СКВАЖИННАЯ СВЯЗЬ
BOREHOLE COMMUNICATION

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к способу и системе связи или обнаружении в скважине, применяемой в частности, но не исключительно, для передачи информации на скважинный инструмент и/или со скважинного инструмента в нефтяных или газовых скважинах.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
После формирования нефтяной или газовой скважины обычно в скважине устанавливают оборудование заканчивания для управления с поверхности добычей углеводородных текучих сред из нефтегазоносного пласта, окружающего скважину. Оборудование заканчивания может содержать колонну скважинных инструментов, соединенную эксплуатационной колонной насосно-компрессорных труб с поверхностью. Скважинные инструменты обычно являются устройствами, регулирующими дебит или циркуляцию, например, пакерами, нагнетательными муфтами, эксплуатационными муфтами и т.п. Такие скважинные инструменты обычно активируют механически с применением толкателя, прикрепленного к рабочей колонне, открывая, закрывая или иначе переключая положения скользящих втулок.
Обычно толкатель спускают в скважину на рабочей колонне, проходящей через оборудование заканчивания, для механического приведения в действие различных скважинных инструментов в требуемой последовательности. Для механического приведения в действие скважинного инструмента, толкателем манипулируют (с помощью рабочей колонны) с поверхности. Обычно, приведение в действие получают с блокированием толкателя на профилях, созданных на скважинных инструментах и вытягивания (натяжения рабочей колонны), проталкивания (сжатия рабочей колонны), выбивания или вращения рабочей колонны, передающей необходимое усилие или удар на скважинный инструмент, с которым колонна сцеплена.
Понятно, что точное управление операциями толкателя может сталкиваться с трудностями, в особенности, когда толкатель расположен на конце рабочей колонны длиной в более километров и/или, когда толкатель расположен в горизонтальной или наклонно-направленной скважине с большим углом наклона. В данных ситуациях обычно невозможно точно установить на поверхности, приведен в действие инструмент или нет. Дополнительным недостатком данных обычных толкателей является сложность в эксплуатации. Например, выбивание яссом вниз или посадка, обуславливающие сжатие рабочей колонны, создают риски, заклинивания рабочей колонны на других скважинных инструментах или посадки на не предназначенный для этого компонент с некоторой силой, вызывая повреждения.
Принимая во внимание вышеупомянутые проблемы, связанные с применением обычных толкателей, заявитель разработал способ управления скважинным инструментом, описанный в заявке совместного рассмотрения UK patent application no. 1205985.3, в которой рабочую колонну сначала спускают в скважину без приведения в действие скважинных инструментов. Рабочую колонну затем применяют для управления функционированием множества скважинных инструментов в требуемой последовательности при ее подъеме из скважины, поддерживая натяжение колонны. Данный способ может давать оператору на поверхности более достоверную индикацию местоположения толкателя и более точную регистрацию работ, выполненных с применением толкателя, поскольку каждое действие требует подтвержденного шага для выполнения последующей операции. Такая система не дает, вместе с тем, безусловного подтверждения, что толкателем действительно приведена в действие или переключена скользящая втулка конкретного скважинного инструмента. Кроме того, такая система не дает информации о количественных параметрах срабатывания скользящей втулки конкретного скважинного инструмента или ее смещения.
В технике известно применение меток радиочастотной идентификация (RFID) в нефтяных и газовых скважинах для передачи информации между наземным оборудованием и скважинным инструментом. При том, что метки радиочастотной идентификации могут не иметь встроенного источника питания или батареи, такие метки радиочастотной идентификации включают в себя активные электронные устройства (т.e. один или более электронных приборов, выполненных с возможностью управления потоком электронов или электрическим током) для сохранения и передачи информации на считыватель меток. Такие метки радиочастотной идентификации обычно включают в себя запоминающее устройство, например, запоминающее устройство, образованное на интегральной схеме (ИС), для сохранения информации, например, бинарного кода, который однозначно идентифицирует метку радиочастотной идентификации.
Например, известно применение устройств и способов радиочастотной идентификации "Типа I", где метку радиочастотной идентификации устанавливают вместе со скважинным инструментом, в скважине, или метку заделывают в инструмент. Считыватель радиочастотной идентификация затем спускают или перемещают на забой скважины, выполняя проход мимо метки радиочастотной идентификации. В ответ на считывание информации с метки радиочастотной идентификации считыватель радиочастотной идентификации может связываться напрямую со скважинным инструментом, обеспечивая выполнение скважинным инструментом скважинных операций. Альтернативно, считыватель радиочастотной идентификации можно включить в состав толкателя, который спускается или перемещается на забой скважины и который выполнен так, что, реагируя на информацию, считываемую с метки считывателем радиочастотной идентификации, толкатель действует на скважинный инструмент и обеспечивает выполнение скважинным инструментом операции в скважине. Дополнительно или альтернативно, считыватель радиочастотной идентификации может сообщать о факте присутствия метки радиочастотной идентификации на контроллер на поверхности. Например, считыватель радиочастотной идентификации может сообщать о факте присутствия метки радиочастотной идентификации на контроллер на поверхности по кабелю, такому как каротажный кабель или т.п., который несет считыватель радиочастотной идентификации, или считыватель радиочастотной идентификации может сообщать о факте присутствия метки радиочастотной идентификации на контроллер на поверхности по рабочей колонне, с которой считыватель радиочастотной идентификации соединен. При этом, применяя технологию радиочастотной идентификации "Типа I" можно обеспечивать поддержание двусторонней связи между скважинным инструментом и контроллером на поверхности. Данное может не только давать функциональную возможность приведения в действие скважинного инструмента, но может также обеспечивать доступ в режиме реального времени к данным скважинных измерений, например, данным каротажа.
Также известны устройства и способы радиочастотной идентификации "Типа II", где считыватель радиочастотной идентификации устанавливают вместе со скважинным инструментом или встраивают в такой инструмент, установленный в скважину. Метку радиочастотной идентификации затем сбрасывают или подают насосом на забой скважины, где считыватель радиочастотной идентификации считывает хранящуюся информацию с метки радиочастотной идентификации и в ответ приводит в действие скважинный инструмент, при этом обеспечивая выполнение скважинным инструментом скважинных операций.
Метки радиочастотной идентификации могут отбирать энергию из электромагнитного поля, генерируемого считывателем радиочастотной идентификации, и сохранять отобранную энергию в виде заряда на электрической емкости, установленной в метке радиочастотной идентификации. Заряд затем используется для электропитания метки радиочастотной идентификации для беспроводной передачи информации, сохраненной в запоминающем устройстве метки радиочастотной идентификации на считыватель радиочастотной идентификации. Например, метка радиочастотной идентификации может индуктивно связывать сохраненную информацию со считывателем радиочастотной идентификации и/или может передавать сохраненную информацию на считыватель радиочастотной идентификации, как электромагнитный сигнал посредством радиосвязи. В любом случае метка радиочастотной идентификации осуществляет беспроводную передачу сохраненной информации на считыватель радиочастотной идентификации с помощью модуляции гармонически варьирующийся электромагнитного поля. Например, известна модуляция меткой радиочастотной идентификации амплитуды или частоты гармонически варьирующийся электрического несущего сигнала согласно сигналу, несущему информацию полосы модулирующих частот, и передача модулированного электрического несущего сигнала на антенну метки радиочастотной идентификации для беспроводной передачи информации, сохраненной в запоминающем устройстве метки радиочастотной идентификации на считыватель радиочастотной идентификации. Соответственно, такие способы связи в скважине с применением радиочастотной идентификации требуют от считывателя радиочастотной идентификации и метки радиочастотной идентификации иметь в составе активные электронные устройства, например, активные интегральные электронные схемы для модуляции электрического несущего сигнала. Активные электронные устройства могут, вместе с тем, быть подвержены отказам в тяжелых условиях окружающей среды нефтяной и газовой скважины. Например, серийно производимые и имеющиеся в продаже метки радиочастотной идентификации, а также считыватели меток радиочастотной идентификации, обычно имеют расчетную рабочую температуру только до 150°C и могут выходить из строя или иметь ограниченный эксплуатационный ресурс при температурах выше 150°C. Данное весьма важно для меток радиочастотной идентификации или считывателей меток радиочастотной идентификации, которые устанавливают в нефтяных или газовых скважинах, поскольку эксплуатационный ресурс скважины может составлять много лет. Следовательно, применение технологии радиочастотной идентификации может быть исключено, или надежность технологии радиочастотной идентификации может являться ограниченной при таких температурах.
Кроме того, с увеличением температуры заряд, сохраняющийся на электрической емкости метки радиочастотной идентификации, может рассеиваться быстрее, при этом уменьшается временной период, в течение которого метка радиочастотной идентификации может осуществлять беспроводную передачу информации, сохраняющейся в запоминающем устройстве метки радиочастотной идентификации, на считыватель радиочастотной идентификации. Практически, данное может дополнительно сужать диапазон рабочих температур.
Соответственно, в варианте технологии радиочастотной идентификации типа II, обычно сбрасывают или подают насосом многочисленные метки радиочастотной идентификации на забой скважины для увеличения вероятности беспроводной передачи информации, сохраняющейся на по меньшей мере одной из меток радиочастотной идентификации на считыватель радиочастотной идентификации для приведения в действие скважинного прибора, например, скважинного инструмента. Даже тогда приведение в действие скважинного прибора может не являться достаточно надежным и зависит от рабочей температуры.
Также известно применение индуктивной скважинной связи для беспроводной передачи данных через барьер давления между отличающимися корпусными частями колонны скважинного инструмента. Например, в патенте US 6,021,095 под названием "Method and Apparatus for Remote Control of Wellbore End Devices" раскрыта беспроводная передача данных в аксиальном направлении на интервале барьера давления между отличающимися корпусными частями колонны скважинного инструмента с помощью модуляции гармонически варьирующийся электромагнитного поля, наведенного между первой индукционной катушкой, установленной в первой части кожуха колонны скважинного инструмента и второй индукционной катушкой, установленной во второй части кожуха колонны скважинного инструмента.
Также известно применение группы электромагнитов в скважине для перемещающихся по проходному каналу объектов, вдоль которого электромагниты расположены. Например, в патенте US 2008/0053662 под названием "Electrically Operated Well Tools" раскрыт функциональный элемент, который включает в себя группу постоянных магнитов и который перемещается по проходному каналу, с применением группы электромагнитов, расположенных по проходному каналу. Аналогично, в патенте US 2008/0202768 под названием "Device для Избирательного Movement of Well Tools and also a Method of Using Same" раскрыт перемещающийся обратный клапан, который содержит намагничивающийся материал и который перемещается по проходному каналу с применением группы электромагнитов, расположенных по длине сквозного канала.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Следует понимать, что один или более элементов, например, возможных элементов, определенных для любого из следующих аспектов настоящего изобретения, можно применять индивидуально или в любой комбинации для одного или нескольких других аспектов настоящего изобретения.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения создана система или устройство для применения в скважине для связи или обнаружения, содержащая:
скважинное устройство, образующее проходной канал; и
первичный элемент и вторичный элемент,
при этом один из первичного и вторичного элементов оборудован на скважинном устройстве, и другой из первичного и вторичного элементов оборудован в проходном канале, и первичный и вторичный элементы выполнены с возможностью связывания посредством электромагнитного поля между ними.
Электромагнитное поле может содержать магнитное поле и/или электрическое поле. Такая система может являться предпочтительной для применения в определении показателя связывания электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами.
Вторичный элемент можно выполнить создающим характеристическое электромагнитное поле. Вторичный элемент может иметь геометрию и/или его можно выполнить из одного или более материалов, выбранных для создания характеристического электромагнитного поля.
Вторичный элемент можно выполнить создающим электромагнитное поле, связанное между первым и вторым элементами, с одним или более характеристическими признаками.
Вторичный элемент может иметь геометрию и/или его можно выполнить из одного или более материалов, выбранных для создания электромагнитного поля, связанного между первым и вторым элементами, с одним или более характеристическими признаками.
Обнаружение связанного электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами, имеющего один или более признаков которые являются характеристичными для вторичного элемента или ассоциированными с ним, может обеспечивать обнаружение сближения вторичного элемента к первичному элементу.
Вторичный элемент может не иметь функциональной возможности электрического управления потоком электронов или электрическим током.
Вторичный элемент может являться пассивным электронным устройством.
В отличие от известных меток радиочастотной идентификации для применения в скважинных системах связи такая система не основана на модуляции электрического несущего сигнала, например гармонического электрического несущего сигнала сигналом, несущим информацию полосы модулирующих частот. Соответственно, в отличие от известной метки радиочастотной идентификации, для вторичного элемента нет требования включения в его состав активного электронного устройства для модуляции электрического несущего сигнала.
Также для вторичного элемента нет требования включения в его состав активного электронного устройства для сохранения информации, например, кода в запоминающем устройстве. Соответственно, вторичный элемент можно выполнить, применяя обеспечивающую устойчивость и прочность технологию, способным надежно функционировать при температурах выше 150°C. В частности, для вторичного элемента нет требования включения в его состав чувствительной к температуре полупроводниковой схемы. Кроме того, вследствие отсутствия активного электронного устройства во вторичном элементе, нет требования хранения энергии во вторичном элементе, что в ином случае требуется для питания активных электронных устройств. Следовательно, по сравнению с системой радиочастотной идентификации, система изобретения может иметь более широкий диапазон рабочих температур.
В отличие от известных систем, содержащих группу электромагнитов для перемещения объектов по проходному каналу, вдоль которого электромагниты расположены, система настоящего изобретения выполнена для применения с поддержанием связи в скважине. В частности, система настоящего изобретения выполнена для обнаружения и/или подтверждения связывания электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами. Такая система может обеспечивать индикацию сближения первичного и вторичного элементов.
Вторичный элемент можно оборудовать на скважинном устройстве, которое образует проходной канал. Первичный элемент можно установить или расположить в проходном канале скважинного устройства. Первичный элемент можно оборудовать на инструменте, развертываемом через проходной канал скважинного устройства. Развертываемый инструмент может перемещаться по проходному каналу скважинного устройства, при этом первичный элемент проходит вторичный элемент. Такая система может исключать требование расположения активного электронного устройства в скважине со скважинным устройством. Данное может являться предпочтительным в случае, где скважинное устройство должны устанавливать в скважине на длительное время, например, на один год или более лет.
Первичный элемент можно оборудовать на скважинном устройстве, которое образует проходной канал. Вторичный элемент можно установить или расположить в проходном канале скважинного устройства. Вторичный элемент можно оборудовать на инструменте, развертываемом через проходной канал скважинного устройства. Развертываемый инструмент может перемещаться по проходному каналу скважинного устройства так, что вторичный элемент проходит первичный элемент. Вторичный элемент можно выполнить сбрасываемым, подаваемым насосом или иначе перемещаемым по проходному каналу скважинного устройства так, что вторичный элемент проходит первичный элемент.
Скважинное устройство может содержать скважинный инструмент.
Развертываемый инструмент может содержать толкатель для приведения в действие скважинного инструмента.
В варианте применения в соединении со скважинным инструментом система может являться предпочтительной для применения в измерении показателя связывания электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами и любых изменений, возникающих в нем после приведения в действие и/или прекращения действия скважинного инструмента. Такую систему можно применять для обнаружения присутствия скважинного инструмента. Такую систему можно применять для обеспечения прямого подтверждения состояния скважинного инструмента до, во время и/или после приведения в действие и/или прекращения действия скважинного инструмента.
Систему можно выполнить измеряющей любой показатель связывания электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами, в том числе в случае, где первичный и вторичный элементы полностью разъединены, и показатель связывания электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами равен нулю.
Скважинное устройство можно выполнить по меньшей мере для одного из следующего: нагнетания текучей среды, обработки пласта для интенсификации притока, гидроразрыва пласта и эксплуатации.
Электромагнитное поле может содержать меняющееся во времени магнитное поле.
Связывание электромагнитного поля может представлять собой индуктивную связь первичного и вторичного элементов.
Переменный электрический сигнал можно передавать на первичный элемент. Когда первичный элемент достаточно сближается с вторичным элементом, сигнал может возбуждать переменный ток во вторичном элементе. Вторичный элемент можно выполнить обеспечивающим характеристическую частотную реакцию, которая накладывается на наведенный переменный ток и связывается с первичным элементом. Переменный ток, наведенный в первичном элементе можно обнаруживать и анализировать. Переменный ток, наведенный в первичном элементе, может представлять характеристическую частотную реакцию вторичного элемента или зависеть от нее. При этом первичный элемент можно применять для считывания информации с вторичного элемента.
Электромагнитное поле может представлять собой изменяющееся во времени электрическое поле.
Связывание электромагнитного поля может представлять собой емкостную связь первичного и вторичного элементов.
Электромагнитное поле может представлять собой статическое магнитное поле.
Электромагнитное поле может представлять собой статическое электрическое поле.
Первичный элемент может представлять собой первичный электромагнитный элемент.
Вторичный элемент может представлять собой вторичный электромагнитный элемент.
Первичный и вторичный элементы можно выполнить для совмещения вдоль радиального направления относительно продольной оси, образованной проходным каналом скважинного устройства.
Первичный и вторичный элементы можно расположить для связывания электромагнитного поля между ними вдоль радиального направления относительно продольной оси, образованной проходным каналом скважинного устройства.
Первичный и вторичный элементы можно выполнить для связывания электромагнитного поля на частоте в диапазоне 10 кГц - 1 MГц, 50 кГц - 500 кГц или 100 кГц - 150 кГц.
Связывание электромагнитного поля является возможным в таких частотных диапазонах через любые скважинные текучие среды, которые могут присутствовать между первичным и вторичным элементами.
Система может содержать контроллер.
Контроллер может иметь электрическое соединение с первичным элементом.
Контроллер можно выполнить генерирующим и передающим электрический сигнал на первичный элемент.
Контроллер можно выполнить измеряющим электрический сигнал, имеющий место на первичном элементе.
Контроллер можно выполнить определяющим показатель связывания электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами по измеренному электрическому сигналу.
Контроллер можно выполнить определяющим показатель связывания электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами согласно частотному спектру измеренного электрического сигнала.
Контроллер можно выполнить определяющим показатель связывания электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами согласно форме частотного спектра измеренного электрического сигнала.
Контроллер можно выполнить определяющим показатель связывания электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами согласно резонансному признаку в частотном спектре измеренного электрического сигнала.
Контроллер можно выполнить определяющим показатель связывания электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами согласно резонансному максимуму или падению в частотном спектре измеренного электрического сигнала.
Контроллер можно выполнить определяющим показатель связывания электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами согласно форме или коэффициенту добротности резонансного признака.
Контроллер можно выполнить определяющим показатель связывания электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами согласно частоте резонансного признака.
Контроллер можно выполнить регистрирующим определенный показатель связывания электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами в запоминающем устройстве.
Развертываемый инструмент может содержать контроллер.
Скважинное устройство может содержать контроллер.
Контроллер можно выполнить поддерживающим связь с оборудованием на поверхности.
Контроллер можно устанавливать на поверхности.
Система может содержать источник электропитания для контроллера.
Развертываемый инструмент может содержать источник электропитания.
Скважинное устройство может содержать источник электропитания.
Развертываемый инструмент, который содержит контроллер, источник электропитания и первичный элемент, можно применять для зондирования или определения состояния скважинного устройства, например, скважинного инструмента.
