RU2819019C1

RU2819019C1 - Determination of valve position using electric and magnetic connection

Info

Publication number: RU2819019C1
Application number: RU2022124436A
Authority: RU
Inventors: Джозеф Чаккунгал ДЖОЗЕФ; Пол Грегори ДЖЕЙМС; Цзыцюань ВАН; Рави Шарад ВАЙЕДА
Original assignee: Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк.
Priority date: 2020-04-22
Filing date: 2020-04-30
Publication date: 2024-05-08

Abstract

FIELD: oil, gas and coke-chemical industry.

SUBSTANCE: invention relates to oil industry. Valve and a method for determining the position of the sliding coupling of the valve (embodiments) are disclosed. Valve can comprise an outer housing, a sliding coupling within the outer housing, an electrical circuit comprising one or more magnetic switches, a magnet connected to the sliding sleeve, an information processing system in communication with the electrical circuit, configured to determine the axial position of the sliding sleeve based on the open or closed states of the magnetic switches, and a linear variable resistor located adjacent to the magnetic switch array, wherein the information processing system is configured to determine the axial position of the sliding sleeve based on current passing through the linear variable resistor, and using the axial position determined using the magnetic switch array to calibrate the axial position determined using the linear variable resistor.

EFFECT: determination of valve position using electric and magnetic connection.

18 cl, 9 dwg

Description

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE ART

[0001] Для разведки и добычи нефти и газа сеть скважин, технологические установки и другие трубопроводы могут быть развернуты путем соединения между собой отрезков металлической трубы. Например, скважинная технологическая установка может быть завершена. частично, путем опускания множества отрезков металлической трубы (т. е. обсадной трубы) в ствол скважины и цементирования обсадной колонны на месте. В некоторых скважинных технологических установках развертывают несколько обсадных колонн (например, концентрическая конфигурация с несколькими колоннами), чтобы обеспечить выполнение различных операций, связанных с заканчиванием скважин, эксплуатацией или вариантами методов повышения нефтеотдачи пластов (EOR; enhanced oil recovery).[0001] For oil and gas exploration and production, a network of wells, process installations and other pipelines can be deployed by connecting lengths of metal pipe together. For example, a downhole process unit may be completed. in part, by lowering multiple lengths of metal pipe (i.e., casing) into the wellbore and cementing the casing in place. Some downhole process units deploy multiple casing strings (eg, a concentric multi-string configuration) to support various completion, production, or enhanced oil recovery (EOR) options.

[0002] Во время эксплуатационных операций различные инструменты могут быть расположены в забое скважины на насосно-компрессорной колонне для управления потоком требуемых флюидов из пласта. В примерах скважинные инструменты могут содержать клапаны, которые приводятся в действие с помощью муфт. В настоящее время определение того, что клапан открыт или закрыт осуществляют посредством линейного переменного резистора. Линейный переменный резистор требует ручной калибровки, имеет проблемы, связанные с разъединением, гистерезисом при измерениях и является менее надежным из-за большего количества движущихся частей.[0002] During production operations, various tools may be positioned downhole on the tubing string to control the flow of desired fluids from the formation. In examples, downhole tools may include valves that are actuated by couplings. Currently, determining whether a valve is open or closed is accomplished by means of a linear variable resistor. A linear variable resistor requires manual calibration, has problems with decoupling, measurement hysteresis, and is less reliable due to more moving parts.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВBRIEF DESCRIPTION OF GRAPHIC MATERIALS

[0003] Данные графические материалы иллюстрируют определенные аспекты некоторых примеров данного изобретения и не должны использоваться для ограничения или определения данного изобретения.[0003] These graphics illustrate certain aspects of certain examples of the present invention and are not to be used to limit or define the present invention.

[0004] На Фиг. 1 проиллюстрирован пример эксплуатационная система для извлечения флюида;[0004] In FIG. 1 illustrates an example of a fluid recovery production system;

[0005] на Фиг. 2 проиллюстрирована схема гидравлической системы;[0005] in FIG. 2 illustrates a diagram of the hydraulic system;

[0006] на Фиг. 3 проиллюстрирован пример клапана со скользящей муфтой;[0006] in FIG. 3 illustrates an example of a valve with a sliding sleeve;

[0007] на Фиг. 4-6 проиллюстрированы примеры различных массивов магнитных переключателей;[0007] in FIG. 4-6 illustrate examples of various magnetic switch arrays;

[0008] на Фиг. 7 проиллюстрирована схема калибровки блока датчика положения линейного резистора;[0008] in FIG. 7 illustrates the calibration diagram of the linear resistor position sensor unit;

[0009] на Фиг. 8 проиллюстрирован пример массива магнитных переключателей с использованием меток радиочастотной идентификации; и[0009] in FIG. 8 illustrates an example of a magnetic switch array using RFID tags; And

[0010] на Фиг. 9 представлена блок-схема для определения положения скользящей муфты в наружном корпусе.[0010] in FIG. 9 is a block diagram for determining the position of the sliding sleeve in the outer casing.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0011] Системы и способы, описанные ниже, могут относиться к системам и способам для определения линейного перемещения и положения любого движущегося механизма внутри скважинного инструмента. В качестве примера, описанные ниже способы могут использоваться для определения перемещения и положения скользящей муфты в клапане со скользящей муфтой. Скользящая муфта выполнена с возможностью «открытия» и «закрытия» по меньшей мере частично на основании положения скользящей муфты. Определение положения скользящей муфты позволяет персоналу определять, открыт или закрыт клапан со скользящей муфтой. В настоящее время определение местоположения положения клапана выполняют посредством использования линейного переменного резистора, расположенного в камере при атмосферном давлении со скользящим контактом, соединенным со скользящей муфтой для измерения положения. Данные системы и способы имеют ряд недостатков. В частности, во-первых эти недостатки заключаются в том, что для каждой установки нужно вручную калибровать значения положения в зависимости от сопротивления, что занимает много времени и является дорогостоящим. Во-вторых магниты, используемые в линейном переменном резисторе, подвержены отсоединению и потере всех результатов измерений положения. Кроме того, магнитная соединительная система, линейный переменный резистор в значительной степени подвержены гистерезису при измерении до такой степени, что точность существенно страдает при использовании для двунаправленного измерения. Общее решение для закрепления, такое как увеличение силы сцепления, не может быть реализовано без увеличения сопротивления и трения внутри устройства линейного сопротивления. Ниже описаны системы и способ для определения местоположения скользящей муфты, которая не имеет указанных недостатков линейного переменного резистора.[0011] The systems and methods described below may relate to systems and methods for determining the linear movement and position of any moving mechanism within a downhole tool. As an example, the methods described below can be used to determine the movement and position of a sliding sleeve in a valve with a sliding sleeve. The sliding sleeve is configured to be “opened” and “closed” at least in part based on the position of the sliding sleeve. Sliding clutch position detection allows personnel to determine whether a sliding clutch valve is open or closed. Currently, locating the valve position is accomplished by using a linear variable resistor located in a chamber at atmospheric pressure with a sliding contact connected to a sliding sleeve for position sensing. These systems and methods have a number of disadvantages. In particular, firstly these disadvantages are that for each installation it is necessary to manually calibrate the position values depending on the resistance, which is time-consuming and expensive. Secondly, the magnets used in the linear variable resistor are susceptible to becoming detached and losing all position measurements. In addition, the magnetic coupling system, the linear variable resistor, is highly susceptible to measurement hysteresis to the point that accuracy suffers significantly when used for bidirectional measurement. A general fastening solution such as increasing the adhesive force cannot be implemented without increasing the resistance and friction within the linear resistance device. Described below are systems and a method for locating a sliding sleeve that does not have these disadvantages of a linear variable resistor.

[0012] Например, применение массива магнитных переключателей (магнитное герконовое реле может быть реализовано посредством магнитного герконового реле, датчика на эффекте Холла, емкостного переключателя или магниторезистивного элемента) для исключения движущейся части (ползунка) и, следовательно, гистерезиса. Магнитные герконовые реле могут применяться для определения дискретных положений, или могут быть добавлены в сеть из резисторов. Если магнитные герконовые реле в достаточной степени замкнуты, то первый магнит может активировать несколько переключателей. В этом случае постоянные положения могут быть определены с помощью соответствующего алгоритма. Данные системы и способы могут уменьшать количество движущихся частей, что приводит к простоте при изготовлении, снижает время на изготовление и время срабатывания путем исключения нескольких процессов калибровки и повышает достоверность и точность результатов измерений.[0012] For example, the use of a magnetic switch array (a magnetic reed relay can be implemented by a magnetic reed relay, a Hall effect sensor, a capacitive switch, or a magnetoresistive element) to eliminate the moving part (slider) and therefore hysteresis. Magnetic reed relays can be used to detect discrete positions, or can be added to a network of resistors. If the magnetic reed relays are sufficiently closed, then the first magnet can activate multiple switches. In this case, the constant positions can be determined using an appropriate algorithm. These systems and methods can reduce the number of moving parts, resulting in ease of manufacture, reducing manufacturing time and response time by eliminating multiple calibration processes, and increasing the reliability and accuracy of measurement results.

