE522103C2 (sv) | 2001-08-15 | 2004-01-13 | Permanova Lasersystem Ab | Anordning för att detektera skador hos en optisk fiber |
| US20030053783A1 (en) | 2001-09-18 | 2003-03-20 | Masataka Shirasaki | Optical fiber having temperature independent optical characteristics |
| US6981561B2 (en) | 2001-09-20 | 2006-01-03 | Baker Hughes Incorporated | Downhole cutting mill |
| US6920946B2 (en) | 2001-09-27 | 2005-07-26 | Kenneth D. Oglesby | Inverted motor for drilling rocks, soils and man-made materials and for re-entry and cleanout of existing wellbores and pipes |
| US7127182B2 (en) * | 2001-10-17 | 2006-10-24 | Broadband Royalty Corp. | Efficient optical transmission system |
| US7066284B2 (en) * | 2001-11-14 | 2006-06-27 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method and apparatus for a monodiameter wellbore, monodiameter casing, monobore, and/or monowell |
| WO2003050581A1 (en) * | 2001-12-06 | 2003-06-19 | Florida Institute Of Technology | Method and apparatus for spatial domain multiplexing in optical fiber communications |
| US6755262B2 (en) | 2002-01-11 | 2004-06-29 | Gas Technology Institute | Downhole lens assembly for use with high power lasers for earth boring |
| US6707832B2 (en) * | 2002-01-15 | 2004-03-16 | Hrl Laboratories, Llc | Fiber coupling enhancement via external feedback |
| GB0203252D0 (en) | 2002-02-12 | 2002-03-27 | Univ Strathclyde | Plasma channel drilling process |
| JP4037658B2 (ja) * | 2002-02-12 | 2008-01-23 | 独立行政法人海洋研究開発機構 | 地殻コア試料の採取方法、並びにこれに用いる抗菌性高分子ゲルおよびゲル材料 |
| US6867858B2 (en) | 2002-02-15 | 2005-03-15 | Kaiser Optical Systems | Raman spectroscopy crystallization analysis method |
| US6888127B2 (en) | 2002-02-26 | 2005-05-03 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method and apparatus for performing rapid isotopic analysis via laser spectroscopy |
| US7619159B1 (en) | 2002-05-17 | 2009-11-17 | Ugur Ortabasi | Integrating sphere photovoltaic receiver (powersphere) for laser light to electric power conversion |
| CA2486297A1 (en) * | 2002-05-17 | 2003-11-27 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Double-clad fiber lasers and amplifiers having long-period fiber gratings |
| US6870128B2 (en) * | 2002-06-10 | 2005-03-22 | Japan Drilling Co., Ltd. | Laser boring method and system |
| JP3506696B1 (ja) | 2002-07-22 | 2004-03-15 | 財団法人応用光学研究所 | 地下賦存炭化水素ガス資源収集装置および収集方法 |
| WO2004009957A1 (en) * | 2002-07-23 | 2004-01-29 | Halliburton Energy Services, Inc. | Subterranean well pressure and temperature measurement |
| US6915848B2 (en) | 2002-07-30 | 2005-07-12 | Schlumberger Technology Corporation | Universal downhole tool control apparatus and methods |
| WO2004018840A1 (en) | 2002-08-15 | 2004-03-04 | Schlumberger Canada Limited | Use of distributed temperature sensors during wellbore treatments |
| US6820702B2 (en) * | 2002-08-27 | 2004-11-23 | Noble Drilling Services Inc. | Automated method and system for recognizing well control events |
| CA2497269C (en) | 2002-08-30 | 2011-09-20 | Sensor Highway Limited | Methods and systems to activate downhole tools with light |
| US7900699B2 (en) | 2002-08-30 | 2011-03-08 | Schlumberger Technology Corporation | Method and apparatus for logging a well using a fiber optic line and sensors |
| NO327961B1 (no) | 2002-08-30 | 2009-10-26 | Sensor Highway Ltd | Fiberoptisk overforing, telemtri og/ eller utlosning |
| CN100335516C (zh) | 2002-09-05 | 2007-09-05 | 富士胶片株式会社 | 光学部件以及用于制造所述光学部件的方法、组合物和聚合物 |
| US6847034B2 (en) | 2002-09-09 | 2005-01-25 | Halliburton Energy Services, Inc. | Downhole sensing with fiber in exterior annulus |
| US6978832B2 (en) | 2002-09-09 | 2005-12-27 | Halliburton Energy Services, Inc. | Downhole sensing with fiber in the formation |
| US7395866B2 (en) | 2002-09-13 | 2008-07-08 | Dril-Quip, Inc. | Method and apparatus for blow-out prevention in subsea drilling/completion systems |
| US7100844B2 (en) | 2002-10-16 | 2006-09-05 | Ultrastrip Systems, Inc. | High impact waterjet nozzle |
| US6808023B2 (en) | 2002-10-28 | 2004-10-26 | Schlumberger Technology Corporation | Disconnect check valve mechanism for coiled tubing |
| WO2004052078A2 (en) | 2002-12-10 | 2004-06-24 | Massachusetts Institute Of Technology | High power low-loss fiber waveguide |
| US20090190890A1 (en) | 2002-12-19 | 2009-07-30 | Freeland Riley S | Fiber optic cable having a dry insert and methods of making the same |
| US7471862B2 (en) | 2002-12-19 | 2008-12-30 | Corning Cable Systems, Llc | Dry fiber optic cables and assemblies |
