(57)【要約】  地下井戸開発のためのシステム１０は、地下井戸内に永続的に設置するための井戸仕上げコンポーネント２０と、交換可能で回収可能なハードウェア３０とを有するダウンホールアセンブリを含む。接続システムは回収可能なハードウェア３０を井戸仕上げコンポーネント２０に適合させ、接続システムは井戸仕上げコンポーネント２０と回収可能なハードウェア３０との間の接続を提供するように操作可能である。遠隔測定システムは回収可能なハードウェア３０と通信し、ダウンホールアセンブリからのデータにアクセスするように操作可能である。リモートアクセスインターフェース５４は、回収可能なハードウェア３０と通信する。
2020529540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下井戸開発のためのシステムであって、
ダウンホールアセンブリを備え、
前記ダウンホールアセンブリが、
地下井戸内に永続的に設置するための井戸仕上げコンポーネントと、
交換可能、回収可能なハードウェアと、
前記回収可能なハードウェアを前記井戸仕上げコンポーネントに適合させる接続システムであって、前記井戸仕上げコンポーネントと前記回収可能なハードウェアとの間の接続を提供するように操作可能な接続システムとを備えており、
前記回収可能なハードウェアと通信し、前記ダウンホールアセンブリからのデータにアクセスするように操作可能な遠隔測定システム、及び
前記回収可能なハードウェアと通信するリモートアクセスインターフェースを含む、システム。
【請求項２】
前記データは、無制限データ、関連コンポーネントデータ、およびプライベート（非公開の）データを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記リモートアクセスインターフェースは公開されたアーキテクチャを有し、前記ダウンホールアセンブリからの前記無制限データおよび関連コンポーネントデータのみにアクセスするように操作可能である、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
さらに、内部通信システムを含み、前記内部通信システムは、前記遠隔測定システムと、地表に配置され、前記ダウンホールアセンブリからの無制限データ、関連コンポーネントデータ、およびプライベートデータにアクセスするように操作可能な制御パネルとを含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記井戸仕上げコンポーネントは、前記地下井戸内で延長可能であり、前記接続システムの仕上げカップリングと通信するアンビリカルを含み、前記アンビリカルは、前記仕上げカップリングと、前記遠隔測定システムおよび前記リモートアクセスインターフェースの両方との間の通信を提供するように操作可能である請求項１〜４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６】
前記回収可能なハードウェアが、設置および回収のためのツールと係合するように成形された設置プロファイルを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
前記接続システムは、標準化された嵌合アセンブリと、前記回収可能なハードウェアへの接続部とを有するアダプタと、前記井戸仕上げコンポーネントに接続するように向けられたハードウェアカップリングとを有し、前記接続システムは、前記井戸仕上げコンポーネントと前記回収可能なハードウェアとの間に機械的接続および信号通信を提供するように操作可能である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８】
前記井戸仕上げコンポーネントはサイドポケットマンドレルを含み、前記井戸仕上げコンポーネントの仕上げカップリングは、前記サイドポケットマンドレル内に配置される、請求項１〜７のいずれかに記載のシステム。
【請求項９】
前記仕上げカップリングは、誘導カップラーを含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記井戸仕上げコンポーネントは２つ以上のサイドポケットマンドレルを含み、前記井戸仕上げコンポーネントの仕上げカップリングは、前記サイドポケットマンドレルの各々に配置される、請求項１〜９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記回収可能なハードウェアが、センサ、メータ、ゲージ、アクチュエータ、バルブ、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１２】
前記地下井戸開発のためのシステムがインテリジェント仕上げシステムである、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３】
地下井戸開発のためのシステムであって、
ダウンホールアセンブリを備え、
前記ダウンホールアセンブリが、
地下井戸内に延在するアンビリカルを含む地下井戸内に恒久的に設置された井戸仕上げコンポーネントと、
接続システムを用いて井戸仕上げコンポーネントに接続された交換可能、回収可能なハードウェアとを備えており、
前記回収可能ハードウェアと通信し、前記ダウンホールアセンブリからの無制限データ、関連コンポーネントデータ、およびプライベートデータにアクセスできるように操作可能で、前記アンビリカルが前記接続システムに接続されて前記回収可能なハードウェアと前記遠隔測定システム間の通信を提供する遠隔測定システムと、
前記遠隔測定システムによって前記回収可能なハードウェアと通信し、公開されたアーキテクチャを有し、前記ダウンホールアセンブリからの無制限データおよび関連コンポーネントデータにアクセスするように操作可能であるリモートアクセスインターフェースと、
を含む、地下井戸開発のためのシステム。
【請求項１４】