[0013] На Фиг. 1 проиллюстрирована скважинная система 100 с изолированными продуктивными зонами. Скважинная система 100 может содержать ствол 102 скважины, сформированный внутри пласта 104. Ствол 102 скважины может представлять собой вертикальный ствол скважины, как проиллюстрировано, или это может быть горизонтальная и/или направленная скважина. Хотя скважинная система 100 может быть проиллюстрирована как наземная, следует понимать, что современные технологии могут быть также применимы в морских вариантах применения. Пласт 104 может состоять из нескольких геологических слоев и содержать один или более углеводородных резервуаров. Как проиллюстрировано, скважинная система 100 может содержать устьевую эксплуатационную арматуру 106 и устье 108 скважины, расположенное на прискважинном участке 110. Насосно-компрессорная колонна 112 может проходить от устья 108 скважины в ствол 102 скважины, который может проходить поперек пласта 104.[0013] In FIG. 1 illustrates a well system 100 with isolated production zones. Wellbore system 100 may include a wellbore 102 formed within formation 104. Wellbore 102 may be a vertical wellbore as illustrated, or it may be a horizontal and/or directional wellbore. Although the wellbore system 100 may be illustrated as onshore, it should be understood that current technologies may also be applicable to offshore applications. Reservoir 104 may consist of multiple geological layers and contain one or more hydrocarbon reservoirs. As illustrated, wellbore system 100 may include a wellhead production tool 106 and a wellhead 108 located in a near-wellbore area 110. A tubing string 112 may extend from a wellhead 108 into a wellbore 102 that may extend across the formation 104.

[0014] Без ограничений, ствол 102 скважины может быть обсажен с помощью одного или более сегментов 114 обсадной колонны. Сегменты 114 обсадной колонны помогают сохранить структуру ствола 102 скважины и предохранить ствол 102 скважины от внутреннего разрушения. В некоторых вариантах реализации часть скважины может не быть обсажена и может называться «необсаженным стволом скважины». Пространство между эксплуатационной насосно-компрессорной колонной 112 и сегментами 114 обсадной колонны или стенкой 116 ствола скважины может представлять собой кольцевое пространство 118. Добываемый флюид может входить в кольцевое пространство 118 из пласта 104 и затем может входить в эксплуатационную насосно-компрессорную колонну 112 из кольцевого пространства 118 через клапан 126 со скользящей муфтой. Эксплуатационная насосно-компрессорная колонна 112 может переносить добываемый флюид вверх по стволу скважины к устьевой эксплуатационной арматуре 106. Добываемый флюид может затем подаваться к различным установкам на поверхности для обработки через наземный трубопровод 120.[0014] Without limitation, the wellbore 102 may be cased with one or more casing segments 114. The casing segments 114 help maintain the structure of the wellbore 102 and protect the wellbore 102 from internal failure. In some embodiments, a portion of the well may not be cased and may be referred to as an "open hole." The space between production tubing 112 and casing segments 114 or wellbore wall 116 may be an annulus 118. Produced fluid may enter the annulus 118 from the formation 104 and may then enter the production tubing 112 from the annulus. 118 through valve 126 with a sliding sleeve. The production tubing 112 may transport produced fluid up the wellbore to the production wellhead 106. The produced fluid may then be supplied to various surface units for processing via surface conduit 120.

[0015] Ствол 102 скважины может быть разделен на множество зон с помощью пакеров 122, расположенных в кольцевом пространстве 118. Пакеры 122 могут делить ствол 102 скважины на зоны 124. По меньшей мере часть эксплуатационной насосно-компрессорной колонны 112 может быть расположена внутри по меньшей мере одной зоны 124 и по меньшей мере один клапан 126 со скользящей муфтой может быть расположен в зоне 124. Во время эксплуатации, когда клапан 126 со скользящей муфтой открыт, флюид может протекать из соответствующей зоны 124 в эксплуатационную насосно-компрессорную колонну 112. Когда клапан 126 со скользящей муфтой закрыт, предотвращается протекание флюида из соответствующей зоны 124 в эксплуатационную насосно-компрессорную колонну 112. Таким образом, можно управлять потоком пластового флюида из зоны 124 в эксплуатационную насосно-компрессорную колонну 112 посредством приведения в действие клапана 126 со скользящей муфтой. В примерах поток флюида может быть постепенно увеличен или уменьшен путем «дросселирования» клапана 126 со скользящей муфтой. Дросселирование клапана 126 со скользящей муфтой может определяться как частичное открытие или частичное закрытие клапана 126 со скользящей муфтой. Во время эксплуатации клапан 126 со скользящей муфтой может быть частично открыт или частично закрыт на двадцать пять процентов, пятьдесят процентов или семьдесят пять процентов. Кроме того, клапан 126 эксплуатационной насосно-компрессорной колонны может быть полностью открыт, полностью закрыт или установлен в открытое или закрытое положение между одним процентом и девяносто девятью процентами.[0015] Wellbore 102 may be divided into multiple zones by packers 122 located in annulus 118. Packers 122 may divide wellbore 102 into zones 124. At least a portion of production tubing 112 may be located within at least at least one zone 124 and at least one sliding sleeve valve 126 may be located in the zone 124. During operation, when the sliding sleeve valve 126 is open, fluid may flow from the associated zone 124 into the production tubing string 112. When the valve The sliding sleeve 126 is closed, preventing fluid from flowing from the associated zone 124 into the production tubing string 112. Thus, the flow of formation fluid from the zone 124 into the production tubing string 112 can be controlled by actuating the sliding sleeve valve 126. In examples, fluid flow may be gradually increased or decreased by "throttled" sliding sleeve valve 126. Throttling of the sliding sleeve valve 126 may be defined as partially opening or partially closing the sliding sleeve valve 126. During operation, the sliding sleeve valve 126 may be partially open or partially closed by twenty-five percent, fifty percent, or seventy-five percent. In addition, production tubing valve 126 may be fully open, fully closed, or set to an open or closed position between one percent and ninety-nine percent.

[0016] В некоторых примерах клапаном 126 со скользящей муфтой можно управлять гидравлически под управлением системы 128 управления клапанами. Система 128 управления клапанами содержит гидравлическую систему, описанную ниже, с двумя гидравлическими линиями 130 и электрическую систему с электрической линией 132. Кроме того, система 128 управления клапанами может быть соединена с системой 134 обработки информации посредством соединения 136, которое может быть проводным и/или беспроводным. Системы и способы по данному изобретению могут быть реализованы по меньшей мере частично с помощью энергонезависимых машиночитаемых носителей 134. Система 134 обработки информации, может содержать любое средство или совокупность средств, используемых для вычисления, оценки, классификации, обработки, передачи, приема, извлечения, создания, переключения, хранения, отображения, проявления, обнаружения, записи, воспроизведения, регулирования или использования любой формы информации, разведочных данных или данных в деловых, научных, контрольных или других целях. Например, система 134 обработки информации может представлять собой блок 138 обработки, сетевое запоминающее устройство или любое другое подходящее устройство и может различаться по размеру, форме, характеристикам, функциональности и цене. Система 134 обработки информации может содержать оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), один или более ресурсов для обработки, таких как центральный процессор (ЦП) или аппаратные или программные логические схемы управления, ПЗУ и/или другие типы энергонезависимой памяти. Дополнительные компоненты системы 134 обработки информации могут содержать один или более дисковых накопителей, один или более сетевых портов для связи с внешними устройствами, а также устройство 140 ввода (например, клавиатуру, мышь и т. д.) и видеодисплей 142. Система 134 обработки информации также может содержать одну или более шин, выполненных с возможностью передачи сообщений между различными аппаратными компонентами.[0016] In some examples, the sliding sleeve valve 126 may be operated hydraulically under the control of the valve control system 128 . The valve control system 128 includes a hydraulic system, described below, with two hydraulic lines 130 and an electrical system with an electrical line 132. In addition, the valve control system 128 may be connected to the information processing system 134 through a connection 136, which may be wired and/or wireless The systems and methods of the present invention may be implemented at least in part using non-volatile computer readable media 134. Information processing system 134 may comprise any means or set of means used to calculate, evaluate, classify, process, transmit, receive, retrieve, create , transfer, storage, display, manifestation, discovery, recording, reproduction, regulation or use of any form of information, intelligence or data for business, scientific, audit or other purposes. For example, the information processing system 134 may be a processing unit 138, a network-attached storage device, or any other suitable device and may vary in size, shape, features, functionality, and price. The information processing system 134 may include random access memory (RAM), one or more processing resources such as a central processing unit (CPU) or hardware or software control logic, ROM, and/or other types of non-volatile memory. Additional components of the information processing system 134 may include one or more disk drives, one or more network ports for communication with external devices, as well as an input device 140 (e.g., keyboard, mouse, etc.) and a video display 142. The information processing system 134 may also include one or more buses configured to transfer messages between various hardware components.