| US6661814B1 (en) * | 2002-12-31 | 2003-12-09 | Intel Corporation | Method and apparatus for suppressing stimulated brillouin scattering in fiber links |
| US6661815B1 (en) | 2002-12-31 | 2003-12-09 | Intel Corporation | Servo technique for concurrent wavelength locking and stimulated brillouin scattering suppression |
| US7471831B2 (en) | 2003-01-16 | 2008-12-30 | California Institute Of Technology | High throughput reconfigurable data analysis system |
| US6994162B2 (en) | 2003-01-21 | 2006-02-07 | Weatherford/Lamb, Inc. | Linear displacement measurement method and apparatus |
| US6737605B1 (en) | 2003-01-21 | 2004-05-18 | Gerald L. Kern | Single and/or dual surface automatic edge sensing trimmer |
| GB2399971B (en) | 2003-01-22 | 2006-07-12 | Proneta Ltd | Imaging sensor optical system |
| DE602004031164D1 (de) | 2003-02-07 | 2011-03-03 | Spi Lasers Uk Ltd | Vorrichtung zur Abgabe optischer Strahlung |
| WO2004081333A2 (en) | 2003-03-10 | 2004-09-23 | Exxonmobil Upstream Research Company | A method and apparatus for a downhole excavation in a wellbore |
| US6851488B2 (en) | 2003-04-04 | 2005-02-08 | Gas Technology Institute | Laser liner creation apparatus and method |
| US6880646B2 (en) | 2003-04-16 | 2005-04-19 | Gas Technology Institute | Laser wellbore completion apparatus and method |
| US7024081B2 (en) | 2003-04-24 | 2006-04-04 | Weatherford/Lamb, Inc. | Fiber optic cable for use in harsh environments |
| US7646953B2 (en) | 2003-04-24 | 2010-01-12 | Weatherford/Lamb, Inc. | Fiber optic cable systems and methods to prevent hydrogen ingress |
| EP1631732B1 (en) * | 2003-05-02 | 2008-03-19 | Baker Hughes Incorporated | A method and apparatus for an advanced optical analyzer |
| US7196786B2 (en) * | 2003-05-06 | 2007-03-27 | Baker Hughes Incorporated | Method and apparatus for a tunable diode laser spectrometer for analysis of hydrocarbon samples |
| US20070081157A1 (en) | 2003-05-06 | 2007-04-12 | Baker Hughes Incorporated | Apparatus and method for estimating filtrate contamination in a formation fluid |
| US7782460B2 (en) | 2003-05-06 | 2010-08-24 | Baker Hughes Incorporated | Laser diode array downhole spectrometer |
| US8181703B2 (en) | 2003-05-16 | 2012-05-22 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method useful for controlling fluid loss in subterranean formations |
| US8091638B2 (en) | 2003-05-16 | 2012-01-10 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods useful for controlling fluid loss in subterranean formations |
| US8251141B2 (en) | 2003-05-16 | 2012-08-28 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods useful for controlling fluid loss during sand control operations |
| US7086484B2 (en) | 2003-06-09 | 2006-08-08 | Halliburton Energy Services, Inc. | Determination of thermal properties of a formation |
| US20040252748A1 (en) | 2003-06-13 | 2004-12-16 | Gleitman Daniel D. | Fiber optic sensing systems and methods |
| CA2528473C (en) * | 2003-06-20 | 2008-12-09 | Schlumberger Canada Limited | Method and apparatus for deploying a line in coiled tubing |
| US6888097B2 (en) | 2003-06-23 | 2005-05-03 | Gas Technology Institute | Fiber optics laser perforation tool |
| GB0315574D0 (en) * | 2003-07-03 | 2003-08-13 | Sensor Highway Ltd | Methods to deploy double-ended distributed temperature sensing systems |
| US6912898B2 (en) | 2003-07-08 | 2005-07-05 | Halliburton Energy Services, Inc. | Use of cesium as a tracer in coring operations |
| US7195731B2 (en) * | 2003-07-14 | 2007-03-27 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method for preparing and processing a sample for intensive analysis |
| US20050024716A1 (en) | 2003-07-15 | 2005-02-03 | Johan Nilsson | Optical device with immediate gain for brightness enhancement of optical pulses |
| JP2005039480A (ja) * | 2003-07-18 | 2005-02-10 | Toshiba Corp | コンテンツ記録方法、記録媒体、コンテンツ記録装置 |
| US7073577B2 (en) | 2003-08-29 | 2006-07-11 | Applied Geotech, Inc. | Array of wells with connected permeable zones for hydrocarbon recovery |
| US7199869B2 (en) | 2003-10-29 | 2007-04-03 | Weatherford/Lamb, Inc. | Combined Bragg grating wavelength interrogator and Brillouin backscattering measuring instrument |
| US7040746B2 (en) | 2003-10-30 | 2006-05-09 | Lexmark International, Inc. | Inkjet ink having yellow dye mixture |
| US7362422B2 (en) | 2003-11-10 | 2008-04-22 | Baker Hughes Incorporated | Method and apparatus for a downhole spectrometer based on electronically tunable optical filters |
| US7134514B2 (en) | 2003-11-13 | 2006-11-14 | American Augers, Inc. | Dual wall drill string assembly |