Первичный элемент может содержать изолированный проводник.
Первичный элемент может содержать медь.
Первичный элемент может содержать электропроводный виток, петлю, спираль или кольцо.
Первичный элемент может содержать множество электропроводных витков, петель, спиралей или колец.
Множество электропроводных витков, петель, спиралей или колец можно электрически соединять последовательно. При этом, когда электрический ток подается на такое множество электропроводных витков, петель, спиралей или колец, каждое из витков, петель, спиралей или колец генерирует соответствующее электромагнитное поле в одно время.
Множество электропроводных витков, петель, спиралей или колец можно электрически соединять параллельно.
Первичный элемент может являться спиральным.
Первичный элемент может содержать индукционную катушку из изолированного провода.
Первичный элемент может иметь геликоидальную конфигурацию.
Первичный элемент может проходить по окружности вокруг развертываемого инструмента.
Первичный элемент может проходить полностью вокруг развертываемого инструмента. При этом можно улучшить напряженность поля любой электромагнитного связывания между первичными и вторичными элементами. При этом можно обеспечивать связывание электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами, если вторичный элемент по окружности является прерывающимся.
Первичный элемент может проходить частично вокруг развертываемого инструмента.
Первичный элемент можно располагать по спирали вокруг развертываемого инструмента.
Первичный элемент можно располагать по спирали вокруг участка корпуса развертываемого инструмента. Такую ориентацию первичного элемента можно применить на развертываемом инструменте, исключая нецелесообразное увеличение радиального габарита развертываемого инструмента.
Первичный элемент можно инкапсулировать в герметизирующий компаунд. Инкапсулирование первичного элемента может обеспечивать защиту первичного элемента от среды, окружающей первичный элемент.
Система может содержать основной корпус.
Развертываемый инструмент может содержать основной корпус.
Скважинное устройство может содержать основной корпус.
Первичный элемент можно размещать в основном корпусе.
Основной корпус может обеспечивать механическую защиту первичного элемента.
Основной корпус можно заполнять герметизирующим компаундом. Заполнение основного корпуса герметизирующим компаундом может обеспечивать закрепление для основного корпуса и обеспечивать улучшенную защиту первичного элемента от окружающей среды и механических воздействий.
Герметизирующий компаунд может содержать эпоксидный или эластомерный компаунд.
Основной корпус может содержать по существу трубчатый базовый элемент и по существу трубчатый элемент защитной крышки.
Первичный элемент можно навивать вокруг базового элемента.
По меньшей мере часть основного корпуса может являться проницаемой для электромагнитного поля при частоте в диапазоне 10 кГц - 1 МГц, 50 кГц - 500 кГц или 100 кГц - 150 кГц.
Основной корпус может содержать полиэфирэфиркетон (ПЭЭК). Будучи также относительно проницаемым для электромагнитного поля в частотном диапазоне электромагнитного поля, ПЭЭК является относительно инертным материалом и его можно формовать и/или подвергать станочной обработке.
Первичный элемент может проходить вокруг оси, расположенной радиально относительно продольной оси скважинного устройства. Такая ориентация первичного элемента может служить для генерирования магнитного поля, которое направлено радиально наружу к вторичному элементу скважинного устройства. Данное может служить для улучшения связывания электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами.
Первичный элемент можно выполнять отдельно от развертываемого инструмента и затем устанавливать с прилеганием вокруг развертываемого инструмента.
Первичный элемент можно выполнять отдельно от скважинного устройства и затем устанавливать с прилеганием вокруг проходного канала, образованного скважинным устройством.
Первичный элемент можно выполнить на подложке.
Подложка может являться по существу планарной.
Подложка может являться электроизолирующей.
Подложка может являться гибкой.
Применение гибкой подложки может обеспечивать подложке проход или установку с прилеганием вокруг не планарной геометрической формы, соответствие или согласование с ней.
Подложку можно выдвигать или устанавливать с прилеганием вокруг развертываемого инструмента.
Подложку можно выдвигать или устанавливать с прилеганием вокруг базового элемента основного корпуса.
Подложку можно выдвигать или устанавливать с прилеганием вокруг проходного канала, образованного скважинным устройством.
Подложка может являться жесткой.
Первичный элемент можно выполнить с помощью печати, формования рисунка, осаждения или иного нанесения электропроводного материала на подложку.
Первичный элемент может содержать электропроводный путь или дорожку, образованную на подложке.
Первичный элемент может иметь, по существу, криволинейную конфигурацию.
Первичный элемент может иметь спиральную конфигурацию.
Каждый виток первичного элемента может иметь кривизну, которая увеличивается в направлении к центру первичного элемента.
Каждый виток первичного элемента может содержать одну или более прямолинейных частей. Каждый виток, петля, спираль или кольцо первичного элемента может проходить вокруг отличающейся оси, где каждая ось расположена вдоль своего индивидуального радиального направления относительно продольной оси развертываемого инструмента. Вторичный элемент может проходить по окружности вокруг проходного канала скважинного устройства.
Вторичный элемент может проходить полностью вокруг проходного канала скважинного устройства. Данное может повышать напряженность связывания электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами. Данное может обеспечивать связывание электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами если первичный элемент имеет прерывание по окружности.
Вторичный элемент может проходить частично вокруг проходного канала скважинного устройства.
Вторичный элемент может содержать изолированный проводник.
Вторичный элемент может содержать медь.
Вторичный элемент может содержать изолированный провод.
Вторичный элемент может являться спиральным.
Вторичный элемент может содержать индукционную катушку.
Вторичный элемент может иметь геликоидальную конфигурацию.
Вторичный элемент можно располагать по спирали вокруг проходного канала скважинного устройства.
Вторичный элемент может содержать электрическую емкость.
Электрическую емкость можно подключать между двумя концами изолированного проводника.
Вторичный элемент может содержать конденсатор.
Конденсатор можно подключать между двумя концами изолированного проводника.
Вторичный элемент можно инкапсулировать в герметизирующий компаунд.
Система может содержать вспомогательный корпус.
Скважинное устройство может содержать вспомогательный корпус. Вторичный элемент можно размещать во вспомогательном корпусе.
Вспомогательный корпус можно заполнять герметизирующим компаундом.
Герметизирующий компаунд может содержать эпоксидный или эластомерный компаунд.
Вспомогательный корпус может содержать по существу трубчатый базовый элемент и по существу трубчатый элемент защитной крышки. Базовый элемент и элемент защитной крышки могут образовывать между собой по существу кольцевую полость. Радиальную протяженность кольцевой полости можно выбрать такой, что, когда скважинное устройство содержит вспомогательный корпус, связывание электромагнитного поля между вторичным элементом и участком корпуса скважинного устройства исключается или по меньшей мере уменьшается. Такое связывание электромагнитного поля может изменять любое связывание электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами. Данное может затруднять измерение показателя связывания электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами по частотному спектру измеренного электрического сигнала.
Развертываемый инструмент может содержать вспомогательный корпус.
Вторичный элемент можно навивать вокруг базового элемента.
По меньшей мере часть вспомогательного корпуса может являться проницаемой для электромагнитного поля при частоте в диапазоне 10 кГц - 1 МГц, 50 кГц - 500 кГц, или 100 кГц - 150 кГц.
Вспомогательный корпус может содержать полиэфирэфиркетон (ПЭЭК).
Вторичный элемент может проходить вокруг оси, расположенной радиально относительно продольной оси скважинного устройства.
Вторичный элемент можно выполнять отдельно от скважинного устройства и затем устанавливать с прилеганием вокруг проходного канала скважинного устройства.
Вторичный элемент можно выполнять отдельно от развертываемого инструмента и затем устанавливать с прилеганием вокруг развертываемого инструмента.
Вторичный элемент можно выполнить на подложке.
Подложка может являться по существу планарной.
Подложка может являться электроизолирующей.
Подложка может являться гибкой.
Применение гибкой подложки может обеспечивать подложке проход или установку с прилеганием вокруг не планарной геометрической формы, соответствие или согласование с ней.
Подложку можно выдвигать или устанавливать с прилеганием вокруг проходного канала скважинного устройства.
Подложку можно выдвигать или устанавливать с прилеганием вокруг базового элемента вспомогательного корпуса.
Подложку можно выдвигать или устанавливать с прилеганием вокруг развертываемого инструмента.
Подложка может являться жесткой.
Вторичный элемент можно выполнить с помощью печати, формования рисунка, осаждения или иного нанесения электропроводного материала на подложку.
Таким способом изготовления легче управлять, чем способом намотки. Данный способ может улучшить однородность и/или точность резонансных признаков и частот, связанных с амплитудно-частотным откликом вторичного элемента.
Вторичный элемент может содержать электропроводный путь или дорожку, образованную на подложке.
Вторичный элемент может иметь по существу криволинейную конфигурацию.
Вторичный элемент может иметь спиральную конфигурацию.
Вторичный элемент может содержать один или более витков.
Каждый виток вторичного элемента может иметь кривизну, которая увеличивается в направлении к центру вторичного элемента.
Каждый виток вторичного элемента может содержать одну или более прямолинейных частей.
Электрическую емкость можно образовывать на подложке.
Подложка может содержать диэлектрический материал.
Подложка может содержать слой диэлектрического материала.
Подложка может содержать электропроводный слой, который отделен от электропроводного пути или дорожки слоем диэлектрического материала для образования заданной электрической емкости между двумя концами электропроводного пути или дорожки.
Подложка может содержать диэлектрический материал.
Подложка может содержать электропроводную коммутационную плату.
Коммутационную плату может отделять от электропроводного пути или дорожки толщина подложки.
Вторичный элемент может содержать электропроводный контактный столбик, образованный на подложке.
Контактный столбик можно подключать к одному концу электропроводного пути или дорожки.
Контактный столбик может образовывать удлинение или участок электропроводного пути или дорожки.
Контактный столбик может образовывать участок электропроводного пути или дорожки, имеющий ширину больше, чем у оставшегося электропроводного пути или дорожки.
Контактный столбик можно выполнить интегральным с электропроводным путем или дорожкой.
Другой конец электропроводного пути или дорожки можно подключать к коммутационной плате через подложку для образования заданной электрической емкости между контактным столбиком и коммутационной платой. Такая электрическая емкость может являться более прочной и поэтому менее подверженной повреждениям или изменению в агрессивной окружающей среде внутри скважины, чем конденсаторный компонент, например, установленный на поверхности конденсаторный компонент.
Подложка может нести конденсаторный компонент, который подключен между двумя концами электропроводного пути или дорожки, образованной на подложке.
Подложка может нести установленный на поверхности конденсатор.
Вторичный элемент может содержать электропроводное кольцо.
Кольцо может содержать металл.
Кольцо может проходить вокруг проходного канала скважинного устройства.
Кольцо может образовывать кольцевой участок скважинного устройства.
Вторичный элемент можно выполнить так, что связывание электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами, как функция частоты электрического сигнала, приложенного к первичному элементу, обеспечивает соответствующий измеренный электрический сигнал на первичном элементе, имеющий характеристический частотный спектр. Другими словами, вторичный элемент можно выполнить имеющим характеристическую частотную реакцию.
Заданный частотный спектр может иметь заданную форму.
Заданный частотный спектр может включать в себя резонансный признак, имеющий заданную форму.
Резонансный признак может содержать резонансный максимум или минимум.
Резонансный признак может иметь заданный коэффициент добротности.
Резонансный признак может иметь заданную резонансную частоту.
Заданную резонансную частоту можно задавать для определенной температуры и/или давления, которые воздействуют на вторичный элемент.
Материал и/или геометрию вторичного элемента можно выбирать обеспечивающими вторичному элементу характеристическую частотную реакцию. Результатом этого может являться измеренный электрический сигнал на первичном элементе, имеющий характеристический частотный спектр.
Электрическую емкость вторичного элемента можно выбирать обеспечивающими вторичному элементу характеристическую частотную реакцию.
Система может содержать третичный элемент.
Третичный элемент может содержать любой из признаков, которые может содержать первичный элемент.
Третичный элемент можно оборудовать с первичным элементом, но можно электрически изолировать от первичного элемента и выполнить независимым от него.
Третичный элемент можно связывать с электромагнитным полем, которое связано между первичным и вторичным элементами.
Такой третичный элемент может по меньшей мере частично изолировать электрический сигнал, индуцированный в третичном элементе от электрического сигнала, приложенного к первичному элементу. Данное может уменьшать электрический шум, индуцированный в третичном элементе, при этом улучшая точность измерения.
Третичный элемент может проходить по окружности или по спирали относительно продольной оси развертываемого инструмента. Первичный элемент может содержать множество электропроводных витков, петель, спиралей или колец, электрически соединенных последовательно, причем каждый виток, петля, спираль или кольцо первичного элемента может проходить вокруг отличающейся оси, каждую ось можно расположить вдоль своего индивидуального радиального направления относительно продольной оси развертываемого инструмента, и каждый виток, петлю, спираль или кольцо первичного элемента может являться вытянутым в аксиальном направлении относительно продольной оси развертываемого инструмента.
Наоборот, первичный элемент может проходить по окружности или по спирали относительно продольной оси развертываемого инструмента. Третичный элемент может содержать множество электропроводных витков, петель, спиралей или колец, причем электропроводные витки, петли, спирали или кольца третичного элемента можно электрически соединить последовательно, каждый виток, петлю, спираль или кольцо третичного элемента может проходить вокруг отличающейся оси, при этом каждая ось расположена вдоль своего индивидуального радиального направления относительно продольной оси развертываемого инструмента, и каждый виток, петлю, спираль или кольцо третичного элемента может являться вытянутым в аксиальном направлении относительно продольной оси развертываемого инструмента.
Такие устройства первичных и третичных элементов могут означать, что электромагнитное поле, связанное от первичного элемента, является по существу ортогонально направленным относительно электромагнитного поля, связанного с третичным элементом. В данном случае без индукции вначале переменного тока во вторичном элементе можно дополнительно уменьшать любые перекрестные помехи сигнала от первичного элемента напрямую на третичный элемент. Данное может уменьшать шум на сигнале, индуцированном в третичном элементе, при этом улучшая точность измерения.
Третичный элемент можно подключать к контроллеру.
Контроллер можно выполнить измеряющим электрический сигнал, имеющий место на третичном элементе.
Контроллер можно выполнить определяющим показатель связывания электромагнитного поля между вторичным элементом и третичным элементом. Электромагнитное поле, связанное от первичного элемента до вторичного элемента, можно отделять в пространстве и/или во времени от электромагнитного поля, связанного от вторичного элемента до третичного элемента.
Электромагнитное поле, связанное от первичного элемента до вторичного элемента может по меньшей мере частично перекрываться в пространстве и/или во времени с электромагнитным полем, связанным от вторичного элемента до третичного элемента.
Электромагнитное поле, связанное от первичного элемента до вторичного элемента, может являться ортогональным электромагнитному полю, связанному от вторичного элемента до третичного элемента.
Электромагнитное поле, связанное от первичного элемента до вторичного элемента, может иметь одинаковую частоту с электромагнитным полем, связанным от вторичного элемента до третичного элемента.
Электромагнитное поле, связанное от первичного элемента до вторичного элемента может иметь частоту, отличающуюся от электромагнитного поля, связанного от вторичного элемента до третичного элемента.
Контроллер можно выполнить определяющим характеристическую частотную реакцию вторичного элемента.
Вторичный элемент можно выполнить модифицирующим электромагнитное поле, связанное с ним от первичного элемента, накладывая характеристическую частотную реакцию на электромагнитное поле, связанное с ним от первичного элемента.
Первичный элемент можно выполнить индуцирующим ток во вторичном элементе с наведением электромагнитного поля, как функции частоты, и третичный элемент можно выполнить воспринимающим электромагнитное поле, созданное вторичным элементом, как функцию частоты в ответ индукцию тока во вторичном элементе индуцирующим электромагнитным полем.
Контроллер можно выполнить обнаруживающим сближение третичного элемента с вторичным элементом согласно результату сравнения частотного спектра электромагнитного поля, обнаруженного третичным элементом, и характеристического частотного спектра, связанного с вторичным элементом.
Скважинное устройство может содержать множество вторичных элементов. Каждый вторичный элемент из множества вторичных элементов может содержать один или более признаков, из которых вторичный элемент может состоять.
По меньшей мере два вторичных элемента можно выполнить так, что электрический сигнал, имеющий место на первичном элементе, когда соответствующее электромагнитное поле связано между первичным элементом и каждым, по меньшей мере из двух вторичных элементов, имеет отличающийся заданный частотный спектр в частотном диапазоне электромагнитного поля.
Каждый вторичный элемент можно выполнить так, что связывание соответствующих электромагнитных полей от каждого вторичного элемента и первичного элемента обеспечивает соответствующий измеренный электрический сигнал, имеющий характеристический частотный спектр. Другими словами, каждый вторичный элемент можно выполнить имеющим характеристическую частотную реакцию. Полученную в результате последовательность частотных реакций можно применять для кодирования информации. Например, такое устройство может обеспечивать кодирование числа, как последовательности отличающихся частотных реакций. Число может, например, являться уникальным идентификационным кодом для скважинного устройства, с которым множество вторичных элементов связано или на котором множество вторичных элементов установлено. Данное может обеспечивать распознавание скважинного устройства среди других скважинных устройств в колонне заканчивания. Данное может обеспечивать однозначную идентификацию скважинного устройства.
Каждый вторичный элемент можно выполнить так, что электрический сигнал, имеющий место на первичном элементе, когда соответствующее электромагнитное поле связано между первичным элементом и каждым вторичным элементом, имеет отличающийся заданный частотный спектр в частотном диапазоне электромагнитного поля.
Каждый заданный частотный спектр может иметь заданную форму.
Каждый заданный частотный спектр может включать в себя резонансный признак, имеющий заданную форму.
Каждый резонансный признак может содержать резонансный максимум или минимум.
Каждый резонансный признак может иметь заданный коэффициент добротности.
Каждый резонансный признак может иметь заданную резонансную частоту.
Каждую заданную резонансную частоту можно задавать для определенной температуры и/или давления, которые воздействуют на каждый вторичный элемент.
Каждый вторичный элемент можно выполнять исключающим резонансную частоту любого вторичного элемента кратную резонансной частоте любого другого вторичного элемента. Данное исключает возможность гармонических эффектов.
Материал и/или геометрию каждого вторичного элемента можно выбирать обеспечивающими характеристический частотный спектр вторичному элементу.
Электрическую емкость каждого вторичного элемента можно выбирать обеспечивающей характеристический частотный спектр вторичному элементу.
Конфигурацию каждого вторичного элемента можно выбирать из конечного множества отличающихся конфигураций вторичного элемента. Конфигурация каждого вторичного элемента может иметь соответствующую характеристическую частотную реакцию. Данное может обеспечивать определение конфигурации вторичного элемента по измерению частотной реакции.
Каждую характеристическую частотную реакцию можно связывать с отличающимся символом кода. Соответственно, конфигурацию каждого вторичного элемента можно связывать с отличающимся символом кода, или конфигурация может его представлять. Множество частотных реакций, ассоциированных с множеством вторичных элементов, могут образовывать код.
Каждый вторичный элемент может являться электрически не соединенным с другими вторичными элементами.
Один или более вторичных элементов можно выполнить избирательно меняющимися.