アダプタをさらに有し、前記接続システムが前記井戸仕上げコンポーネントと前記回収可能なハードウェアとの間の機械的接続および信号通信を提供し、前記アダプタが前記回収可能なハードウェアに接続され、ハードウェアカップリングに接続するための標準化された嵌合アセンブリを有し、前記ハードウェアカップリングが、前記井戸仕上げコンポーネントに設置するための独自の結合端を有する、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記井戸仕上げコンポーネントはサイドポケットマンドレルを含み、前記ハードウェアカップリングと通信するための前記井戸仕上げコンポーネントの仕上げカップリングは、前記サイドポケットマンドレル内に配置される、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
内部通信システムが前記遠隔測定システムを含み、クローズドアーキテクチャを有する、請求項１３〜１５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１７】
前記内部通信システムは、地表に配置され、前記ダウンホールアセンブリからの無制限データ、関連コンポーネントデータ、およびプライベートデータにローカル（局所的）にアクセスし、前記回収可能なハードウェアを制御するように操作可能な制御パネルを含む、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記リモートアクセスインターフェースは、前記無制限データおよび前記関連コンポーネントデータにリモートアクセスするように操作可能である、請求項１３〜１７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１９】
前記回収可能なハードウェアが、センサ、メータ、ゲージ、アクチュエータ、バルブ、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１３〜１８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２０】
前記地下井戸開発のためのシステムがインテリジェント仕上げシステムである、請求項１３〜１９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２１】
地下井戸開発の仕上げ方法であって、
前記地下井戸内に恒久的に設置するための井戸仕上げコンポーネントと、交換可能で回収可能なハードウェアとを有するダウンホールアセンブリを提供し、
前記回収可能なハードウェアを前記井戸仕上げコンポーネントに接続システムで接続し、
前記回収可能なハードウェアと通信する遠隔測定システムを用いて前記ダウンホールアセンブリからのデータにアクセスし、及び
前記回収可能なハードウェアと通信するリモートアクセスインターフェースを用いて前記ダウンホールアセンブリからのデータにアクセスすること、
を含む方法。
【請求項２２】
前記データへのアクセスは、無制限データ、関連コンポーネントデータ、およびプライベートデータへのアクセスを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記リモートアクセスインターフェースは公開されたアーキテクチャを有し、前記ダウンホールアセンブリからの前記無制限データおよび前記関連コンポーネントデータのみにアクセスする、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記井戸仕上げコンポーネントは、前記地下井戸内に延在し、前記回収可能なハードウェアと通信するアンビリカルを含み、
前記遠隔測定システムを用いた前記ダウンホールアセンブリからデータへのアクセスは、前記アンビリカルを介した前記無制限データ、前記関連コンポーネントデータ、および前記プライベートデータへのアクセスを含み、
前記リモートアクセスインターフェースを用いた前記ダウンホールアセンブリからデータへのアクセスは、前記アンビリカルを介した前記無制限データおよび前記関連コンポーネントデータのみへのアクセスを含む、請求項２２または２３に記載の方法。
【請求項２５】
地表に配置され、前記ダウンホールアセンブリからの前記無制限データ、前記関連コンポーネントデータ、および前記プライベートデータにアクセスするように操作可能な制御パネルを介して、前記回収可能なハードウェアをローカルに制御することをさらに含む、請求項２２〜２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
前記遠隔測定システムを含み、クローズドアーキテクチャを有する内部通信システムをさらに含む、請求項２２〜２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
前記リモートアクセスインターフェースを用いた前記ダウンホールアセンブリからの前記無制限データおよび前記関連コンポーネントデータのみへのアクセスは、前記内部通信システムを介した前記無制限データおよび前記関連コンポーネントデータへのアクセスを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記接続システムは、前記回収可能なハードウェアに接続された標準化された嵌合アセンブリを有するアダプタと、前記井戸仕上げコンポーネントに接続するように向けられたハードウェアカップリングとを有し、前記接続システムは、前記井戸仕上げコンポーネントと前記回収可能なハードウェアとの間の信号通信を提供する、請求項２１〜２７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２９】
前記回収可能なハードウェアをダウンホールツールで回収し、交換することをさらに含む、請求項２１〜２８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３０】
前記井戸仕上げコンポーネントはサイドポケットマンドレルを含み、前記回収可能なハードウェアを前記サイドポケットマンドレル内に設置するステップをさらに含む、請求項２１〜２９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３１】