| US7152700B2 (en) | 2003-11-13 | 2006-12-26 | American Augers, Inc. | Dual wall drill string assembly |
| NO322323B2 (no) | 2003-12-01 | 2016-09-13 | Unodrill As | Fremgangsmåte og anordning for grunnboring |
| US7213661B2 (en) | 2003-12-05 | 2007-05-08 | Smith International, Inc. | Dual property hydraulic configuration |
| US6874361B1 (en) | 2004-01-08 | 2005-04-05 | Halliburton Energy Services, Inc. | Distributed flow properties wellbore measurement system |
| US20050201652A1 (en) | 2004-02-12 | 2005-09-15 | Panorama Flat Ltd | Apparatus, method, and computer program product for testing waveguided display system and components |
| US8040929B2 (en) * | 2004-03-25 | 2011-10-18 | Imra America, Inc. | Optical parametric amplification, optical parametric generation, and optical pumping in optical fibers systems |
| US7172026B2 (en) * | 2004-04-01 | 2007-02-06 | Bj Services Company | Apparatus to allow a coiled tubing tractor to traverse a horizontal wellbore |
| US7273108B2 (en) | 2004-04-01 | 2007-09-25 | Bj Services Company | Apparatus to allow a coiled tubing tractor to traverse a horizontal wellbore |
| US7310466B2 (en) | 2004-04-08 | 2007-12-18 | Omniguide, Inc. | Photonic crystal waveguides and systems using such waveguides |
| US7503404B2 (en) | 2004-04-14 | 2009-03-17 | Halliburton Energy Services, Inc, | Methods of well stimulation during drilling operations |
| US7134488B2 (en) | 2004-04-22 | 2006-11-14 | Bj Services Company | Isolation assembly for coiled tubing |
| US7147064B2 (en) | 2004-05-11 | 2006-12-12 | Gas Technology Institute | Laser spectroscopy/chromatography drill bit and methods |
| WO2005109056A1 (en) | 2004-05-12 | 2005-11-17 | Prysmian Cavi E Sistemi Energia S.R.L. | Microstructured optical fiber |
| US7337660B2 (en) * | 2004-05-12 | 2008-03-04 | Halliburton Energy Services, Inc. | Method and system for reservoir characterization in connection with drilling operations |
| EP1598140A1 (de) | 2004-05-19 | 2005-11-23 | Synova S.A. | Laserbearbeitung eines Werkstücks |
| US7201222B2 (en) | 2004-05-27 | 2007-04-10 | Baker Hughes Incorporated | Method and apparatus for aligning rotor in stator of a rod driven well pump |
| US7617873B2 (en) | 2004-05-28 | 2009-11-17 | Schlumberger Technology Corporation | System and methods using fiber optics in coiled tubing |
| US9500058B2 (en) | 2004-05-28 | 2016-11-22 | Schlumberger Technology Corporation | Coiled tubing tractor assembly |
| US9540889B2 (en) | 2004-05-28 | 2017-01-10 | Schlumberger Technology Corporation | Coiled tubing gamma ray detector |
| US10316616B2 (en) | 2004-05-28 | 2019-06-11 | Schlumberger Technology Corporation | Dissolvable bridge plug |
| US8522869B2 (en) | 2004-05-28 | 2013-09-03 | Schlumberger Technology Corporation | Optical coiled tubing log assembly |
| US7837572B2 (en) | 2004-06-07 | 2010-11-23 | Acushnet Company | Launch monitor |
| US8475289B2 (en) | 2004-06-07 | 2013-07-02 | Acushnet Company | Launch monitor |
| US8622845B2 (en) | 2004-06-07 | 2014-01-07 | Acushnet Company | Launch monitor |
| US7395696B2 (en) | 2004-06-07 | 2008-07-08 | Acushnet Company | Launch monitor |
| US8500568B2 (en) | 2004-06-07 | 2013-08-06 | Acushnet Company | Launch monitor |
| GB0415223D0 (en) | 2004-07-07 | 2004-08-11 | Sensornet Ltd | Intervention rod |
| US20060005579A1 (en) | 2004-07-08 | 2006-01-12 | Crystal Fibre A/S | Method of making a preform for an optical fiber, the preform and an optical fiber |
| GB0416512D0 (en) | 2004-07-23 | 2004-08-25 | Scandinavian Highlands As | Analysis of rock formations |
| JP2006039147A (ja) | 2004-07-26 | 2006-02-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ファイバ部品及び光学装置 |
| US7518722B2 (en) | 2004-08-19 | 2009-04-14 | Headwall Photonics, Inc. | Multi-channel, multi-spectrum imaging spectrometer |
| US8186454B2 (en) | 2004-08-20 | 2012-05-29 | Sdg, Llc | Apparatus and method for electrocrushing rock |
| US7559378B2 (en) | 2004-08-20 | 2009-07-14 | Tetra Corporation | Portable and directional electrocrushing drill |
| US8172006B2 (en) * | 2004-08-20 | 2012-05-08 | Sdg, Llc | Pulsed electric rock drilling apparatus with non-rotating bit |
| US7384009B2 (en) | 2004-08-20 | 2008-06-10 | Tetra Corporation | Virtual electrode mineral particle disintegrator |
| US7527108B2 (en) | 2004-08-20 | 2009-05-05 | Tetra Corporation | Portable electrocrushing drill |
| US20060049345A1 (en) | 2004-09-09 | 2006-03-09 | Halliburton Energy Services, Inc. | Radiation monitoring apparatus, systems, and methods |
| DE102004045912B4 (de) | 2004-09-20 | 2007-08-23 | My Optical Systems Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Überlagerung von Strahlenbündeln |