[0017] В качестве альтернативы, системы и способы данного изобретения могут быть реализованы по меньшей мере частично с помощью энергонезависимых машиночитаемых носителей 144. Энергонезависимые машиночитаемые носители 144 могут включать в себя любое средство или совокупность средств, которые могут сохранять данные и/или команды в течение определенного периода времени. Энергонезависимые машиночитаемые носители 144 могут включать в себя, например, носитель информации, такой как запоминающее устройство с прямым доступом (например, накопитель на жестком диске или накопитель на гибком диске), запоминающее устройство с последовательным доступом (например, накопитель на магнитной ленте), компакт-диск, CD-ROM, DVD, ОЗУ, ПЗУ, электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (EEPROM) и/или флэш-память; а также среды передачи данных, такие как провода, оптические волокна, микроволны, радиоволны и другие электромагнитные и/или оптические носители; и/или любую комбинацию вышеприведенного.[0017] Alternatively, the systems and methods of the present invention may be implemented at least in part on non-transitory computer readable media 144. Non-transitory computer readable media 144 may include any means or collection of means that can store data and/or instructions for a period of time. a certain period of time. Non-transitory computer-readable media 144 may include, for example, storage media such as a direct access storage device (e.g., a hard disk drive or a floppy disk drive), a serial access storage device (e.g., a magnetic tape drive), a compact -disk, CD-ROM, DVD, RAM, ROM, electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM) and/or flash memory; as well as data transmission media such as wires, optical fibers, microwaves, radio waves and other electromagnetic and/or optical media; and/or any combination of the above.

[0018] Схематическая иллюстрация гидравлической системы 200 системы 128 управления клапанами показана на Фиг. 2. В примерах гидравлическая система 200 может управлять положением клапана 126 со скользящей муфтой (например, со ссылкой на Фиг. 1). Гидравлическая система 200 может содержать открытую гидравлическую линию 202, закрытую гидравлическую линию 204 и устройство 206 поршня, соединенное с каждым клапаном 126 со скользящей муфтой, как дополнительно описано ниже, устройство 206 поршня прикреплено к скользящей муфте клапана 126 со скользящей муфтой. Во время работы перемещение устройства 206 муфты перемещает скользящую муфту в клапане 126 со скользящей муфтой, который может постепенно открывать и/или закрывать клапан 126 со скользящей муфтой. Таким образом, увеличение гидравлического давления посредством открытой гидравлической линии 202 может перемещать устройство 206 поршня, которое в свою очередь может перемещать скользящую муфту в открытое положение. Увеличение гидравлического давления посредством закрытой гидравлической линии 204 может перемещать устройство 206 поршня, которое в свою очередь может перемещать скользящую муфту в закрытое положение. Каждое устройство 206 поршня может содержать закрытую камеру 208 и открытую камеру 210, разделенные поршнем 212. Закрытая камера 208 может быть гидравлически соединена с закрытой гидравлической линией 204. Открытая камера 210 может быть гидравлически соединена с устройством с электрическим приводом, таким как управляемый соленоидом клапан 214 («SOV»; solenoid operated valve), который может быть соединен как с открытой гидравлической линией 202, так и с закрытой гидравлической линией 204. Без ограничений, SOV 214 могут быть заменены электродвигателями или другими устройствами, выполненными с возможностью соединения и/или отсоединения от гидравлических линий аналогично SOV после подачи электрического тока. Кроме того, SOV 214 могут быть заменены электродвигателями или устройствами привода, которые непосредственно перемещают клапан и исключают необходимость в гидравлических линиях управления.[0018] A schematic illustration of the hydraulic system 200 of the valve control system 128 is shown in FIG. 2. In examples, hydraulic system 200 may control the position of sliding sleeve valve 126 (eg, with reference to FIG. 1). The hydraulic system 200 may include an open hydraulic line 202, a closed hydraulic line 204, and a piston device 206 coupled to each sliding sleeve valve 126, as further described below, the piston device 206 is attached to the sliding sleeve of the sliding sleeve valve 126. During operation, movement of the clutch device 206 moves the sliding clutch in the sliding clutch valve 126, which can gradually open and/or close the sliding clutch valve 126. Thus, an increase in hydraulic pressure through open hydraulic line 202 can move piston device 206, which in turn can move the sliding sleeve to an open position. An increase in hydraulic pressure via closed hydraulic line 204 may move piston device 206, which in turn may move the sliding sleeve to a closed position. Each piston device 206 may include a closed chamber 208 and an open chamber 210 separated by a piston 212. The closed chamber 208 may be hydraulically coupled to a closed hydraulic line 204. The open chamber 210 may be hydraulically coupled to an electrically actuated device, such as a solenoid-controlled valve 214 (“SOV”; solenoid operated valve), which can be connected to either the open hydraulic line 202 or the closed hydraulic line 204. Without limitation, the SOV 214 can be replaced by electric motors or other devices configured to be connected and/or disconnected from hydraulic lines similar to SOV after electrical current is applied. In addition, SOV 214 can be replaced with electric motors or drive devices that directly move the valve and eliminate the need for hydraulic control lines.

[0019] Поршень 212 может быть выполнен с возможностью перемещения, когда может быть разность давлений между закрытой камерой 208 и открытой камерой 210, тем самым открывая и/или закрывая соответствующий клапан 126 со скользящей муфтой (например, со ссылкой на Фиг. 1). Таким образом, чтобы закрыть клапан 126 со скользящей муфтой может нагнетаться давление в закрытой камере 208 посредством закрытой гидравлической линии 204, стравливая давление открытой камеры 210 через открытую гидравлическую линию 202. Тем самым можно переместить в закрытое положение поршень 212 и соответствующий клапан 126 со скользящей муфтой. Наоборот, чтобы открыть клапан 126 со скользящей муфтой может нагнетаться давление в открытой камере 210 посредством открытой гидравлической линии 202, а из закрытой камеры 208 может стравливаться давление через закрытую гидравлическую линию 204. В обоих случаях может прикладываться разность давлений между открытой гидравлической линией 202 и закрытой гидравлической линией 204.[0019] The piston 212 may be configured to move when there may be a pressure difference between the closed chamber 208 and the open chamber 210, thereby opening and/or closing the associated sliding sleeve valve 126 (eg, with reference to FIG. 1). Thus, to close the sliding sleeve valve 126, the closed chamber 208 can be pressurized through the closed hydraulic line 204, releasing the pressure of the open chamber 210 through the open hydraulic line 202. This can move the piston 212 and the corresponding sliding sleeve valve 126 to the closed position. . Conversely, to open sliding sleeve valve 126, open chamber 210 may be pressurized via open hydraulic line 202, and closed chamber 208 may be depressurized via closed hydraulic line 204. In both cases, a pressure difference may be applied between the open hydraulic line 202 and the closed hydraulic line 204.

[0020] Однако, несколькими устройствами 206 поршня можно управлять на одной и той же открытой гидравлической линии 202 и закрытой гидравлической линии 204. Во время эксплуатации для управления каждым клапаном 126 со скользящей муфтой (например, со ссылкой на Фиг. 1) независимо и одновременно одна из закрытых камер 208 или открытая камера 210 каждого устройства 206 поршня может соединяться с SOV 214.[0020] However, multiple piston devices 206 can be controlled on the same open hydraulic line 202 and closed hydraulic line 204. During operation, to control each sliding sleeve valve 126 (e.g., with reference to FIG. 1), one of the closed chambers 208 or the open chamber 210 of each piston device 206 may be independently and simultaneously coupled to the SOV 214.

[0021] Когда отсутствует электрический ток, протекающий через SOV 214 (например, SOV 214 может не приводиться в действие), открытая камера 210 может быть гидравлически соединена с закрытой гидравлической линией 204 и отделена от открытой гидравлической линии 202, и, следовательно, не зависит от гидравлического давления в открытой гидравлической линии 202. Когда ток может протекать через SOV 214 (т. е., SOV 214 может быть приведен в действие), открытая камера 210 может соединиться открытой гидравлической линией 202 и отделиться от закрытой гидравлической линии 204. Таким образом, клапаном 126 со скользящей муфтой (например, со ссылкой на Фиг. 1) можно независимо управлять путем приведения в действие соответствующего SOV 214 и поддержания других SOV 214 не приведенными в действие. SOV 214 можно управлять посредством электрической системы, имеющейся в системе 200 управления клапанами.[0021] When there is no electrical current flowing through the SOV 214 (e.g., the SOV 214 may not be actuated), the open chamber 210 may be fluidly connected to the closed hydraulic line 204 and separated from the open hydraulic line 202, and therefore is not affected by from the hydraulic pressure in the open hydraulic line 202. When current can flow through the SOV 214 (i.e., the SOV 214 can be actuated), the open chamber 210 can be connected to the open hydraulic line 202 and separated from the closed hydraulic line 204. Thus , the sliding sleeve valve 126 (eg, with reference to FIG. 1) can be independently controlled by actuating the corresponding SOV 214 and maintaining the other SOVs 214 not actuated. The SOV 214 can be controlled by an electrical system found in the valve control system 200 .

