RU2629502C2 - Система передачи данных по бурильной трубе и соответствующий способ - Google Patents
Система передачи данных по бурильной трубе и соответствующий способ Download PDFInfo
- Publication number
- RU2629502C2 RU2629502C2 RU2014147374A RU2014147374A RU2629502C2 RU 2629502 C2 RU2629502 C2 RU 2629502C2 RU 2014147374 A RU2014147374 A RU 2014147374A RU 2014147374 A RU2014147374 A RU 2014147374A RU 2629502 C2 RU2629502 C2 RU 2629502C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drill pipe
- insert
- female
- conductor
- pipe
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 44
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 25
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 5
- 238000009420 retrofitting Methods 0.000 claims description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract description 28
- 238000013480 data collection Methods 0.000 abstract description 4
- 239000011435 rock Substances 0.000 abstract 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 7
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer 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
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/02—Couplings; joints
- E21B17/028—Electrical or electro-magnetic connections
- E21B17/0285—Electrical or electro-magnetic connections characterised by electrically insulating elements
-
- 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
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/003—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings with electrically conducting or insulating means
-
- 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
- E21B17/00—Drilling rods or pipes; Flexible drill strings; Kellies; Drill collars; Sucker rods; Cables; Casings; Tubings
- E21B17/02—Couplings; joints
- E21B17/023—Arrangements for connecting cables or wirelines to downhole devices
-
- 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
- E21B19/00—Handling rods, casings, tubes or the like outside the borehole, e.g. in the derrick; Apparatus for feeding the rods or cables
- E21B19/16—Connecting or disconnecting pipe couplings or joints
-
- 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
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/12—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
-
- 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
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/12—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
- E21B47/13—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling by electromagnetic energy, e.g. radio frequency
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к средствам связи в бурильной колонне. Техническим результатом является обеспечение надежного канала связи для повышения скорости сбора данных при наклонно-направленном бурении. В частности, предложена система для обеспечения связи в бурильной трубе, содержащая: первую бурильную трубу; изолированную трубу, расположенную внутри первой бурильной трубы и, в целом, концентрическую с ней; охватываемую вставку, расположенную внутри первого конца первой бурильной трубы; охватывающую вставку, расположенную внутри второго конца первой бурильной трубы; проводник, электрически соединенный с охватываемой вставкой и с охватывающей вставкой, причем проводник проходит по всей длине первой бурильной трубы. При этом проводник обеспечивает возможность передачи электрических сигналов от первого конца первой бурильной трубы до второго конца первой бурильной трубы. Причем охватываемая вставка содержит: корпус; первое изолирующее кольцо, расположенное вокруг корпуса; второе изолирующее кольцо, расположенное вокруг корпуса; и штифт, проходящий сквозь изолирующее кольцо, причем штифт электрически соединен с проводником. Кроме того, охватывающая вставка содержит: корпус; изолирующее кольцо, расположенное вокруг корпуса; и охватывающее проводящее кольцо, расположенное в желобе, выполненном в изолирующем кольце, причем охватывающее проводящее кольцо электрически соединено с проводником. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 12 ил.
Description
Перекрестная ссылка на родственные заявки
[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет в соответствии с предварительной патентной заявкой США №61/644896, зарегистрированной 9 мая 2012 г., и включает в себя для любых целей все раскрытое ней путем ссылки.
Предпосылки создания изобретения
Область техники, к которой относится изобретение
[0002] Настоящая заявка в целом относится к области буровых и горнодобывающих работ, а в частности, но без наложения каких-либо ограничений, относится к бурильной трубе, содержащей встроенный изолированный проводник для передачи данных.
Уровень техники
[0003] Практика бурения невертикальных скважин методом наклонно направленного бурения (также называемого «наклонным бурением») получила широкое распространение в энергетической и горнодобывающей отраслях. Наклонно направленное бурение обеспечивает возможность прохождения более обширных срезов подземных резервуаров, чем вертикальное бурение, а также достижения нескольких подземных областей из одной и той же точки бурения, что снижает затраты, связанные с использованием нескольких буровых установок. Кроме того, наклонно направленное бурение часто обеспечивает возможность доступа к подземным пластам, вертикальное бурение которых затруднено или невозможно, например, пластам, расположенным под населенными районами, или пластам, расположенным под водоемами или другими естественными препятствиями.
[0004] Несмотря на многочисленные преимущества наклонно направленного бурения, высокую стоимость ввода скважины в эксплуатацию часто считают основным недостатком наклонно направленного бурения. Это связано с тем, что скорость наклонно направленного бурения часто бывает значительно более низкой, чем скорость вертикального бурения, в связи с необходимыми операциями сбора данных. Сбор данных требует наличия электрического соединения между скважинным снарядом и наземным оборудованием. Установка электрического проводника внутри бурильной штанги позволяет повысить скорость сбора данных при наклонно направленном бурении и уменьшает общую стоимость наклонно направленного бурения.