| US8074720B2 (en) | 2004-09-28 | 2011-12-13 | Vetco Gray Inc. | Riser lifecycle management system, program product, and related methods |
| US7394064B2 (en) | 2004-10-05 | 2008-07-01 | Halliburton Energy Services, Inc. | Measuring the weight on a drill bit during drilling operations using coherent radiation |
| US7087865B2 (en) | 2004-10-15 | 2006-08-08 | Lerner William S | Heat warning safety device using fiber optic cables |
| EP1657020A1 (de) | 2004-11-10 | 2006-05-17 | Synova S.A. | Verfahren und Vorrichtung zur Optimierung der Kohärenz eines Flüssigkeitsstrahls für eine Materialbearbeitung und Flüssigkeitsdüse für eine solche Vorrichtung |
| US7490664B2 (en) | 2004-11-12 | 2009-02-17 | Halliburton Energy Services, Inc. | Drilling, perforating and formation analysis |
| GB2420358B (en) | 2004-11-17 | 2008-09-03 | Schlumberger Holdings | System and method for drilling a borehole |
| US20060118303A1 (en) | 2004-12-06 | 2006-06-08 | Halliburton Energy Services, Inc. | Well perforating for increased production |
| US7720323B2 (en) | 2004-12-20 | 2010-05-18 | Schlumberger Technology Corporation | High-temperature downhole devices |
| WO2006112937A2 (en) * | 2005-02-17 | 2006-10-26 | Overland Storage, Inc. | Tape library emulation with automatic configuration and data retention |
| US20060239604A1 (en) * | 2005-03-01 | 2006-10-26 | Opal Laboratories | High Average Power High Efficiency Broadband All-Optical Fiber Wavelength Converter |
| US7340135B2 (en) | 2005-03-31 | 2008-03-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Light source apparatus |
| US7487834B2 (en) | 2005-04-19 | 2009-02-10 | Uchicago Argonne, Llc | Methods of using a laser to perforate composite structures of steel casing, cement and rocks |
| US7416258B2 (en) * | 2005-04-19 | 2008-08-26 | Uchicago Argonne, Llc | Methods of using a laser to spall and drill holes in rocks |
| US7372230B2 (en) | 2005-04-27 | 2008-05-13 | Focal Technologies Corporation | Off-axis rotary joint |
| JP3856811B2 (ja) | 2005-04-27 | 2006-12-13 | 日本海洋掘削株式会社 | 液中地層の掘削方法及び装置 |
| JP2006313858A (ja) | 2005-05-09 | 2006-11-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | レーザ光源、レーザ発振方法およびレーザ加工方法 |
| KR100970241B1 (ko) * | 2005-06-07 | 2010-07-16 | 닛산 다나카 가부시키가이샤 | 레이저 피어싱 방법 및 가공 장치 |
| US20060289724A1 (en) | 2005-06-20 | 2006-12-28 | Skinner Neal G | Fiber optic sensor capable of using optical power to sense a parameter |
| EP1762864B1 (en) | 2005-09-12 | 2013-07-17 | Services Petroliers Schlumberger | Borehole imaging |
| US7694745B2 (en) | 2005-09-16 | 2010-04-13 | Halliburton Energy Services, Inc. | Modular well tool system |
| JP2007120048A (ja) | 2005-10-26 | 2007-05-17 | Graduate School For The Creation Of New Photonics Industries | 岩石掘削方法 |
| US7099533B1 (en) | 2005-11-08 | 2006-08-29 | Chenard Francois | Fiber optic infrared laser beam delivery system |
| WO2007057024A2 (en) * | 2005-11-18 | 2007-05-24 | Crystal Fibre A/S | Improved active optical fibers with wavelength-selective filtering mechanism, method of production and their use |
| US7519253B2 (en) | 2005-11-18 | 2009-04-14 | Omni Sciences, Inc. | Broadband or mid-infrared fiber light sources |
| BRPI0618659B1 (pt) | 2005-11-21 | 2017-12-05 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Method for monitoring fluid properties with a distributed sensor in a well hole |
| GB0524838D0 (en) | 2005-12-06 | 2006-01-11 | Sensornet Ltd | Sensing system using optical fiber suited to high temperatures |
| US7600564B2 (en) | 2005-12-30 | 2009-10-13 | Schlumberger Technology Corporation | Coiled tubing swivel assembly |
| US7515782B2 (en) | 2006-03-17 | 2009-04-07 | Zhang Boying B | Two-channel, dual-mode, fiber optic rotary joint |
| US20080093125A1 (en) | 2006-03-27 | 2008-04-24 | Potter Drilling, Llc | Method and System for Forming a Non-Circular Borehole |
| US8573313B2 (en) | 2006-04-03 | 2013-11-05 | Schlumberger Technology Corporation | Well servicing methods and systems |
| FR2899693B1 (fr) | 2006-04-10 | 2008-08-22 | Draka Comteq France | Fibre optique monomode. |
| DE602006002028D1 (de) * | 2006-05-12 | 2008-09-11 | Schlumberger Technology Bv | Verfahren und Vorrichtung zum Lokalisieren eines Stopfens im Bohrloch |
| US20070267220A1 (en) * | 2006-05-16 | 2007-11-22 | Northrop Grumman Corporation | Methane extraction method and apparatus using high-energy diode lasers or diode-pumped solid state lasers |
| US7934556B2 (en) | 2006-06-28 | 2011-05-03 | Schlumberger Technology Corporation | Method and system for treating a subterranean formation using diversion |