[0022] На Фиг. 3 проиллюстрирован клапан 126 со скользящей муфтой. Как проиллюстрировано, скользящая муфта 300 расположена внутри наружного корпуса 301. Наружный корпус 301 дополнительно соединен с эксплуатационной насосно-компрессорной колонной 112 как на верхней, так и на нижней стороне наружного корпуса 301. Наружный корпус 301 может быть соединен с эксплуатационной насосно-компрессорной колонной 112 посредством любых подходящих средств, например, резьбового соединения, прессового соединения и/или т. п. В примерах скользящая муфта 300 поддерживается посредством одной или более муфт 303, которые могут представлять собой уплотнение, выполненное с возможностью предотвращения перемещения флюида между наружным корпусом 301 и скользящей муфтой 300. Во время эксплуатации скользящая муфта 300 может перемещаться в осевом направлении вдоль клапана 126 со скользящей муфтой. Перемещение скользящей муфты 300 может осуществляться посредством системы 128 управления клапанами (например, со ссылкой на Фиг. 1) и способов, рассмотренных выше. Устройство 206 поршня показано как часть скользящей муфты 300 и наружного корпуса 301, как определено муфтой 303. На Фиг. 3 проиллюстрирован клапан 126 со скользящей муфтой в закрытом положении, которое определяется тем, что скользящая муфта 300 расположена над входами 302 для флюида и закрывает их. Во время эксплуатации клапан 126 со скользящей муфтой можно открыть путем перемещения скользящей муфты 300 в осевом направлении, чтобы открыть входы 302 для флюида ко внутреннему пространству клапана 126 скользящей муфты, в свою очередь это может позволить флюиду входить или выходить из клапана 126 со скользящей муфтой и эксплуатационной насосно-компрессорной колонны 112. Подобным образом скользящая муфта 300 может перемещаться в противоположном осевом направлении для закрытия входов 302 для флюида, препятствуя перемещению флюида в или из клапана 126 со скользящей муфтой, таким образом «закрывая» клапан 126 со скользящей муфтой.[0022] In FIG. 3 illustrates valve 126 with a sliding sleeve. As illustrated, a sliding sleeve 300 is located within the outer casing 301. The outer casing 301 is further connected to the production tubing string 112 on both the upper and lower side of the outer casing 301. The outer casing 301 may be connected to the production tubing string 112 by any suitable means, such as a threaded connection, a press connection, and/or the like. In examples, the sliding sleeve 300 is supported by one or more sleeves 303, which may be a seal configured to prevent fluid movement between the outer housing 301 and the sliding sleeve. clutch 300. During operation, the sliding sleeve 300 can move axially along the sliding sleeve valve 126. Movement of the sliding sleeve 300 may be accomplished by the valve control system 128 (eg, with reference to FIG. 1) and the methods discussed above. The piston device 206 is shown as part of the sliding sleeve 300 and the outer housing 301, as defined by the sleeve 303. In FIG. 3 illustrates valve 126 with a sliding sleeve in a closed position, which is determined by the fact that the sliding sleeve 300 is located above and closes the fluid inlets 302. During operation, the sliding sleeve valve 126 may be opened by moving the sliding sleeve 300 in an axial direction to open fluid inlets 302 to the interior of the sliding sleeve valve 126, which in turn may allow fluid to enter or exit the sliding sleeve valve 126 and production tubing string 112. Likewise, the sliding sleeve 300 may move in the opposite axial direction to close the fluid inlets 302, preventing fluid from moving into or out of the sliding sleeve valve 126, thereby “closing” the sliding sleeve valve 126.

[0023] В примерах скользящая муфта 300 может перемещаться, чтобы по меньшей мере частично открывать или закрывать входы 302 для флюида. Знание или определение местоположения скользящей муфты 300 может позволить персоналу знать как и насколько следует переместить скользящую муфту 300 для получения требуемого потока флюида через входы 302 для флюида и через клапан 126 со скользящей муфтой. Для определения положения скользящей муфты 300, система 134 обработки информации (например, со ссылкой на Фиг. 1) может быть соединена с массивом магнитных переключателей 304, расположенных внутри наружного корпуса 301. В примерах система 134 обработки информации может быть соединена с массивом магнитных переключателей 304 посредством проводных или беспроводных соединений. Массив магнитных переключателей 304 может работать с помощью магнита 306, расположенного на скользящей муфте 300, для определения положения скользящей муфты 300 относительно наружного корпуса 301.[0023] In examples, the sliding sleeve 300 may move to at least partially open or close the fluid inlets 302. Knowing or determining the location of the sliding sleeve 300 may allow personnel to know how and how much to move the sliding sleeve 300 to obtain the desired fluid flow through the fluid inlets 302 and through the sliding sleeve valve 126. To determine the position of the sliding sleeve 300, the information processing system 134 (for example, with reference to FIG. 1) may be coupled to an array of magnetic switches 304 located within the outer housing 301. In examples, the information processing system 134 may be coupled to the magnetic switch array 304 via wired or wireless connections. The magnetic switch array 304 may operate by using a magnet 306 located on the sliding sleeve 300 to determine the position of the sliding sleeve 300 relative to the outer housing 301.

[0024] Массив магнитных переключателей 304 может быть расположен внутри наружного корпуса 301 вдоль наружного края 308 наружного корпуса 301 или вдоль внутреннего края 310 наружного корпуса 301. Кроме того, магнит 306 может быть расположен внутри скользящей муфты 300 вдоль наружного края 312 скользящей муфты 300 или вдоль внутреннего края 314 скользящей муфты 300. Хотя массив магнитных переключателей 304 и магнит 306 проиллюстрированы между двумя комплектами муфт 303, массив магнитных переключателей 304 и магнит 306 могут быть расположены в любом подходящем местоположении вдоль наружного корпуса 301 и скользящей муфты 300. В примерах может быть один или более массивов магнитных переключателей 304 и магнитов 306 для определения местоположения скользящей муфты 300 внутри наружного корпуса 301.[0024] An array of magnetic switches 304 may be located within the outer housing 301 along the outer edge 308 of the outer housing 301 or along the inner edge 310 of the outer housing 301. Additionally, a magnet 306 may be located within the sliding sleeve 300 along the outer edge 312 of the sliding sleeve 300 or along the inner edge 314 of the sliding sleeve 300. Although the magnetic switch array 304 and magnet 306 are illustrated between two sets of clutches 303, the magnetic switch array 304 and magnet 306 may be located at any suitable location along the outer housing 301 and the sliding sleeve 300. In examples, there may be one or more arrays of magnetic switches 304 and magnets 306 for locating the sliding sleeve 300 within the outer housing 301.

