[發(fā)明專利]牙輪電阻率傳感器

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480082800.0
• 申請(qǐng)日: 2014-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107075912A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·T·海;B·都德睿希
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈利伯頓能源服務(wù)公司
• 主分類號(hào): E21B10/08
• 分類號(hào): E21B10/08;E21B10/62;E21B12/00
• 代理公司: 隆天知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司72003
• 代理人: 金鵬

1.一種系統(tǒng)，其包括：

牙輪鉆頭，其用于穿過(guò)地下地層鉆探井筒，其中所述牙輪鉆頭包括：

軸頸臂；

牙輪，其可旋轉(zhuǎn)地耦接到所述軸頸臂；以及

第一環(huán)形天線，其被設(shè)置在所述牙輪中以檢測(cè)指示所述地下地層或者所述地下地層中的人造結(jié)構(gòu)或?qū)ο蟮哪繕?biāo)、電阻率或邊界的磁能或電磁能。

2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其還包括第二環(huán)形天線，其被設(shè)置在所述牙輪鉆頭中以充當(dāng)用于所述第一環(huán)形天線的發(fā)送器或接收器。

3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述牙輪鉆頭還包括圍繞所述軸頸臂設(shè)置的鉆頭柄，其中所述第二環(huán)形天線設(shè)置在所述鉆頭柄上。

4.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述牙輪鉆頭還包括用于將所述牙輪鉆頭耦接到另一個(gè)鉆井部件的主體，其中所述第二環(huán)形天線圍繞所述主體的圓周設(shè)置。

5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一環(huán)形天線形成圍繞所述牙輪的面的圓周路徑。

6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一環(huán)形天線以總體上循著所述牙輪的外面以及沿著圍繞所述牙輪的相對(duì)面的圓周路徑的環(huán)形的形狀切過(guò)所述牙輪的直徑。

7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述牙輪鉆頭還包括設(shè)置在所述牙輪與所述軸頸臂之間的滑環(huán)組件，以及電耦接在所述第一天線的相對(duì)端與所述滑環(huán)組件之間的一對(duì)導(dǎo)線。

8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述牙輪鉆頭還包括設(shè)置在所述牙輪鉆頭中以用于接收和處理通過(guò)所述第一天線輸出的信號(hào)的電子組件。

9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述電子組件設(shè)置在所述軸頸臂中。

10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述牙輪鉆頭還包括穿過(guò)所述軸頸臂設(shè)置的壓力平衡通道以及穿過(guò)所述壓力平衡通道布線以攜載指示所述地下地層或者穿過(guò)所述牙輪鉆頭的人造結(jié)構(gòu)或?qū)ο蟮乃瞿繕?biāo)、電阻率或邊界的信號(hào)的電纜。

11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述牙輪鉆頭還包括圍繞所述牙輪中的所述第一環(huán)形天線設(shè)置的聚焦元件和鐵氧體部件。

12.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述牙輪鉆頭包括三個(gè)牙輪并且其中所述第一天線設(shè)置在所述三個(gè)牙輪中的一個(gè)中。

13.一種鉆井系統(tǒng)，其包括：

牙輪鉆頭，其包括牙輪和至少一個(gè)環(huán)形天線，所述至少一個(gè)環(huán)形天線被設(shè)置在所述牙輪中以用于檢測(cè)來(lái)自地下地層或者人造結(jié)構(gòu)或?qū)ο蟮拇拍芑螂姶拍埽灰约?/p>

傳感器控制器，其被設(shè)置在所述牙輪鉆頭的外部并且被通信耦接到所述至少一個(gè)環(huán)形天線以便從所述至少一個(gè)環(huán)形天線接收指示所述監(jiān)測(cè)到的磁能或電磁能的信號(hào)。

14.如權(quán)利要求13所述的鉆井系統(tǒng)，其還包括耦接到所述牙輪鉆頭的儀器接頭，其中所述傳感器控制器設(shè)置在所述儀器接頭中。

15.如權(quán)利要求14所述的鉆井系統(tǒng)，其還包括將所述儀器接頭耦接到設(shè)置在所述儀器接頭上方的井底鉆具組件(BHA)模塊的短距離遙測(cè)系統(tǒng)。

16.如權(quán)利要求13所述的鉆井系統(tǒng)，其還包括通信耦接到所述傳感器控制器以便基于從所述至少一個(gè)環(huán)形天線接收到的所述信號(hào)調(diào)整所述鉆井系統(tǒng)的操縱的井下操縱控制器。

17.如權(quán)利要求13所述的鉆井系統(tǒng)，其中所述牙輪鉆頭還包括用于在所述信號(hào)到達(dá)所述傳感器控制器之前濾波和/或數(shù)字化來(lái)自所述至少一個(gè)環(huán)形天線的所述信號(hào)的電子組件。

18.一種方法，其包括：

旋轉(zhuǎn)牙輪鉆頭的牙輪以便鉆探到地下地層中；以及

通過(guò)設(shè)置在所述牙輪中的第一環(huán)形天線接收從所述地下地層或者人造結(jié)構(gòu)或?qū)ο蟀l(fā)散的磁能或電磁能的至少一部分。

19.如權(quán)利要求18所述的方法，其還包括通過(guò)第二環(huán)形天線將電磁能發(fā)送到所述地下地層中。

20.如權(quán)利要求18所述的方法，其還包括：

輸出指示所述截獲的磁能或電磁能的信號(hào)；

通過(guò)傳感器控制器接收所述信號(hào)；以及

確定所述地下地層的一部分的電阻率并且基于所述確定的電阻率通過(guò)所述傳感器控制器輸出控制信號(hào)。