Сущность изобретения
[0005] Настоящая заявка в целом относится к области буровых и горнодобывающих работ, а в частности, но без наложения каких-либо ограничений, относится к бурильной трубе, содержащей встроенный изолированный проводник для передачи данных. В соответствии с первым аспектом изобретения предлагается система обеспечения связи в бурильной трубе. Система обеспечения связи в бурильной трубе содержит первую бурильную трубу и изолированную трубу, расположенную внутри первой бурильной трубы и, по существу, концентрическую с ней. Внутри первого конца первой бурильной трубы расположена охватываемая вставка, а внутри второго конца первой бурильной трубы расположена охватывающая вставка. С охватываемой вставкой и охватывающей вставкой электрически соединен проводник. Проводник проходит по всей длине первой бурильной трубы. Проводник обеспечивает возможность передачи электрических сигналов от первого конца первой бурильной трубы до второго конца первой бурильной трубы.
[0006] В соответствии с другим аспектом изобретения предлагается способ установки системы обеспечения связи в бурильной трубе. Способ включает в себя шаги, на которых в первый конец бурильной трубы вставляют охватывающую вставку, а во второй конец бурильной трубы вставляют изолированную трубу. Способ также включает в себя шаг, на котором во второй конец бурильной трубы вставляют охватываемую вставку. Проводник электрически соединяют с охватывающей вставкой и с охватываемой вставкой. Проводник обеспечивает передачу электрических сигналов от первого конца первой бурильной трубы до второго конца первой бурильной трубы.
Краткое описание чертежей
[0007] Настоящее изобретение, а также другие его задачи и преимущества станут более ясны из нижеследующего описания, приведенного со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
[0008] на фиг. 1 представлена в аксонометрии система для обеспечения связи в бурильной трубе согласно одному из вариантов осуществления изобретения;
[0009] на фиг. 2A представлена в аксонометрии охватываемая вставка согласно одному из вариантов осуществления изобретения;
[00010] на фиг. 2B представлена в аксонометрии охватываемая вставка по фиг. 2A с изолирующим кольцом, представленным прозрачным, согласно одному из вариантов осуществления изобретения;
[00011] на фиг. 3A представлена в аксонометрии охватывающая вставка согласно одному из вариантов осуществления изобретения;
[00012] на фиг. 3B представлена в аксонометрии охватывающая вставка по фиг. 3B с изолирующим кольцом, представленным прозрачным, согласно одному из вариантов осуществления изобретения;
[00013] на фиг. 4A представлена в разрезе по линии А-А система для обеспечения связи в бурильной трубе по фиг. 1 в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения;
[00014] на фиг. 4B представлена в разрезе по линии В-В система для обеспечения связи в бурильной трубе по фиг. 4A в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения;
[00015] на фиг. 5A представлена в аксонометрии в разобранном виде охватывающая вставка по фиг. 3A в соединении с бурильной штангой в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения;
[00016] на фиг. 5B представлена в аксонометрии в разобранном виде изолированная труба в соединении с бурильной штангой в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения;
[00017] на фиг. 5C представлена в аксонометрии в разобранном виде охватываемая вставка по фиг. 2A в соединении с бурильной штангой в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения;
[00018] на фиг. 6 представлено в поперечном разрезе соединение между двумя смежными бурильными трубами согласно одному из вариантов осуществления изобретения; и
[00019] на фиг. 7 представлена блок-схема процедуры установки системы для обеспечения связи в бурильной трубе по фиг. 1 в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.
Подробное раскрытие изобретения
[00020] Ниже следует подробное раскрытие различных вариантов осуществления изобретения, приведенное со ссылками на прилагаемые чертежи. Однако могут быть предусмотрены и другие формы осуществления изобретения, и нижеследующее описание не может быть истолковано как накладывающее какие-либо ограничения.