Такие вторичные элементы могут обеспечивать избирательную запись кода на множество вторичных элементов до и/или после развертывания скважинного устройства. Данное может обеспечивают избирательную запись уникального идентификационного кода на множество вторичных элементов для уникальной идентификации скважинного инструмента на котором установлены вторичные элементы. Данное может обеспечивать однозначную идентификацию скважинного инструмента при развертывании, как части колонны заканчивания, которая включает в себя многочисленные скважинные инструменты.
В варианте, когда скважинный инструмент развертывают, как часть колонны заканчивания, которая включает в себя многочисленные скважинные инструменты, каждый скважинный инструмент можно выполнить имеющим множество вторичных элементов, при этом каждое из множеств вторичных элементов отличающихся скважинных инструментов вначале выполняют идентичным. В каждом из идентично выполненных множеств вторичных элементов отличающихся скважинных инструментов можно позднее избирательно записать уникальный идентификационный код для соответствующего скважинного инструмента, на котором установлены вторичные элементы. Данное может обеспечивать изготовление каждого скважинного инструмента с идентично конфигурированным множеством вторичных элементов, на которое позже избирательно записывают уникальный идентификационный код, либо в процессе изготовления или на месте эксплуатации, на оборудовании устья скважины или в скважине. Данное может упрощать логистику и уменьшать или исключать любые проблемы инвентаризации, связанные с изготовлением скважинных инструментов, где каждый инструмент имеет отличающуюся конфигурацию множества вторичных элементов.
Дополнительно или альтернативно, другую информацию можно записывать на вторичные элементы. Например, число и/или характер операций, выполняемых скважинным инструментом, на котором установлены вторичные элементы, можно избирательную записывать на вторичные элементы.
Один или более вторичных элементов можно выполнить необратимо изменяющимися.
Один или более вторичных элементов можно выполнить для избирательного изменения частотной реакции вторичного элемента.
Один или более вторичных элементов можно выполнить для избирательного изменения резонансного признака частотной реакции вторичного элемента.
Один или более вторичных элементов можно выполнить для избирательного изменения формы резонансного признака частотной реакции вторичного элемента.
Один или более вторичных элементов можно выполнить для избирательного изменения частоты резонансного признака частотной реакции вторичного элемента.
Один или более вторичных элементов можно выполнить для избирательного подавления резонансного признака частотной реакции вторичного элемента.
Один или более вторичных элементов можно выполнить для избирательного удаления резонансного признака частотной реакции вторичного элемента.
Один или более вторичных элементов можно выполнить для избирательного изменения с помощью расплавления, пережога, сжигания и/или разрыва.
Один или более вторичных элементов можно выполнить для избирательного изменения под воздействием на вторичный элемент электромагнитного поля достаточной напряженности. Контроллер можно выполнить генерирующим и передающим электрический сигнал достаточной силы на первичный элемент для данной цели.
Материал и/или геометрию одного или нескольких вторичных элементов можно выполнить избирательного меняющимися при связывании электромагнитного поля достаточной напряженности с вторичным элементом.
Один или более вторичных элементов могут содержать электрический проводник, имеющий сопротивление и/или геометрию сечения, выполненную с возможностью пережигания и/или разрыва при взаимодействии электромагнитного поля достаточной напряженности с вторичным элементом.
Один или более вторичных элементов могут содержать электропроводный участок, имеющий сопротивление и/или геометрию сечения, выполненную с возможностью пережигания и/или разрыва после связывания электромагнитного поля достаточной напряженности с вторичным элементом.
Каждый вторичный элемент может проходить по окружности вокруг проходного канала скважинного устройства.
Каждый вторичный элемент может проходить полностью вокруг проходного канала скважинного устройства. Данное может упрочнять любое связывание электромагнитного поля между первичным элементом и каждым вторичным элементом.
Каждый вторичный элемент может проходить частично вокруг проходного канала скважинного устройства.
Множество вторичных элементов может являться аксиально распределенным.
Отличающиеся вторичные элементы могут являться аксиально разделенными или аксиально смежными.
Каждый вторичный элемент может содержать изолированный проводник.
Каждый вторичный элемент может содержать медь.
Каждый вторичный элемент может содержать электропроводный сердечник, окруженный электроизолирующим наружным слоем.
Каждый вторичный элемент может являться спиральным.
Каждый вторичный элемент может иметь геликоидальную конфигурацию.
Каждый вторичный элемент можно располагать по спирали вокруг проходного канала скважинного устройства.
Каждый вторичный элемент может содержать электрическую емкость.
Электрическую емкость можно подключать между двумя концами изолированного проводника вторичного элемента.
Каждый вторичный элемент может содержать конденсатор.
Конденсатор можно подключать между двумя концами изолированного проводника.
Каждый вторичный элемент может проходить вокруг оси, расположенной в радиальном направлении относительно продольной оси скважинного устройства.
Вторичные элементы можно распределять по окружности.
Каждый вторичный элемент может проходить вокруг отличающейся оси, где каждая ось расположена вдоль своего индивидуального радиального направления относительно продольной оси скважинного устройства.
Каждый вторичный элемент можно выполнять отдельно от скважинного устройства и затем устанавливать с прилеганием вокруг проходного канала скважинного устройства.
Каждый вторичный элемент можно выполнить на общей подложке.
Каждый вторичный элемент можно выполнить на отличающейся подложке.
Каждая подложка может являться по существу планарной.
Каждая подложка может являться электроизолирующей.
Каждая подложка может являться гибкой.
Каждую подложку можно устанавливать с прилеганием вокруг проходного канала скважинного устройства.
Каждую подложку можно устанавливать с прилеганием вокруг базового элемента вспомогательного корпуса.
Применение одной или нескольких гибких подложек может обеспечивать одной или нескольким подложкам установку с прилеганием вокруг не планарной геометрической формы, соответствие или согласование с ней. Например, данное может обеспечивать одной или нескольким подложкам установку с прилеганием вокруг, соответствие или согласование с проходным каналом скважинного устройства или наружной поверхностью базового элемента вспомогательного корпуса.
Каждый вторичный элемент можно выполнить с помощью печати, формования рисунка, осаждения или иного нанесения электропроводного материала на подложку. Таким образом, каждый вторичный элемент можно выполнить с применением относительно недорогих методик изготовления.
Каждый вторичный элемент может содержать электропроводный путь или дорожку, образованную на подложке.
Каждый вторичный элемент может образовывать электропроводный путь или дорожку на подложке с отличающейся от электропроводного пути или дорожки конфигурацией каждого другого вторичного элемента.
Каждый вторичный элемент может иметь по существу криволинейную конфигурацию.
Каждый вторичный элемент может иметь спиральную конфигурацию.
Каждый вторичный элемент может содержать один или более витков.
Каждый виток каждого вторичного элемента может иметь кривизну, которая увеличивается в направлении к центру вторичного элемента.
Каждый виток каждого вторичного элемента может содержать одну или более прямолинейных частей.
Каждую подложку можно выполнить несущей конденсатор, который подключен между двумя концами электропроводного пути или дорожки, образованной на подложке.
Каждая подложка может образовывать электрическую емкость между двумя концами электропроводного пути или дорожки, образованной на подложке.
Каждая подложка может содержать диэлектрический материал.
Каждая подложка может содержать слой диэлектрического материала.
Каждая подложка может содержать электропроводный слой, который отделен от электропроводного пути или дорожки слоем диэлектрического материала для образования заданной электрической емкости между двумя концами электропроводного пути или дорожки.
Каждая подложка может содержать диэлектрический материал, который проходит через толщину подложки.
Каждая подложка может содержать электропроводную коммутационную плату, которая отделена от электропроводного пути или дорожки диэлектрическим материалом подложки для образования заданной электрической емкости между двумя концами электропроводного пути или дорожки.
Множество вторичных элементов может содержать множество электропроводных колец, распределенных аксиально вдоль продольной оси скважинного устройства, причем каждое кольцо проходит вокруг проходного канала скважинного устройства.
Кольца можно располагать аксиально смежно друг с другом.
Каждое кольцо можно выполнить так, что связывание электромагнитного поля между каждым кольцом и первичным элементом обеспечивает соответствующий измеренный электрический сигнал, имеющий характеристический частотный спектр. Другими словами, каждое кольцо может иметь соответствующую характеристическую частотную реакцию.
Каждое кольцо можно выполнить так, что связывание электромагнитного поля между каждым кольцом и первичным элементом обеспечивает соответствующий измеренный электрический сигнал, имеющий характеристический частотный спектр в частотном диапазоне электромагнитного поля.
Конфигурацию каждого кольца можно выбирать из конечного множества отличающихся конфигураций кольца. Каждая конфигурация кольца может иметь соответствующую характеристическую частотную реакцию. Данное может обеспечивать определение конфигурации кольца по измерению частотной реакции.
Каждую характеристическую частотную реакцию можно ассоциировать с отличающимся символом кода. Соответственно, каждая конфигурация кольца может быть ассоциироваться или может представлять отличающийся символ кода. Множество частотных реакций, ассоциированных с множеством колец могут образовывать код.
Каждую конфигурацию кольца может образовывать по меньшей мере частично внутренний профиль кольца.
Каждую конфигурацию кольца может образовывать по меньшей мере частично внутренний диаметр кольца.
Каждую конфигурацию кольца может образовывать по меньшей мере частично материал, из которого кольцо выполнено.
Каждую конфигурацию кольца может образовывать по меньшей мере частично осевая длина кольца.
Конечное множество конфигураций кольца может содержать первую конфигурацию кольца и вторую конфигурацию кольца.
Первая конфигурация кольца может представлять первый символ бинарного кода, и вторая конфигурация кольца может представлять второй символ бинарного кода.
Конечное множество конфигураций кольца может содержать множество информационных конфигураций кольца и контрольную конфигурацию кольца, которая отличается от информационных конфигураций кольца. Кольцо, выполненное согласно контрольной конфигурации кольца, может иметь внутренний диаметр, который отличается от внутреннего диаметра кольца, выполненного согласно любой из информационных конфигураций кольца. Кольцо, выполненное согласно контрольной конфигурации кольца можно выполнить из электроизолирующего материала, и кольцо, выполненное согласно информационной конфигурации кольца можно выполнить из электропроводного материала. Кольцо, выполненное согласно контрольной конфигурации кольца может иметь осевую длину, отличающуюся от длины выполненного согласно информационной конфигурации кольца.
Множество колец могут образовать последовательность колец в состав которой контрольные кольца включают многократно. В такой последовательности колец повторяемое появление контрольных колец может обеспечивать выполнение контрольной функции в которой проверяется последовательность частотных реакций, соответствующая последовательности конфигураций кольца, для определения, измерена ли частотная реакция, соответствующая контрольной конфигурация кольца в правильно повторяющейся последовательности. Данное может обеспечивать распознавание ряда показаний, полученных, когда первичный элемент является стационарным, относительно последовательности колец из ряда показаний, полученных, когда первичный элемент перемещается мимо последовательности колец.
Множество колец могут образовать последовательность колец в которой контрольные кольца включены в состав с регулярными аксиальными интервалами.
Чередующиеся кольца последовательности колец могут являться контрольными кольцами.
Множество колец может образовывать последовательность колец, которые выполнены с возможностью обеспечивать определение изменения в направлении первичного элемента относительно вторичного элемента, когда первичный элемент установлен смежно с вторичным элементом. Например, множество колец могут образовать последовательность колец, в которой последовательность конфигураций кольца повторяется по меньшей мере один раз. Данное может также обеспечивать способ контроля точности последовательности частотных реакций, полученных на последовательности колец. Данное может обеспечивать более надежный способ обнаружения кода и/или обеспечить более высокую достоверность в способе обнаружения кода.
Множество вторичных элементов может содержать аксиально внутреннее множество колец, первое аксиально наружное множество колец, и второе аксиально наружное множество колец.
Последовательность конфигураций кольца первого аксиально наружного множества колец может отличаться от последовательности конфигураций кольца аксиально внутреннего множества колец и второго аксиально наружного множества колец.
Последовательность конфигураций кольца второго аксиально наружного множества колец может отличаться от последовательности конфигураций кольца аксиально внутреннего множества колец и первого аксиально наружного множества колец.
Одна из последовательности конфигураций кольца первого и второго аксиально наружного множества колец может образовывать уникальный начальный код, и другая может образовывать уникальный конечный код. Данное может обеспечивать интерпретацию кода, полученного при считывании с аксиально внутреннего множества колец, как данных. Применение таких начального и конечного кодов может служить для исключения ошибочных показаний.
Скважинное устройство можно выполнять конфигурируемым между первой конфигурацией, в которой связывание электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами исключено, и второй конфигурацией, в которой связывание электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами обеспечено.
Вторичный элемент можно закрывать для исключения связывания с электромагнитным полем, генерируемым первичным элементом, когда скважинное устройство имеет первую конфигурацию. Вторичный элемент может являться доступным для электромагнитного поля, генерируемого первичным элементом, когда скважинное устройство имеет вторую конфигурацию.
Скважинное устройство можно выполнять конфигурируемым между первой и второй конфигурациями после приведения в действие или прекращения действия скважинного устройства. Таким образом, обнаружение изменений в показателе связывания электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами может обеспечивать достоверную индикацию приведения в действие или прекращения действия скважинного устройства.
Скважинное устройство может содержать закрывающий элемент.
Закрывающий элемент может содержать закрывающую втулку.
Вторичный элемент можно располагать радиально снаружи от перекрывающей втулки относительно продольной оси проходного канала скважинного устройства.
Вторичный элемент и закрывающий элемент могут перемещаться относительно друг друга.
Закрывающий элемент может проходить по меньшей мере частично между вторичным элементом и проходным каналом скважинного устройства в первой конфигурации, и закрывающий элемент может по меньшей мере частично выводиться из положения между вторичным элементом и проходным каналом скважинного устройства во второй конфигурации.
Вторичный элемент можно прикреплять к участку корпуса скважинного устройства, и закрывающий элемент можно выполнять скользящим относительно участка корпуса после приведения в действие или прекращения действия скважинного устройства.
Закрывающий элемент можно прикреплять к участку корпуса скважинного устройства, и вторичный элемент можно выполнять скользящим относительно участка корпуса после приведения в действие или прекращения действия скважинного устройства.
Скважинное устройство может содержать множество дополнительных вторичных элементов для связывания электромагнитного поля с первичным элементом.
Множество дополнительных вторичных элементов может содержать один или более признаков которые множество вторичных элементов может содержать. Дополнительно вторичные элементы могут являться доступными для связывания электромагнитного поля с первичным элементом вне зависимости от состояния скважинного устройства. Присутствие таких дополнительных вторичных элементов может обеспечивать идентификацию скважинного устройства вне зависимости от того, находится ли скважинное устройство в состоянии приведения в действие или прекращения действия.
Дополнительные вторичные элементы можно выполнить для установки со стороны забоя от вторичного элемента. Данное может обеспечивать обнаружение первичным элементом развертываемого инструмента дополнительных вторичных элементов до обнаружения им вторичного элемента или элементов, когда развертываемый инструмент поднимается к устью скважины из положения со стороны забоя от дополнительных вторичных элементов. Если дополнительные вторичные элементы являются доступными для связывания электромагнитного поля с первичным элементом вне зависимости от состояния скважинного устройства, данное может обеспечивать развертываемому инструменту идентификацию скважинного устройства с помощью электромагнитного связывания между первичным элементом и дополнительными вторичными элементами и затем проверку состояния скважинного устройства с помощью связывания электромагнитного поля между первичным элементом и вторичным элементом или элементами.
Систему можно выполнить прикладывающей электрический сигнал, например, гармонически варьирующийся электрический сигнал, к первичному элементу в период передачи и обнаруживающей электрический сигнал, присутствующий на первичном элементе, в период приема, который следует за периодом передачи. Электрический сигнал, присутствующий на первичном элементе в период приема может являться характеристичным для конфигурации любого вторичного элемента, связанного c первичным элементом. Электрический сигнал, присутствующий на первичном элементе в период приема может обуславливаться характеристичной изменяющейся во времени реакцией или переходным процессом в виде затухающих колебаний любого вторичного элемента, связанного c первичным элементом.
Вторичный элемент можно выполнить обеспечивающим характеристичную изменяющуюся во времени реакцию в период приема при связи с первичным элементом в период передачи. Например, геометрию и/или материалы, из которых вторичный элемент выполняют, можно выбрать создающими характеристичную изменяющуюся во времени реакцию в период приема при связи с первичным элементом в период передачи.
Прикладывание и обнаружение электрических сигналов через первичный элемент во время отличающихся последовательных периодов передачи и приема таким способом может служить для улучшения разрешающей способности измерения в сравнении со случаем, где электрический сигнал прикладывают к первичному элементу и обнаруживают проходящим от первичного элемента в один и тот-же период времени. Приложение и обнаружение электрических сигналов с помощью первичного элемента во время отличающихся последовательных периодов передачи и приема обеспечивает выполнение первичных и вторичных элементов доводящими до максимума связывание электромагнитного поля. Данное может служить улучшению разрешающей способности измерения в сравнении со случаем, где электрический сигнал прикладывают к первичному элементу для индукции или возбуждения тока во вторичном элементе с помощью связанного электромагнитного поля, и электрический сигнал обнаруживают на отдельном третичном элементе, поскольку первичные и третичные элементы должны являться по существу ортогональными для уменьшения перекрестных помех.
Система может содержать генератор сигнала для приложения электрического сигнала к первичному элементу в период передачи.
Система может содержать приемник сигнала для обнаружения электрического сигнала, присутствующего на первичном элементе в период приема.
Генератор сигнала можно выполнить прикладывающим первый электрический сигнал на первой частоте к первичному элементу в первом периоде передачи, и приемник сигнала можно выполнить обнаруживающим электрический сигнал, присутствующий на первичном элементе в первом периоде приема, который следует за первым периодом передачи.
Генератор сигнала можно выполнить прикладывающим второй электрический сигнал на второй частоте к первичному элементу во втором периоде передачи, и приемник сигнала можно выполнить обнаруживающим электрический сигнал, присутствующий на первичном элементе во втором периоде приема, который следует за вторым периодом передачи.
Генератор сигнала может прикладывать электрические сигналы на отличающихся частотах к первичному элементу, с одной частотой в данный момент времени. Для каждой частоты приемник сигнала может затем обнаруживать электрический сигнал, присутствующий на первичном элементе. Данное может обеспечивать системе выполнение шагов или качания через частотный диапазон в поиске характеристичной реакции, которая является известной, как ассоциированная с данным вторичным элементу, при этом указывающая на сближение данного вторичного элемента с первичным элементом.
Развертываемый инструмент может содержать множество первичных элементов.
Множество первичных элементов могут являться электрически не соединенным. Каждый первичный элемент можно независимо подключить к контроллеру. Контроллер можно выполнить измеряющим электрический сигнал, имеющий место на каждом из первичных элементов. Контроллер можно выполнить определяющим показатель связывания соответствующего электромагнитного поля между каждым из первичных элементов и вторичным элементом по измеренным электрическим сигналам.
Каждый первичный элемент может обеспечивать измерение показателя связывания соответствующего электромагнитного поля с вторичным элементом. При этом Множество первичных элементов могут обеспечивать повторное обнаружение вторичного элемента. Данное может улучшить точность и/или достоверность обнаружения вторичного элемента. Множество первичных элементов могут также обеспечивать один или более запасных первичных элементов, на которые можно рассчитывать в случае выхода из строя одного из первичных элементов.
Каждый первичный элемент может содержать один или более признаков первичного элемента.