| US8074332B2 (en) | 2006-07-31 | 2011-12-13 | M-I Production Chemicals Uk Limited | Method for removing oilfield mineral scale from pipes and tubing |
| EP3051324A1 (en) * | 2006-08-30 | 2016-08-03 | AFL Telecommunications LLC | Downhole cables with both fiber and copper elements |
| CA2661606A1 (en) | 2006-09-01 | 2008-03-06 | Terrawatt Holdings Corporation | Method of storage of sequestered greenhouse gasses in deep underground reservoirs |
| US20080069961A1 (en) | 2006-09-14 | 2008-03-20 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods and compositions for thermally treating a conduit used for hydrocarbon production or transmission to help remove paraffin wax buildup |
| US20080066535A1 (en) | 2006-09-18 | 2008-03-20 | Schlumberger Technology Corporation | Adjustable Testing Tool and Method of Use |
| US7603011B2 (en) | 2006-11-20 | 2009-10-13 | Schlumberger Technology Corporation | High strength-to-weight-ratio slickline and multiline cables |
| NL1032917C2 (nl) * | 2006-11-22 | 2008-05-26 | Draka Comteq Bv | Werkwijze voor het aanbrengen van een kabel in een kabelgeleidingsbuis, alsmede een daarvoor geschikte inrichting. |
| US7834777B2 (en) | 2006-12-01 | 2010-11-16 | Baker Hughes Incorporated | Downhole power source |
| US7718989B2 (en) | 2006-12-28 | 2010-05-18 | Macronix International Co., Ltd. | Resistor random access memory cell device |
| US8307900B2 (en) | 2007-01-10 | 2012-11-13 | Baker Hughes Incorporated | Method and apparatus for performing laser operations downhole |
| US7916386B2 (en) | 2007-01-26 | 2011-03-29 | Ofs Fitel, Llc | High power optical apparatus employing large-mode-area, multimode, gain-producing optical fibers |
| JP4270577B2 (ja) * | 2007-01-26 | 2009-06-03 | 日本海洋掘削株式会社 | レーザを用いた岩石の加工方法及びその装置 |
| US7782911B2 (en) * | 2007-02-21 | 2010-08-24 | Deep Photonics Corporation | Method and apparatus for increasing fiber laser output power |
| JP2008242012A (ja) | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | レーザーガイド用光ファイバ及びそれを備えたレーザーガイド |
| SK50872007A3 (sk) | 2007-06-29 | 2009-01-07 | Ivan Kočiš | Zariadenie na exkaváciu hlbinných otvorov v geologickej formácii a spôsob prepravy energií a materiálu v týchto otvoroch |
| US8062986B2 (en) | 2007-07-27 | 2011-11-22 | Corning Incorporated | Fused silica having low OH, OD levels and method of making |
| US20090033176A1 (en) | 2007-07-30 | 2009-02-05 | Schlumberger Technology Corporation | System and method for long term power in well applications |
| US20090034918A1 (en) | 2007-07-31 | 2009-02-05 | William Eric Caldwell | Fiber optic cables having coupling and methods therefor |
| US7993717B2 (en) * | 2007-08-02 | 2011-08-09 | Lj's Products, Llc | Covering or tile, system and method for manufacturing carpet coverings or tiles, and methods of installing coverings or carpet tiles |
| US7835814B2 (en) * | 2007-08-16 | 2010-11-16 | International Business Machines Corporation | Tool for reporting the status and drill-down of a control application in an automated manufacturing environment |
| US20090105955A1 (en) | 2007-09-25 | 2009-04-23 | Baker Hughes Incorporated | Sensors For Estimating Properties Of A Core |
| US7931091B2 (en) | 2007-10-03 | 2011-04-26 | Schlumberger Technology Corporation | Open-hole wellbore lining |
| US7593435B2 (en) | 2007-10-09 | 2009-09-22 | Ipg Photonics Corporation | Powerful fiber laser system |
| WO2009055687A2 (en) * | 2007-10-25 | 2009-04-30 | Stuart Martin A | Laser energy source device and method |
| US7715664B1 (en) | 2007-10-29 | 2010-05-11 | Agiltron, Inc. | High power optical isolator |
| US7946341B2 (en) * | 2007-11-02 | 2011-05-24 | Schlumberger Technology Corporation | Systems and methods for distributed interferometric acoustic monitoring |
| EP2206001B1 (en) | 2007-11-09 | 2014-04-16 | Draka Comteq B.V. | Microbend- resistant optical fiber |
| EP2065553B1 (en) | 2007-11-30 | 2013-12-25 | Services Pétroliers Schlumberger | System and method for drilling lateral boreholes |
| EP2065554B1 (en) | 2007-11-30 | 2014-04-02 | Services Pétroliers Schlumberger | System and method for drilling and completing lateral boreholes |
| EP2067926A1 (en) | 2007-12-04 | 2009-06-10 | Bp Exploration Operating Company Limited | Method for removing hydrate plug from a flowline |
| US8393410B2 (en) * | 2007-12-20 | 2013-03-12 | Massachusetts Institute Of Technology | Millimeter-wave drilling system |
| US8090227B2 (en) | 2007-12-28 | 2012-01-03 | Halliburton Energy Services, Inc. | Purging of fiber optic conduits in subterranean wells |
