[发明专利]用于在提取地层流体的井中进行无缆双向数据传输的系统

说明书

一种用于在用于提取地层流体的井(10)中进行无缆双向数据传输的系统，该系统包括：以连续的方式彼此连接以形成杆柱的多个杆(11、12)，杆柱从地面延伸至井(10)的底部，杆柱能够与被配置成用于连续检测与在井(10)中循环的流体相关且与在井(10)周围的岩层相关和/或与安全装置或其他远程受控的井仪器相关的多个参数的多个传感器(14)相关联；以沿着杆柱预定距离应用且配置成用于从井(10)的底部传输信号以及向井(10)的底部传输信号的多个通信模块(20)；所述通信模块(20)中的每个通信模块包括：选自发射金属板(21)、接收金属板(22)、收发器金属板(35)的至少一个金属板；被配置成用于对要借助于所述至少一个金属板(21、35)所发射的信号或者借助于所述至少一个金属板(22、35)所接收的信号进行处理的电子处理和控制单元(23)；用于向金属板(21、22)以及电子处理和控制单元(23)馈电的一个或更多个供电电池(24)。

技术领域

本发明涉及用于在用于提取地层流体的井中进行无缆双向数据传输的系统，所述地层流体例如为碳氢化合物。

背景技术

用于提取地层流体的井可以被认为与具有大致圆形截面的管道类似，或者换句话说，与长管类似。目前，存在有用于从井底以及向井底、更特别地从井底设备以及向井底设备进行双向数据传输的不同的已知系统，所述井底设备在下文中被称为“井下工具”。当前系统主要基于：

-所谓的“泥浆脉冲发生器”技术，其基于在钻井操作中的所有钻井操作期间通过井中所存在的钻井液以规定顺序所产生的压力脉冲的传输。

-所谓的“有线管”技术，该所谓的“有线管”技术包括一种特殊类型的有线杆，对于所述有线杆而言，通过设置在杆自身之间的连接螺纹上的接触元件来确保邻近的杆之间的电连续性。因此，根据该“有线管”技术，数据在有线连接件上进行传输。

-所谓的声学遥测技术，其基于声波沿着钻杆的传输。

-所谓的“穿过地面”技术，其基于穿过地面的电磁传输。

这些技术中的每一种技术都具有一些缺点。

“泥浆脉冲发生器”技术因为“泥浆脉冲发生器”在正确接收信号之前可能需要多次传输该信号而实际上具有传输速度限制以及可靠性限制。这种技术的传输能力取决于钻井液的特性以及这种流体的循环流率。

“有线管”技术由于线杆非常昂贵而成本很高，此外，每当需要向钻柱添加杆时，有线连接被中断，从而在这些操作期间防止了从井底以及向井底通信。

声学遥测技术由于钻头的工作噪声或者由于井相对于完全竖向的偏差而在传输中具有潜在误差。

“穿过地面”技术由于被用于能够覆盖千米量级的传输距离的低频率而具有非常低的传输速度(其等于“泥浆脉冲发生器”技术的传输速度)并且由于穿过具有不同电磁传播特性的多个地层而具有可靠性问题。

发明内容

本发明的目的是避免上述缺点并且特别是设计用于在用于提取地层流体的井中进行双向数据传输的系统，该系统能够确保大量的数据能够实时传输以及从井底传输数据和向井底传输数据的连续性，该系统独立于钻柱的操作状况、独立于存在于井中的钻井液且独立于这种流体的循环流率。

根据本发明的这个目的和其他目的通过制造如在权利要求1中所阐述的用于在用于提取地层流体的井中进行双向数据传输的系统而实现。

用于在用于提取地层流体的井中进行双向数据传输的系统的另外特征是从属权利要求的目的。

附图说明

通过参照所附示意性附图的以示例给出而非出于限制的目的的以下描述，根据本发明的用于在用于提取地层流体的井中进行双向数据传输的系统的特征和优点将变得更清楚，在附图中：