[0025] На Фиг. 4 представлена схема, иллюстрирующая как массив магнитных переключателей 304 и магнит 306 работают совместно для определения местоположения скользящей муфты 300 в наружном корпусе 301 (например, со ссылкой на Фиг. 1). Как проиллюстрировано, массив магнитных переключателей 304 может содержать один или более магнитных переключателей 400. В примерах магнитный переключатель 400 может представлять собой магнитное герконовое реле, датчик на эффекте Холла, емкостной переключатель или магниторезистивный элемент. Магнитный переключатель 400 функционирует путем замыкания или размыкания с помощью магнитного поля. Например, магнит 306, хотя проиллюстрирован как не соединенный со скользящей муфтой 300, соединен со скользящей муфтой 300, как описано выше и создает магнитное поле. Магнитное поле создается магнитом 306, поскольку магнит 306 может представлять собой магнит из редкоземельных металлов или может представлять собой электромагнитное устройство. Магнитное поле изменяет состояние (например, из разомкнутого состояния в замкнутое состояние или наоборот) переключателя 402 второго магнитного переключателя 404. Все остальные переключатели 402 находятся в состоянии по умолчанию. В этом примере переключатель 402 разомкнут, что не позволяет протекать электрическому току, при этом замкнутый переключатель 402 позволяет протекать электрическому току. Считывая показания на узлах 406, система 134 обработки информации может быть в состоянии определить, какой магнитный переключатель 400 замкнут путем считывания электрического тока на каждом узле 406. Подобным образом, система 134 обработки информации будет не в состоянии считывать электрический ток, если магнитный переключатель 400 разомкнут. В примере каждый магнитный переключатель 400 может быть расположен в конкретном положении внутри массива магнитных переключателей 304 (например, со ссылкой на Фиг. 3). Каждый магнитный переключатель 400 соответствует известному положению скользящей муфты 300 внутри клапана 126 со скользящей муфтой (например, со ссылкой на Фиг. 1). Определение того, какой магнитный переключатель 400 замкнут или разомкнут, позволяет определить где расположена скользящая муфта 300 в наружном корпусе 301 (например, со ссылкой на Фиг. 1).[0025] In FIG. 4 is a diagram illustrating how the magnetic switch array 304 and magnet 306 work together to determine the location of the sliding sleeve 300 in the outer housing 301 (eg, with reference to FIG. 1). As illustrated, magnetic switch array 304 may include one or more magnetic switches 400. In examples, magnetic switch 400 may be a magnetic reed relay, a Hall effect sensor, a capacitive switch, or a magnetoresistive element. The magnetic switch 400 operates by closing or opening using a magnetic field. For example, magnet 306, although illustrated as not connected to the sliding sleeve 300, is connected to the sliding sleeve 300 as described above and produces a magnetic field. The magnetic field is generated by the magnet 306 because the magnet 306 may be a rare earth magnet or may be an electromagnetic device. The magnetic field changes the state (eg, from an open state to a closed state or vice versa) of switch 402 of the second magnetic switch 404. All other switches 402 are in a default state. In this example, switch 402 is open, which does not allow electrical current to flow, while switch 402 is closed, allowing electrical current to flow. By reading the readings at the nodes 406, the information processing system 134 may be able to determine which magnetic switch 400 is closed by sensing the electrical current at each node 406. Likewise, the information processing system 134 will be unable to read the electrical current if the magnetic switch 400 is open. . In an example, each magnetic switch 400 may be located at a specific position within the magnetic switch array 304 (eg, with reference to FIG. 3). Each magnetic switch 400 corresponds to a known position of the sliding sleeve 300 within the sliding sleeve valve 126 (eg, with reference to FIG. 1). Determining which magnetic switch 400 is closed or open allows one to determine where the sliding sleeve 300 is located in the outer housing 301 (eg, with reference to FIG. 1).

[0026] На Фиг. 5 проиллюстрирована другая схема для определения того, какой из магнитных переключателей 400 замкнут или разомкнут. Как проиллюстрировано, магнит 306 создает магнитное поле, которое влияет на второй магнитный переключатель 404, замыкая переключатель 402 во втором магнитном переключателе 404. Таким образом, электрический ток может протекать через первую электрическую цепь 500 и протекать через второй магнитный переключатель 404 ко второй электрической цепи 502. Как проиллюстрировано, первый резистор 504 расположен между первым магнитным переключателем 506 и вторым магнитным переключателем 404 во второй цепи 502. Аналогично, резисторы 508, 510 и 512 расположены между отдельными магнитными переключателями 400. Для определения, какой магнитный переключатель 400 или какие магнитные переключатели 400 замкнуты система 134 обработки информации может выполнять измерения на узлах 406. Как проиллюстрировано, чем ближе «замкнутый» переключатель к узлам 406, тем меньше будет измеренное сопротивление.[0026] In FIG. 5 illustrates another circuit for determining which of the magnetic switches 400 is closed or open. As illustrated, magnet 306 creates a magnetic field that influences second magnetic switch 404 to close switch 402 in second magnetic switch 404. Thus, electric current can flow through the first electrical circuit 500 and flow through the second magnetic switch 404 to the second electrical circuit 502 As illustrated, the first resistor 504 is located between the first magnetic switch 506 and the second magnetic switch 404 in the second circuit 502. Likewise, resistors 508, 510 and 512 are located between the individual magnetic switches 400. To determine which magnetic switch 400 or which magnetic switches 400. closed, the information processing system 134 can perform measurements on the nodes 406. As illustrated, the closer the "closed" switch is to nodes 406, the lower the measured resistance will be.

[0027] Например, если первый магнитный переключатель 506 замкнут, электрический ток протекает через первую электрическую цепь 500, через первый магнитный переключатель 506 ко второй электрической цепи 501. Результаты измерений в каждом узле 406 могут быть приблизительно одинаковыми, таким образом никакого сопротивления измеряться не будет и показания электрического тока определяют, что первый магнитный переключатель 506 замкнут. Если второй магнитный переключатель 404 замкнут, электрический ток протекает через первую электрическую цепь 500, через второй магнитный переключатель 404 ко второй электрической цепи 501 и через первый резистор 504 к узлу 406.[0027] For example, if the first magnetic switch 506 is closed, electric current flows through the first electrical circuit 500, through the first magnetic switch 506 to the second electrical circuit 501. The measurement results at each node 406 may be approximately the same, so no resistance will be measured. and the electric current reading determines that the first magnetic switch 506 is closed. If the second magnetic switch 404 is closed, electric current flows through the first electrical circuit 500, through the second magnetic switch 404 to the second electrical circuit 501, and through the first resistor 504 to node 406.

[0028] На Фиг. 9 проиллюстрирована блок-схема 900 для определения положения скользящей муфты 300 (например, со ссылкой на Фиг. 3) путем измерения электрического тока в первой электрической цепи 500 и второй электрической цепи 502. Блок-схема 900 может начинаться с блока 902. В блоке 902 переключатель 402 (например, со ссылкой на Фиг. 5) приводится в действие с помощью магнита 306 (например, со ссылкой на Фиг. 5), причем переключатель 402 расположен в забое скважины. Магнит 306 может приводить в действие переключатель 402 с помощью магнитного или электромагнитного поля, поскольку переключатель 402 может быть магнитным переключателем. В блоке 904 электрический ток пропускают через первую электрическую цепь 500 (например, со ссылкой на Фиг. 5), причем электрический ток протекает через первую электрическую цепь 500, через переключатель 402 ко второй электрической цепи 502 и узлу 406. Как описано выше в отношении Фиг. 5, резисторы могут уменьшать электрический ток. В блоке 906 измеряют электрический ток или напряжение на узле 406. В примерах электрический ток измеряют как в первой электрической цепи 500, так и во второй электрической цепи 502. В блоке 908 определяют положения скользящей муфты в наружном корпусе на основании измерения в блоке 906. Разность между результатом измерения электрического тока в первой электрической цепи 500 и результатом измерения электрического тока во второй электрической цепи 502 можно использовать для определения как переключатель 402 приведен в действие. Таким образом, чем больше резисторов обнаружено в электрической цепи, тем больше падение или разность между результатами измерений в первой электрической цепи 500 и второй электрической цепи 502.[0028] In FIG. 9 illustrates a block diagram 900 for determining the position of the sliding sleeve 300 (eg, with reference to FIG. 3) by measuring the electrical current in the first electrical circuit 500 and the second electrical circuit 502. The block diagram 900 may begin at block 902. At block 902 switch 402 (eg, with reference to FIG. 5) is actuated by magnet 306 (eg, with reference to FIG. 5), with switch 402 located downhole. The magnet 306 may actuate the switch 402 using a magnetic or electromagnetic field, since the switch 402 may be a magnetic switch. At a block 904, electrical current is passed through a first electrical circuit 500 (eg, with reference to FIG. 5), with the electrical current flowing through the first electrical circuit 500, through the switch 402, to the second electrical circuit 502, and to node 406. As described above with respect to FIG. . 5, Resistors can reduce electric current. At block 906, the electrical current or voltage at node 406 is measured. In examples, the electrical current is measured at both the first electrical circuit 500 and the second electrical circuit 502. At block 908, the positions of the sliding sleeve in the outer housing are determined based on the measurement at block 906. The difference between the electrical current measurement result in the first electrical circuit 500 and the electrical current measurement result in the second electrical circuit 502 can be used to determine how the switch 402 is actuated. Thus, the more resistors found in an electrical circuit, the greater the drop or difference between the measurements in the first electrical circuit 500 and the second electrical circuit 502.

[0029] Например, первый резистор 504 имеет сопротивление, которое будет уменьшать электрический ток, протекающий через первый резистор 504. Таким образом, результат измерения на каждом узле 406 будет отличаться в зависимости по меньшей мере частично первого резистора 504. Показания электрического тока определяют, что второй магнитный переключатель 404 замкнут.[0029] For example, the first resistor 504 has a resistance that will reduce the electrical current flowing through the first resistor 504. Thus, the measurement result at each node 406 will differ depending at least in part on the first resistor 504. The electrical current reading determines that the second magnetic switch 404 is closed.