[00021] На фиг. 1 представлена в аксонометрии система 100 обеспечения связи в бурильной трубе. В типовом варианте осуществления система 100 обеспечения связи в бурильной трубе расположена внутри бурильной трубы 402 (представлена на фиг. 4A). Внутри бурильной трубы 402 расположена изолированная труба 104. В типовом варианте осуществления изолированная труба 104 изготовлена из неэлектропроводящего материала, например АБС-пластика, углеродного волокна, керамики или другого подходящего материала. К первому концу 200 изолированной трубы присоединена встык охватываемая вставка 106, а ко второму концу 300 изолированной трубы присоединена встык охватывающая вставка 108. В типовом варианте осуществления бурильная труба изготовлена, например, из стали или другого подходящего материала. На внешней поверхности изолированной трубы 104 выполнен желоб 110, ориентированный, по существу, вдоль изолированной трубы 104. Внутри желоба 110 расположен проводник 112, электрически соединенный с охватываемой вставкой 106 и с охватывающей вставкой 108. В типовом варианте осуществления проводник 112 представляет собой, например, коаксиальный кабель. Однако в других вариантах осуществления система обеспечения связи в бурильной трубе в соответствии с принципами настоящего изобретения может содержать проводники, выполненные, например, в виде микрополосковой линии, плоского или ленточного кабеля, кабеля Ethernet, оптоволоконного кабеля, линии передачи поперечных электромагнитных колебаний, например, в виде полосковой линии, или другого подходящего проводника, соответствующего требованиям данной конструкции.
[00022] На фиг. 2A представлена в аксонометрии охватываемая вставка 106. На фиг. 2B представлена в аксонометрии охватываемая вставка 106 с первым изолирующим кольцом и вторым изолирующим кольцом, представленными прозрачными. В типовом варианте осуществления по фиг. 2A и 2B охватываемая вставка 106 выполнена с возможностью подсоединения к охватывающей вставке 108 (представлена на фиг. 1), соединенной со смежной бурильной трубой (не представлена). Охватываемая вставка содержит корпус 202, первое изолирующее кольцо 204, окружающее участок корпуса 202, второе изолирующее кольцо 210, окружающее участок корпуса 202 и расположенное встык с первым изолирующим кольцом 204, и штифт 206, проходящий сквозь первое изолирующее кольцо 204. В типовом варианте осуществления корпус 202 может быть изготовлен, например, из нержавеющей стали, однако в других вариантах осуществления могут быть использованы другие материалы. На корпусе 202 предусмотрена втулка 205, причем первое изолирующее кольцо 204 и второе изолирующее кольцо 210 расположены вокруг втулки 205. В типовом варианте осуществления штифт 206 электрически соединен с проводником 112 и изготовлен из электропроводящего материала, например меди, алюминия или другого подходящего материала. Как показано на фиг. 2B, внутри изолирующего кольца 204, между штифтом 206 и вторым изолирующим кольцом 210, расположена пружина 208. В типовом варианте осуществления пружина 208 сдвигает штифт 206 вперед для обеспечения электрического контакта между охватываемой выставкой 106 и охватывающей вставкой 108 (представлена на фиг. 1), соединенной со смежной бурильной трубой (не представлена). В типовом варианте осуществления проводник 112, штифт 206 и охватывающее проводящее кольцо 306 (представлено на фиг. 3A-3B) образуют непрерывную проводящую линию, обеспечивающую возможность передачи данных в виде электрических сигналов между охватываемой выставкой 106 и охватывающей вставкой 108.
[00023] На фиг. 3A показана в аксонометрии охватывающая вставка 108. На фиг. 3B представлена в аксонометрии охватывающая вставка 108 с изолирующим кольцом, представленным прозрачным. В типовом варианте осуществления охватывающая вставка может быть выполнена, например, с возможностью присоединения к охватываемой вставке 106 (показана на фиг. 1) смежной бурильной трубы (не показана). Охватывающая вставка 108 содержит корпус 302, изолирующее кольцо 304, расположенное вокруг корпуса 302, и охватывающее проводящее кольцо 306. В типовом варианте осуществления корпус 302 может быть изготовлен, например, из нержавеющей стали, однако в других вариантах осуществления могут быть использованы другие материалы. На корпусе 302 предусмотрена втулка 305, причем изолирующее кольцо 304 расположено вокруг втулки 305. В типовом варианте осуществления охватывающее проводящее кольцо 306 изготовлено из электропроводящего материала, например меди, алюминия или другого подходящего материала. Охватывающее проводящее кольцо 306 расположено в желобе 308, выполненном на внешней поверхности изолирующего кольца 304. В типовом варианте осуществления желоб 308 содержит канал, в который входит штифт (не показан), соединенный с охватываемой вставкой 106 (показана на фиг. 1) смежной бурильной трубы (не показана). Желоб 308 обеспечивает контакт между штифтом 206 смежной бурильной трубы и охватывающим проводящим кольцом 306. Как показано на фиг. 3B, охватывающее проводящее кольцо 306 электрически соединено с проводником 112. Таким образом, штифт 206, охватывающее проводящее кольцо 306 и проводник 112 совместно обеспечивают возможность передачи электрических сигналов от, например, охватываемой вставки 106 к охватывающей вставке 108.