前記回収可能なハードウェアが、センサ、メータ、ゲージ、アクチュエータ、バルブ、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項２１〜３０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３２】
地下井戸の開発仕上げの方法が、地下井戸開発のインテリジェント仕上げの方法である、請求項２１〜３１のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般に、地下井戸のインテリジェント仕上げに関し、より詳細には、通信アクセス可能で、交換可能、回収可能なハードウェアによるインテリジェント仕上げに関する。
【背景技術】
【０００２】
スマートウェル技術としても知られているインテリジェント仕上げの市場浸透はハードウェアの高コスト、信頼性の問題、複雑さのリスク、および長期間のエンジニアリングおよびテストによる開発コストのために、非常に低いものである。現在利用可能なインテリジェント仕上げは一般的に、単一の供給者を介して供給、開発されている。これにより仕上げ設計オプションが制限され、技術開発が遅れている。
【０００３】
さらに、ダウンホールセンサおよびアクチュエータからユーザへの通信は、オペレータの情報技術ポリシーおよび第三者へのアクセスに関して複雑である。このことは、長期的な新製品開発のコストの高騰を招き、新技術を開発し、展開するために柔軟性のない障壁となっている。仕上げ装置を提供するサービス会社は仕上げアーキテクチャおよび技術に関して独自の文化および方法を有しており、その結果、仕上げ装置は、通常、会社間で互換性がなく、柔軟性のない障壁は悪化している。現在利用可能なシステムは、内部通信システム、制御パネル、ダウンホール仕上げ、センサ及びアクチュエータ、並びに他のダウンホールハードウェアは全て、独自の機械的及び通信システムを備えたクローズドアーキテクチャのアクセス不能なシステムとなっている。サービス会社とオペレータとの間には密接な協力関係が存在し、１対１で作業しており、単一のサービス会社が独自のソリューションを提供している。
【０００４】
現在のインテリジェント仕上げコンポーネントはダウンホールに永続的に設置されるものであることから、井戸の寿命と同じ期間の信頼性が求められる。新しい技術を開発するための追加のコストや時間の障壁に長期的な信頼性が必要である。
【０００５】
現在利用可能なインテリジェント仕上げの一例では、内部通信システムがオペレータのファイアウォール内で完全に機能する。内部通信システムは制御パネルと生産制御室との間の通信を可能にし、圧力、温度、流量、およびバルブ位置などの井戸の特定のデータを提供する。制御パネルは一般にウェルサイトにあり、オペレータの内部通信および情報技術システム内にある。制御パネルの主な目的は地表でダウンホールセンサおよびアクチュエータと通信し、次いで、オペレータの内部通信システム内でその情報をやりとりできることである。
【０００６】
いくつかの現在利用可能なシステムでは、仕上げは、例えば、表面バルブ、表面下安全バルブ、配管ハンガー、生産配管、パッカー、およびケーシングなどの、リザーバと地表生産設備との間をインターフェース通信するハードウェアのすべてを含む。バルブは、油圧式、電気式、または電気式と油圧式の組合せとすることができる。バルブおよびセンサはダウンホールの、通常はリザーバの流動ゾーンの近くに配置することができるが、仕上げのどこにでも配置することができる。センサおよびアクチュエータは流量を制御して生産を最大化し、仕上げの効率を改善するために、バルブおよびデータ収集装置を含むことができる。また、仕上げは仕上げの底部から表面まで延長可能な、アンビリカルまたは制御ラインを含むことができる電気式または油圧式の遠隔測定を行うことができる。アンビリカル制御ラインは管の環に取り付けることができ、それ自体で、または複数の平坦なパックで使用することができる。
【発明の概要】
【０００７】
本開示の実施形態は、通信アクセス可能で、ならびにセンサ、アクチュエータ、および他のダウンホールハードウェアを交換可能、回収可能にするアーキテクチャを作成することによって、より広くアクセス可能なインテリジェント仕上げを提供するためのシステムおよび方法を提供する。これにより、仕上げの信頼性及び機能性が高まり、ハードウェアのコストが削減され、参入と更なる統合の開発期間が短縮される。本明細書で開示されるシステムおよび方法は、新しい第三者企業によるインテリジェント仕上げコンポーネントの開発参入に対する障壁を低減し、多くの様々なベンダーが回収可能なハードウェアを開発し、アクセスすることを可能にし、これにより、仕上げコンポーネントの開発が加速される。
【０００８】
本明細書で開示される実施形態は、インターネット接続および正しいオペレータ承認を用いて、仕上げからの特定のデータへ世界中の誰もがリモートアクセス可能となるアーキテクチャを提供する。
【０００９】
本開示の一実施形態では、地下井戸開発のためのシステムは地下井戸内に永久的に設置するための井戸仕上げ部品と、交換可能、回収可能なハードウェアとを有するダウンホールアセンブリを含む。接続システムは回収可能なハードウェアを井戸仕上げコンポーネントに適合させ、接続システムにより井戸仕上げコンポーネントと回収可能なハードウェアとの間の接続を提供するように操作可能である。遠隔測定システムは回収可能なハードウェアと通信し、ダウンホールアセンブリからのデータにアクセスするように操作可能である。リモートアクセスインターフェースは、回収可能なハードウェアと通信する。
【００１０】
代替の実施形態では、データが無制限データ、関連コンポーネントデータ、およびプライベートデータを含むことができる。リモートアクセスインターフェースは公開されたアーキテクチャを有することができ、ダウンホールアセンブリからの無制限データおよび関連するコンポーネントデータのみにアクセスするように操作可能である。井戸仕上げコンポーネントは地下井戸内で延長可能であり、接続システムの仕上げカップリングと連通するアンビリカルを含むことができ、アンビリカルは、仕上げカップリングと遠隔測定システムおよびリモートアクセスインターフェースの両方との間の通信を提供するように操作可能である。内部通信システムは、遠隔測定システムと、地表に配置され、ダウンホールアセンブリからの無制限データ、関連コンポーネントデータ、およびプライベートデータにアクセス操作可能な制御パネルとを含むことができる。回収可能なハードウェアは、設置および回収のためのツールと係合するように成形された設置プロファイルを含むことができる。