[0030] На Фиг. 6 проиллюстрирован другой пример, в котором магнит 306 расположен между вторым переключателем 404 и третьим магнитным переключателем 600. Магнитное поле, созданное магнитом 306 может замыкать как второй магнитный переключатель 404, так и третий магнитный переключатель 600. Как проиллюстрировано, поскольку второй магнитный переключатель 404 замкнут, электрический ток протекает через первую электрическую цепь 500, через второй магнитный переключатель 404 ко второй электрической цепи 501. Кроме того, поскольку третий магнитный переключатель 600 замкнут, электрический ток протекает через первую электрическую цепь 500, через третий магнитный переключатель 600 ко второй электрической цепи 501. Электрический ток, измеренный на узле 406 будет уменьшаться в зависимости от имеющегося сопротивления первого резистора 504 и второго резистора 508. Кроме того, в этом примере резисторы 602 могут быть включены последовательно после каждого магнитного переключателя 400. Данный результат измерения будет указывать, что магнит 306 расположен между вторым магнитным переключателем 404 и третьим магнитным переключателем 600. Размыкание и замыкание нескольких магнитных переключателей 400 позволяет определить местоположение магнита 306, что в свою очередь, позволяет определить местоположение скользящей муфты 300 внутри наружного корпуса 301 (например, со ссылкой на Фиг. 3).[0030] In FIG. 6 illustrates another example in which a magnet 306 is positioned between a second switch 404 and a third magnetic switch 600. The magnetic field created by magnet 306 may close both the second magnetic switch 404 and the third magnetic switch 600. As illustrated, since the second magnetic switch 404 is closed , electric current flows through the first electrical circuit 500, through the second magnetic switch 404 to the second electrical circuit 501. In addition, since the third magnetic switch 600 is closed, electric current flows through the first electrical circuit 500, through the third magnetic switch 600 to the second electrical circuit 501 The electrical current measured at node 406 will decrease depending on the available resistance of the first resistor 504 and the second resistor 508. Additionally, in this example, resistors 602 may be connected in series after each magnetic switch 400. This measurement will indicate that magnet 306. located between the second magnetic switch 404 and the third magnetic switch 600. The opening and closing of multiple magnetic switches 400 allows the location of the magnet 306 to be determined, which in turn allows the sliding sleeve 300 to be located within the outer housing 301 (eg, with reference to FIG. 3).

[0031] Как описано выше массив магнитных переключателе 304 может применяться для замены узла датчика положения линейного резистора. Однако, как проиллюстрировано на Фиг. 7, массив магнитных переключателей 304 можно применять в сочетании с узлом 700 датчика положения линейного резистора для калибровки узла 700 датчика положения линейного резистора. Это можно выполнять путем считывания положения узла 700 датчика линейного резистора, сравнивая это положение с замкнутым или разомкнутым магнитным переключателем 400 и регулируя датчик положения линейного резистора на основании данных калибровки до соответствующего известному положению магнитного переключателя 400. Для повышения точности калибровки во всем диапазоне это может выполняться на более чем одном магнитном переключателе 400. Кроме того, данная калибровка может выполняться системой 134 обработки информации (например, со ссылкой на Фиг. 1). Например, когда система 134 обработки информации обнаруживает изменение рабочих условий, таких как температура, смещение во времени, деградация компонентов и т. д., могут быть реализованы описанные выше способы калибровки путем применения системой 134 обработки информации автоматической или ручной калибровки положения узла 700 датчика положения линейного резистора. На Фиг. 8 представлена схема передачи информации от массива магнитных переключателей 304, который передает данные системе 134 обработки информации. В этом примере радиочастотная (РЧ) антенна 800 передает РЧ сигнал 802 к массиву магнитных переключателей 304, который расположен в забое скважины на клапане 126 со скользящей муфтой (например, со ссылкой на Фиг. 1), как описано выше. РЧ антенна 800 может быть расположена на поверхности или в забое скважины и соединена с системой 134 обработки информации посредством любой подходящей антенны. Кроме того, система 134 обработки информации может быть также расположена на поверхности или в забое скважины. РЧ сигнал 802 может активировать метки 804 радиочастотной идентификации (RFID; radio-frequency identification). Каждый магнитный переключатель 400 может быть соединен с одной меткой 804 RFID. Каждая метка 804 RFID может быть активирована, только если замкнут магнитный переключатель 400. Если магнитный переключатель 400 замкнут, РЧ сигнал 802 может подавать питание присоединенной метке 804 RFID, которая передаст сигнал 806 обратной связи, который может быть зарегистрирован РЧ антенной 800. Это может позволить определять, какой из магнитных переключателей 400 замкнут и/или разомкнут в режиме реального времени. Таким образом, обеспечивая определение положения скользящей муфты 300 внутри наружного корпуса 301 клапана 126 со скользящей муфтой (например, со ссылкой на Фиг. 1), как описано выше.[0031] As described above, the magnetic switch array 304 may be used to replace the linear resistor position sensor assembly. However, as illustrated in FIG. 7, the magnetic switch array 304 can be used in conjunction with the linear resistor position sensor assembly 700 to calibrate the linear resistor position sensor assembly 700. This can be done by reading the position of the linear resistor sensor assembly 700, comparing that position to the closed or open magnetic switch 400, and adjusting the linear resistor position sensor based on the calibration data to match the known position of the magnetic switch 400. This can be done to improve calibration accuracy over the entire range. on more than one magnetic switch 400. Additionally, this calibration may be performed by the information processing system 134 (eg, with reference to FIG. 1). For example, when the information processing system 134 detects a change in operating conditions such as temperature, time drift, component degradation, etc., the calibration methods described above may be implemented by the information processing system 134 applying automatic or manual position calibration of the position sensor assembly 700 linear resistor. In FIG. 8 is a diagram of information transfer from the magnetic switch array 304, which transmits data to the information processing system 134. In this example, a radio frequency (RF) antenna 800 transmits an RF signal 802 to a magnetic switch array 304 that is located downhole on a sliding sleeve valve 126 (eg, with reference to FIG. 1) as described above. The RF antenna 800 may be located at the surface or downhole and coupled to the information processing system 134 via any suitable antenna. In addition, the information processing system 134 may also be located at the surface or downhole. The RF signal 802 may activate radio-frequency identification (RFID) tags 804. Each magnetic switch 400 may be coupled to one RFID tag 804. Each RFID tag 804 can be activated only if the magnetic switch 400 is closed. If the magnetic switch 400 is closed, the RF signal 802 can provide power to the attached RFID tag 804, which will transmit a feedback signal 806 that can be detected by the RF antenna 800. This can allow determine which of the magnetic switches 400 is closed and/or open in real time. Thus, allowing the position of the sliding sleeve 300 to be determined within the outer housing 301 of the sliding sleeve valve 126 (eg, with reference to FIG. 1) as described above.

[0032] Описанные выше способы и системы повышают точность и надежность показаний положения скользящей муфты 300 в клапане 126 скользящей муфты (например, со ссылкой на Фиг. 3). Описанные выше системы и способы обеспечивают улучшения по сравнению с существующей в настоящее время технологией, что исключает ошибки при измерении положения, делает измерение положения нечувствительным к изменениям температуры (и возможно давления), исключает необходимость в сложном и дорогостоящем процессе калибровки, позволяет системе считывать положение в обоих направлениях и исключает необходимость во множестве соединений и повышает надежность. Кроме того, в случае разработки беспроводных интеллектуальных методов заканчивания скважин эти способы также имеют применение для обеспечения передачи данных, при этом их можно также использовать для передачи данных положения кроме их считывания. Надежность при развертывании будет повышена за счет возможности автоматической калибровки и повторной калибровки показаний положения в случае, если показания положения становятся сомнительными. Эти системы измерения будут также обеспечивать обнаружение эрозии, укорачивающей длину муфты, что приводит к более лучшему прогнозу долговечности скважины и оборудования. Системы и способы могут включать любые из различных признаков систем и способов, описанных в данном документе, включая одно или более из следующих утверждений:[0032] The methods and systems described above improve the accuracy and reliability of the position readings of the sliding sleeve 300 in the sliding clutch valve 126 (eg, with reference to FIG. 3). The systems and methods described above provide improvements over currently existing technology that eliminate errors in position measurement, make position measurement insensitive to changes in temperature (and possibly pressure), eliminate the need for a complex and expensive calibration process, allow the system to read position in in both directions and eliminates the need for multiple connections and increases reliability. In addition, in the case of developing wireless intelligent well completion methods, these methods also have applications for providing data transmission, and they can also be used to transmit position data in addition to reading it. Deployment reliability will be enhanced by the ability to automatically calibrate and recalibrate position readings when position readings become questionable. These measurement systems will also provide detection of erosion that shortens sleeve length, leading to a better prediction of well and equipment longevity. The systems and methods may include any of various features of the systems and methods described herein, including one or more of the following:

[0033] Утверждение 1.[0033] Statement 1.