[00024] На фиг. 4A система 100 обеспечения связи в бурильной трубе представлена в разрезе по линии А-А. На фиг. 4B система 100 обеспечения связи в бурильной трубе представлена в разрезе по линии В-В. Как показано на фиг. 4A-4B, изолированная труба 104 расположена внутри бурильной трубы 402 и, в целом, концентрически с ней. Внутри изолированной трубы 104 имеется центральное пространство 401. Центральное пространство 401 обеспечивает возможность транспортировки текучих сред, оборудования и других объектов через систему 100 обеспечения связи в бурильной трубе. Таким образом, система 100 обеспечения связи в бурильной трубе обеспечивает возможность передачи данных, связанных, например, с глубиной положения и телеметрией инструмента, без перегораживания или иного уменьшения размеров центрального пространства 401.
[00025] Как показано на фиг. 4A-4B, охватываемую вставку 106 вставляют в охватывающий конец 403 бурильной трубы 402, а охватывающую вставку 108 вставляют в охватываемый конец 405 бурильной трубы 402. Охватываемая вставка 106 расположена встык с первым концом 200 (показано на фиг. 1) изолированной трубы 104, а охватывающая вставка 108 расположена встык со вторым концом 300 (показано на фиг. 1) изолированной трубы 104. Проводник 112 проходит по всей длине изолированной трубы 104 между охватываемой вставкой 106 и охватывающей вставкой 108. Таким образом, проводник 112, охватываемая вставка 106 и охватывающая вставка 108 совместно обеспечивают возможность передачи электрических сигналов вдоль бурильной трубы 402. В корпусе 202 охватываемой вставки 106 расположена первая компрессионная муфта 404. Первая компрессионная муфта 404 расположена вокруг проводника 112. В типовом варианте осуществления первая компрессионная муфта 404 предотвращает проникновение, например, воды или бурового раствора внутрь охватываемой вставки 106. В корпусе 302 охватывающей вставки 108 расположена вторая компрессионная муфта 406. Вторая компрессионная муфта 406 расположена вокруг проводника 112. В типовом варианте осуществления вторая компрессионная муфта 406 предотвращает проникновение, например, воды или бурового раствора внутрь охватывающей вставки 108.
[00026] Как показано на фиг. 4A-4B, на внутренней поверхности бурильной трубы 402, вблизи охватывающей вставки 108, расположено первое уплотнение 408. В типовом варианте осуществления первое уплотнение 408 содержит одинарное уплотнительное кольцо, однако в альтернативных вариантах осуществления первое уплотнение 408 может содержать двойное уплотнительное кольцо, уплотнительную прокладку или другие уплотнительные элементы, определяемые требованиями конструкции. В рабочем режиме первое уплотнение 408 предотвращает проникновение, например, текучих сред или других загрязнителей внутрь бурильной трубы 402 в месте расположения охватывающей вставки 108. На внутренней поверхности бурильной трубы 402, вблизи охватываемой вставки 106, расположено второе уплотнение 410. В типовом варианте осуществления второе уплотнение 410 содержит одинарное уплотнительное кольцо, однако в альтернативных вариантах осуществления второе уплотнение 410 может содержать двойное уплотнительное кольцо, уплотнительную прокладку или другие уплотнительные элементы, определяемые требованиями конструкции. В рабочем режиме второе уплотнение 410 предотвращает проникновение, например, текучих сред или других загрязнителей внутрь бурильной трубы 402 в месте расположения охватываемой вставки 106. На внутренней поверхности охватывающей вставки 108 расположено третье уплотнение 412. В типовом варианте осуществления третье уплотнение 412 содержит двойное уплотнительное кольцо, однако в альтернативных вариантах осуществления третье уплотнение 412 может содержать одинарное уплотнительное кольцо или другие уплотнительные элементы, определяемые требованиями конструкции. В рабочем режиме третье уплотнение 412 расположено вокруг внешней поверхности охватываемой вставки 106 и предотвращает проникновение, например, текучих сред или других загрязнителей внутрь бурильной трубы 402 в месте расположения соединения между охватываемой вставкой 106 и охватывающей вставкой 108.
[00027] На фиг. 5A представлена в аксонометрии в разобранном виде охватывающая вставка 108 с иллюстрацией ее соединения с бурильной трубой 402. На фиг. 5B представлена в аксонометрии в разобранном виде изолированная труба 104 с иллюстрацией ее соединения с бурильной трубой 402. На фиг. 5C представлена в аксонометрии в разобранном виде охватываемая вставка 106 с иллюстрацией ее соединения с бурильной трубой 402. Как будет видно из фиг. 5A-5C, система 100 обеспечения связи в бурильной трубе может быть использована в сочетании с уже существующими бурильными трубами. Таким образом, система 100 обеспечения связи в бурильной трубе позволяет дооборудовать ранее не имевшие проводки бурильные трубы для обеспечения возможности передачи данных.