| US8162051B2 (en) | 2008-01-04 | 2012-04-24 | Intelligent Tools Ip, Llc | Downhole tool delivery system with self activating perforation gun |
| US7934563B2 (en) | 2008-02-02 | 2011-05-03 | Regency Technologies Llc | Inverted drainholes and the method for producing from inverted drainholes |
| US20090205675A1 (en) | 2008-02-18 | 2009-08-20 | Diptabhas Sarkar | Methods and Systems for Using a Laser to Clean Hydrocarbon Transfer Conduits |
| GB0803021D0 (en) | 2008-02-19 | 2008-03-26 | Isis Innovation | Linear multi-cylinder stirling cycle machine |
| US7949017B2 (en) * | 2008-03-10 | 2011-05-24 | Redwood Photonics | Method and apparatus for generating high power visible and near-visible laser light |
| EP2252426A4 (en) | 2008-03-21 | 2014-08-06 | Imra America Inc | METHODS AND SYSTEMS FOR LASER MATERIAL PROCESSING |
| US7946350B2 (en) | 2008-04-23 | 2011-05-24 | Schlumberger Technology Corporation | System and method for deploying optical fiber |
| US8347985B2 (en) | 2008-04-25 | 2013-01-08 | Halliburton Energy Services, Inc. | Mulitmodal geosteering systems and methods |
| US8056633B2 (en) | 2008-04-28 | 2011-11-15 | Barra Marc T | Apparatus and method for removing subsea structures |
| FR2930997B1 (fr) | 2008-05-06 | 2010-08-13 | Draka Comteq France Sa | Fibre optique monomode |
| US20090294050A1 (en) | 2008-05-30 | 2009-12-03 | Precision Photonics Corporation | Optical contacting enhanced by hydroxide ions in a non-aqueous solution |
| US8217302B2 (en) | 2008-06-17 | 2012-07-10 | Electro Scientific Industries, Inc | Reducing back-reflections in laser processing systems |
| NO344090B1 (no) | 2008-07-10 | 2019-09-02 | Vetco Gray Inc | Gjenopprettbar borehullsbeskytter for åpnet vann |
| US20100170672A1 (en) | 2008-07-14 | 2010-07-08 | Schwoebel Jeffrey J | Method of and system for hydrocarbon recovery |
| US20100013663A1 (en) * | 2008-07-16 | 2010-01-21 | Halliburton Energy Services, Inc. | Downhole Telemetry System Using an Optically Transmissive Fluid Media and Method for Use of Same |
| US9027668B2 (en) | 2008-08-20 | 2015-05-12 | Foro Energy, Inc. | Control system for high power laser drilling workover and completion unit |
| US9360631B2 (en) | 2008-08-20 | 2016-06-07 | Foro Energy, Inc. | Optics assembly for high power laser tools |
| US9138786B2 (en) | 2008-10-17 | 2015-09-22 | Foro Energy, Inc. | High power laser pipeline tool and methods of use |
| US9080425B2 (en) | 2008-10-17 | 2015-07-14 | Foro Energy, Inc. | High power laser photo-conversion assemblies, apparatuses and methods of use |
| US9074422B2 (en) | 2011-02-24 | 2015-07-07 | Foro Energy, Inc. | Electric motor for laser-mechanical drilling |
| US20120074110A1 (en) | 2008-08-20 | 2012-03-29 | Zediker Mark S | Fluid laser jets, cutting heads, tools and methods of use |
| US9089928B2 (en) | 2008-08-20 | 2015-07-28 | Foro Energy, Inc. | Laser systems and methods for the removal of structures |
| US8571368B2 (en) | 2010-07-21 | 2013-10-29 | Foro Energy, Inc. | Optical fiber configurations for transmission of laser energy over great distances |
| US9347271B2 (en) | 2008-10-17 | 2016-05-24 | Foro Energy, Inc. | Optical fiber cable for transmission of high power laser energy over great distances |
| US9242309B2 (en) | 2012-03-01 | 2016-01-26 | Foro Energy Inc. | Total internal reflection laser tools and methods |
| US9719302B2 (en) | 2008-08-20 | 2017-08-01 | Foro Energy, Inc. | High power laser perforating and laser fracturing tools and methods of use |
| EP2315904B1 (en) | 2008-08-20 | 2019-02-06 | Foro Energy Inc. | Method and system for advancement of a borehole using a high power laser |
| US20120067643A1 (en) | 2008-08-20 | 2012-03-22 | Dewitt Ron A | Two-phase isolation methods and systems for controlled drilling |
| US10195687B2 (en) | 2008-08-20 | 2019-02-05 | Foro Energy, Inc. | High power laser tunneling mining and construction equipment and methods of use |
| US9267330B2 (en) | 2008-08-20 | 2016-02-23 | Foro Energy, Inc. | Long distance high power optical laser fiber break detection and continuity monitoring systems and methods |
| US9244235B2 (en) | 2008-10-17 | 2016-01-26 | Foro Energy, Inc. | Systems and assemblies for transferring high power laser energy through a rotating junction |
| US9669492B2 (en) | 2008-08-20 | 2017-06-06 | Foro Energy, Inc. | High power laser offshore decommissioning tool, system and methods of use |
| US20120273470A1 (en) | 2011-02-24 | 2012-11-01 | Zediker Mark S | Method of protecting high power laser drilling, workover and completion systems from carbon gettering deposits |