Клапан со скользящей муфтой может содержать наружный корпус, скользящую муфту внутри наружного корпуса, один или более магнитных переключателей и магнит.The sliding sleeve valve may include an outer housing, a sliding sleeve within the outer housing, one or more magnetic switches, and a magnet.

[0034] Утверждение 2.[0034] Statement 2.

Клапан со скользящей муфтой утверждения 1, в котором один или более магнитных переключателей расположены в наружном корпусе и магнит расположен в скользящей муфте.A sliding sleeve valve of Claim 1, in which one or more magnetic switches are located in an outer housing and a magnet is located in the sliding sleeve.

[0035] Утверждение 3.[0035] Statement 3.

Клапан со скользящей муфтой утверждения 1 или 2, в котором магнит расположен в наружном корпусе и один или более магнитных переключателей расположен в скользящей муфте.A Claim 1 or Claim 2 sliding sleeve valve, in which a magnet is located in the outer housing and one or more magnetic switches are located in the sliding sleeve.

[0036] Утверждение 4.[0036] Statement 4.

Клапан со скользящей муфтой утверждений 1-3, в котором каждый из одного или более магнитных переключателей являются магнитным герконовым реле, датчиком на эффекте Холла, емкостным переключателем или магниторезистивным элементом.The sliding clutch valve of claims 1 to 3, wherein each of the one or more magnetic switches is a magnetic reed relay, a Hall effect sensor, a capacitive switch, or a magnetoresistive element.

[0037] Утверждение 5.[0037] Statement 5.

Клапан со скользящей муфтой утверждения 4, в котором один или более магнитных переключателей могут представлять собой разомкнутое устройство, замкнутое устройство или аналоговое устройство.A Claim 4 sliding clutch valve, wherein one or more magnetic switches may be an open device, a closed device, or an analog device.

[0038] Утверждение 6.[0038] Statement 6.

Клапан со скользящей муфтой утверждений 1-4, отличающийся тем, что каждый из одного или более магнитных переключателей присоединен к первой электрической цепи и второй электрической цепи.The sliding clutch valve of claims 1-4, characterized in that each of the one or more magnetic switches is coupled to a first electrical circuit and a second electrical circuit.

[0039] Утверждение 7.[0039] Statement 7.

Клапан со скользящей муфтой утверждения 6, в котором по меньшей мере один резистор расположен между каждым соединением для одного или более магнитных переключателей со второй электрической цепью.Claim 6 sliding clutch valve, wherein at least one resistor is located between each connection for one or more magnetic switches to a second electrical circuit.

[0040] Утверждение 8.[0040] Statement 8.

Клапан со скользящей муфтой утверждений 1-4 или 6, в котором узел датчика положения линейного резистора расположен рядом с одним или более магнитных переключателей.A sliding clutch valve of claims 1-4 or 6, wherein a linear resistor position sensor assembly is located adjacent to one or more magnetic switches.

[0041] Утверждение 9.[0041] Statement 9.

Клапан со скользящей муфтой утверждений 1-4, 6 или 8, дополнительно содержащий систему обработки информации, соединенную с радиочастотной антенной, причем радиочастотная антенна выполнена с возможностью передачи радиочастотного сигнала для подачи питания на одну или более меток радиочастотной идентификации, соединенных с каждым из одного или более магнитных переключателей.The sliding sleeve valve of claims 1-4, 6, or 8, further comprising an information processing system coupled to a radio frequency antenna, wherein the radio frequency antenna is configured to transmit a radio frequency signal to provide power to one or more radio frequency identification tags coupled to each of one or more more magnetic switches.

[0042] Утверждение 10.[0042] Statement 10.

Клапан со скользящей муфтой утверждений 1-4, 6, 8 или 9, в котором магнит представляет собой магнит из редкоземельных металлов.A sliding sleeve valve of claims 1-4, 6, 8 or 9, wherein the magnet is a rare earth magnet.

[0043] Утверждение 11.[0043] Statement 11.

Клапан со скользящей муфтой утверждений 1-4, 6 или 8-10, в котором магнит представляет собой электромагнитное устройство.A sliding sleeve valve of statements 1-4, 6 or 8-10, in which the magnet is an electromagnetic device.

[0044] Утверждение 12.[0044] Statement 12.

Способ может включать активацию магнитного переключателя с помощью магнита, причем переключатель расположен в забое скважины, пропускание электрического тока в первую электрическую цепь, причем электрический ток протекает через первую электрическую цепь, через переключатель, ко второй электрической цепи и к узлу.The method may include activating a magnetic switch with a magnet, the switch located at the bottom of the well, passing an electrical current into a first electrical circuit, the electrical current flowing through the first electrical circuit, through the switch, to a second electrical circuit, and to a node.

Способ может дополнительно включать измерение величины электрического тока или напряжения на узле и определение положения скользящей муфты в наружном корпусе на основании измерения.The method may further include measuring an amount of electrical current or voltage across the assembly and determining the position of the sliding sleeve in the outer housing based on the measurement.

[0045] Утверждение 13.[0045] Statement 13.

Способ утверждения 12, в котором электрический ток протекает через по меньшей мере один резистор.The method of claim 12, wherein an electric current flows through at least one resistor.

[0046] Утверждение 14.[0046] Statement 14.

Способ утверждения 12 или 13, в котором магнит представляет собой магнит из редкоземельных металлов.The method of claim 12 or 13, wherein the magnet is a rare earth magnet.

[0047] Утверждение 15.[0047] Statement 15.

Способ утверждений 12-14, в котором магнит представляет собой электромагнитное устройство.The method of statements 12-14, in which the magnet is an electromagnetic device.

[0048] Утверждение 16.[0048] Statement 16.

Способ утверждений 12-15, дополнительно включающий передачу радиочастотного сигнала от радиочастотной антенны, соединенной с системой обработки информации, подачу питания на метку радиочастотной идентификации с помощью радиочастотного сигнала и передачу сигнала обратной связи, причем метка радиочастотной идентификации присоединена к переключателю.The method of claims 12-15, further comprising transmitting an RF signal from an RF antenna coupled to the information processing system, supplying power to the RFID tag with the RF signal, and transmitting a feedback signal, the RFID tag being coupled to the switch.

[0049] Утверждение 17.[0049] Statement 17.

Способ может включать активацию переключателя с помощью магнита, причем переключатель расположен в забое скважины, пропускание электрического тока в первую электрическую цепь, причем электрический ток протекает через первую электрическую цепь, через переключатель, ко второй электрической цепи и к узлу.The method may include activating a switch with a magnet, the switch located at the bottom of the well, passing an electrical current into a first electrical circuit, the electrical current flowing through the first electrical circuit, through the switch, to a second electrical circuit, and to a node.

Способ может дополнительно включать измерение величины электрического тока или напряжения на узле, определение положения скользящей муфты в наружном корпусе на основании измерения и калибровку узла датчика положения линейного резистора по меньшей мере частично на основании измерений.The method may further include measuring an amount of electrical current or voltage across the assembly, determining the position of the sliding sleeve in the outer housing based on the measurement, and calibrating the linear resistor position sensor assembly at least in part based on the measurements.

[0050] Утверждение 18.[0050] Statement 18.

Способ утверждения 17, в котором калибровка узла датчика положения линейного резистора включает считывание первого положения узла датчика положения линейного резистора, сравнение первого положения со вторым положением, определенным переключателем, и изменение положения узла датчика положения линейного резистора во второе положение.Statement method 17, wherein calibrating the linear resistor position sensor assembly includes reading a first position of the linear resistor position sensor assembly, comparing the first position with a second position determined by the switch, and changing the position of the linear resistor position sensor assembly to the second position.

[0051] Утверждение 19.[0051] Statement 19.

Способ утверждений 17 и 18, в котором калибровку выполняют с помощью массива магнитных переключателей.The method of claims 17 and 18, in which the calibration is performed using an array of magnetic switches.

[0052] Утверждение 20.[0052] Statement 20.

Способ утверждений 17-20, в котором калибровка выполняется системой обработки информации вручную или автоматически.Method of statements 17-20, in which the calibration is performed by the information processing system manually or automatically.

[0053] В предшествующем описании предложены различные примеры систем и способов применения, описанных в данном документе, которые могут содержать различные этапы способа и альтернативные комбинации компонентов. Следует понимать, что, хотя в данном документе могут обсуждаться отдельные примеры, настоящее изобретение охватывает все комбинации описанных примеров, включая, без ограничений, различные комбинации компонентов, комбинации этапов способа и свойства системы. Следует понимать, что композиции и способы описаны как «включающие», «содержащие» или «включающие в себя» различные компоненты или этапы, причем композиции и способы также могут «состоять по существу из» или «состоять из» различных компонентов и этапов. Более того, формы единственного числа, используемые в формуле изобретения, определены в данном документе как означающие один или более чем один из элементов, которые они вводят.[0053] The foregoing description provides various examples of the systems and methods of application described herein, which may contain various method steps and alternative combinations of components. It should be understood that while individual examples may be discussed herein, the present invention covers all combinations of the examples described, including, without limitation, various combinations of components, combinations of method steps, and system properties. It should be understood that the compositions and methods are described as “comprising,” “comprising,” or “including” various components or steps, and the compositions and methods may also “consist essentially of” or “consist of” various components and steps. Moreover, singular forms used in the claims are defined herein to mean one or more of the elements they introduce.