[00028] Как показано на фиг. 5A, охватывающую вставку 108 вставляют в охватываемый конец 405 бурильной трубы 402. Для закрепления охватывающей вставки 108 в бурильной трубе 402 используют первые крепежные элементы 502 или прессовую посадку. В типовом варианте осуществления первые крепежные элементы 502 могут представлять собой, например, нажимные винты, однако в других вариантах осуществления первые крепежные элементы 502 могут представлять собой, например, шпильки, заклепки или любые другие подходящие крепежные элементы, соответствующие требованиям конструкции. Как показано на фиг. 5B, изолированную трубу 104 вставляют в охватывающий конец 405 бурильной трубы 402. Как было описано выше, в изолированной трубе 104 выполнен желоб 110, содержащий проводник 112. Проводник 112 электрически соединен с охватывающей вставкой 108. В типовом варианте осуществления ввод изолированной трубы 104 производят после ввода охватывающей вставки 108. Как показано на фиг. 5C, охватываемую вставку 106 вставляют в охватывающий конец 405 бурильной трубы 402. Для закрепления охватываемой вставки 106 в бурильной трубе 402 используют вторые крепежные элементы 504 или прессовую посадку. В типовом варианте осуществления вторые крепежные элементы 504 могут представлять собой, например, нажимные винты, однако в других вариантах осуществления вторые крепежные элементы 504 могут представлять собой, например, шпильки, заклепки или любые другие подходящие крепежные элементы, соответствующие требованиям конструкции.
[00029] На фиг. 6 представлено в разрезе соединение, например, между охватывающим концом 403 бурильной трубы 402 и охватываемым концом 604 смежной с нею бурильной трубы 602. Как показано на фиг. 6, охватываемый конец 604 содержит, например, наружную резьбу 606, а охватывающий конец 403 содержит, например, внутреннюю резьбу 608. Охватываемая вставка 106 расположена внутри охватывающего конца 403, а охватывающая вставка 108 расположена внутри охватываемого конца 604. При ввинчивании наружной резьбы 606 во внутреннюю резьбу 608 штифт 206 входит в соприкосновение с охватывающим проводящим кольцом 306, расположенным в желобе 308, тем самым обеспечивая электрическое соединение между бурильной трубой 402 и смежной с нею бурильной трубой 602. Такое электрическое соединение обеспечивает возможность передачи, например, данных измерений, телеметрии и другой информации, собранной скважинным снарядом, например, на наземные приборы.
[00030] Специалисту в данной области должны быть очевидны преимущества системы 100 обеспечения связи в бурильной трубе. Во-первых, система 100 обеспечения связи в бурильной трубе обеспечивает наличие непрерывной проводной линии для передачи электрических сигналов, например, от скважинного инструмента на наземное бурильное оборудование, через проводник 112, штифт 206 и охватывающее проводящее кольцо 306. Во-вторых, система 100 обеспечения связи в бурильной трубе обеспечивает возможность прохождения текучих сред, оборудования и других объектов по центральному пространству 401. В-третьих, изолирующая труба 104, содержащая проводник 112, штифт 206 и охватывающее проводящее кольцо 306, может быть установлена в процессе изготовления бурильной трубы 402 или после изготовления бурильной трубы. В связи с этим система 100 обеспечения связи в бурильной трубе обеспечивает возможность оборудования или дооборудования существующей бурильной трубы 402.
[00031] На фиг. 7 представлена блок-схема процесса 700 установки системы 100 обеспечения связи в бурильной трубе. Процесс 700 начинают на шаге 702. На шаге 704 производят сборку охватывающего проводящего кольца 108 и его соединение с проводником 112. На шаге 706 производят установку и закрепление охватывающей вставки 108 во охватываемом конце 405 бурильной трубы 402. На шаге 708 в охватывающий конец 403 бурильной трубы 402 вставляют изолированную трубу 104. На шаге 710 производят сборку охватываемой вставки 106 и ее соединение с проводником 112. На шаге 712 производят установку и закрепление охватываемой вставки 106 в охватывающем конце 403 бурильной трубы 402. На шаге 714 процесс завершают.