Множество первичных элементов могут являться аксиально распределенным.
Множество первичных элементов могут являться аксиально разделенными или аксиально смежными.
Каждый первичный элемент может проходить вокруг оси, расположенной в радиальном направлении относительно продольной оси проходного канала скважинного устройства.
Множество первичных элементов могут являться распределенным по окружности.
Каждый первичный элемент может проходить вокруг отличающейся оси, где каждая ось расположена вдоль своего индивидуального радиального направления относительно продольной оси проходного канала скважинного устройства. Такое множество первичных элементов могут обеспечивать определение углового положения вторичного элемента относительно множества первичных элементов.
Систему можно выполнить прикладывающей электрический сигнал к каждому первичному элементу. При этом может устанавливаться более однородное электромагнитное поле вокруг множества первичных элементов для обнаружения одного или нескольких вторичных элементов. Например, в случае, если первичные элементы расположены проходящими вокруг отличающихся осей, причем каждая ось расположена вдоль своего индивидуального радиального направления относительно продольной оси проходного канала скважинного устройства, можно получить более однородное по окружности электромагнитное поле. Данное важно, когда первичные элементы перемещаются по проходному каналу скважинного устройства и угол поворота для совмещения первичного и вторичного элементов относительно оси проходного канала неизвестен.
Систему можно выполнить прикладывающей электрический сигнал к каждому первичному элементу последовательно. Систему можно выполнить прикладывающей гармонически варьирующийся электрический сигнал к каждому первичному элементу последовательно.
Систему можно выполнить прикладывающей отличающиеся электрические сигналы к отличающимся первичным элементам в разные моменты времени.
Систему можно выполнить прикладывающей электрический сигнал, имеющий первую частоту, последовательно к каждому первичному элементу и затем прикладывающей электрический сигнал, имеющий вторую частоту, последовательно к каждому первичному элементу.
Систему можно выполнить последовательно прикладывающей электрические сигналы, имеющие отличающиеся частоты, к первому первичному элементу. Систему можно выполнить последовательно прикладывающей электрические сигналы, имеющие отличающийся частоты, ко второму первичному элементу.
Систему можно выполнить прикладывающей электрический сигнал к каждому первичному элементу одновременно.
Систему можно выполнить прикладывающей отличающиеся электрические сигналы к каждому первичному элементу одновременно.
Систему можно выполнить прикладывающей отличающиеся электрические сигналы к каждому первичному элементу на одинаковой частоте, но с отличающимися фазами.
Каждый первичный элемент может содержать пару индукционных катушек, которые соединены электрически параллельно. Катушки каждого первичного элемента можно располагать диаметрально противоположно друг другу относительно проходного канала скважинного устройства. Применение таких первичных элементов может уменьшать сложность электронных схем, используемых для возбуждения первичных элементов. Например, применение таких первичных элементов может означать, что число каналов генератора сигнала, требуемых для возбуждения первичных элементов, вполовину меньше числа индукционных катушек. Каждый первичный элемент можно устанавливать на корпусе, например, корпусе развертываемого инструмента.
Корпус можно выполнить из немагнитного материала или корпус может являться не намагничивающимся. Данное может по меньшей мере частично подавлять любое связывание электромагнитного поля через корпус. Данное может служить обеспечению более однородного электромагнитного поля вокруг корпуса.
Корпус можно выполнить из магнитного или намагничиваемого материала, например, феррита или т.п. Данное может служить усилению любого связывания электромагнитного поля, проходящего через корпус. Данное может являться предпочтительным для обеспечения более однородного электромагнитного поля вокруг корпуса. В случае, если каждый первичный элемент содержит пару соединенных параллельно диаметрально противоположных индукционных катушек, индукционные катушки можно соединить вместе, при этом электромагнитные поля, создаваемые катушками, конструктивно дополняют или усиливают друг друга.
Индукционные катушки каждого первичного элемента могут иметь протяженность по окружности 30° - 150°, 60° - 120° или приблизительно 90° относительно оси проходного канала скважинного устройства. Такая протяженность по окружности индукционных катушек каждого первичного элемента может обеспечивать более однородное электромагнитное поле по окружности.
Катушка каждого первичного элемента может перекрываться по окружности с индукционной катушкой смежного первичного элемента. Такое перекрывание по окружности смежных катушек может обеспечивать более однородное электромагнитное поле по окружности и может, в частности, исключить присутствие минимумов или нулевых точек в электромагнитном поле вокруг множества первичных элементов.
Перекрывание по окружности может составлять 0°-40°, 10°-30° или приблизительно 20° относительно оси проходного канала скважинного устройства.
Систему можно выполнить прикладывающей электрический сигнал к индукционным катушкам каждого первичного элемента по одной для обеспечения качания электромагнитного поля по окружности вокруг множества первичных элементов.
Частоту электрического сигнала можно выводить за пределы требуемого частотного диапазона, который, как известно включает в себя характеристичные частоты, например, характеристические частоты любых резонансных частот, ассоциированных с вторичными элементами, подлежащими обнаружению.
Можно выбрать размер перепада частот, который меньше ширины полосы резонансных признаков в частотных реакциях вторичных элементов.
Систему можно выполнить прикладывающей электрический сигнал на первой частоте к индукционным катушкам первого первичного элемента в первом периоде времени передачи.
Систему можно выполнить обнаруживающей любую последействующую реакцию одного из вторичных элементов, например, любой последействующий переходный процесс в виде затухающих колебаний одного из вторичных элементов, присутствующий на индукционных катушках первого первичного элемента на первой частоте в первом периоде приема, следующем за первым периодом передачи.
Систему можно выполнить прикладывающей электрический сигнал на второй частоте к индукционным катушкам первого первичного элемента во втором периоде передачи.
Систему можно выполнить обнаруживающей любую последействующую реакцию одного из вторичных элементов, например, любой последействующий переходный процесс в виде затухающих колебаний одного из вторичных элементов, присутствующий на индукционных катушках первого первичного элемента на второй частоте во втором периоде приема, следующем за вторым периодом передачи.
Систему можно выполнить повторяющей шаги передачи и приема для первого первичного элемента для каждой частоты в требуемом частотном диапазоне. Систему можно выполнить повторяющей шаги передачи и приема для каждой частоты в требуемом частотном диапазоне для каждого из других первичных элементов для обеспечения качания электромагнитного поля как по окружности вокруг множества первичных элементов, так и через требуемый частотный диапазон.
Альтернативно, систему можно выполнить прикладывающей электрический сигнал на первой частоте к индукционным катушкам первого первичного элемента в первом периоде времени передачи и обнаруживающей электрический сигнал, представленный на индукционных катушках первого первичного элемента в первом периоде приема, следующего за первым периодом передачи и затем прикладывающей электрический сигнал на первой частоте к индукционным катушкам второго первичного элемента во втором периоде передачи и обнаруживающей электрический сигнал, представленный на индукционных катушках второго первичного элемента во втором периоде приема, следующем за первым периодом передачи. Систему можно выполнить повторяющей шаги передачи и приема для индукционных катушек остальных первичных элементов до повышения частоты скачком до следующей частоты в требуемом частотном диапазоне. Систему можно выполнить повторяющей процесс для каждого из первичных элементов на каждой частоте в требуемом частотном диапазоне.
Один или более первичных элементов можно оборудовать на скважинном устройстве, и один или более вторичных элементов и/или один или более дополнительных вторичных элементов можно оборудовать в проходном канале, образованном скважинным устройством. В такой системе скважинное устройство может также включать в себя контроллер и источник питания. Один или более вторичных элементов и/или один или более дополнительных вторичных элементов можно спускать, сбрасывать, подавать насосом или иначе перемещать по проходному каналу, образованному скважинным устройством. В такой системе один или более вторичных элементов и/или один или более дополнительных вторичных элементов могут служить в качестве метки, которую можно подавать с поверхности для передачи информации с поверхности на скважинное устройство. Однако в отличие от метки радиочастотной идентификации, которая имеет в составе активные электронные устройства, один или более вторичных элементов и/или один или более дополнительных вторичных элементов являются пассивными электронными устройствами, более прочными и более надежными в высокотемпературной окружающей среде.
Один или более вторичных элементов и/или один или более дополнительных вторичных элементов можно устанавливать на носителе, например, шпинделе или т.п. Носитель можно выполнить сбрасываемым, подаваемым насосом или иначе перемещаемым в текучей среде по проходному каналу, образованному скважинным устройством. Носитель может содержать головной участок и вытянутый участок корпуса. Такой носитель может устанавливать один или более вторичных элементов и/или один или более дополнительных вторичных элементов в предпочтительную ориентацию относительно проходного канала скважинного устройства при перемещении текучей средой, проходящей по проходному каналу. Данное может служить улучшению связывания электромагнитного поля между первичным элементом, установленным на скважинном устройстве и одним или более вторичными элементами и/или одним или более дополнительными вторичными элементами. Один или более вторичных элементов и/или один или более дополнительных вторичных элементов можно инкапсулировать для защиты от механических воздействий и/или воздействий окружающей среды.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения создано скважинное устройство для применения в обнаружении в скважине, причем скважинное устройство, образует проходной канал и скважинное устройство содержит элемент, выполненный для связывания электромагнитного поля с дополнительным элементом, оборудованным в проходном канале.
Дополнительный элемент можно оборудовать на инструменте, развертываемом в проходном канале.
Скважинное устройство может содержать скважинный инструмент, конфигурируемый для выполнения работы в стволе скважины.
Скважинное устройство можно конфигурировать по меньшей мере для одного из следующего: нагнетания текучей среды, обработки пласта для интенсификации притока, гидроразрыва пласта и эксплуатации.
Скважинное устройство можно собрать, соединить, связать или иначе состыковать с одним или более дополнительными скважинными устройствами для образования колонны заканчивания для нефтяной или газовой скважины.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения создан инструмент для применения в обнаружении в скважине скважины, причем инструмент развертывают через проходной канал, образованный скважинным устройством, и развертываемый инструмент содержит элемент, выполненный для связывания электромагнитного поля с дополнительным элементом, оборудованным на скважинном устройстве.
Согласно четвертому аспекту настоящего изобретения создан элемент для применения в скважине для поддержания связи или обнаружения, причем элемент можно развертывать в проходном канале, образованном скважинным устройством, и элемент выполнен для связывания электромагнитного поля с дополнительным элементом, оборудованным на скважинном устройстве.
Такой элемент можно спускать, сбрасывать, подавать насосом или иначе перемещать по проходному каналу, образованному скважинным устройством. Скважинное устройство может включать в себя контроллер и источник питания, и элемент может служить в качестве метки, которую можно подавать с поверхности для передачи информации с поверхности на дополнительный элемент, оборудованный на скважинном устройстве. Однако в отличие от метки радиочастотной идентификации которая включает в себя активные электронные устройства, элемент является пассивным электронным устройством, и при этом более прочным и более надежным в высокотемпературной окружающей среде.
Элемент можно устанавливать на носителе, например, шпинделе или т.п. Носитель можно выполнить сбрасываемым, подаваемым насосом или иначе перемещаемым в текучей среде по проходному каналу, образованному скважинным устройством. Носитель может содержать головной участок и вытянутый участок корпуса. Такой носитель может устанавливать один или более вторичных элементов и/или один или более дополнительных вторичных элементов с предпочтительной ориентацией относительно проходного канала скважинного устройства при перемещении текучей средой, проходящей по проходному каналу. Данное может служить улучшению связывания электромагнитного поля между элементом и дополнительным элементом, оборудованным на скважинном устройстве. Элемент можно инкапсулировать для защиты от механических воздействий и/или воздействий окружающей среды.
Согласно пятому аспекту настоящего изобретения создан способ, применяемый в обнаружении в скважине, способ содержит:
оборудование первичного элемента на одном из следующего: на скважинном устройстве или в проходном канале скважинного устройства;
оборудование вторичного элемента на другом из следующего: на скважинном устройстве или в проходном канале скважинного устройства, при этом первичный и вторичный элементы выполнены с возможностью связывания электромагнитного поля между ними; и
совмещение первичного и вторичного элементов.
Совмещение первичного и вторичного элементов может содержать перемещение одного из первичного и вторичного элементов мимо другого из первичного и вторичного элементов.
Совмещение первичного и вторичного элементов может содержать сближение одного из первичного и вторичного элементов с другим из первичного и вторичного элементов.
Один из первичного и вторичного элементов, оборудованных в проходном канале скважинного устройства, можно оборудовать на инструменте, развертываемом в проходном канале.
Способ может содержать приложение к первичному элементу электрического сигнала.
Способ может содержать измерение электрического сигнала, имеющего место на первичном элементе.
Способ может содержать измерение показателя связывания электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами по измеренному электрическому сигналу.
Способ может содержать сравнение электромагнитного поля, связанного между первичным и вторичным элементами с характеристическим электромагнитным полем, ассоциированным с вторичным элементом.
Способ может содержать обнаружение сближения первичного и вторичного элементов при определении соответствия электромагнитного поля, связанного между первичным и вторичным элементами, характеристическому электромагнитному полю, ассоциированному с вторичным элементом.
Вторичный элемент можно выполнить создающим электромагнитное поле, связанное между первым и вторым элементами, с одним или более характеристическими признаками.
Вторичный элемент может иметь геометрию и/или его можно выполнить из одного или нескольких материалов для создания электромагнитного поля, связанного между первым и вторым элементами, с одним или более характеристическими признаками.
Способ может содержать обнаружение сближения первичного и вторичного элементов при определении наличия у электромагнитного поля, связанного между первичным и вторичным элементами, одного или нескольких признаков которые соответствуют одному или нескольким отличительным признакам электромагнитного поля, ассоциированного со вторичным элементом.
Способ может содержать регистрацию измерений показателя связывания электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами в запоминающем устройстве, оборудованном на одном из скважинного устройства и развертываемого инструмента.
Способ может содержать передачу измерений показателя связывания электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами с одного из скважинного устройства и развертываемого инструмента на другое.
Способ может содержать передачу измерений показателя связывания электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами с одного из скважинного устройства и развертываемого инструмента на поверхность.
Способ может содержать предотвращение связывания электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами и затем, в ответ на приведение в действие или прекращение действия скважинного устройства, обеспечение связывания электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами.
Способ может содержать обеспечение связывания электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами и затем, в ответ на приведение в действие или прекращение действия скважинного устройства, предотвращение связывания электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами.
Предотвращение связывания электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами может содержать по меньшей мере частичное закрытие вторичного элемента с применением закрывающего элемента, который проходит по меньшей мере частично между первичным и вторичным элементами.
Обеспечение связывания электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами может содержать по меньшей мере частичный отвод закрывающего элемента из положения между первичным и вторичным элементами.
Способ может содержать оборудование первичного элемента на развертываемом инструменте.
Способ может содержать оборудование вторичного элемента на скважинном устройстве.
Способ может содержать оборудование множества дополнительных вторичных элементов на скважинном устройстве.
Способ может содержать оборудование дополнительных вторичных элементов на скважинном устройстве со стороны забоя от вторичного элемента.
Дополнительные вторичные элементы могут являться доступными для связывания электромагнитного поля с первичным элементом вне зависимости от состояния скважинного устройства.
Способ может содержать перемещение первичного элемента мимо дополнительных вторичных элементов.
Способ может содержать подъем первичного элемента мимо дополнительных вторичных элементов с применением каната, например, каротажного кабеля, тросового каната, кабеля или т.п.
Способ может содержать перемещение первичного элемента из положения со стороны забоя от дополнительных вторичных элементов к устью скважины мимо дополнительных вторичных элементов.
Способ может содержать мониторинг электрического сигнала, имеющего место на первичном элементе, когда первичный элемент спускают в скважину мимо дополнительных вторичных элементов.
Каждый вторичный элемент и/или каждый дополнительный вторичный элемент можно выполнить имеющим характеристическую частотную реакцию.
Способ может содержать применение множества вторичных элементов и/или множества дополнительных вторичных элементов для кодирования числа, как последовательности отличающихся частотных реакций.
Способ может содержать применение множества вторичных элементов и/или множества дополнительных вторичных элементов для кодирования числа, как последовательности отличающихся частотных реакций.
Способ может содержать избирательное изменение по меньшей мере одного из вторичных элементов и/или избирательное изменение по меньшей мере одного из дополнительных вторичных элементов.
Способ может содержать воздействие по меньшей мере на один из вторичных элементов и/или по меньшей мере один из дополнительных вторичных элементов электромагнитного поля достаточной напряженности для данной цели. Способ может содержать приложение к первичному элементу электрического сигнала достаточной силы для данной цели.
Способ может содержать избирательную запись кода по меньшей мере на один из вторичных элементов и/или избирательную запись кода по меньшей мере на один из дополнительных вторичных элементов до и/или после развертывания скважинного устройства.
Способ может содержать необратимое изменение по меньшей мере одного из вторичных элементов и/или необратимое изменение по меньшей мере одного из дополнительных вторичных элементов.
Способ может содержать применение множества вторичных элементов и/или множества дополнительных вторичных элементов для кодирования идентификационного номера для скважинного устройства.
Способ может содержать связывание множества вторичных элементов и/или множества дополнительных вторичных элементов со скважинным устройством.
Способ может содержать определение последовательности частотных спектров обработанного электрического сигнала, когда первичный элемент перемещается мимо каждого вторичного элемента из множества вторичных элементов и/или каждого дополнительного вторичного элемента из множества дополнительных вторичных элементов.
Способ может содержать определение идентификационного номера по определенной последовательности частотных спектров.
Способ может содержать приведения в действие или прекращение действия скважинного устройства согласно определенному идентификационному номеру.
Способ может содержать перемещение первичного элемента мимо вторичного элемента.
Способ может содержать подъем первичного элемента мимо вторичных элементов с применением каротажного кабеля.
Способ может содержать мониторинг электрического сигнала, имеющего место на первичном элементе, когда первичный элемент перемещается мимо вторичного элемента.
Способ может содержать определение последовательности частотных спектров обработанного электрического сигнала, когда первичный элемент перемещается мимо вторичного элемента.
Способ может содержать определение состояния скважинного устройства по последовательность частотных спектров, определенных, когда первичный элемент перемещается мимо вторичного элемента.
Согласно шестому аспекту настоящего изобретения создан способ определения состояния скважинного инструмента, содержащий:
оборудование первичного элемента в проходном канале скважинного инструмента;
оборудование вторичного элемента на скважинном инструменте;
приложение к первичному элементу электрического сигнала;
совмещение первичного элемента с вторичным элементом;
измерение электрического сигнала, имеющего место на первичном элементе; и
определение показателя связывания электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами по измеренному электрическому сигналу.
Способ может содержать оборудование первичного элемента на толкателе, который развертывают в проходном канале скважинного инструмента.
Способ может содержать предотвращение связывания электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами и затем, в ответ на приведение в действие или прекращение действия скважинного устройства, обеспечение связывания электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами.
Способ может содержать обеспечение связывания электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами и затем, в ответ на приведение в действие или прекращение действия скважинного устройства, предотвращение связывания электромагнитного поля между первичным и вторичным элементами.
Согласно седьмому аспекту настоящего изобретения создан способ идентификации скважинного инструмента, содержащий:
оборудование первичного элемента в проходном канале скважинного инструмента;
оборудование вторичного элемента на скважинном инструменте;
приложение к первичному элементу электрического сигнала;
перемещение первичного элемента мимо вторичного элемента;
мониторинг электрического сигнала, имеющего место на первичном элементе, когда первичный элемент перемещается мимо вторичного элемента; и
определение идентичности скважинного инструмента по обработанному электрическому сигналу.
