[發明專利]井眼工具之間的無線遙測

無效

• 申請號: 200710141200.9
• 申請日: 2007-08-13
• 公開（公告）號: CN101210490A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發明（設計）人: A·C·皮索尼;M·T·弗里;D·L·史密斯;B·克拉克;J·塞杜;V·瓦爾韋羅普洛斯
• 申請（專利權）人: 普拉德研究及開發股份有限公司
• 主分類號: E21B47/12
• 分類號: E21B47/12;G08C17/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 溫大鵬

相關申請的交叉參考

本發明申請要求申請日為2006年12月28日的美國臨時申請No.60/882,358的優先權。該臨時申請的全部內容在此作為參考。

技術領域

本發明總體涉及鉆井眼作業，更特別地，本發明涉及一種用于井下鉆井工具之間的無線通訊的系統和方法。

背景技術

為了精確定位井眼，鉆機必須具有關于鉆井組件的位置和運動以及地下地層的精確而實時的信息，并有能力去控制鉆井組件。為了實現這些目的，底孔組件(“BHA”)通常包括隨鉆測量(“MWD”)和隨鉆測井(“LWD”)技術和系統的各種組合。通常，MWD系統收集諸如鉆井組件的傾角和傾斜數據，而LWD系統收集用于地層評價的地層特性數據。為方便起見，后面將包括LWD和MWD系統的儀器組合稱為MWD系統。底孔組件通常還包括鉆井工具，如導向系統。

MWD系統和/或導向系統通常有線連接到地表遙測系統，用于向地表傳輸包括井下獲得的數據的信號，并從地表接收指令信號。典型的地表遙測系統使用泥漿脈沖遙測。在該方法中，由旋轉閥組成的調制器影響泥漿柱中的連續壓力波。通過改變信號的相位(調頻)并檢測這些變化，可在地表和井下工具之間傳輸信號。通常調制器和接收器位于地表處(例如泥漿泵排出管線中)和BHA中，這樣能在地表和BHA之間可以傳輸數據和指令。

已經知道，有時不能將BHA的全部范圍有線連接來通過有線鏈接裝置將數據傳輸到地表遙測系統。當一個或多個BHA部分在實踐上不能進行有線連接時將發生這種情況。BHA中存在有線通信間隙的一個普通實例就是在旋轉導向鉆井系統中。在這些系統中，BHA包括泥漿馬達。泥漿馬達通常不能可行地提供有線連接以在地表遙測系統和鉆井工具之間傳輸數據，其中鉆井工具提供傾斜數據和/或導向控制。一個解決辦法是在泥漿馬達上方設置各種傳感器和工具，用于與地表遙測系統進行連接。然而，這種方案不能提供用于精確的井位的所需數據。其他工具-包括但不限于擴眼鉆頭、過濾器、穩定器以及鉆鋌一也會在BHA中造成有線通信間隙。這些有線通信間隙嚴重限制了BHA的配置選擇以及精確控制和定位井眼的能力。

因此，希望提供一種無線遙測系統，其能克服現有MWD系統的缺陷。進一步還希望提供一種無線遙測系統，用于在井眼工具和系統之間的通信。還希望提供一種彌合BHA中的有線通信間隙的無線遙測系統。

發明內容

因此，提供一種無線遙測系統和方法，用于彌合位于井眼中的工具或系統之間的有線通信間隙。在一個實施例中，一種無線遙測系統用于在至少兩個井眼工具之間提供通信，該系統包括：第一收發器，其與第一井眼工具進行信號通信；以及第二收發器，其與第二井眼工具進行信號通信，第一和第二收發器彼此之間通過無線感應式遙測進行信號通信。

無線遙測系統的一個實施例用于在底孔組件(BHA)中跨有線通信間隙提供信號通信，該底孔組件具有由該有線通信間隙分離開的上部部分和下部部分，該系統包括：位于上部部分中的上部收發器，其與地表遙測系統進行信號通信；以及位于下部部分中的下部收發器，其與鉆井工具進行信號通信，上部收發器和下部收發器彼此之間通過無線感應式遙測進行信號通信。

一種彌合底孔組件中的有線通信間隙的方法，該有線通信間隙分離開上部部分和下部部分，上部部分包括地表遙測系統，下部部分包括鉆井工具，該方法的一個實施例包括如下步驟：提供上部收發器，其與地表遙測系統進行信號通信；提供下部收發器，其與鉆井工具進行信號通信；以及在上部收發器和下部收發器之間通過無線感應式遙測進行通信。

在一些實施例中，收發器可包括天線，該天線位于鉆鋌的內腔中，并靠近鉆鋌的薄壁段。薄壁段可包括與內腔的基本內徑相比增大了的內徑和與鉆鋌的基本外徑相比減小了外徑中的一個或多個。

前面概括了本發明的特點和技術優點，為更好地理解本發明下面將詳細描述本發明。本發明的附加的特征和優點將在隨后描述，這些描述形成本發明的權利要求的主題。

附圖說明

下面將參考附圖對本發明的具體實施例進行詳細描述，借此更好地理解本發明的前述和其他特點，其中：

圖1為本發明的井眼工具無線遙測系統的實施例的示意圖；

圖2為使用收發器作為轉發器的井眼工具無線遙測系統實施例的示意圖；

圖3為本發明的井眼工具無線遙測系統的截面圖；

圖4A和4B為本發明的心軸式收發器安裝的實施例的示意圖；以及

圖5為本發明的收發器的實施例的截面圖。

具體實施例