[00032] Хотя предыдущее описание охватывает конкретные варианты осуществления способа и системы по настоящему изобретению, проиллюстрированные на прилагаемых чертежах, следует понимать, что изобретение не ограничено описанными вариантами осуществления, но допускает различные изменения, модификации и замены элементов, не выходящие за рамки объема изобретения, определенного в настоящей заявке. Настоящее описание и примеры осуществления изобретения следует рассматривать как приведенные исключительно в иллюстративных целях.
Claims (40)
1. Система для обеспечения связи в бурильной трубе, содержащая:
первую бурильную трубу;
изолированную трубу, расположенную внутри первой бурильной трубы и, в целом, концентрическую с ней;
охватываемую вставку, расположенную внутри первого конца первой бурильной трубы;
охватывающую вставку, расположенную внутри второго конца первой бурильной трубы;
проводник, электрически соединенный с охватываемой вставкой и с охватывающей вставкой, причем проводник проходит по всей длине первой бурильной трубы; и
при этом проводник обеспечивает возможность передачи электрических сигналов от первого конца первой бурильной трубы до второго конца первой бурильной трубы,
при этом охватываемая вставка содержит:
корпус;
первое изолирующее кольцо, расположенное вокруг корпуса;
второе изолирующее кольцо, расположенное вокруг корпуса; и
штифт, проходящий сквозь изолирующее кольцо, причем штифт электрически соединен с проводником,
при этом охватывающая вставка содержит:
корпус;
изолирующее кольцо, расположенное вокруг корпуса; и
охватывающее проводящее кольцо, расположенное в желобе, выполненном в изолирующем кольце, причем охватывающее проводящее кольцо электрически соединено с проводником.
2. Система для обеспечения связи в бурильной трубе по п. 1, содержащая пружину, расположенную между штифтом и вторым изолирующим кольцом.
3. Система для обеспечения связи в бурильной трубе по п. 2, в которой пружина выполнена с возможностью смещения штифта с приведением его в электрический контакт с охватывающим проводящим кольцом, соединенным со второй смежной бурильной трубой.
4. Система для обеспечения связи в бурильной трубе по п. 1, в которой желоб и охватывающее проводящее кольцо образуют заглубленный канал.
5. Система для обеспечения связи в бурильной трубе по п. 4, в которой желоб обеспечивает электрическое соединение с охватываемой вставкой второй смежной бурильной трубы.
6. Система для обеспечения связи в бурильной трубе по п. 1, в которой:
первый конец бурильной трубы представляет собой охватываемый конец; и
второй конец бурильной трубы представляет собой охватывающий конец.
7. Система для обеспечения связи в бурильной трубе по п. 1, в которой проводник представляет собой по меньшей мере одно из следующего: коаксиальный кабель, микрополосковая линия, плоский кабель, ленточный кабель, кабель Ethernet, оптоволоконный кабель и линия передачи поперечных электромагнитных колебаний.
8. Система для обеспечения связи в бурильной трубе по п. 1, в которой проводник расположен в желобе, выполненном на поверхности изолированной трубы.
9. Система для обеспечения связи в бурильной трубе по п. 1, в которой охватываемая вставка, охватывающая вставка, проводник и изолированная труба выполнены с возможностью использования для дооборудования уже существующей бурильной трубы.
10. Способ установки системы для обеспечения связи в бурильной трубе, включающий в себя следующее:
вставляют охватывающую вставку в первый конец бурильной трубы;
вставляют изолирующую трубу во второй конец бурильной трубы;
вставляют охватываемую вставку во второй конец бурильной трубы;
выполняют электрическое соединение проводника с охватывающей вставкой и с охватываемой вставкой; и
передают через проводник электрические сигналы от первого конца бурильной трубы до второго конца бурильной трубы.
11. Способ по п. 10, в котором первый конец представляет собой охватываемый конец, а второй конец представляет собой охватывающий конец.
12. Способ по п. 10, в котором проводник расположен в желобе, выполненном на поверхности изолированной трубы.
13. Способ по п. 10, включающий в себя закрепление охватывающей вставки внутри первого конца бурильной трубы.
14. Способ по п. 10, включающий в себя закрепление охватываемой вставки внутри второго конца бурильной трубы.
15. Способ по п. 10, включающий в себя смещение посредством пружины штифта, соединенного с охватываемой вставкой, для обеспечения электрического контакта с охватывающим проводящим кольцом, соединенным со второй бурильной трубой.
16. Способ по п. 15, в котором охватывающее проводящее кольцо располагают в желобе.
17. Способ по п. 10, в котором бурильная труба представляет собой уже существующую бурильную трубу.