| US9664012B2 (en) | 2008-08-20 | 2017-05-30 | Foro Energy, Inc. | High power laser decomissioning of multistring and damaged wells |
| US9121260B2 (en) | 2008-09-22 | 2015-09-01 | Schlumberger Technology Corporation | Electrically non-conductive sleeve for use in wellbore instrumentation |
| US20100078414A1 (en) | 2008-09-29 | 2010-04-01 | Gas Technology Institute | Laser assisted drilling |
| DE102008049943A1 (de) | 2008-10-02 | 2010-04-08 | Werner Foppe | Verfahren und Vorrichtung zum Schmelzbohren |
| WO2010040142A1 (en) | 2008-10-03 | 2010-04-08 | Lockheed Martin Corporation | Nerve stimulator and method using simultaneous electrical and optical signals |
| US8235140B2 (en) | 2008-10-08 | 2012-08-07 | Potter Drilling, Inc. | Methods and apparatus for thermal drilling |
| US7845419B2 (en) * | 2008-10-22 | 2010-12-07 | Bj Services Company Llc | Systems and methods for injecting or retrieving tubewire into or out of coiled tubing |
| BRPI0806638B1 (pt) | 2008-11-28 | 2017-03-14 | Faculdades Católicas Mantenedora Da Pontifícia Univ Católica Do Rio De Janeiro - Puc Rio | processo de perfuração a laser |
| US20100158457A1 (en) | 2008-12-19 | 2010-06-24 | Amphenol Corporation | Ruggedized, lightweight, and compact fiber optic cable |
| US9593573B2 (en) | 2008-12-22 | 2017-03-14 | Schlumberger Technology Corporation | Fiber optic slickline and tools |
| US8967293B2 (en) | 2008-12-23 | 2015-03-03 | Eth Zurich | Rock drilling in great depths by thermal fragmentation using highly exothermic reactions evolving in the environment of a water-based drilling fluid |
| US20100158459A1 (en) | 2008-12-24 | 2010-06-24 | Daniel Homa | Long Lifetime Optical Fiber and Method |
| US7814991B2 (en) | 2009-01-28 | 2010-10-19 | Gas Technology Institute | Process and apparatus for subterranean drilling |
| SK288264B6 (sk) | 2009-02-05 | 2015-05-05 | Ga Drilling, A. S. | Zariadenie na vykonávanie hĺbkových vrtov a spôsob vykonávania hĺbkových vrtov |
| CN101823183A (zh) | 2009-03-04 | 2010-09-08 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 水导激光装置 |
| US9450373B2 (en) | 2009-03-05 | 2016-09-20 | Lawrence Livermore National Security, Llc | Apparatus and method for enabling quantum-defect-limited conversion efficiency in cladding-pumped Raman fiber lasers |
| US9004163B2 (en) | 2009-04-03 | 2015-04-14 | Statoil Petroleum As | Equipment and method for reinforcing a borehole of a well while drilling |
| US8307903B2 (en) | 2009-06-24 | 2012-11-13 | Weatherford / Lamb, Inc. | Methods and apparatus for subsea well intervention and subsea wellhead retrieval |
| WO2011008544A2 (en) | 2009-06-29 | 2011-01-20 | Halliburton Energy Services, Inc. | Wellbore laser operations |
| US20110035154A1 (en) | 2009-08-07 | 2011-02-10 | Treavor Kendall | Utilizing salts for carbon capture and storage |
| US8684088B2 (en) | 2011-02-24 | 2014-04-01 | Foro Energy, Inc. | Shear laser module and method of retrofitting and use |
| US8783361B2 (en) | 2011-02-24 | 2014-07-22 | Foro Energy, Inc. | Laser assisted blowout preventer and methods of use |
| US8783360B2 (en) | 2011-02-24 | 2014-07-22 | Foro Energy, Inc. | Laser assisted riser disconnect and method of use |
| US9845652B2 (en) | 2011-02-24 | 2017-12-19 | Foro Energy, Inc. | Reduced mechanical energy well control systems and methods of use |
| US8720584B2 (en) | 2011-02-24 | 2014-05-13 | Foro Energy, Inc. | Laser assisted system for controlling deep water drilling emergency situations |
| US20110061869A1 (en) | 2009-09-14 | 2011-03-17 | Halliburton Energy Services, Inc. | Formation of Fractures Within Horizontal Well |
| WO2011046780A1 (en) * | 2009-10-13 | 2011-04-21 | Nanda Nathan | Pulsed high-power laser apparatus and methods |
| US8291989B2 (en) | 2009-12-18 | 2012-10-23 | Halliburton Energy Services, Inc. | Retrieval method for opposed slip type packers |
| US8267320B2 (en) * | 2009-12-22 | 2012-09-18 | International Business Machines Corporation | Label-controlled system configuration |
| DE102010005264A1 (de) | 2010-01-20 | 2011-07-21 | Smolka, Peter P., Dr., 48161 | Meisselloses Bohrsystem |
| JP2011185925A (ja) | 2010-02-15 | 2011-09-22 | Toshiba Corp | 配管内作業装置 |
| US8967298B2 (en) | 2010-02-24 | 2015-03-03 | Gas Technology Institute | Transmission of light through light absorbing medium |
| WO2011129841A1 (en) | 2010-04-14 | 2011-10-20 | Vermeer Manufacturing Company | Latching configuration for a microtunneling apparatus |
| US8978698B2 (en) * | 2010-07-01 | 2015-03-17 | National Oilwell Varco, L.P. | Blowout preventer monitoring system and method of using same |