Способ может содержать оборудование первичного элемента на толкателе, который развертывают в проходном канале скважинного инструмента.
Согласно восьмому аспекту настоящего изобретения создана система для применения в обнаружении в скважине, содержащая:
первую часть, образующую проходной канал;
вторую часть, развертываемую через проходной канал;
первичный элемент, оборудованный на одной из первой и второй частей; и
вторичный элемент оборудованный на другой из первой и второй частей,
при этом первичный и вторичный элементы выполнены с возможностью связывания электромагнитного поля между ними.
Первая часть может содержать скважинное устройство.
Первая часть может содержать скважинный инструмент, конфигурируемый для выполнения работы в стволе скважины.
Первая часть можно конфигурировать по меньшей мере для одного из следующего: нагнетания текучей среды, обработки пласта для интенсификации притока, гидроразрыва пласта и эксплуатации.
Вторая часть может содержать развертываемый инструмент.
Вторая часть может содержать толкатель.
Согласно девятому аспекту настоящего изобретения создана первая часть для применения в обнаружении в скважине, причем первая часть образует проходной канал для развертывания второй части через него, и первая часть содержит элемент, выполненный для связывания электромагнитного поля с дополнительным элементом, оборудованным на второй части.
Согласно десятому аспекту настоящего изобретения создана вторая часть для применения в обнаружении в скважине, причем вторую часть развертывают через проходной канал, образованный первой частью, и вторая часть содержит элемент, выполненный для связывания электромагнитного поля с дополнительным элементом, оборудованным на первой части.
Согласно одиннадцатому аспекту настоящего изобретения создано скважинное устройство, содержащее множество вторичных элементов, при этом каждый вторичный элемент выполнен с возможностью иметь характеристическую частотную реакцию, когда электромагнитное поле связано от первичного элемента развертываемого инструмента до вторичного элемента.
Скважинное устройство может содержать скважинный инструмент, конфигурируемый для выполнения работы в стволе скважины.
Скважинное устройство можно конфигурировать по меньшей мере для одного из следующего: нагнетания текучей среды, обработки пласта для интенсификации притока, гидроразрыва пласта и эксплуатации.
Скважинное устройство можно собрать, соединить, связать или иначе состыковать с одним или более дополнительными скважинными устройствами для образования колонны заканчивания для нефтяной или газовой скважины.
Каждое из одного или нескольких дополнительных скважинных устройств может содержать соответствующее множество вторичных элементов, при этом каждый вторичный элемент выполнен с возможностью иметь характеристическую частотную реакцию, когда электромагнитное поле связано от первичного элемента развертываемого инструмента до вторичного элемента.
Конфигурацию каждого из вторичных элементов данного множества вторичных элементов данного скважинного устройства можно выбирать для образования последовательности частотных реакций, отличающейся от последовательности частотных реакций, образованной одним или более из множества вторичных элементов каждого другого скважинного устройства в колонне заканчивания. Данное может обеспечивать однозначное распознавание скважинного устройства или идентификацию относительно всех других скважинных устройств в колонне заканчивания.
Согласно двенадцатому аспекту настоящего изобретения создан способ сборки колонны заканчивания, которая включает в себя множество скважинных устройств, способ содержит:
оборудование каждого скважинного устройства соответствующим множеством вторичных элементов, при этом каждый из вторичных элементов каждого множества вторичных элементов дает характеристическую частотную реакцию, когда электромагнитное поле связано c первичным элементом развертываемого инструмента; и
выполнение каждого из вторичных элементов данного множества вторичных элементов данного скважинного устройства с возможностью давать последовательности частотных реакций, отличающиеся от последовательности частотных реакций, которые дают одно или более множеств вторичных элементов каждого другого скважинного устройства в колонне заканчивания.
Способ может содержать сборку, соединение, связывание или иначе стыковку множества скважинных устройств, вместе образующих колонну заканчивания для нефтяной или газовой скважины.
Способ может содержать сборку, соединение, связывание или иначе стыковку множество скважинных устройств вместе до или после этапа выполнения каждого из вторичных элементов данного множества вторичных элементов данного скважинного устройства с возможностью давать отличающуюся последовательность частотных реакций для данного скважинного устройства.
Способ может содержать развертывание множество скважинных устройств в скважине до или после этапа выполнения каждого из вторичных элементов данного множества вторичных элементов данного скважинного устройства с возможностью давать отличающуюся последовательность частотных реакций для данного скважинного устройства.
Способ может содержать избирательное изменение одного или нескольких вторичных элементов данного скважинного устройства с возможностью давать отличающуюся последовательность частотных реакций для данного скважинного устройства в последовательности частотных реакций, которые дают один или более из множества вторичных элементов каждого другого скважинного устройства в колонне заканчивания.
Способ может содержать необратимое изменение одного или нескольких вторичных элементов для необратимого изменения частотных реакций одного или нескольких вторичных элементов.
Способ может содержать избирательное изменение одного или нескольких вторичных элементов данного скважинного устройства во время изготовления или сборки данного скважинного устройства до транспортировки на место применения.
Способ может содержать избирательное изменение одного или нескольких вторичных элементов данного скважинного устройства на месте применения, но до сборки, соединения, связывания или иначе стыковки множества скважинных устройств вместе.
Способ может содержать избирательное изменение одного или нескольких вторичных элементов данного скважинного устройства на месте применения, но до развертывания в скважине.
Способ может содержать избирательное изменение одного или нескольких вторичных элементов данного скважинного устройства после развертывания в скважине.
Такие способы могут обеспечивать изготовление каждого скважинного устройства с идентично выполненным множеством вторичных элементов в котором позже избирательно записывают уникальный идентификация код, например, позже в процессе изготовления на оборудовании устья скважины или в скважине. Данное может упрощать логистику и уменьшать или исключать проблемы инвентаризации, которые связаны с изготовлением скважинных устройств, каждое из которых имеет отличающуюся конфигурацию множества вторичных элементов.
Согласно тринадцатому аспекту настоящего изобретения создано скважинное устройство, которое расположено вдоль продольной оси и которое содержит множество изолированных проводников, при этом каждый изолированный проводник проходит вокруг соответствующей оси, которая расположена вдоль своего индивидуального радиального направления относительно продольной оси скважинного устройства.
Согласно четырнадцатому аспекту настоящего изобретения создан способ избирательной записи информации на скважинное устройство, которое содержит множество вторичных элементов, способ содержит:
воздействие на один или более вторичных элементов электромагнитного поля достаточной напряженности для изменения характеристической частотной реакции одного или нескольких вторичных элементов.
Способ может содержать необратимое изменение одного или нескольких вторичных элементов для необратимого изменения характеристической частотной реакции одного или нескольких вторичных элементов.
Согласно пятнадцатому аспекту настоящего изобретения создана система для применения в обнаружении в скважине, содержащая:
скважинное устройство, образующее проходной канал;
первичный электромагнитный элемент и вторичный электромагнитный элемент, при этом один из первичного и вторичного электромагнитных элементов оборудован на скважинном устройстве и другой из первичного и вторичного электромагнитных элементов оборудован в проходном канале, как первичный, так и вторичный электромагнитные элементы выполнены с возможностью электромагнитного связывания между ними.
Согласно шестнадцатому аспекту настоящего изобретения создана система для применения в обнаружении в скважине, содержащая:
скважинное устройство, образующее проходной канал;
инструмент развертываемый через проходной канал скважинного устройства;
первичный электромагнитный элемент, оборудованный на одном из скважинного устройства и развертываемого инструмента; и
вторичный электромагнитный элемент оборудованный на другом из скважинного устройства и развертываемого инструмента,
при этом первичный и вторичный электромагнитные элементы выполнены с возможностью электромагнитного связывания между ними.
Для следующих аспектов настоящего изобретения понятно, что каждый индуцирующий элемент может содержать первичный элемент, каждый индикаторный элемент может содержать вторичный элемент, и каждый сенсорный элемент может содержать третичный элемент любого предыдущего аспекта настоящего изобретения.
Аналогично, каждый дополнительный индикаторный элемент может содержать дополнительный вторичный элемент любого предыдущего аспекта настоящего изобретения.
Согласно семнадцатому аспекту настоящего изобретения создана система для применения в определении относительного положения первой и второй частей скважинного устройства, система содержит:
множество индикаторных элементов, имеющих заданное пространственное расположение относительно первой части скважинного устройства, при этом каждый индикаторный элемент имеет функциональную возможность создания отличающегося электромагнитного поля; и
сенсорный элемент, который имеет функциональную возможность зондирования соответствующих электромагнитных полей, связанных с каждого индикаторного элемента,
при этом вторая часть скважинного устройства избирательно проходит между сенсорным элементом и одним или более индикаторными элементами согласно относительному положению первой и второй частей скважинного устройства.
Такая система может являться предпочтительной для применения в определении показателя приведения в действие скважинного устройства.
Множество индикаторных элементов может иметь фиксированное пространственное расположение.
Электромагнитное поле, создаваемое каждым индикаторным элементом, может содержать магнитное поле.
Электромагнитное поле, создаваемое каждым индикаторным элементом, может содержать электрическое поле.
Электромагнитное поле, создаваемое каждым индикаторным элементом, может являться статическим.
Электромагнитное поле, создаваемое каждым индикаторным элементом, может изменяться во времени.
Такая система не требует включения в свой состав или встраивания в скважинное устройство никаких активных электронных устройств.
Скважинное устройство может содержать скважинный инструмент.
В варианте применения в соединении со скважинным инструментом система может являться предпочтительной для измерения показателя связывания между каждым индикаторным элементом и сенсорным элементом и любых изменений, возникающих в нем после приведения в действие и/или прекращения действия скважинного инструмента. Такую систему можно применять для обеспечения прямого подтверждения состояния скважинного инструмента до, во время и/или после приведения в действие и/или прекращения действия скважинного инструмента. Такую систему можно применять для обеспечения прямого подтверждения показателя приведения в действие или прекращения действия скважинного инструмента до, во время и/или после приведения в действие и/или прекращения действия скважинного инструмента.
Систему можно выполнить измеряющей любой показатель связывания между данным индикаторным элементом и сенсорным элементом, в том числе в случае, где данный индикаторный элемент и сенсорный элемент полностью разъединены, и показатель связывания между данным индикаторным элементом и сенсорным элементом равен нулю.
Скважинное устройство можно конфигурировать по меньшей мере для одного из следующего: нагнетания текучей среды, обработки пласта для интенсификации притока, гидроразрыва пласта и эксплуатации.
Система может содержать контроллер.
Сенсорный элемент и контроллер можно выполнить поддерживающим связь друг с другом.
Контроллер может иметь функциональную способность распознавания электромагнитных полей, проходящих от отличающихся индикаторных элементов.
Контроллер можно выполнить определяющим относительное положение первой и второй частей скважинного устройства от соответствующего поля, измеренного от каждого из отличающихся индикаторных элементов.
Контроллер можно выполнить регистрирующим определенный показатель связывания между индикаторным элементом и сенсорным элементом в запоминающем устройстве.
Развертываемый инструмент может содержать контроллер.
Скважинное устройство может содержать контроллер.
Контроллер можно выполнить поддерживающим связь с оборудованием на поверхности.
Контроллер можно устанавливать на поверхности.
Система может содержать источник электропитания для контроллера.
Развертываемый инструмент может содержать источник электропитания.
Скважинное устройство может содержать источник электропитания.
Сенсорный элемент можно выполнить отдельным от скважинного устройства.
Скважинное устройство может образовывать проходной канал.
Каждый индикаторный элемент можно выполнить создающим электромагнитное поле, проходящее в проходном канале.
Сенсорный элемент можно устанавливать в проходном канале.
Сенсорный элемент можно устанавливать на развертываемом инструменте.
Развертываемый инструмент можно выполнить приводящим в действие скважинный инструмент.
Развертываемый инструмент может содержать толкатель.
Развертываемый инструмент можно выполнить обеспечивающим относительное перемещение между первой и второй частями скважинного устройства.
Развертываемый инструмент можно выполнить обеспечивающим мониторинг относительного положения первой и второй частей скважинного устройства в режиме реального времени.
Первую и вторую части скважинного устройства можно выполнить линейно перемещающимися относительно друг друга.
Первую и вторую части скважинного устройства можно выполнить вращающимися относительно друг друга.
Вторая часть скважинного устройства может содержать окно, проницаемое для каждого из соответствующих электромагнитных полей, проходящих от индикаторного элемента.
Окно можно выполнить избирательно обеспечивающим по меньшей мере частичное связывание одного или нескольких соответствующих электромагнитных полей, проходящих от каждого из отличающихся индикаторных элементов на сенсорный элемент.
Окно можно выполнить поступательно обеспечивающим по меньшей мере частичное связывание соответствующих электромагнитных полей, проходящих от увеличивающегося числа отличающихся индикаторных элементов на сенсорный элемент.
Вторая часть скважинного устройства может содержать закрывающий элемент.
Вторая часть скважинного устройства может содержать закрывающую втулку.
Вторую часть скважинного устройства можно выполнить изменяющей соответствующие электромагнитные поля, проходящие от каждого индикаторного элемента.
Вторую часть скважинного устройства можно выполнить аттенюирующей соответствующие электромагнитные поля, проходящие от каждого индикаторного элемента.
Вторую часть скважинного устройства можно выполнить блокирующей соответствующие электромагнитные поля, проходящие от каждого индикаторного элемента.
Вторая часть скважинного устройства может содержать металл.
Вторая часть скважинного устройства может содержать сталь.
Каждый индикаторный элемент может иметь функциональную способность создавать изменяющееся во времени магнитное поле.
Каждый индикаторный элемент может иметь функциональную способность создавать изменяющееся во времени выходное магнитное поле в ответ на приложение изменяющегося во времени входящего магнитного поля к индикаторному элементу.
Изменяющееся во времени магнитное поле может иметь частоту в диапазоне 10 кГц - 1 МГц, 50 кГц - 500 кГц, или 100 кГц - 150 кГц.
Связывание магнитного поля является возможным в таких частотных диапазонах через любые скважинные текучие среды, которые могут присутствовать между индикаторным и сенсорным элементами.
Каждый индикаторный элемент может содержать электрический проводник.
Каждый индикаторный элемент может содержать изолированный электрический проводник.
Каждый индикаторный элемент может проходить по пути, имеющему по меньшей мере одну петлю или виток.
Каждый индикаторный элемент может проходить по геликоидальному пути или спиральному пути.
Каждый индикаторный элемент может содержать по меньшей мере один виток, петлю или индукционную катушку.
Каждый индикаторный элемент может содержать кольцо.
Каждый индикаторный элемент может содержать электрическую емкость.
Каждый индикаторный элемент может содержать электрическую емкость, подключенную между двумя концами электрического проводника.
Такой индикаторный элемент может обеспечивать резонансную частотную реакцию.
Каждый индикаторный элемент может содержать конденсатор.
Каждый индикаторный элемент может содержать конденсатор, подключенный между двумя концами электрического проводника.
Каждый индикаторный элемент может проходить по окружности вокруг проходного канала скважинного устройства.
Каждый индикаторный элемент может проходить полностью вокруг проходного канала скважинного устройства. Данное может упрочнять любое соединение между каждым индикаторным элементом и сенсорным элементом. Данное может обеспечивать соединение между каждым индикаторным элементом и сенсорным элементом, если сенсорный элемент имеет прерывание по окружности.
Каждый индикаторный элемент может проходить частично вокруг проходного канала скважинного устройства.
Каждый индикаторный элемент можно располагать по спирали вокруг проходного канала скважинного устройства.
Множество индикаторных элементов можно аксиально распределять.
Отличающиеся индикаторные элементы могут являться аксиально разделенными или аксиально смежными.
Каждый индикаторный элемент можно инкапсулировать в герметизирующий компаунд.
Скважинное устройство может содержать защитный корпус индикаторного элемента. Каждый индикаторный элемент можно размещать в своем защитном корпусе. Защитный корпус индикаторного элемента можно заполнять герметизирующим компаундом.
Герметизирующий компаунд может содержать эпоксидный или эластомерный компаунд.
Защитный корпус индикаторного элемента может содержать по существу трубчатый базовый элемент и по существу трубчатый элемент защитной крышки. Базовый элемент и элемент защитной крышки могут образовывать между собой по существу кольцевую полость. Радиальную протяженность кольцевой полости можно выбирать для предотвращения связывания между индикаторным элементом и участком корпуса скважинного устройства. Такое связывание может изменять любое связывание между индикаторным элементом и сенсорным элементом. Данное может затруднять измерение показателя связывания между индикаторным элементом и сенсорным элементом по частотному спектру измеренного электрического сигнала.
Каждый индикаторный элемент можно навивать вокруг базового элемента.
По меньшей мере базовый элемент защитного корпуса индикаторного элемента может являться проницаемым для магнитного поля с частотой в диапазоне 10 кГц - 1 МГц, 50 кГц - 500 кГц, или 100 кГц - 150 кГц.
Защитный корпус индикаторного элемента может содержать полиэфирэфиркетон (ПЭЭК).
Каждый индикаторный элемент может проходить вокруг оси, расположенной в радиальном направлении относительно продольной оси скважинного устройства.
Индикаторные элементы можно распределять по окружности.
Каждый индикаторный элемент может проходить вокруг отличающейся оси, где каждая ось расположена вдоль своего индивидуального радиального направления относительно продольной оси скважинного устройства.
Каждый индикаторный элемент можно выполнять отдельно от скважинного устройства и затем устанавливать с прилеганием вокруг проходного канала скважинного устройства.
Каждый индикаторный элемент можно выполнить на общей подложке.
Каждый индикаторный элемент можно выполнить на отличающейся подложке.
Каждая подложка может являться по существу планарной.
Каждая подложка может являться электроизолирующей.
Каждая подложка может являться гибкой.
Каждую подложку можно устанавливать с прилеганием вокруг проходного канала скважинного устройства.
Каждую подложку можно устанавливать с прилеганием вокруг базового элемента защитного корпуса индикаторного элемента.
Применение одной или нескольких гибких подложек может обеспечивать одной или нескольким подложкам установку с прилеганием вокруг не планарной геометрической формы, соответствие или согласование с ней. Например, данное может обеспечивать одной или нескольким подложкам установку с прилеганием вокруг, соответствие или согласование с проходным каналом скважинного устройства или наружной поверхностью базового элемента защитного корпуса индикаторного элемента.
Каждый индикаторный элемент можно выполнить с помощью печати, формования рисунка, осаждения или иного нанесения электропроводного материала на подложку. Таким образом, каждый индикаторный элемент можно выполнить с применением относительно недорогих методик изготовления.
Каждый индикаторный элемент может содержать электропроводный путь или дорожку, образованную на подложке.
Каждый индикаторный элемент может образовывать электропроводный путь или дорожку на подложке, отличающуюся от электропроводного пути или дорожки каждого другого индикаторного элемента.
Каждый индикаторный элемент может иметь по существу криволинейную конфигурацию.
Каждый индикаторный элемент может иметь спиральную конфигурацию.
Каждый индикаторный элемент может содержать один или более витков.
Каждый виток каждого индикаторного элемента может иметь кривизну, которая увеличивается в направлении к центру индикаторного элемента.