【００１１】
他の代替実施形態では、接続システムが、標準化された嵌合アセンブリおよび回収可能なハードウェアへの接続を有するアダプタと、井戸仕上げコンポーネントに接続するように向けられたハードウェアカップリングとを有することができる。接続システムは、井戸仕上げコンポーネントと回収可能なハードウェアとの間に機械的接続および信号通信を提供するように操作可能である。井戸仕上げコンポーネントはサイドポケットマンドレルを含むことができ、井戸仕上げコンポーネントの仕上げカップリングは、サイドポケットマンドレル内に配置される。仕上げカップリングは、誘導カップラーを含むことができる。井戸仕上げコンポーネントは２つ以上のサイドポケットマンドレルを含むことができ、井戸仕上げコンポーネントの仕上げカップリングは、サイドポケットマンドレルの各々に配置することができる。回収可能なハードウェアは、センサ、メータ、ゲージ、アクチュエータ、バルブ、およびそれらの組み合わせからなる群から選択することができる。地下井戸開発のためのシステムは、インテリジェント仕上げシステムとすることができる。
【００１２】
本開示の別の代替実施形態では地下井戸開発のためのシステムが地下井戸内に永続的に設置された井戸仕上げコンポーネントを有するダウンホールアセンブリを含み、このダウンホールアセンブリは地下井戸内に延在するアンビリカルと、接続システムを用いて井戸仕上げコンポーネントに接続された交換可能、回収可能なハードウェアとを含む。遠隔測定システムは回収可能なハードウェアと通信し、遠隔測定システムは、ダウンホールアセンブリからの無制限データ、関連コンポーネントデータ、およびプライベートデータにアクセスするように操作可能である。アンビリカルは、接続システムに接続され、回収可能なハードウェアと遠隔測定システムとの間の通信を提供する。リモートアクセスインターフェースは遠隔測定システムを介して回収可能なハードウェアと通信し、リモートアクセスインターフェースは公開されたアーキテクチャを有し、ダウンホールアセンブリからの無制限データおよび関連コンポーネントデータにアクセスするように操作可能である。
【００１３】
代替の実施形態ではインテリジェント仕上げシステムがアダプタを含み、接続システムは井戸仕上げコンポーネントと回収可能なハードウェアとの間に機械的接続および信号通信を提供し、アダプタは回収可能なハードウェアに接続され、ハードウェアカップリングに接続するための標準化された嵌合アセンブリを有し、ハードウェアカップリングは井戸仕上げコンポーネントに設置するための独自のカップリング端部を有する。内部通信システムは遠隔測定システムを含むことができ、クローズドアーキテクチャを有することができる。内部通信システムは地表に配置され、ダウンホールアセンブリからの無制限データ、関連コンポーネントデータ、およびプライベートデータにローカルにアクセスし、回収可能なハードウェアを制御するように操作可能な制御パネルを含むことができる。リモートアクセスインターフェースは、無制限データおよび関連するコンポーネントデータにリモートアクセスできる。井戸仕上げコンポーネントはサイドポケットマンドレルを含むことができ、ハードウェアカップリングと連通するための井戸仕上げコンポーネントの仕上げカップリングは、サイドポケットマンドレル内に配置される。回収可能なハードウェアは、センサ、メータ、ゲージ、アクチュエータ、バルブ、およびそれらの組み合わせからなる群から選択することができる。地下井戸開発のためのシステムは、インテリジェント仕上げシステムとすることができる。
【００１４】
本開示のさらに別の代替実施形態では、地下井戸開発の仕上げ方法が地下井戸内に永続的に設置するための井戸仕上げコンポーネントと、交換可能、回収可能なハードウェアとを有するダウンホールアセンブリを提供することを含む。回収可能なハードウェアは、接続システムを用いて井戸仕上げコンポーネントに接続される。データは、回収可能なハードウェアと通信する遠隔測定システムでアクセスされる。ダウンホールアセンブリからのデータは、回収可能なハードウェアと通信するリモートアクセスインターフェースを用いてアクセスされる。
【００１５】
代替実施形態では、データへのアクセスは無制限データ、関連コンポーネントデータ、およびプライベートデータにアクセスすることを含むことができる。リモートアクセスインターフェースは公開されたアーキテクチャを有することができ、ダウンホールアセンブリからの無制限データおよび関連するコンポーネントデータのみにアクセスする。接続システムは回収可能なハードウェアに接続された標準化された嵌合アセンブリを有するアダプタと、井戸仕上げコンポーネントに接続するように向けられたハードウェアカップリングとを有し、接続システムは、井戸仕上げコンポーネントと回収可能なハードウェアとの間の信号通信を提供する。この方法は回収可能なハードウェアを回収し、ダウンホールツールと交換することをさらに含む。井戸仕上げコンポーネントは地下井戸内に延在し、回収可能なハードウェアと連通するアンビリカルを含むことができる。内部通信システムを用いたダウンホールアセンブリから無制限データ、関連コンポーネントデータ、およびプライベートデータへのアクセスは、アンビリカルを介した無制限データ、関連コンポーネントデータ、およびプライベートデータへのアクセスを含むことができる。リモートアクセスインターフェースを用いたダウンホールアセンブリからの無制限データおよび関連コンポーネントデータのみへのアクセスは、アンビリカルを介した無制限データおよび関連コンポーネントデータへのアクセスを含むことができる。
【００１６】