[0054] Для краткости в данном документе явно раскрыты только определенные диапазоны. Однако диапазоны от любого нижнего предела могут быть объединены с любым верхним пределом для указания диапазона, не указанного явно, а также диапазоны от любого нижнего предела могут быть объединены с любым другим нижним пределом для указания диапазона, не указанного явно, и таким же образом диапазоны от любого верхнего предела могут быть объединены с любым другим верхним пределом для указания диапазона, не указанного явно. Кроме того, всякий раз, когда раскрывается числовой диапазон с нижним пределом и верхним пределом, конкретно раскрываются любое число и любой включенный диапазон, попадающий в данный диапазон. В частности, каждый диапазон значений (в виде «от около a до около b» или, что эквивалентно, «приблизительно от a до b» или, что эквивалентно, «приблизительно от a-b»), раскрытый в данном документе, следует понимать как излагающий каждое число и диапазон, входящий в более широкий диапазон значений, даже если они не указаны явно. Таким образом, каждая точка или отдельное значение может служить своим собственным нижним или верхним пределом в сочетании с любой другой точкой или отдельным значением или любым другим нижним или верхним пределом для указания диапазона, который не указан явно.[0054] For brevity, only certain ranges are explicitly disclosed herein. However, ranges from any lower limit can be combined with any upper limit to indicate a range not explicitly specified, and ranges from any lower limit can be combined with any other lower limit to indicate a range not explicitly specified, and likewise ranges from any upper limit may be combined with any other upper limit to indicate a range not explicitly specified. In addition, whenever a numeric range with a lower limit and an upper limit is disclosed, any number and any included range falling within that range are specifically disclosed. In particular, each range of values (of the form "from about a to about b" or, equivalently, "from about a to b" or, equivalently, "from about a-b") disclosed herein should be understood to set forth each number and range included within a larger range of values, even if not explicitly stated. Thus, each point or individual value can serve as its own lower or upper limit in combination with any other point or individual value or any other lower or upper limit to indicate a range that is not explicitly stated.

[0055] Следовательно, данные примеры хорошо приспособлены для достижения упомянутых целей и преимуществ, а также целей и преимуществ, которые ему присущи. Конкретные примеры, раскрытые выше, являются только иллюстративными и могут быть модифицированы и реализованы на практике различными, но эквивалентными способами, очевидными для специалистов в данной области техники, пользующихся преимуществами изложенных в данном документе идей. Хотя обсуждаются отдельные примеры, данное изобретение охватывает все комбинации всех примеров. Кроме того, не предполагается никаких ограничений в отношении деталей конструкции или схемы, показанных в данном документе, кроме тех, которые описаны ниже в формуле изобретения. Кроме того, термины в формуле изобретения имеют свое простое, обычное значение, если иное явно и четко не определено патентообладателем. Следовательно, очевидно, что конкретные иллюстративные примеры, раскрытые выше, могут быть изменены или модифицированы, и все такие измененные варианты рассматриваются в пределах объема и сущности этих примеров. Если есть какое-либо противоречие в использовании слова или термина в данном описании и в одном или более патенте(-ах) или других документах, которые могут быть включены в данный документ посредством ссылки, должны быть приняты определения, которые согласуются с данным описанием.[0055] Therefore, these examples are well suited to achieve the mentioned purposes and advantages, as well as the purposes and advantages that are inherent therein. The specific examples disclosed above are illustrative only and may be modified and practiced in different but equivalent ways obvious to those skilled in the art taking advantage of the teachings set forth herein. Although specific examples are discussed, the present invention covers all combinations of all examples. Moreover, no limitations are intended with respect to the design or circuit details shown herein other than those described below in the claims. In addition, terms in the claims have their plain, ordinary meaning unless otherwise expressly and clearly defined by the patentee. It is therefore apparent that the specific illustrative examples disclosed above may be changed or modified, and all such modifications are intended to be within the scope and spirit of the examples. If there is any conflict in the use of a word or term in this specification and in one or more patent(s) or other documents that may be incorporated herein by reference, definitions that are consistent with this specification shall be adopted.

Claims

1. A sliding sleeve valve comprising:

outer casing;

a sliding sleeve slidably disposed within the outer housing, the sliding sleeve being axially movable within the outer housing to control fluid flow relative to the axial position;

an electrical circuit comprising an array of magnetic switches spaced axially apart at known positions relative to the outer housing;

a magnet coupled to the sliding sleeve, each magnetic switch switching between an open state or a closed state with respect to how close the magnet is located to the corresponding magnetic switch;

an information processing system in connection with an electrical circuit configured to determine the axial position of the sliding clutch based on the open or closed states of the magnetic switches; And

a linear variable resistor located adjacent the magnetic switch array, wherein the information processing system is configured to determine an axial position of the sliding clutch based on the current passing through the linear variable resistor, and use the axial position determined using the magnetic switch array to calibrate the axial position, defined using a linear variable resistor.

2. A valve with a sliding sleeve according to claim 1, characterized in that the magnetic switches are located in the outer housing, and the magnet is located in the sliding sleeve.

3. A valve with a sliding clutch according to claim 1, characterized in that the magnet is located in the outer casing, and the magnetic switches are located in the sliding clutch.

4. The sliding sleeve valve according to claim 1, wherein each of the magnetic switches is a magnetic reed relay, a Hall effect sensor, a capacitive switch or a magnetoresistive element.

5. The sliding sleeve valve according to claim 4, characterized in that the magnetic switches are an open device, a closed device or an analog device.

6. The sliding clutch valve according to claim 1, characterized in that each of the magnetic switches is connected to the first electrical circuit and the second electrical circuit.

7. The sliding sleeve valve according to claim 6, characterized in that at least one resistor is located between each connection for the magnetic switches to the second electrical circuit.

8. The sliding sleeve valve according to claim 1, wherein the information processing system is configured to perform the step of calibrating the axial position determined using a linear variable resistor automatically in response to changing operating conditions.

9. A sliding sleeve valve comprising:

outer casing;

an information processing system in connection with an electrical circuit configured to determine the axial position of the sliding clutch based on the open or closed states of the magnetic switches;

a radio frequency antenna in connection with an information processing system; And

a plurality of radio frequency identification (RFID) tags, each of which is coupled to a corresponding of magnetic switches such that each RFID tag can be activated only if the corresponding magnetic switch is closed, wherein the information processing system determines the axial position of the coupling based on which RFID tags are activated .

10. The valve with a sliding sleeve according to claim 9, characterized in that the information processing system is configured to determine which RFID tags are closed and open in real time.

11. A method for determining the position of a valve sliding sleeve, comprising:

actuating the switch using a magnet, the switch being located at the bottom of the well;

passing an electrical current into a first electrical circuit, the electrical current flowing through the first electrical circuit, through the actuated switch, to the second electrical circuit, and to the node;

measuring the amount of electric current or voltage at a node;

transmitting a radio frequency signal from a radio frequency antenna coupled to the information processing system, supplying power to a radio frequency identification (RFID) tag with the radio frequency signal, and transmitting a feedback signal, wherein the RFID tag is coupled to the switch and is activated only if the magnetic switch is activated; And

Determining the position of the sliding sleeve in the outer casing based on whether the RFID tag is activated.

12. The method according to claim 11, characterized in that the electric current flows through at least one resistor.

13. The method according to claim 11, characterized in that the magnet is a magnet made of rare earth metals.

14. The method according to claim 11, characterized in that the magnet is an electromagnetic device.

15. A method for determining the position of a valve sliding sleeve, comprising:

passing an electrical current into a first electrical circuit, the electrical current flowing through the first electrical circuit, through the switch, to the second electrical circuit, and to the node;

measuring the amount of electric current or voltage at a node; and

determining the position of the sliding sleeve in the outer casing based on the measurement; And

calibrating the linear variable resistor position sensor assembly based at least in part on the measurement.

16. The method of claim 15, wherein calibrating the linear resistor position sensor assembly includes reading a first position of the linear resistor position sensor assembly, comparing the first position with a second position determined by the switch, and changing the position of the linear resistor position sensor assembly to the second position.

17. The method according to claim 16, characterized in that the calibration is performed using an array of magnetic switches.

18. The method according to claim 17, characterized in that calibration is performed by the information processing system manually or automatically.