Каждый виток каждого индикаторного элемента может содержать одну или более прямолинейных частей.
Каждую подложку можно выполнить несущей конденсатор.
Конденсатор можно подключать между двумя концами электропроводного пути или дорожки, образованной на подложке.
Каждая подложка может образовывать электрическую емкость между двумя концами электропроводного пути или дорожки, образованной на подложке.
Каждая подложка может содержать диэлектрический материал.
Каждая подложка может содержать слой диэлектрического материала.
Каждая подложка может содержать электропроводный слой, который отделен от электропроводного пути или дорожки слоем диэлектрического материала для образования заданной электрической емкости между двумя концами электропроводного пути или дорожки.
Каждая подложка может содержать диэлектрический материал, который проходит через толщину подложки.
Каждая подложка может содержать электропроводную коммутационную плату, которая отделена от электропроводного пути или дорожки диэлектрическим материалом подложки для образования заданной электрической емкости между двумя концами электропроводного пути или дорожки.
Каждый индикаторный элемент может содержать электропроводное кольцо.
Кольцо может содержать металл.
Кольцо может проходить вокруг проходного канала скважинного устройства. Кольцо может образовывать кольцевой участок скважинного устройства.
Каждый индикаторный элемент может иметь функциональную способность создавать отличающееся магнитного поля.
По меньшей мере два индикаторного элемента могут иметь функциональную способность создавать магнитные поля отличающейся полярности.
По меньшей мере два из индикаторных элементов могут иметь функциональную способность создавать магнитные поля отличающейся напряженности.
Каждый индикаторный элемент может иметь функциональную способность создавать статическое магнитное поле.
Каждый индикаторный элемент может содержать магнит.
Каждый индикаторный элемент может содержать постоянный магнит.
Каждый индикаторный элемент может содержать электромагнит.
Множество индикаторных элементов может содержать множество по существу идентичных магнитов, причем каждый магнит имеет отличающуюся ориентацию относительно сенсорного элемента.
Множество индикаторных элементов может содержать множество по существу идентичных магнитов и множество аттенюаторов магнитного поля, причем каждый аттенюатор магнитного поля расположен между соответствующим магнитом и сенсорным элементом, и каждый аттенюатор магнитного поля выполнен с возможностью создания отличающегося уровня аттенюирования магнитного поля.
Множество индикаторных элементов может содержать множество по существу идентичных магнитов и множество отверстий магнитного поля, причем каждое отверстие магнитного поля расположено между соответствующим магнитом и сенсорным элементом, и каждое отверстие магнитного поля выполнено с возможностью ограничивать протяженность в пространстве магнитного поля до отличающегося показателя.
Сенсорный элемент может содержать электрический проводник.
Сенсорный элемент может содержать изолированный электрический проводник.
Сенсорный элемент может проходить по пути, имеющему по меньшей мере одну петлю или виток.
Сенсорный элемент может проходить по геликоидальному пути или спиральному пути.
Сенсорный элемент может содержать по меньшей мере один виток, петлю или индукционную катушку.
Сенсорный элемент может содержать кольцо.
Сенсорный элемент может иметь функциональную способность зондирования соответствующих электромагнитных полей, проходящих от двух или больше индикаторных элементов в одно время.
Сенсорный элемент может иметь функциональную способность зондирования соответствующих электромагнитных полей, проходящих от двух или больше индикаторных элементов в разные моменты времени.
Сенсорный элемент можно инкапсулировать в герметизирующий компаунд. Инкапсулирование сенсорного элемента может обеспечивать защиту сенсорного элемента от среды, окружающей сенсорный элемент.
Развертываемый инструмент может содержать защитный корпус сенсорного элемента.
Сенсорный элемент можно размещать в защитном корпусе сенсорного элемента.
Защитный корпус сенсорного элемента может обеспечивать механическую защиту для сенсорного элемента.
Защитный корпус сенсорного элемента можно заполнять герметизирующим компаундом. Заполнение защитного корпуса сенсорного элемента герметизирующим компаундом может обеспечивать закрепление для защитного корпуса сенсорного элемента и обеспечивать улучшенную защиту от окружающей среды и механических воздействий для сенсорного элемента.
Герметизирующий компаунд может содержать эпоксидный или эластомерный компаунд.
Защитный корпус сенсорного элемента может содержать по существу трубчатый базовый элемент и по существу трубчатый элемент защитной крышки.
Сенсорный элемент можно навивать вокруг базового элемента.
По меньшей мере элемент защитной крышки защитного корпуса сенсорного элемента может являться проницаемым для магнитного поля с частотой в диапазоне 10 кГц - 1 МГц, 50 кГц - 500 кГц, или 100 кГц - 150 кГц.
Защитный корпус сенсорного элемента может содержать полиэфирэфиркетон (ПЭЭК). Будучи относительно проницаемым для электромагнитного поля в частотном диапазоне магнитного поля, ПЭЭК является относительно инертным материалом и его можно формовать и/или подвергать станочной обработке.
Сенсорный элемент может проходить вокруг оси, расположенной радиально относительно продольной оси скважинного устройства. Такая ориентация сенсорного элемента может служить усилению связывания с магнитным полем, проходящим от индикаторных элементов скважинного устройства.
Сенсорный элемент можно выполнять отдельно от развертываемого инструмента и затем устанавливать с прилеганием вокруг развертываемого инструмента.
Сенсорный элемент можно выполнить на подложке.
Подложка может являться по существу планарной.
Подложка может являться электроизолирующей.
Подложка может являться гибкой.
Подложку можно устанавливать с прилеганием вокруг развертываемого инструмента.
Подложку можно устанавливать с прилеганием вокруг базового элемента защитного корпуса сенсорного элемента.
Применение гибкой подложки может обеспечивать подложке установку с прилеганием вокруг не планарной геометрической формы, соответствие или согласование с ней. Например, данное может обеспечивать подложке установку с прилеганием вокруг, соответствие или согласование с развертываемым инструментом или наружной поверхностью базового элемента защитного корпуса сенсорного элемента.
Подложка может являться жесткой.
Сенсорный элемент можно выполнить с помощью печати, формования рисунка, осаждения или иного нанесения электропроводного материала на подложку.
Сенсорный элемент может содержать электропроводный путь или дорожку, образованную на подложке.
Сенсорный элемент может иметь по существу криволинейную конфигурацию.
Сенсорный элемент может иметь спиральную конфигурацию.
Каждый виток сенсорного элемента может иметь кривизну, которая увеличивается в направлении к центру сенсорного элемента.
Каждый виток сенсорного элемента может содержать одну или более прямолинейных частей.
Каждый виток, петля, спираль или кольцо сенсорного элемента может проходить вокруг отличающихся осей, причем каждая ось расположена вдоль своего индивидуального радиального направления относительно продольной оси развертываемого инструмента.
Сенсорный элемент может содержать датчик магнитного поля.
Сенсорный элемент может содержать датчик Холла.
Система может содержать индуцирующий элемент для активирования каждого индикаторного элемента для создания соответствующих электромагнитных полей.
Индуцирующий элемент может содержать электрический проводник.
Индуцирующий элемент может содержать изолированный электрический проводник.
Индуцирующий элемент может проходить по пути, имеющему по меньшей мере одну петлю или виток.
Индуцирующий элемент может проходить по геликоидальному пути или спиральному пути.
Индуцирующий элемент может содержать по меньшей мере один виток, петлю или индукционную катушку.
Индуцирующий элемент может содержать кольцо.
Индуцирующий элемент можно сравнивать с первичной обмоткой трансформатора и каждый индикаторный элемент можно сравнивать с вторичной обмоткой трансформатора. Сенсорный элемент можно сравнивать с третичной обмоткой, которая связана с меняющимся во времени магнитным полем трансформатора для выполнения его запроса.
Индуцирующий элемент можно связывать с одним или более индикаторными элементами одновременно.
Индуцирующий элемент можно связывать с одним или более индикаторными элементами поочередно.
Индуцирующий элемент можно оборудовать на развертываемом инструменте.
Индуцирующий элемент может являться электрически изолированным и поэтому независимым от сенсорного элемента.
При этом можно по меньшей мере частично изолировать электрический сигнал, индуцируемый в сенсорном элементе от электрического сигнала, прикладываемого к индуцирующему элементу.
При этом можно уменьшить электрический шум, индуцируемый в сенсорном элементе, улучшая точность измерения.
Каждый индикаторный элемент может иметь характеристическую частотную реакцию.
Характеристическая частотная реакция может включать в себя характеристический резонансный признак.
Характеристический резонансный признак может являться резонансным максимумом или резонансным минимумом.
Характеристический резонансный признак может возникать на характеристической резонансной частоте.
Контроллер может иметь функциональную способность отличать характеристическую частотную реакцию одного из индикаторных элементов от характеристической частотной реакции других индикаторных элементов.
Контроллер может иметь функциональную способность отличать характеристический резонансный признак одного из индикаторных элементов от характеристического резонансного признака других индикаторных элементов.
Индуцирующий элемент может содержать электрический проводник, который проходит по окружности вокруг развертываемого инструмента.
Индуцирующий элемент может проходить полностью вокруг развертываемого инструмента. Данное может упрочнять любое связывание между индуцирующим элементом и индикаторным элементом. Данное может обеспечивать связывание между индуцирующим элементом и индикаторным элементом, если индикаторный элемент по окружности имеет прерывание.
Индуцирующий элемент может проходить частично вокруг развертываемого инструмента.
Индуцирующий элемент можно располагать по спирали вокруг развертываемого инструмента.
Индуцирующий элемент можно располагать по спирали вокруг участка корпуса развертываемого инструмента. Такую ориентацию индуцирующего элемента можно применять на развертываемом инструменте, исключая нецелесообразное увеличение радиального габарита развертываемого инструмента.
Индуцирующий элемент можно инкапсулировать в герметизирующий компаунд. Инкапсулирование индуцирующего элемента может обеспечивать защиту индуцирующего элемента от среды, окружающей индуцирующий элемент.
Индуцирующий элемент можно размещать в защитном корпусе сенсорного элемента.
Индуцирующий элемент может проходить вокруг оси, расположенной радиально относительно продольной оси скважинного устройства. Такая ориентация индуцирующего элемента может служить усилению связывания магнитного поля, проходящего от индуцирующего элемента до индикаторного элемента скважинного устройства.
Индуцирующий элемент можно выполнять отдельно от развертываемого инструмента и затем устанавливать с прилеганием вокруг развертываемого инструмента.
Индуцирующий элемент можно выполнить на подложке.
Подложка может являться по существу планарной.
Подложка может являться электроизолирующей.
Подложка может являться гибкой.
Подложку можно устанавливать с прилеганием вокруг развертываемого инструмента.
Подложку можно устанавливать с прилеганием вокруг базового элемента защитного корпуса индуцирующего элемента.
Применение гибкой подложки может обеспечивать подложке установку с прилеганием вокруг не планарной геометрической формы, соответствие или согласование с ней. Например, данное может обеспечивать подложке установку с прилеганием вокруг, соответствие или согласование с развертываемым инструментом или наружной поверхностью базового элемента защитного корпуса индуцирующего элемента.
Подложка может являться жесткой.
Индуцирующий элемент можно выполнить с помощью печати, формования рисунка, осаждения или иного нанесения электропроводного материала на подложку.
Индуцирующий элемент может содержать электропроводный путь или дорожку, образованную на подложке.
Индуцирующий элемент может иметь, по существу, криволинейную конфигурацию.
Индуцирующий элемент может иметь спиральную конфигурацию.
Каждый виток индуцирующего элемента может иметь кривизну, которая увеличивается в направлении к центру индуцирующего элемента.
Каждый виток индуцирующего элемента может содержать одну или более прямолинейных частей. Каждый виток, петля, спираль или кольцо индуцирующего элемента может проходить вокруг отличающихся осей, причем каждая ось расположена вдоль своего индивидуального радиального направления относительно продольной оси развертываемого инструмента.
Индуцирующий элемент и сенсорный элемент можно ориентировать ортогонально друг к другу. Например, сенсорный элемент можно располагать по спирали вокруг участка корпуса развертываемого инструмента. Индуцирующий элемент может проходить вокруг одной или нескольких осей, которые расположены радиально относительно продольной оси развертываемого инструмента. Каждый виток, петлю, спираль или кольцо индуцирующего элемента можно удлинить в аксиальном направлении относительно продольной оси развертываемого инструмента.
Наоборот, индуцирующий элемент можно располагать по спирали вокруг участка корпуса развертываемого инструмента. Сенсорный элемент может проходить вокруг одной или нескольких осей, которые расположены радиально относительно продольной оси развертываемого инструмента. Каждый виток, петлю, спираль или кольцо сенсорного элемента можно удлинить в аксиальном направлении относительно продольной оси развертываемого инструмента.
Такие ортогональные устройства индуцирующих и сенсорных элементов могут означать, что электромагнитное поле, связанное от индуцирующего элемента, является, по существу, ортогонально направленным относительно электромагнитного поля, связанного с сенсорным элементом. Данное может уменьшать любые перекрестные помехи магнитного поля от индуцирующего элемента напрямую на сенсорный элемент. Данное может уменьшать шум на сигнале, индуцируемый в сенсорном элементе, при этом улучшая точность измерения.
Контроллер можно электрически соединять с индуцирующим элементом.
Контроллер можно выполнить генерирующим и прикладывающим электрический сигнал к индуцирующему элементу.
Контроллер можно электрически соединять с сенсорным элементом.
Контроллер можно выполнить измеряющим электрический сигнал, имеющий место на сенсорном элементе.
Контроллер можно выполнить определяющим показатель связывания между индуцирующим элементом и сенсорным элементом через индикаторный элемент по измеренному электрическому сигналу.
Контроллер можно выполнить определяющим показатель связывания между индуцирующим элементом и сенсорным элементом через индикаторный элемент согласно частотному спектру измеренного электрического сигнала.
Контроллер можно выполнить определяющим показатель связывания между индуцирующим элементом и сенсорным элементом через индикаторный элемент согласно форме частотного спектра измеренного электрического сигнала.
Контроллер можно выполнить определяющим показатель связывания между индуцирующим элементом и сенсорным элементом через индикаторный элемент согласно резонансному признаку в частотном спектре измеренного электрического сигнала.
Контроллер можно выполнить определяющим показатель связывания между индуцирующим элементом и сенсорным элементом через индикаторный элемент согласно резонансному максимуму или минимуму в частотном спектре измеренного электрического сигнала.
Контроллер можно выполнить определяющим показатель связывания между индуцирующим элементом и сенсорным элементом через индикаторный элемент согласно форме или коэффициенту добротности резонансного признака.
Контроллер можно выполнить определяющим показатель связывания между индуцирующим элементом и сенсорным элементом через индикаторный элемент согласно частоте резонансного признака.
Развертываемый инструмент может содержать множество индуцирующих элементов.
Данное может обеспечивать измерения любого связывания между отличающимися индуцирующими элементами и сенсорными элементами через индикаторный элемент. Данное может улучшить точность и/или достоверность в измерении показателя связывания между индуцирующим элементом и сенсорным элементом через индикаторный элемент. Множество индуцирующих элементов может также обеспечивать один или более запасных индуцирующих элементов, на которые можно рассчитывать в случае выхода из строя одного из индуцирующих элементов.
Каждый индуцирующий элемент из множества индуцирующих элементов может содержать один или более признаков, которые индуцирующий элемент может содержать.
Множество индуцирующих элементов могут являться электрически не соединенными.
Каждый из индуцирующих элементов можно независимо соединить с контроллером.
Скважинное устройство можно выполнять конфигурируемым между первой конфигурацией в котором связывание между одним или более индикаторными элементами и сенсорным элементом предотвращено и второй конфигурацией, в котором связывание между одним или более индикаторными элементами и сенсорным элементом обеспечено.
Один или более из индикаторных элементов можно закрывать для предотвращения связывания электромагнитного поля, обеспечиваемого одним или более индикаторными элементами с сенсорным элементом, когда скважинное устройство имеет первую конфигурацию. Один или более из индикаторных элементов могут являться доступными для связывания электромагнитного поля с сенсорным элементом, когда скважинное устройство имеет вторую конфигурацию.
Скважинное устройство можно выполнять конфигурируемым между первой и второй конфигурациями после приведения в действие или прекращения действия скважинного устройства. Таким образом, обнаружение изменения в показателе связывания одного или нескольких индикаторных элементов с сенсорным элементом может обеспечивать достоверную индикацию показателя приведения в действие или показателя прекращения действия скважинного устройства.
Скважинное устройство может содержать множество дополнительных индикаторных элементов для обеспечения электромагнитного поля, которое можно связывать с сенсорным элементом.
Множество дополнительных индикаторных элементов может содержать один или более признаков, которые множество индикаторных элементов может содержать. Дополнительные индикаторные элементы могут являться доступными для связывания с сенсорным элементом вне зависимости от состояния скважинного устройства. Присутствие таких дополнительных индикаторных элементов может обеспечивать идентификация скважинного устройства вне зависимости от состояния скважинного устройства.
Множество дополнительных индикаторных элементов можно выполнить для установки со стороны забоя от множества индикаторных элементов. Данное может обеспечивать связывание сенсорного элемента развертываемого инструмента с множеством дополнительных индикаторных элементов до обнаружения множества индикаторных элементов, когда развертываемый инструмент поднимается к устью скважины из положения со стороны забоя от множества индикаторных элементов. Если множество дополнительных индикаторных элементов являются доступными для связывания с сенсорным элементом, вне зависимости от состояния скважинного устройства, данное может обеспечивать развертываемому инструменту идентификацию скважинного устройства через связывание между множеством дополнительных индикаторных элементов и сенсорным элементом и затем проверку показателя приведения в действие и/или прекращения действия скважинного устройства через связывание между множеством индикаторных элементов и сенсорным элементом.
Согласно восемнадцатому аспекту настоящего изобретения создан способ для применения в определении относительного положения первой и второй частей скважинного устройства, способ содержит:
создание отличающегося электромагнитного поля от каждого индикаторного элемента из множества индикаторных элементов, причем множество индикаторных элементов имеет заданное пространственное расположение относительно первой части скважинного устройства;
зондирование соответствующих электромагнитных полей, связанных от каждого из индикаторных элементов до сенсорного элемента; и
избирательное выдвижение второй части скважинного устройства между сенсорным элементом и одним или более индикаторными элементами согласно относительному положению первой и второй частей скважинного устройства.
Способ может содержать определение показателя связывания соответствующих электромагнитных полей от каждого индикаторного элемента до сенсорного элемента.
Способ может содержать определение относительного положения первой и второй частей скважинного устройства по определенному показателю связывания соответствующих электромагнитных полей от каждого индикаторного элемента до сенсорного элемента.
Способ может содержать избирательное выдвижение второй части скважинного устройства между сенсорным элементом и одним или более индикаторными элементами для предотвращения связывания соответствующих электромагнитных полей между одним или более индикаторными элементами и сенсорным элементом.
Способ может содержать избирательное удаление второй части скважинного устройства с места между сенсорным элементом и одним или более индикаторными элементами для обеспечения связывания соответствующих электромагнитных полей между одним или более индикаторными элементами и сенсорным элементом.
Способ может содержать перемещение или проход сенсорного элемента мимо множества индикаторных элементов.