他の代替実施形態では、地表に配置され、ダウンホールアセンブリからの無制限データ、関連コンポーネントデータ、およびプライベートデータにアクセスするように操作可能な制御パネルを介して、回収可能なハードウェアをローカルに制御することをさらに含むことができる方法を含む。井戸仕上げコンポーネントはサイドポケットマンドレルを含むことができ、本方法は、回収可能なハードウェアをサイドポケットマンドレル内に設置することをさらに含むことができる。回収可能なハードウェアは、センサ、メータ、ゲージ、アクチュエータ、バルブ、およびそれらの組み合わせからなる群から選択することができる。システムは遠隔測定システムを含むことができ、クローズドアーキテクチャを有する内部通信システムをさらに含むことができる。リモートアクセスインターフェースを用いてダウンホールアセンブリから無制限データおよび関連コンポーネントデータのみにアクセスすることは、内部通信システムを介して無制限データおよび関連コンポーネントデータにアクセスすることを含むことができる。地下井戸の開発の仕上げ方法は、地下井戸の開発のインテリジェント仕上げの方法とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
上記した特徴、態様、及び利点、ならびに明らかになるであろう他の特徴が明確になり、詳細に理解されるように、上記に簡単に要約された本開示の実施形態のより具体的な説明を、本明細書の一部を成す図面に示されているその実施形態を参照することにより得ることができる。しかしながら、添付の図面はいくつかの実施形態のみを示しており、したがって、他の等しく有効な実施形態を認めることができるので、本発明の範囲を限定するものと見なされるべきではないことに留意されたい。
【００１８】
図１は、本開示の一実施形態による、インテリジェント仕上げシステムのコンポーネント間のインターフェースの概略図である。
【００１９】
図２は、本開示の一実施形態による、インテリジェント仕上げシステムのダウンホールコンポーネント間のインターフェースの概略図である。
【００２０】
図３は、本開示の一実施形態による、インテリジェント仕上げシステムの地表とダウンホールコンポーネントとの間のインターフェースの概略図である。
【００２１】
図４は、本開示の一実施形態による、インテリジェント仕上げシステムを有する地下井戸の概略断面図である。
【００２２】
図５は、本開示の一実施形態による、インテリジェント仕上げシステムを有する地下井戸の一部についての詳細な概略断面図である。
【００２３】
図６は、本開示の一実施形態による、インテリジェント仕上げシステムを有する地下井戸の一部についての詳細な概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本明細書は要約、図面の簡単な説明、および詳細な説明を含み、添付の特許請求の範囲は、本開示の特定の特徴（プロセスまたは方法ステップを含む）を指す。当業者は、本開示が本明細書に記載される特定の特徴の全ての可能な組み合わせおよび利用を含むことを理解する。当業者は、本開示が本明細書で与えられる実施形態の説明に限定されないこと、またはそれによって限定されないことを理解する。本発明の主題は、本明細書および添付の特許請求の範囲の精神のみに限定されるものではない。
【００２５】
当業者はまた、特定の実施形態を説明するために使用される用語が、本開示の範囲または広さを限定しないことを理解する。明細書及び付属の特許請求の範囲を解釈する際には、全ての用語が各用語の文脈と整合的な形で、可能な限り幅広く解釈されなければならない。本明細書および付属の特許請求の範囲で使用されるすべての技術用語および科学用語は特に定義しない限り、本開示が関係する当業者によって一般に理解されるものと同じ意味を有する。
【００２６】
本明細書および添付の特許請求の範囲で使用されるように、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は文脈が明確に示さない限り、複数の指示対象を含む。本明細書および添付の特許請求の範囲で使用されるとき、用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「有する（ｈａｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、およびすべての他の文法的変形はそれぞれ、追加の要素、構成要素、またはステップを排除しないオープンで非限定的な意味を有することを意図される。本開示の実施形態は開示された限定的特徴を適切に「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔ）」、または「本質的にからなる（ｃｏｎｓｉｓｔ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ）」ことができ、開示されていない限定的特徴がない場合に実施することができる。例えば、当業者であれば、複数のステップを組み合わせて単一のステップにすることができると認識できる。
【００２７】
空間用語は、別のオブジェクトまたはオブジェクトのグループに対するオブジェクトまたはオブジェクトのグループの相対位置を表す。空間的関係は、垂直軸および水平軸に沿って適用される。「アップホール（ｕｐｈｏｌｅ）」および「ダウンホール（ｄｏｗｎｈｏｌｅ）」、「上方（ａｂｏｖｅ）」および「下方（ｂｅｌｏｗ）」、ならびに他の同様の単語を含む方向および関係を示す単語は説明の便宜のためであり、特に指示がない限り限定的ではない。
【００２８】
明細書または添付の特許請求の範囲が値の範囲を記載している場合、間隔は、上限と下限との間、ならびに上限と下限との間の各介在値を包含することが理解される。本開示は提供される特定の除外の対象となる間隔のより狭い範囲を包含し、制限する。
【００２９】
明細書及び添付の特許請求の範囲において、２つ以上の定義されたステップからなる方法への言及がある場合には、定義されたステップがその可能性を排除する文脈を除き、任意の順序で、又は同時に実行することができる。
【００３０】
