[發明專利]用于安裝在鉆鋌上的線軸天線的專用線槽

在審

• 申請號: 201580069800.1
• 申請日: 2015-01-16
• 公開（公告）號: CN107109923A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: A·克洛溫;K·拉什德
• 申請（專利權）人: 哈里伯頓能源服務公司
• 主分類號: E21B47/01
• 分類號: E21B47/01;E21B47/013;E21B47/13
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 張欣

背景

出于多種原因，獲悉地下地層的材料特性可以是有利的。例如，確定地層的電阻率可用于估計地層中烴儲藏的量和位置并確定用于提取此類烴類的最有效策略。可使用鉆柱測井工具確定此類地層特性--例如發射器和接收器天線--其在隨鉆測量(MWD)應用中部署。這些工具通常容納在直接機器加工到鉆柱鉆鋌(drill string collar)中的狹槽或凹槽內。通過容納在鉆柱內的線槽將導電線引導到工具(例如，用于在發射器線圈中使用)。由于鉆柱鉆鋌中固有的空間約束，將通常由兩個或更多個測井工具共享單個線槽。

附圖簡述

因此，附圖和以下描述中公開可安裝在鉆鋌上的線軸天線，其具有線圈和鐵氧體狹槽和用于每個此類天線的專用線槽。在附圖中：

圖1是鉆井環境的示意圖。

圖2是隨鉆測量(MWD)工具的透視圖。

圖3是具有傾斜線圈狹槽的線軸天線的透視圖。

圖4是具有傾斜線圈狹槽的線軸天線的側視圖。

圖5是具有正交線圈狹槽的線軸天線的側視圖。

圖6A-6B分別是線軸天線的前視圖和后視圖。

圖7A-7B是單個線軸的殼體的透視圖。

圖8A-8B分別是線圈狹槽和脊的透視圖和剖面圖。

圖9A-9B分別是鐵氧體狹槽和脊的透視圖和剖面圖。

圖10是天線工具組件的剖面圖。

圖11是天線工具組件的放大剖面圖。

然而，應理解，在附圖和詳細描述中給出的具體實施方案并不限制本公開。相反，它們為普通技術人員辨識與給出的實施方案中的一個或多個一起涵蓋在所附權利要求書的范圍內的替代形式、等效物和修改提供了基礎。

詳述

可安裝在鉆鋌上的線軸天線的所公開示例實施方案具有外表面和內表面，線圈和鐵氧體狹槽分別在所述外表面和內表面上形成。線軸組件是可容易地安裝和從鉆柱鉆鋌移除的自備天線。另外，線軸包括相對廉價的非導電材料(例如，聚醚醚酮(PEEK))。因此，相比于直接機器加工到鉆鋌中的天線，所公開線軸天線為井下測量應用提供成本有效且易于更換的解決方案。此外，由于天線自備在線軸內并且未機器加工到鉆鋌中，在鉆鋌內可獲得額外空間，并且因此，可將額外部件加裝到鉆鋌中。這些額外部件可包括但不限于用于向鉆鋌內的每個線軸天線供應導電線的專用線槽。對于天線“專用”的線槽是將導電線引導到和引導出該天線而不是其他天線的線槽。線槽的專用性質確保一個線槽的缺口(例如，由于鉆井液滲透)不導致對由其他線槽服務的天線的損傷。

圖1是說明性鉆井環境100的示意圖。鉆井環境100包括鉆井平臺102，所述鉆井平臺102支撐具有用于升起和降低鉆柱108的游動滑車106的井塔104。頂部驅動電機110在鉆柱108被降低到井孔112中時支撐并轉動所述鉆柱108。鉆柱的旋轉單獨地或與井下電機的操作結合驅動鉆頭114擴展井孔112。鉆頭114是井底組件(BHA)116的一個部件，所述井底組件116還可包括旋轉轉向系統(RSS)118和穩定器120(或一些其他形式的轉向組件)以及鉆鋌和測井儀器。泵122通過進料管道將鉆井液循環到頂部驅動110，向井下穿過鉆柱108的內部，穿過鉆頭114中的孔，通過圍繞鉆柱108的環帶回到地面，并且進入儲料坑(retention pit)124中。鉆井液將來自井孔112的地層樣品--即，鉆粉運送至儲料坑124中，并且有助于維持井孔的完整性。可在任何合適的時間和位置從鉆井液中提取地層樣品，諸如從儲料坑124。然后可在合適的表層實驗室(surface-level laboratory)或其他設施(未具體示出)處分析地層樣品。當鉆井時，可利用套管柱113穩定井孔112的上部分同時井孔112的下部分保持打開(無套管的)。