[發明專利]通信網絡，用于通信網絡的中繼節點，以及在多個中繼節點之間發送數據的方法

有效

• 申請號: 201780052667.8
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN109642459B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 張藝兵;宋利民;M·M·迪斯科
• 申請（專利權）人: 埃克森美孚上游研究公司
• 主分類號: E21B47/16
• 分類號: E21B47/16
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 李玲

通信網絡包括細長管狀主體(30)和包括多個中繼節點(100)的無線數據傳輸網絡(50)。中繼節點包括電聲發送器陣列(112,122,132)和電聲接收器(114,124,134)。該方法包括用第一中繼節點(110)在細長管狀主體內感應出第一非色散導向聲波，沿著細長管狀主體將第一非色散導向聲波傳送到第二中繼節點(120)，以及用第二中繼節點(120)接收所述第一非色散導向聲波，該方法還包括用第二中繼節點(120)在細長管狀主體內感應出第二非色散導向聲波，沿著細長管狀主體將第二聲波傳送到第三中繼節點(130)，以及用第三中繼節點(130)接收第二聲波。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2016年8月30日提交的標題為“Communication Networks,RelayNodes for Communication Networks,and Methods of Transmitting Data Among aPlurality of Relay Nodes”的美國臨時申請序列No.62/381,330的權益，其公開內容為通過引用整體并入本文。

技術領域

本公開一般而言涉及通信網絡、用于通信網絡的中繼節點，和/或涉及在多個中繼節點之間發送數據的方法。

背景技術

在不利用電線和/或射頻(電磁)通信設備的情況下沿著細長管狀主體(諸如管線和/或鉆桿)發送數據會是有益的。電線的安裝在技術上困難和/或經濟上不切實際的示例比比皆是。在發生無線電激活爆破的情況下和/或在細長管狀主體附近的無線電波的衰減顯著的情況下，無線電傳輸的使用也會是不切實際或不可用的。

同樣，可能期望沿著井筒中的細長管狀主體收集和發送數據，諸如在鉆井過程期間和/或在經由井筒生產儲層流體期間。這些數據可以包括溫度、壓力、巖石滲透率、傾角、方位角、流體成分和/或局部地質。在鉆探油氣井時，使用鉆頭形成井筒，鉆頭在鉆柱的下端被向下推動。鉆頭旋轉，同時通過鉆柱施加力并抵靠正在被鉆探的地層的巖石面。為了獲得期望的數據，已經開發了特殊的井下組件。這些井下組件通常被稱為隨鉆測井(LWD)和/或隨鉆測量(MWD)組件。

LWD和MWD組件可以允許更高效的鉆探計劃。特別地，具有LWD和MWD能力的井下組件可以存儲和/或發送關于地下狀況的信息，以供地面上的鉆井和/或生產操作員審查。LWD和MWD技術一般尋求減少使鉆柱脫扣和/或運行電纜測井以獲得井下數據的需要。

已經提出和/或開發了使用LWD或MWD用于井下通信的各種技術。在一種形式中，LWD和MWD信息可以簡單地存儲在存儲器中，諸如與LWD或MWD過程中使用的處理器相關聯的存儲器。可以檢索存儲器并且可以在稍后拉動鉆柱時下載信息，諸如當鉆頭被更換或安裝新的井下組件時。但是，這種方法不允許在獲得信息的鉆井操作期間利用信息，因此不能實現信息的實時利用。

還提出了若干實時數據遙測系統。一種系統涉及使用固定到細長管狀主體的物理電纜，諸如電導體或光纖電纜。電纜可以固定到細長管狀主體的內直徑和/或外直徑。電纜提供硬連線連接，其允許數據的實時傳輸以及地下條件的立即評估。另外，電纜可以允許高數據傳輸速率和/或直接向井下傳感器輸送電力。

但是，在鉆孔期間沿著鉆桿放置物理電纜可能是有問題的。作為示例，如果沿著旋轉的鉆柱固定，那么電纜可能纏結和/或可能破裂。當使用允許一般不旋轉的鉆桿的井下泥漿馬達時，可以減輕這個問題。但是，即使在這種情況下，苛刻的井下環境以及管道在刮擦周圍鉆孔時的相當大的力也可能會損壞電纜。