図１および図４を参照すると、地下井戸開発のためのインテリジェント仕上げシステム１０は、地下井戸１２のダウンホールまたは地表１４に配置されたコンポーネントを含むことができる。本開示の実施形態では、インテリジェント仕上げシステム１０がシステムのバックボーンを構成するいくつかのコンポーネントを含む。バックボーンは、リザーバ１６から表面井戸ヘッド１８への産出および井戸の完全性を提供するために必要とされる装置を含むことができる。バックボーンは地下井戸１２内に恒久的に設置するための井戸仕上げコンポーネント２０を含むことができ、また、表面コンポーネントを含むこともできる。図４〜図６を参照すると、一例として、井戸仕上げコンポーネント２０は、仕上げ管状体２２、ケーシング２３、アンビリカル２４、サイドポケットマンドレル２６、パッカー２７、チュービングハンガー（図示せず）、クロスオーバー（図示せず）、スクリーン（図示せず）、及び他の公知の永久的なダウンホールコンポーネントを含むことができる。バックボーンは、高い信頼性を有し、少なくとも井戸の予測された信頼性持続時間と同じ長さの耐用年数を有する、井戸仕上げコンポーネント２０のようなコンポーネントを含む。バックボーンの要素はクローズドアーキテクチャを有し、その結果、バックボーンはオペレータにのみアクセス可能であり、プライベートな独自の機械的コンポーネントおよび通信コンポーネントを有する。
【００３１】
本開示でさらに論じるように、バックボーンは、例えば接続システム２８などで、規格化された電力、遠隔測定、およびインターフェースジオメトリを有する。バックボーンは回収可能なハードウェア３０がオープンまたは公開されたアーキテクチャを有することができるように、回収可能なハードウェア３０をバックボーン内に配置し、バックボーンから回収可能にする、事前に設計されたインターフェースを含む。これらのインタフェースは、第三者ベンダーが新しい技術を設計し開発することを可能にする標準的ジオメトリを有する。これは、交換可能、回収可能なハードウェア３０がメンテナンスおよびアップグレードのためにリモートアクセスされ、回収可能となるユニバーサルバックボーンを生成する。現在利用可能なシステムでは、アップグレード及び修理のようなインテリジェント仕上げへの新しい技術の導入は時間がかかり、故障のコスト及びそれらの故障の修理方法のために消極的である。回収可能なハードウェア３０の互換性が回収可能であれば一連の故障が大幅に低減され、したがって、回収可能なハードウェア３０に対して井戸と同じ寿命が必要とされないので、開発時間が低減され、新しい製品に対する時間のかかる環境試験が低減される。
【００３２】
回収可能なハードウェア３０は、電気式で、ダウンホールに配置することができる。特定の実施形態では回収可能なハードウェア３０がリザーバの流動ゾーンの近くに配置され、代替の実施形態では回収可能なハードウェア３０が任意のダウンホールに配置される。回収可能なハードウェア３０はフローを制御し、生産を最大化し、仕上げの効率を改善するためのデータ収集装置を含むことができる。回収可能なハードウェア３０の互換性のために、回収可能なハードウェア３０は新しいまたは改良された技術に対する保守またはアップグレードのために、所望のように取り出すことができる。
【００３３】
回収可能なハードウェア３０は回収可能かつ交換可能であるので、回収可能ハードウェア３０の信頼性はより低くても構わない。回収可能なハードウェア３０は例えば、１つまたは複数のセンサ、メータ、ゲージ、アクチュエータ、バルブ、およびそれらの組み合わせを含むことができる。追加の例では、回収可能なハードウェア３０が流量計、圧力計、温度計、分散温度システム、流体識別センサ、およびアンビリカル２４によるコマンドによって操作され得る任意の他の制御または制御可能なシステムであり得る。井戸仕上げコンポーネント２０及び回収可能なハードウェア３０の両方は、ダウンホールアセンブリの一部である。
【００３４】
図２および図６を見ると、回収可能なハードウェア３０はバックボーンの一部ではなく、接続システム３２によってバックボーンに接続されている。接続システム３２は、井戸仕上げコンポーネント２０と回収可能なハードウェア３０との間の機械的接続および信号通信を提供する。接続システム３２は、アダプタ３４を含むことができる。アダプタ３４は、回収可能なハードウェア３０への接続のために標準化することができる。一例として、アダプタ３４は、回収可能なハードウェア３０に接続するための標準化された嵌合アセンブリ３６を有することができる。回収可能なハードウェア３０のベンダーにはアダプタ３４の標準化された嵌合アセンブリ３６の仕様を提供することができ、その結果、ベンダーは井戸仕上げコンポーネント２０に接続するためにアダプタ３４に固定できる交換可能で回収可能なハードウェア３０を製造することができる。アダプタ３４は、接続システム３２とは別個のコンポーネントとすることができる。代替の実施形態では、アダプタ３４が標準化された嵌合アセンブリ３６が回収可能なハードウェア３０と一体化されるように、井戸仕上げコンポーネント２０と一体的に形成することができる。
【００３５】
アダプタ３４は、回収可能なハードウェア３０のコネクタを、接続システム３２のハードウェアカップリング３８によって使用されるコネクタに機械的および電気的に変換するクロスオーバーとして機能することができる。ハードウェアカップリング３８は、アダプタ３４の標準化された嵌合アセンブリ３６と接続するための標準化された嵌合端４２を有する。ハードウェアカップリング３８は、井戸仕上げコンポーネント２０内に設置するための独自のカップリング端部４４を有する。ハードウェアカップリング３８はまた、仕上げカップリング４０との信号通信接続を提供する。
【００３６】
図６の例示的な実施形態では、回収可能なハードウェア３０はカートリッジ４６を含む。カートリッジ４６はメータ、センサ、バルブ、アクチュエータ、または他の制御もしくは制御可能なシステムを含むことができ、これらは、アンビリカル２４を介してコマンドによって監視または操作することができる。カートリッジ４６は、回収可能なハードウェア３０の設置、回収、および交換のためのダウンホールツールと係合するように成形された設置プロファイル４８を有する。設置プロファイル４８はまた、回収可能なハードウェア３０を井戸仕上げコンポーネント２０にロックするための機械的ロック機構を含むことができる。