| US8739899B2 (en) | 2010-07-19 | 2014-06-03 | Baker Hughes Incorporated | Small core generation and analysis at-bit as LWD tool |
| CA2808214C (en) | 2010-08-17 | 2016-02-23 | Foro Energy Inc. | Systems and conveyance structures for high power long distance laser transmission |
| US9080435B2 (en) | 2010-08-27 | 2015-07-14 | Baker Hughes Incorporated | Upgoing drainholes for reducing liquid-loading in gas wells |
| US8523287B2 (en) | 2010-09-22 | 2013-09-03 | Joy Mm Delaware, Inc. | Guidance system for a mining machine |
| US9022115B2 (en) | 2010-11-11 | 2015-05-05 | Gas Technology Institute | Method and apparatus for wellbore perforation |
| EP2678512A4 (en) | 2011-02-24 | 2017-06-14 | Foro Energy Inc. | Method of high power laser-mechanical drilling |
| WO2012116189A2 (en) | 2011-02-24 | 2012-08-30 | Foro Energy, Inc. | Tools and methods for use with a high power laser transmission system |
| WO2012167102A1 (en) | 2011-06-03 | 2012-12-06 | Foro Energy Inc. | Rugged passively cooled high power laser fiber optic connectors and methods of use |
| US9399269B2 (en) | 2012-08-02 | 2016-07-26 | Foro Energy, Inc. | Systems, tools and methods for high power laser surface decommissioning and downhole welding |
| EP2893123A4 (en) | 2012-09-09 | 2017-03-01 | Foro Energy Inc. | Light weight high power laser presure control systems and methods of use |
-
2009
- 2009-08-19 EP EP09840554.1A patent/EP2315904B1/en active Active
- 2009-08-19 MX MX2011001908A patent/MX355677B/es active IP Right Grant
- 2009-08-19 AU AU2009340454A patent/AU2009340454A1/en not_active Abandoned
- 2009-08-19 CN CN200980141304.7A patent/CN102187046B/zh active Active
- 2009-08-19 US US12/544,136 patent/US8511401B2/en active Active
- 2009-08-19 US US12/544,038 patent/US8820434B2/en active Active
- 2009-08-19 US US12/543,968 patent/US8636085B2/en active Active
- 2009-08-19 JP JP2011523959A patent/JP2012500350A/ja active Pending
- 2009-08-19 US US12/543,986 patent/US8826973B2/en active Active
- 2009-08-19 WO PCT/US2009/054295 patent/WO2010096086A1/en active Application Filing
- 2009-08-19 RU RU2011110388/03A patent/RU2522016C2/ru active
- 2009-08-19 US US12/544,094 patent/US8424617B2/en active Active
- 2009-08-19 BR BRPI0918403A patent/BRPI0918403A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2009-08-19 CA CA2734492A patent/CA2734492C/en active Active
-
2013
- 2013-02-26 US US13/777,650 patent/US8997894B2/en active Active
- 2013-03-13 US US13/800,559 patent/US8701794B2/en active Active
- 2013-03-13 US US13/800,879 patent/US8936108B2/en active Active
- 2013-03-13 US US13/800,820 patent/US8869914B2/en active Active
- 2013-03-13 US US13/800,933 patent/US8757292B2/en active Active
- 2013-03-28 US US13/852,719 patent/US9284783B1/en active Active
- 2013-12-12 US US14/104,395 patent/US9512679B2/en active Active
-
2014
- 2014-07-14 US US14/330,980 patent/US20150308194A1/en not_active Abandoned
- 2014-07-18 US US14/335,627 patent/US9534447B2/en active Active
- 2014-09-19 JP JP2014191026A patent/JP5844868B2/ja active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU848603A1 (ru) * | 1979-06-18 | 1981-07-23 | Всесоюзный Нефтегазовый Научно- Исследовательский Институт | Устройство дл термической перфора-ции |
| UA717U (ru) * | 2000-05-15 | 2001-02-15 | Вадим Васильович Вада | Шнековая буровая штанга «полынь-лазер» |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2701253C1 (ru) * | 2019-02-18 | 2019-09-25 | Николай Борисович Болотин | Способ и устройство для бурения нефтегазовых скважин |
| RU2698752C1 (ru) * | 2019-04-19 | 2019-08-29 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова" | Способ проходки наклонных стволов и горизонтальных подземных выработок в условиях криолитозоны |
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2522016C2 (ru) | Способ и система для проходки ствола скважины с использованием лазера большой мощности | |
| US20170191314A1 (en) | Methods and Systems for the Application and Use of High Power Laser Energy | |
| US10199798B2 (en) | Downhole laser systems, apparatus and methods of use | |
| EP3008275B1 (en) | Downhole deep tunneling tool and method using high power laser beam | |
| US20120074110A1 (en) | Fluid laser jets, cutting heads, tools and methods of use | |
| WO2012031009A1 (en) | Fluid laser jets, cutting heads, tools and methods of use | |
| US20190178036A1 (en) | Downhole laser systems, apparatus and methods of use | |
| CA2823922A1 (en) | Method and system for advancement of a borehole using a high power laser |