Согласно девятнадцатому аспекту настоящего изобретения создана система для применения в определении относительного положения первой и второй частей скважинного устройства, система содержит:
первый индикаторный элемент, фиксированный относительно первой части скважинного устройства, причем первый индикаторный элемент имеет функциональную возможность создания первого электромагнитного поля;
второй индикаторный элемент, фиксированный относительно второй части скважинного устройства, причем второй индикаторный элемент имеет функциональную возможность создания второго электромагнитного поля, которое отличается от первого электромагнитного поля; и
сенсорное устройство, которое имеет функциональную возможность зондирование и распознавания первого и второго электромагнитных полей, связанных от первого и второго индикаторных элементов.
Такая система может являться предпочтительной для применения в определении показателя приведения в действие скважинного устройства.
Электромагнитное поле, создаваемое каждым индикаторным элементом, может содержать магнитное поле.
Электромагнитное поле, создаваемое каждым индикаторным элементом, может содержать электрическое поле.
Электромагнитное поле, создаваемое каждым индикаторным элементом, может являться статическим.
Электромагнитное поле, создаваемое каждым индикаторным элементом, может изменяться во времени.
Такая система не требует включения в свой состав или встраивания в скважинное устройство никаких активных электронных устройств.
Скважинное устройство может содержать скважинный инструмент.
В варианте применения в соединении со скважинным инструментом система может являться предпочтительной для измерения показателя связывания между каждым индикаторным элементом и сенсорным устройством и любых изменений, возникающих в нем после приведения в действие и/или прекращения действия скважинного инструмента. Такую систему можно применять для обеспечения прямого подтверждения состояния скважинного инструмента до, во время и/или после приведения в действие и/или прекращения действия скважинного инструмента. Такую систему можно применять для обеспечения прямого подтверждения показателя приведения в действие или прекращения действия скважинного инструмента до, во время и/или после приведения в действие и/или прекращения действия скважинного инструмента.
Систему можно выполнить измеряющей любой показатель связывания между данным индикаторным элементом и сенсорным устройством, в том числе в случае, где данный индикаторный элемент и сенсорное устройство полностью разъединены, и показатель связывания между данным индикаторным элементом и сенсорным устройством равен нулю.
Скважинное устройство можно конфигурировать по меньшей мере для одного из следующего: нагнетания текучей среды, обработки пласта для интенсификации притока, гидроразрыва пласта и эксплуатации.
Система может содержать контроллер.
Сенсорное устройство и контроллер можно выполнить поддерживающим связь друг с другом.
Контроллер может иметь функциональную способность распознавания электромагнитных полей, обнаруженных сенсорным устройством, от первого и второго индикаторных элементов.
Контроллер можно выполнить определяющим относительное положение первой и второй частей скважинного устройства от электромагнитных полей, обнаруженных сенсорным устройством, от первого и второго индикаторных элементов.
Сенсорное устройство может иметь функциональную способность зондирования соответствующих электромагнитных полей, проходящих от двух или больше индикаторных элементов в одно время.
Сенсорное устройство может иметь функциональную способность зондирования соответствующих электромагнитных полей, проходящих от двух или больше индикаторных элементов в разные моменты времени.
Сенсорное устройство может содержать множество сенсорных элементов.
Множество сенсорных элементов могут являться электрически не соединенными.
Каждый из сенсорных элементов можно независимо соединять с контроллером. Множество сенсорных элементов может иметь заданное пространственное расположение.
Множество сенсорных элементов может иметь фиксированное пространственное расположение.
Сенсорные элементы можно распределять по окружности вокруг развертываемого инструмента.
Сенсорные элементы могут иметь однородное распределение по окружности вокруг развертываемого инструмента.
Контроллер можно выполнить определяющим положение первого индикатора по отношению к множеству сенсорных элементов от электромагнитного полей, связанных от первого индикаторного элемента до множества сенсорных элементов.
Контроллер можно выполнить определяющим положение второго индикатора по отношению к множеству сенсорных элементов от электромагнитных полей, обнаруженных связанными от второго индикаторного элемента до множества сенсорных элементов.
Контроллер можно выполнить определяющим относительное положение первой и второй частей скважинного устройства от каждого из определенных положений первого и второго индикаторов по отношению к множеству сенсорных элементов.
Контроллер можно выполнить регистрирующим определенный показатель связывания между индикаторным элементом и сенсорным устройством в запоминающем устройстве.
Развертываемый инструмент может содержать контроллер.
Скважинное устройство может содержать контроллер.
Контроллер можно выполнить поддерживающим связь с оборудованием на поверхности.
Контроллер можно устанавливать на поверхности.
Система может содержать источник электропитания для контроллера. Развертываемый инструмент может содержать источник электропитания.
Скважинное устройство может содержать источник электропитания.
Сенсорное устройство можно выполнить отдельным от скважинного устройства. Скважинное устройство может образовывать проходной канал.
Каждый индикаторный элемент можно выполнить создающим электромагнитное поле, проходящее в проходном канале.
Сенсорное устройство можно устанавливать в проходном канале.
Сенсорное устройство можно устанавливать на развертываемом инструменте.
Развертываемый инструмент можно выполнить приводящим в действие скважинный инструмент.
Развертываемый инструмент может содержать толкатель.
Развертываемый инструмент можно выполнить обеспечивающим относительное перемещение между первой и второй частями скважинного устройства.
Развертываемый инструмент можно выполнить обеспечивающим мониторинг относительного положения первой и второй частей скважинного устройства в режиме реального времени.
Первую и вторую части скважинного устройства можно выполнить линейно перемещающимися относительно друг друга.
Первую и вторую части скважинного устройства можно выполнить вращающимися относительно друг друга.
Каждый индикаторный элемент может иметь функциональную способность создавать изменяющееся во времени магнитное поле.
Каждый индикаторный элемент может иметь функциональную способность создавать изменяющееся во времени выходное магнитное поле в ответ на приложение изменяющегося во времени входящего магнитного поля к индикаторному элементу.
Изменяющееся во времени магнитное поле может иметь частоту в диапазоне 10 кГц - 1 МГц, 50 кГц - 500 кГц, или 100 кГц - 150 кГц.
Связывание магнитного поля является возможным в таких частотных диапазонах через любые скважинные текучие среды, которые могут присутствовать между индикаторным элементом и сенсорным устройством.
Каждый индикаторный элемент может иметь характеристическую частотную реакцию.
Характеристическая частотная реакция может включать в себя характеристический резонансный признак.
Характеристический резонансный признак может являться резонансным максимумом или резонансным минимумом.
Характеристический резонансный признак может возникать на характеристической резонансной частоте.
Контроллер может иметь функциональную способность отличать характеристическую частотную реакцию одного из индикаторных элементов от характеристической частотной реакции других индикаторных элементов.
Контроллер может иметь отличать характеристический резонансный признак одного из индикаторных элементов от характеристического резонансного признака других индикаторных элементов.
Каждый индикаторный элемент может содержать электрический проводник.
Каждый индикаторный элемент может содержать изолированный электрический проводник.
Каждый электрический проводник может проходить по пути, имеющему по меньшей мере одну петлю или виток.
Каждый электрический проводник может проходить по геликоидальному пути или спиральному пути.
Каждый электрический проводник может содержать по меньшей мере один виток, петлю или индукционную катушку.
Каждый электрический проводник может содержать кольцо.
Каждый индикаторный элемент может содержать электрическую емкость.
Каждый индикаторный элемент может содержать электрическую емкость, подключенную между двумя концами электрического проводника.
Такой индикаторный элемент может обеспечивать резонансную частотную реакцию.
Каждый индикаторный элемент может содержать конденсатор.
Каждый индикаторный элемент может содержать конденсатор, подключенный между двумя концами электрического проводника.
Каждый индикаторный элемент может проходить по окружности вокруг проходного канала скважинного устройства.
Каждый индикаторный элемент может проходить полностью вокруг проходного канала скважинного устройства. Данное может упрочнять любое связывание между каждым индикаторным элементом и сенсорным устройством. Данное может обеспечивать связывание между каждым индикаторным элементом и сенсорным устройством, если сенсорное устройство имеет прерывание по окружности.
Каждый индикаторный элемент может проходить частично вокруг проходного канала скважинного устройства.
Каждый индикаторный элемент можно располагать по спирали вокруг проходного канала скважинного устройства.
Первый и второй индикаторные элементы можно аксиально распределять.
Первый и второй индикаторные элементы могут являться аксиально разделенными или аксиально смежными.
Каждый индикаторный элемент можно инкапсулировать в герметизирующий компаунд.
Скважинное устройство может содержать защитный корпус индикаторного элемента.
Каждый индикаторный элемент можно размещать в защитном корпусе индикаторного элемента.
Защитный корпус индикаторного элемента можно заполнять герметизирующим компаундом.
Герметизирующий компаунд может содержать эпоксидный или эластомерный компаунд.
Защитный корпус индикаторного элемента может содержать по существу трубчатый базовый элемент и по существу трубчатый элемент защитной крышки. Базовый элемент и элемент защитной крышки могут образовывать между собой, по существу, кольцевую полость. Радиальную протяженность кольцевой полости можно выбирать предотвращающей связывание между первым, вторым индикаторными элементами и участком корпуса скважинного устройства. Такое связывание может изменять любое связывание между индикаторными элементами и сенсорным элементом. Данное может затруднять измерение показателя связывания между индикаторными элементами и сенсорным элементом по частотному спектру измеренного электрического сигнала.
Каждый индикаторный элемент можно навивать вокруг базового элемента.
По меньшей мере базовый элемент защитного корпуса индикаторного элемента может являться проницаемым для магнитного поля при частоте в диапазоне 10 кГц - 1 МГц, 50 кГц - 500 кГц или 100 кГц - 150 кГц.
Защитный корпус индикаторного элемента может содержать полиэфирэфиркетон (ПЭЭК).
Каждый индикаторный элемент может проходить вокруг оси, расположенной в радиальном направлении относительно продольной оси скважинного устройства.
Первый и второй индикаторный элемент можно распределять по окружности.
Каждый индикаторный элемент может проходить вокруг отличающейся оси, где каждая ось расположена вдоль своего индивидуального радиального направления относительно продольной оси скважинного устройства.
Каждый индикаторный элемент можно выполнять отдельно от скважинного устройства и затем устанавливать с прилеганием вокруг проходного канала скважинного устройства.
Каждый индикаторный элемент можно выполнить на общей подложке.
Каждый индикаторный элемент можно выполнить на отличающейся подложке.
Каждая подложка может являться по существу планарной.
Каждая подложка может являться электроизолирующей.
Каждая подложка может являться гибкой.
Каждую подложку можно устанавливать с прилеганием вокруг проходного канала скважинного устройства.
Каждую подложку можно устанавливать с прилеганием вокруг базового элемента защитного корпуса индикаторного элемента.
Применение одной или нескольких гибких подложек может обеспечивать одной или нескольким подложкам установку с прилеганием вокруг не планарной геометрической формы, соответствие или согласование с ней. Например, данное может обеспечивать одной или нескольким подложкам установку с прилеганием вокруг, соответствие или согласование с проходным каналом скважинного устройства или наружной поверхностью базового элемента защитного корпуса индикаторного элемента.
Каждый индикаторный элемент можно выполнить с помощью печати, формования рисунка, осаждения или иного нанесения электропроводного материала на подложку. Таким образом, каждый индикаторный элемент можно выполнить с применением относительно недорогих методик изготовления.
Каждый индикаторный элемент может содержать электропроводный путь или дорожку, образованную на подложке.
Каждый индикаторный элемент может образовывать электропроводный путь или дорожку на подложке с конфигурацией, отличающейся от электропроводного пути или дорожки каждого другого индикаторного элемента.
Каждый индикаторный элемент может иметь по существу криволинейную конфигурацию.
Каждый индикаторный элемент может иметь спиральную конфигурацию.
Каждый индикаторный элемент может содержать один или более витков.
Каждый виток каждого индикаторного элемента может иметь кривизну, которая увеличивается в направлении к центру индикаторного элемента.
Каждый виток каждого индикаторного элемента может содержать одну или более прямолинейных частей.
Каждую подложку можно выполнить несущей конденсатор.
Конденсатор можно подключать между двумя концами электропроводного пути или дорожки, образованной на подложке.
Каждая подложка может образовывать электрическую емкость между двумя концами электропроводного пути или дорожки, образованной на подложке.
Каждая подложка может содержать диэлектрический материал.
Каждая подложка может содержать слой диэлектрического материала.
Каждая подложка может содержать электропроводный слой, который отделен от электропроводного пути или дорожки слоем диэлектрического материала для образования заданной электрической емкости между двумя концами электропроводного пути или дорожки.
Каждая подложка может содержать диэлектрический материал, который проходит через толщину подложки.
Каждая подложка может содержать электропроводную коммутационную плату, которая отделена от электропроводного пути или дорожки диэлектрическим материалом подложки для образования заданной электрической емкости между двумя концами электропроводного пути или дорожки.
Каждый индикаторный элемент может содержать электропроводное кольцо.
Кольцо может содержать металл.
Кольцо может проходить вокруг проходного канала скважинного устройства.
Кольцо может образовывать кольцевой участок скважинного устройства.
Каждый индикаторный элемент может иметь функциональную способность создавать отличающееся магнитное поле.
По меньшей мере два из индикаторных элементов могут иметь функциональную способность создавать магнитные поля отличающейся полярности.
По меньшей мере два из индикаторных элементов могут иметь функциональную способность создавать магнитные поля отличающейся напряженности.
Каждый индикаторный элемент может иметь функциональную способность создавать статическое магнитное поле.
Каждый индикаторный элемент может содержать магнит.
Каждый индикаторный элемент может содержать постоянный магнит.
Каждый индикаторный элемент может содержать электромагнит.
Множество индикаторных элементов может содержать множество по существу идентичных магнитов, где каждый магнит имеет отличающуюся ориентацию относительно сенсорного устройства.
Множество индикаторных элементов может содержать множество по существу идентичных магнитов и множество аттенюаторов магнитного поля, где каждый аттенюатор магнитного поля установлен между соответствующим магнитом и сенсорным устройством, и каждый аттенюатор магнитного поля выполнен с возможностью обеспечения отличающегося уровня аттенюирования магнитного поля.
Множество индикаторных элементов может содержать множество по существу идентичных магнитов и множество отверстий магнитного поля, где каждое отверстие магнитного поля установлено между соответствующим магнитом и сенсорным устройством, и каждое отверстие магнитного поля выполнено с возможностью ограничивать протяженность в пространстве магнитного поля в отличающейся степени.
Сенсорное устройство может содержать электрический проводник.
Сенсорное устройство может содержать изолированный электрический проводник.
Сенсорное устройство может проходить вдоль пути, имеющего по меньшей мере одну петлю или виток.
Сенсорное устройство могут проходить вдоль геликоидального пути или спирального пути.
Сенсорное устройство может содержать по меньшей мере один виток, петлю или индукционную катушку.
Сенсорное устройство может содержать кольцо.
Сенсорное устройство может содержать электрический проводник, который проходит по окружности вокруг развертываемого инструмента.
Сенсорное устройство может проходить полностью вокруг развертываемого инструмента. Данное может упрочнять любое связывание между индикаторным элементом и сенсорным устройством. Данное может обеспечивать связывание между индикаторным элементом и сенсорным устройством, если индикаторный элемент по окружности имеет прерывание.
Сенсорное устройство может проходить частично вокруг развертываемого инструмента.
Сенсорное устройство можно располагать по спирали вокруг развертываемого инструмента.
Сенсорное устройство можно располагать по спирали вокруг участка корпуса развертываемого инструмента. Такую ориентацию сенсорного устройства можно применять на развертываемом инструменте исключая нецелесообразное увеличение радиального габарита развертываемого инструмента.
Сенсорное устройство может проходить вокруг оси, расположенной радиально относительно продольной оси скважинного устройства. Такая ориентация сенсорного устройства может служить усилению связывания с магнитным полем, проходящим от индикаторного элемента скважинного устройства.
Сенсорное устройство может содержать множество сенсорных элементов.
Множество сенсорных элементов могут являться электрически не соединенными.
Каждый из сенсорных элементов можно независимо соединять с контроллером. Контроллер можно выполнить измеряющим электрический сигнал, имеющий место на каждом сенсорном элементе сенсорного устройства.
Множество сенсорных элементов может иметь заданное пространственное расположение.
Множество сенсорных элементов может иметь фиксированное пространственное расположение.
Каждый сенсорный элемент можно связывать с одним или более индикаторными элементами одновременно.
Каждый сенсорный элемент можно связывать с одним или более индикаторными элементами поочередно.
Каждый сенсорный элемент можно оборудовать на развертываемом инструменте.
Сенсорные элементы можно распределять по окружности вокруг развертываемого инструмента.
Сенсорный элемент может иметь однородное распределение по окружности вокруг развертываемого инструмента.
Контроллер можно выполнить определяющим положение первого индикаторного элемента по отношению к множеству сенсорных элементов от электромагнитного поля, связанного с каждым из сенсорных элементов от первого индикаторного элемента.
Контроллер можно выполнить определяющим положение второго индикатора по отношению к множеству сенсорных элементов от электромагнитного поля, связанного с каждым из сенсорных элементов от второго индикаторного элемента.
Контроллер можно выполнить определяющим относительное положение первой и второй частей скважинного устройства от каждого из определенных положений первого и второго индикаторов по отношению к множеству сенсорных элементов.
Сенсорное устройство можно выполнять отдельно от развертываемого инструмента и затем устанавливать с прилеганием вокруг развертываемого инструмента.
Сенсорное устройство можно выполнить на подложке.
Подложка может являться по существу планарной.
Подложка может являться электроизолирующей.
Подложка может являться гибкой.
Подложку можно устанавливать с прилеганием вокруг развертываемого инструмента.
Подложку можно устанавливать с прилеганием вокруг базового элемента защитного корпуса сенсорного элемента.
Применение гибкой подложки может обеспечивать подложке установку с прилеганием вокруг не планарной геометрической формы, соответствие или согласование с ней. Например, данное может обеспечивать подложке установку с прилеганием вокруг, соответствие или согласование с развертываемым инструментом или наружной поверхностью базового элемента сенсорного устройства защитного корпуса.
Подложка может являться жесткой.
Сенсорное устройство можно выполнить с помощью печати, формования рисунка, осаждения или иного нанесения электропроводного материала на подложку.
Сенсорное устройство может содержать электропроводный путь или дорожку, образованную на подложке.
Сенсорное устройство может иметь по существу криволинейную конфигурацию.
Сенсорное устройство может иметь спиральную конфигурацию.
Каждый виток сенсорного устройства может иметь кривизну, которая увеличивается в направлении к центру сенсорного устройства.
Каждый виток сенсорного устройства может содержать одну или более прямолинейных частей. Каждый виток, петля, спираль или кольцо сенсорного устройства может проходить вокруг отличающихся осей, где каждая ось расположена вдоль своего индивидуального радиального направления относительно продольной оси развертываемого инструмента.
Сенсорное устройство можно инкапсулировать в герметизирующий компаунд.
Инкапсулирование сенсорного устройства может обеспечивать защиту сенсорного устройства от среды, окружающей сенсорное устройство.
Развертываемый инструмент может содержать защитный корпус сенсорного устройства.
Сенсорное устройство можно размещать в защитном корпусе сенсорного устройства.
Защитный корпус сенсорного устройства можно заполнять герметизирующим компаундом.