【００３７】
図５〜６の例示的な実施形態では井戸仕上げコンポーネント２０がサイドポケットマンドレル２６を含み、回収可能なハードウェア３０はサイドポケットマンドレル２６内に設置される。仕上げカップリング４０も井戸仕上げコンポーネント２０であり、サイドポケットマンドレル２６内又はその一部に配置されている。カートリッジ４６がサイドポケットマンドレル２６内に設置されると、独自の連結端部４４は、井戸仕上げコンポーネント２０内に設置することができる。カートリッジ４６がサイドポケットマンドレル２６内に設置されると、仕上げカップリング４０は回収可能なハードウェア３０からの情報がアンビリカル２４に到達することができるように、ハードウェアカップリング３８との信号通信を提供することができる。アンビリカル２４は、仕上げカップリング４０と連通している。図６の例では、アンビリカル２４が仕上げカップリング４０に直接取り付けられている。アンビリカル２４は、回収可能なハードウェア３０に電力及び操作通信の両方を提供することができる。
【００３８】
仕上げカップリング４０はハードウェアカップリング３８と直接機械的に接触していてもよいし、ハードウェアカップリング３８と間接的に機械的に接触していてもよい。仕上げカップリング４０およびハードウェアカップリング３８は、誘導カップラー、他の形態の磁気カップラー、直接物理的接続、または仕上げカップリング４０とハードウェアカップリング３８との間の信号通信を可能にする他のカップリングシステムを利用することができる。
【００３９】
図１及び図３を見ると、バックボーンの表面部分は、制御パネル５０を含むことができる。制御パネル５０は地表１４（図４）に配置することができ、回収可能なハードウェア３０を含むダウンホールアセンブリによって収集されたデータにアクセスすることができる。制御パネル５０は、プライベート内部通信システム５２の一部である。制御パネル５０は、アンビリカル２４を介して回収可能なハードウェア３０に電気的に接続されている。アンビリカル２４は、接続システム３２と内部通信システム５２との間に機械的に接続され、回収可能ハードウェア３０と内部通信システム５２との間のローカル有線通信を提供する。
【００４０】
制御パネル５０を含む内部通信システム５２はクローズドアーキテクチャを有するため、制御パネル５０によってアクセスされるデータ、および回収可能なハードウェア３０と制御パネル５０との間の通信はローカルでプライベートであり、オペレータファイアウォールの背後に維持される。内部通信システム５２は遠隔測定システムを含むことができ、オペレータの情報技術システムおよびポリシーに従って維持されることができる。
【００４１】
例示的な内部通信システム５２では、データ保管のために使用されるソフトウェアはＯＳＩ  Ｓｏｆｔｗａｒｅ，Ｉｎｃ．のＴｈｅ  Ｐｌａｎｔ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ、または他の類似の、または適切なソフトウェアであり得る。リモートターミナルユニット（ＲＴＵ）は、表面ウェルヘッド１８から約１キロメートル以内の井戸小屋に配置することができる。ＲＴＵは、Ｉｎｖｅｎｓｙｓ（現在、Ｓｃｈｎｅｉｄｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ）または他の産業プロバイダからのタイプであり得る。アンビリカルはダウンホールから地表ウェルヘッド１８を通り、地表導管内を通って、独自のベンダーの地表制御ユニット（ＳＣＵ）まで延びることができる。ＳＣＵからの出力は、イーサネット（登録商標）接続を使用する標準化された井戸情報フォーマットである。ＲＴＵはイーサネット（登録商標）を介してＳＣＵデータを受信し、そのデータを光ファイバイーサネット（登録商標）を介してガス−オイル分離プラント（ＧＯＳＰ）に送信する。ＧＯＳＰの制御室は、フィールド全体を制御するために使用することができる。井戸ダウンホールデータおよび作動は、ＧＯＳＰ、ＳＣＵ、または井戸ヘッドのいずれかから監視および制御することができる。本明細書に記載されるように、本明細書で説明するように、本開示の実施形態では、井戸内の適切なコンポーネントへ、インターネットアクセスが制限された状態で、別個の安全な接続を提供することができる。
【００４２】
回収可能なハードウェア３０および他のダウンホールコンポーネントからのデータは、アクセス可能なデータおよびプライベートデータの両方を含むことができる。一例として、データは、ゲージおよびメータの読み取り値、井戸データ、およびハードウェアステータス情報を含むことができる。プライベートデータは、内部通信システム５２の外部では利用できないデータである。プライベートデータは、井戸番号、側部、区画井戸ヘッド圧力、ダウンホール圧力、温度、流量、含水率、ガス流量、油量、閉塞部位置、および他の井戸に関連するコンポーネントデータを含むことができる。アクセス可能なデータは、内部通信システム５２の外部でアクセス可能なデータである。アクセス可能なデータは、無制限データと、特定の関連するコンポーネントデータとの両方を含むことができる。無制限データは、電圧、電流、通信エラー、モータＲＰＭ、リニアアクチュエータ位置、および他の、井戸以外のデータを含むコンポーネントヘルスチェック情報など、一般に第三者にアクセス可能かつ利用可能なデータである。本開示の実施形態では、関連するコンポーネントデータが単一またはグループのダウンホールコンポーネントに何らかの形で関連付けられ、そのような特定のコンポーネントに特に関連する限定された井戸データを含む。関連コンポーネントデータは、井戸データの全て、またはコンポーネントデータの全てを含むわけではなく、特定の識別されたコンポーネントの品質管理および性能監視に関連するものとして事前に設定されたデータのみを含む。全てのアクセス可能なデータは、情報のみとして提供され、アクセス可能なデータにアクセスが許可されたことに関連してコンポーネントの制御又は他の制御は与えられない。