18. Способ по п. 17, включающий в себя дооборудование уже существующей бурильной трубы.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201261644896P | 2012-05-09 | 2012-05-09 | |
| US61/644,896 | 2012-05-09 | ||
| PCT/US2013/031982 WO2013169383A1 (en) | 2012-05-09 | 2013-03-15 | Method and system for data-transfer via a drill pipe |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014147374A RU2014147374A (ru) | 2016-07-10 |
| RU2629502C2 true RU2629502C2 (ru) | 2017-08-29 |
Family
ID=49547771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014147374A RU2629502C2 (ru) | 2012-05-09 | 2013-03-15 | Система передачи данных по бурильной трубе и соответствующий способ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US9322223B2 (ru) |
| CN (1) | CN104662256B (ru) |
| AU (1) | AU2013260129B2 (ru) |
| RU (1) | RU2629502C2 (ru) |
| WO (1) | WO2013169383A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU220819U1 (ru) * | 2023-05-16 | 2023-10-04 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Устройство механического и электрического соединения деталей |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9772608B2 (en) * | 2010-12-20 | 2017-09-26 | Joe Spacek | Oil well improvement system—well monitor and control subsystem |
| USD750509S1 (en) * | 2011-03-14 | 2016-03-01 | Tool Joint Products Llc | Downhole sensor tool |
| CA2911059C (en) * | 2013-05-02 | 2021-03-09 | Bo Asp Moller Andersen | An assembly of a flexible pipe and an end-fitting |
| CN103758507B (zh) * | 2014-02-19 | 2017-02-15 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 一种钻杆的信号传输结构及方法 |
| US9540923B2 (en) | 2014-12-05 | 2017-01-10 | Chevron U.S.A. Inc. | Stripline energy transmission in a wellbore |
| US9874091B2 (en) | 2014-12-05 | 2018-01-23 | Chevron U.S.A. Inc. | Stripline energy transmission in a wellbore |
| US10444107B1 (en) | 2016-06-17 | 2019-10-15 | United Services Automobile Association (Usaa) | Systems and methods for detecting water leaks |
| US11111736B2 (en) * | 2019-10-14 | 2021-09-07 | Halliburton Energy Services, Inc. | Connector ring |
| CN112696158B (zh) * | 2020-12-28 | 2023-02-21 | 中海石油(中国)有限公司 | 一种用于智能钻杆井下工具供电及数据传输的连接接头 |
| US11396777B1 (en) * | 2021-02-08 | 2022-07-26 | Institute Of Geology And Geophysics, Chinese Academy Of Sciences | Rotary steering drilling apparatus |
| AT525234A1 (de) * | 2021-06-25 | 2023-01-15 | Think And Vision Gmbh | Einbausatz, Gestängerohr, Bohrstrang und Verfahren zum Herstellen oder Nacharbeiten eines Gestängerohres eines Bohrstranges |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU620577A1 (ru) * | 1974-12-18 | 1978-08-25 | Специальное Проектно-Конструкторское И Технологическое Бюро По Электровибробуровой Технике | Труба бурильна с токоподводом дл электробурени |
| SU985265A1 (ru) * | 1981-01-07 | 1982-12-30 | Всесоюзный научно-исследовательский институт разработки и эксплуатации нефтепромысловых труб | Телеметрическа колонна бурильных труб |
| US20060225926A1 (en) * | 2005-03-31 | 2006-10-12 | Schlumberger Technology Corporation | Method and conduit for transmitting signals |
| WO2010115492A2 (en) * | 2009-03-30 | 2010-10-14 | Vam Drilling France | Wired drill pipe with improved configuration |
| WO2010128351A1 (en) * | 2009-05-07 | 2010-11-11 | Vam Drilling France | A holding device insertable into the central bore of a tubular drill string component, and corresponding tubular drill string component |
| US20110290475A1 (en) * | 2009-01-06 | 2011-12-01 | Vam Drilling France | Tubular drill string component and corresponding drill string |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3518609A (en) * | 1968-10-28 | 1970-06-30 | Shell Oil Co | Telemetry drill pipe with ring-control electrode means |
| US4126848A (en) | 1976-12-23 | 1978-11-21 | Shell Oil Company | Drill string telemeter system |
| US4483393A (en) | 1982-09-24 | 1984-11-20 | Exploration Logging, Inc. | Well logging apparatus and method for making same |
| US4785247A (en) | 1983-06-27 | 1988-11-15 | Nl Industries, Inc. | Drill stem logging with electromagnetic waves and electrostatically-shielded and inductively-coupled transmitter and receiver elements |
| US4921438A (en) * | 1989-04-17 | 1990-05-01 | Otis Engineering Corporation | Wet connector |