【００４３】
制御パネル５０は、回収可能なハードウェア３０をローカルに制御するためにも使用することができる。例えば、回収可能なハードウェア３０がバルブまたはアクチュエータを含む場合、制御パネル５０を使用して、そのようなバルブまたはアクチュエータを開位置と閉位置との間で移動させることができる。
【００４４】
第三者が回収可能なハードウェア３０からの特定のデータへのアクセスが可能とするために、インテリジェント仕上げシステム１０は、アクセス可能なリモートアクセスインターフェース５４を含むことができる。リモートアクセスインターフェース５４は、内部通信システム５２およびアンビリカル２４を介して、回収可能なハードウェア３０と通信する。したがって、アンビリカル２４は、仕上げカップリング４０と、内部通信システム５２およびリモートアクセスインターフェース５４の両方との間の通信を提供することができる。リモートアクセスインターフェース５４は公開されたアーキテクチャを有し、ダウンホールアセンブリからのアクセス可能なデータのみのアクセスを可能にする。
【００４５】
リモートアクセスインターフェース５４は、許可されたユーザが離れた場所からデータにアクセスすることを可能にすることができる。リモートアクセスインターフェース５４は、回収可能なハードウェア３０および他のダウンホール機器からのアクセス可能なデータとインターフェースで接続できるハードウェアおよびソフトウェアを含むことができる。リモートアクセスインターフェース５４は例えば、回収可能なハードウェア３０および他のダウンホール機器からの情報にアクセスするための、世界中の任意の場所に配置されたコンピュータおよび関連ソフトウェアを含むことができる。
【００４６】
リモートアクセスインターフェース５４は回収可能なハードウェア３０の制御を提供しないが、外部監視を提供する。この方法で、オペレータはインテリジェント仕上げシステム１０の操作および地下井戸１２の開発の完全な制御を保持しながら、第三者に一定のアクセス可能なデータを提供する。一例として、コンポーネント開発者は自分の開発したコンポーネントに関連する関連コンポーネントデータにアクセスすることができ、その結果、開発者はコンポーネントの性能を評価することができ、コンポーネントがサービス中である間にそのようなコンポーネントの問題を修正することができ、提供された関連コンポーネントデータを利用して、そのようなコンポーネントの今後のバージョンを改善することができる。これは、一旦開発されたコンポーネントが試運転されると、コンポーネント開発者が開発されたコンポーネントに関する情報へのアクセスを制限されるか、または全くアクセスできなくなる、現在のシステムに勝る著しい利点である。本出願の実施形態では、コンポーネントの有効寿命の間、開発者は、委託後に、開発したコンポーネントに関する関連コンポーネントデータへのアクセスが維持される。
【００４７】
操作の一例では地下井戸１２を地下井戸１２内に永続的に設置するための井戸仕上げコンポーネント２０を有する通常の方法で仕上げることができ、これらは独自の仕様であり、クローズドアーキテクチャを有する。回収可能なハードウェア３０を仕上げ品に含め、接続システム３２を用いて井戸仕上げコンポーネント２０に固定することができる。回収可能なハードウェア３０は、仕上げカップリング３２を介してアンビリカル２４と信号通信することができる。アンビリカル２４は内部通信システム５２の両方に、回収可能なハードウェア３０からのアクセス可能なデータおよびプライベートデータをクローズドアーキテクチャで提供することができ、回収可能なハードウェア３０からのアクセス可能なデータのみを、オープンまたは公開されたインターフェースを有するリモートアクセスインターフェース５４に提供することができる。
【００４８】
回収可能なハードウェア３０が故障または保守または更新が望まれる場合、回収可能なハードウェア３０は複数のサプライヤーによって開発可能であり、回収可能で、交換可能であり、かつ複数のサプライヤーによって開発可能な技術と交換可能である。新しいまたは改良されたデータ評価技術が望まれる場合、リモートアクセスインターフェース５４は共に使用されるハードウェアおよびソフトウェアの開発および適用のために、回収可能なデータからデータを提供するために、複数の当事者へのアクセスを提供することができる。
【００４９】
したがって、本開示の実施形態は複数の開発者がより短いリードタイムで、より低コストで、より高機能なシステムを提供できるように標準化されたオープンまたは公開アーキテクチャインターフェースを提供する。次に、新しい回収可能なハードウェア３０を、井戸耐久性試験および適格性確認なしに設計することができ、したがって、インテリジェント仕上げコンポーネントの開発のための障壁を低減することができる。コンポーネントの障害は、システムの障害を引き起こさない。回収可能なハードウェア３０の回収可能性は、新製品開発プロセスのための現場試験環境を作り出す。この製品試験により製品開発サイクルが加速し、製品開発時間全体が短縮される。
【００５０】
例示的な実施形態では、マルチゾーン井戸を含むインテリジェント仕上げが単純なコンポーネントは永続的であり、複雑なコンポーネントが経済的に回収可能であるように構成することができる。回収可能なハードウェア３０の標準化は、複数の開発者がより短いリードタイムで、より低コストでより高機能のシステムを配信することを可能にする。
【００５１】
したがって、本明細書に記載される実施形態は目的を実行し、記載された目的および利点、ならびにその中に固有の他の目的および利点を達成するように十分に適合される。開示の目的で特定の実施形態を説明してきたが、所望の結果を達成するための手順には多くの変更が存在する。これらおよび他の類似の修正は、当業者に容易に示唆され、本明細書の開示範囲および添付の特許請求の範囲内に包含されることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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