| GB0115524D0 (en) * | 2001-06-26 | 2001-08-15 | Xl Technology Ltd | Conducting system |
| US6666274B2 (en) * | 2002-05-15 | 2003-12-23 | Sunstone Corporation | Tubing containing electrical wiring insert |
| US7032930B2 (en) | 2003-02-28 | 2006-04-25 | Ryan Energy Technologies | Electrical isolation connector subassembly for use in directional drilling |
| US6913093B2 (en) * | 2003-05-06 | 2005-07-05 | Intelliserv, Inc. | Loaded transducer for downhole drilling components |
| US7201240B2 (en) * | 2004-07-27 | 2007-04-10 | Intelliserv, Inc. | Biased insert for installing data transmission components in downhole drilling pipe |
| US7291028B2 (en) * | 2005-07-05 | 2007-11-06 | Hall David R | Actuated electric connection |
| US8192213B2 (en) * | 2009-10-23 | 2012-06-05 | Intelliserv, Llc | Electrical conduction across interconnected tubulars |
| CN102454367A (zh) * | 2010-10-19 | 2012-05-16 | 中国石油化工集团公司 | 动力及信号传输钻杆 |
| US9157313B2 (en) * | 2012-06-01 | 2015-10-13 | Intelliserv, Llc | Systems and methods for detecting drillstring loads |
-
2013
- 2013-03-13 US US13/800,688 patent/US9322223B2/en active Active
- 2013-03-15 AU AU2013260129A patent/AU2013260129B2/en active Active
- 2013-03-15 RU RU2014147374A patent/RU2629502C2/ru active
- 2013-03-15 CN CN201380024962.4A patent/CN104662256B/zh active Active
- 2013-03-15 WO PCT/US2013/031982 patent/WO2013169383A1/en active Application Filing
-
2016
- 2016-03-17 US US15/073,340 patent/US9580973B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU620577A1 (ru) * | 1974-12-18 | 1978-08-25 | Специальное Проектно-Конструкторское И Технологическое Бюро По Электровибробуровой Технике | Труба бурильна с токоподводом дл электробурени |
| SU985265A1 (ru) * | 1981-01-07 | 1982-12-30 | Всесоюзный научно-исследовательский институт разработки и эксплуатации нефтепромысловых труб | Телеметрическа колонна бурильных труб |
| US20060225926A1 (en) * | 2005-03-31 | 2006-10-12 | Schlumberger Technology Corporation | Method and conduit for transmitting signals |
| US20110290475A1 (en) * | 2009-01-06 | 2011-12-01 | Vam Drilling France | Tubular drill string component and corresponding drill string |
| WO2010115492A2 (en) * | 2009-03-30 | 2010-10-14 | Vam Drilling France | Wired drill pipe with improved configuration |
| WO2010128351A1 (en) * | 2009-05-07 | 2010-11-11 | Vam Drilling France | A holding device insertable into the central bore of a tubular drill string component, and corresponding tubular drill string component |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU220819U1 (ru) * | 2023-05-16 | 2023-10-04 | Акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнёва" | Устройство механического и электрического соединения деталей |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104662256B (zh) | 2018-10-19 |
| CN104662256A (zh) | 2015-05-27 |
| AU2013260129A1 (en) | 2014-11-27 |
| AU2013260129B2 (en) | 2017-02-09 |
| US9322223B2 (en) | 2016-04-26 |
| RU2014147374A (ru) | 2016-07-10 |
| US9580973B2 (en) | 2017-02-28 |
| WO2013169383A1 (en) | 2013-11-14 |
| US20130299237A1 (en) | 2013-11-14 |
| US20160194923A1 (en) | 2016-07-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2629502C2 (ru) | Система передачи данных по бурильной трубе и соответствующий способ | |
| US7028779B2 (en) | Auto-extending/retracting electrically isolated conductors in a segmented drill string | |
| EP2625369B1 (en) | Pipe and pipe assembly provided with layers of electrically conductive material for conveying substances | |
| US10760349B2 (en) | Method of forming a wired pipe transmission line | |
| EP1953570B1 (en) | A downhole telemetry system | |
| US10995560B2 (en) | Method and system for data-transfer via a drill pipe | |
| US11131149B2 (en) | Transmission line for wired pipe | |
| US8986028B2 (en) | Wired pipe coupler connector | |
| US9052043B2 (en) | Wired pipe coupler connector | |
| CN105579657A (zh) | 有线管耦合器连接器 | |
| US20140148027A1 (en) | Wired pipe coupler connector | |
| US20150060041A1 (en) | Electronic frame for use with coupled conduit segments | |
| US8668510B2 (en) | Tubular component having an electrically insulated link portion with a dielectric defining an annular sealing surface | |
| US9601237B2 (en) | Transmission line for wired pipe, and method |