Заполнение защитного корпуса сенсорного устройства герметизирующим компаундом может обеспечивать закрепление защитного корпуса сенсорного устройства и обеспечивать улучшенную защиту от окружающей среды и механических воздействий для сенсорного устройства.
Герметизирующий компаунд может содержать эпоксидный или эластомерный компаунд.
Защитный корпус сенсорного устройства может содержать по существу трубчатый базовый элемент и по существу трубчатый элемент защитной крышки.
Сенсорный элемент можно навивать вокруг базового элемента.
По меньшей мере элемент защитной крышки сенсорного устройства защитного корпуса может являться проницаемым для магнитного поля при частоте в диапазоне 10 кГц - 1 МГц, 50 кГц - 500 кГц или 100 кГц - 150 кГц.
Защитный корпус сенсорного устройства может содержать полиэфирэфиркетон (ПЭЭК). Являясь относительно проницаемым для электромагнитного поля в частотном диапазоне магнитного поля, ПЭЭК является относительно инертным материалом и его можно формовать и/или подвергать станочной обработке.
Сенсорное устройство может содержать датчик магнитного поля.
Сенсорное устройство может содержать множество датчиков магнитного поля.
Сенсорное устройство может содержать датчик Холла.
Сенсорное устройство может содержать множество датчиков Холла.
Система может содержать индуцирующее устройство.
Индуцирующее устройство может содержать множество индуцирующих элементов.
Множество индуцирующих элементов могут являться электрически не соединенными.
Каждый из индуцирующих элементов можно независимо соединять с контроллером.
Множество индуцирующих элементов могут иметь заданное пространственное расположение.
Множество индуцирующих элементов могут иметь фиксированное пространственное расположение.
Каждый индуцирующий элемент можно сравнивать с первичной обмоткой трансформатора, и каждый из индикаторных элементов можно сравнивать с отличающейся вторичной обмоткой трансформатора. Сенсорное устройство можно сравнивать с третичной обмоткой, которая связана с меняющимся во времени магнитным полем трансформатора для его запроса.
Каждый индуцирующий элемент можно связывать с одним или более индикаторными элементами одновременно.
Каждый индуцирующий элемент можно связывать с одним или более индикаторными элементами поочередно.
Каждый индуцирующий элемент можно оборудовать на развертываемом инструменте.
Каждый индуцирующий элемент может являться электрически независимым от сенсорного устройства.
При этом можно по меньшей мере частично изолировать электрический сигнал, индуцируемый в сенсорном устройстве, от электрических сигналов, приложенных к индуцирующим элементам.
Данное может уменьшать электрический шум, индуцируемый в сенсорном устройстве, при этом улучшается точность измерения.
Индуцирующие элементы можно распределять по окружности вокруг развертываемого инструмента.
Индуцирующие элементы могут иметь однородное распределение по окружности вокруг развертываемого инструмента.
Контроллер можно выполнить определяющим положение первого индикатора по отношению к множеству индуцирующих элементов от электромагнитного поля, связанного с сенсорным устройством от первого индикаторного элемента для каждого индуцирующего элемента.
Контроллер можно выполнить определяющим положение второго индикатора по отношению к множеству индуцирующих элементов от электромагнитного поля, связанного с сенсорным устройством от второго индикаторного элемента для каждого индуцирующего элемента.
Контроллер можно выполнить определяющим относительное положение первой и второй частей скважинного устройства от каждого из определенных положений первого и второго индикаторов по отношению к множеству индуцирующих элементов.
Каждый из индуцирующих элементов может содержать электрический проводник, который проходит по окружности вокруг развертываемого инструмента.
Каждый из индуцирующих элементов может проходить полностью вокруг развертываемого инструмента. Данное может упрочнять любое связывание между каждым индуцирующим элементом и первым и/или вторым индикаторными элементами. Данное может обеспечивать связывание между каждым индуцирующим элементом и первым и/или вторым индикаторным элементом, если первый и/или второй индикаторные элементы по окружности имеет прерывание.
Каждый из индуцирующих элементов может проходить частично вокруг развертываемого инструмента.
Каждый из индуцирующих элементов можно располагать по спирали вокруг развертываемого инструмента.
Каждый из индуцирующих элементов можно располагать по спирали вокруг участка корпуса развертываемого инструмента. Такую ориентацию индуцирующих элементов можно применять на развертываемом инструменте, исключая нецелесообразное увеличение радиального габарита развертываемого инструмента.
Каждый из индуцирующих элементов можно инкапсулировать в герметизирующий компаунд. Инкапсулирование индуцирующих элементов может обеспечивать защиту для индуцирующих элементов от среды, окружающей индуцирующий элемент.
Каждый из индуцирующих элементов можно размещать в защитном корпусе сенсорного устройства.
Индуцирующие элементы могут проходить вокруг оси, расположенной радиально относительно продольной оси скважинного устройства. Такая ориентация индуцирующих элементов может служить усилению связывания соответствующего магнитного поля, проходящего от каждого из индуцирующих элементов до индикаторного элемента скважинного устройства.
Индуцирующие элементы можно выполнять отдельно от развертываемого инструмента и затем устанавливать с прилеганием вокруг развертываемого инструмента.
Индуцирующие элементы можно выполнить на подложке.
Подложка может являться по существу планарной.
Подложка может являться электроизолирующей.
Подложка может являться гибкой.
Подложку можно устанавливать с прилеганием вокруг развертываемого инструмента.
Подложку можно устанавливать с прилеганием вокруг базового элемента защитного корпуса индуцирующего элемента.
Применение гибкой подложки может обеспечивать подложке установку с прилеганием вокруг не планарной геометрической формы, соответствие или согласование с ней. Например, данное может обеспечивать подложке установку с прилеганием вокруг, соответствие или согласование с развертываемым инструментом или наружной поверхностью базового элемента защитного корпуса индуцирующего элемента.
Подложка может являться жесткой.
Каждый из индуцирующих элементов можно выполнить с помощью печати, формования рисунка, осаждения или иного нанесения электропроводного материала на подложку.
Каждый из индуцирующих элементов может содержать электропроводный путь или дорожку, образованную на подложке.
Каждый из индуцирующих элементов может иметь по существу криволинейную конфигурацию.
Каждый из индуцирующих элементов может иметь спиральную конфигурацию.
Каждый виток каждого индуцирующего элемента может иметь кривизну, которая увеличивается в направлении к центру индуцирующего элемента.
Каждый виток каждого индуцирующего элемента может содержать одну или более прямолинейных частей. Каждый виток, петля, спираль или кольцо каждого индуцирующего элемента может проходить вокруг отличающейся оси, где каждая ось расположена вдоль своего индивидуального радиального направления относительно продольной оси развертываемого инструмента.
Индуцирующее устройство можно ориентировать ортогонально сенсорному устройству. Например, сенсорное устройство можно располагать по спирали вокруг участка корпуса развертываемого инструмента. Индуцирующее устройство может проходить вокруг одной или нескольких осей, которые расположены радиально относительно продольной оси развертываемого инструмента. Каждый виток, петлю, спираль или кольцо индуцирующего устройства можно удлинять в аксиальном направлении относительно продольной оси развертываемого инструмента.
Наоборот, индуцирующее устройство можно располагать по спирали вокруг участка корпуса развертываемого инструмента. Сенсорное устройство может проходить вокруг одной или нескольких осей, которые расположены радиально относительно продольной оси развертываемого инструмента. Каждый виток, петлю, спираль или кольцо сенсорного устройства можно удлинять в аксиальном направлении относительно продольной оси развертываемого инструмента.
Такие ортогональные устройства индуцирующих и сенсорных устройств могут означать, что электромагнитное поле, связанное с индуцирующим устройством, является по существу ортогонально направленным относительно электромагнитного поля, связанного с сенсорным устройством. Данное может уменьшать любые перекрестные помехи магнитного поля от индуцирующего устройства напрямую до сенсорного устройства. Данное может уменьшать шум на сигнале, индуцируемом в сенсорное устройство, при этом улучшается точность измерения.
Контроллер можно подключать к каждому из индуцирующих элементов.
Контроллер можно выполнить генерирующим и прикладывающим электрический сигнал к каждому из индуцирующих элементов.
Контроллер можно выполнить генерирующим и прикладывающим электрический сигнал к каждому из индуцирующих элементов поочередно.
Контроллер можно выполнить измеряющим электрический сигнал, имеющий место на сенсорном устройстве при индукции тока на каждом индикаторном элементе с применением каждого из индуцирующих элементов.
Контроллер можно выполнить определяющим показатель связывания между индуцирующим устройством и сенсорным устройством через индикаторный элемент по измеренному электрическому сигналу.
Контроллер можно выполнить определяющим показатель связывания между индуцирующим устройством и сенсорным устройством через индикаторный элемент согласно частотному спектру измеренного электрического сигнала.
Контроллер можно выполнить определяющим показатель связывания между индуцирующим устройством и сенсорным устройством через индикаторный элемент согласно форме частотного спектра измеренного электрического сигнала.
Контроллер можно выполнить определяющим показатель связывания между индуцирующим устройством и сенсорным устройством через индикаторный элемент согласно резонансному признаку в частотном спектре измеренного электрического сигнала.
Контроллер можно выполнить определяющим показатель связывания между индуцирующим устройством и сенсорным устройством через индикаторный элемент согласно резонансному максимуму или минимуму в частотном спектре измеренного электрического сигнала.
Контроллер можно выполнить определяющим показатель связывания между индуцирующим устройством и сенсорным устройством через индикаторный элемент согласно форме или коэффициенту добротности резонансного признака.
Контроллер можно выполнить определяющим показатель связывания между индуцирующим устройством и сенсорным устройством через индикаторный элемент согласно частоте резонансного признака.
Скважинное устройство может содержать множество дополнительных индикаторных элементов для создания электромагнитного поля, которое можно связывать с сенсорным устройством.
Множество дополнительных индикаторных элементов могут содержать один или более признаков, которые множество индикаторных элементов может содержать. Дополнительные индикаторные элементы могут являться доступными для связывания с сенсорным устройством вне зависимости от состояния скважинного устройства. Присутствие таких дополнительных индикаторных элементов может обеспечивать идентификацию скважинного устройства вне зависимости от состояния скважинного устройства.
Множество дополнительных индикаторных элементов можно выполнить для установки со стороны забоя от множества индикаторных элементов. Данное может обеспечивать связывание сенсорного устройства, развертываемого с множеством дополнительных индикаторных элементов, до обнаружения множества индикаторных элементов, когда развертываемый инструмент поднимается к устью скважины из положения со стороны забоя от множества индикаторных элементов. Если множество дополнительных индикаторных элементов являются доступными для связывание с сенсорным устройством вне зависимости от состояния скважинного устройства, данное может обеспечивать идентификацию развертываемым инструментом скважинного устройства через связывание между множеством дополнительных индикаторных элементов и сенсорном устройством и затем проверку показателя приведения в действие и/или прекращения действия скважинного устройства через связывание между множеством индикаторных элементов и сенсорным устройством.
Согласно двадцатому аспекту настоящего изобретения создан способ для применения в определении относительного положения первой и второй частей скважинного устройства, способ содержит:
связывание первого электромагнитного поля от первого индикаторного элемента до сенсорного устройства, причем первый индикаторный элемент является фиксированным относительно первой части скважинного устройства;
связывание второго электромагнитного поля от второго индикаторного элемента до сенсорного устройства, причем второе электромагнитное поле отличается от первого электромагнитного поля, и второй индикаторный элемент является фиксированным относительно второй части скважинного устройства; и
применение сенсорного устройства для обнаружения и распознавания первого и второго электромагнитных полей.
Способ может содержать определение показателя связывания первого и второго электромагнитных полей с сенсорным устройством.
Способ может содержать определение относительного положения первой и второй частей скважинного устройства по определенному показателю связывания первого и второго электромагнитных полей с сенсорным устройством.
Способ может содержать избирательное перемещение первой и второй части скважинного устройства относительно друг друга для изменения первого и второго электромагнитных полей, связанных с сенсорным устройством.
Способ может содержать перемещение или проход сенсорного устройства мимо первого и второго индикаторных элементов.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Настоящее изобретение описано ниже только в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано следующее.
На фиг.1(a) схематично показана система для применения в скважине для связи или обнаружения до приведения в действие скважинного устройства.
На фиг.1(b) схематично показана система фиг. 1(a) после приведения в действие скважинного устройства.
На фиг.2(a) показан вид концевого торца основного корпуса для первичного элемента системы фиг. 1(a) и 1(b).
На фиг.2(b) показано продольное сечение по AA основного корпуса фиг. 2(a).
На фиг.3 показано продольное сечение вспомогательного корпуса для вторичного элемента системы фиг. 1(a) и 1(b).
На фиг.4(a) показаны записи частотной реакции, измеренной без какого-либо электромагнитного связывания между первичным и вторичным элементами, соответствующими конфигурации системы, показанной на фиг. 1(a).
На фиг.4(b) показаны записи частотной реакции, измеренной, когда первичный и вторичный элементы электромагнитно связаны, как показано на фиг. 1(b).
На фиг.5(a) схематично показана альтернативная система для применения в скважине для поддержания связи или обнаружения во время идентификации скважинного устройства, но до приведения в действие скважинного устройства.
На фиг.5(b) схематично показана система фиг. 5(a) после идентификация скважинного устройства, но до приведения в действие скважинного устройства.
На фиг.5(c) схематично показана система фиг. 5(a) после приведения в действие скважинного устройства.
На фиг.6(a) схематично показано множество дополнительных вторичных элементов системы фиг. 5(a)-5(c).
На фиг.6(b) схематично показано первое альтернативное множество дополнительных вторичных элементов системы фиг. 5(a)-5(c).
На фиг.7(a) схематично показано второе альтернативное множество дополнительных вторичных элементов системы фиг. 5(a)-5(c).
На фиг.7(b) схематично показано третье альтернативное множество дополнительных вторичных элементов системы фиг. 5(a)-5(c).
На фиг.8(a) схематично показано четвертое альтернативное множество дополнительных вторичных элементов системы фиг. 5(a)-5(c) до установки вокруг базового элемента вспомогательного корпуса.
На фиг.8(b) показано сечение по AA четвертого альтернативного множества дополнительных вторичных элементов фиг. 8(a).
На фиг.9 схематично показан альтернативный первичный элемент и третичный элемент для применения в системе фиг. 1(a) и 1(b) или системе фиг. 5(a)-5(c).
На фиг.10 схематично показано множество первичных элементов для применения в системе фиг.5(a)-5(c).
На фиг. 11 схематично показано множество первичных элементов фиг. 10, применяемых в системе фиг. 5(a)-5(c) с третьим альтернативным множеством дополнительных вторичных элементов фиг. 7(b).
На фиг. 12 схематично показан вид сбоку системы для применения в определении относительного положения первой и второй частей скважинного устройства.
На фиг.13 схематично показан вид сбоку альтернативного индикаторного устройства для применения с системой фиг. 12.
На фиг.14 схематично показан вид сбоку устройства основного и третичного элемента фиг. 9, применяемых с одним вспомогательным элементом.
На фиг.15 схематично показано сечение системы для применения в определении относительного положения первой и второй частей скважинного устройства.
На фиг.16 схематично показан вид сбоку системы для применения в определении относительного положения первой и второй частей скважинного устройства.
На фиг.17 схематично показано сечение системы для применения в определении относительного положения первой и второй частей скважинного устройства.
На фиг.18 схематично показан вид сбоку системы для применения в определении относительного положения первой и второй частей скважинного устройства.
На фиг.19(a) схематично показан вид сбоку системы для применения в определении относительного положения первой и второй частей скважинного устройства.
На фиг.19(b) схематично показано сечение по AA системы фиг. 19(a).
На фиг.20(a) схематично показан вид сбоку альтернативной системы для применения в скважине для поддержания связи или обнаружения.
На фиг.20(b) схематично показано сечение по AA системы фиг. 20(a).
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Термины, например, "верх", "низ", "вверх", "вниз", "к устью скважины", "к забою скважины" и т.п. применяютcя в следующем описании чертежей только для удобства иллюстрирования. Специалисту в данной области техники понятно, что такие термины относятся к конкретной ориентации элементов, показанных на чертежах, но не являются ограничивающими. Например, термины "верх", "вверх" и " к устью скважины " могут применятьcя для указания направления вдоль ствола скважины к точке входа ствола скважины в грунт или морское дно, а термины, например, "низ", "вниз", и " к забою скважины " могут применятьcя для указания направления вдоль ствола скважины от точки входа. При этом, когда ствол скважины является наклонно-направленным или горизонтальным, такие термины могут относиться к направлению, которое значительно отличается от вертикального направления, и могут относиться к горизонтальному направлению.
На фиг.1(a) позицией 10 показана скважинная система для обнаружения, установленная в стволе 12 скважины. Ствол 12 скважины может содержать стенку не обсаженной секции нефтяной или газовой скважины, а также может содержать хвостовик или обсадную колонну, установленную в нефтяной или газовой скважине. Система 10 содержит развертываемый инструмент в виде толкателя, указан позицией 14, развернутый в проходном отверстии 16 скважинного устройства в виде скважинного инструмента, указанного позицией 18. Скважинный инструмент 18 может выполниться для по меньшей мере одного из следующего: нагнетания, обработки пласта для интенсификации притока, гидроразрыва пласта и эксплуатации. Следует, однако, понимать, что система 10 фиг. 1(a) без ограничения этим применяется в таких скважинных операциях, но может применятьcя и в других скважинных операциях.
Толкатель 14 содержит по существу трубчатый корпус 20, первичный элемент в виде электрически изолированной первичной индукционной катушки 22, размещенной по существу в кольцевом основном корпусе 23, контроллер 24 и источник 26 электропитания. Источник 26 электропитания соединен с контроллером 24 для питания последнего. Контроллер 24 соединен с первичной индукционной катушкой 22 для приложения электрического сигнала на нее, описано подробнее ниже.
Скважинный инструмент 18 содержит по существу трубчатый корпус 30, который образует проходное отверстие 16, закрывающую втулку 32, выполненную с возможностью скольжения относительно трубчатого корпуса 30, и вторичный элемент 33, который включает в себя электрически изолированную вторичную индукционную катушку 34 и конденсатор, описанные подробнее ниже и показанные на фиг.3. Вторичный элемент 33 размещен по существу в кольцевом вспомогательном корпусе 35. Закрывающая втулка 32 расположена радиально внутри вторичного элемента 33 относительно продольной оси 36 скважинного инструмента 18. Скважинный инструмент 18 выполнен так, что закрывающая втулка 32 скользит относительно трубчатого корпуса 30 скважинного инструмента 18 в ответ на приведение в действие скважинного инструмента 18.
На фиг.2(a) и 2(b) показана первичная индукционная катушка 22, размещенная в основном корпусе 23. Основной корпус 23 выполнен из полиэфирэфиркетона (ПЭЭК). Основной корпус 23 содержит по существу трубчатый базовый элемент 40 и трубчатый элемент 42 защитной крышки. Базовый элемент 40 образует кольцевую выемку 44 в своей наружной поверхности 48. Первичная индукционная катушка 22 навита на базового элемента 40 в выемке 42. Элемент 42 защитной крышки выполнен с возможностью прилегания при установке по окружности к наружной поверхности 48 базового элемента 40 для образования кольцевой полости 49, которая вмещает первичную индукционную катушку 22. Полость 49 заполняют эпоксидным герметизирующим компаундом (не показано) для инкапсулирования первичной индукционной катушки 22, при этом обеспечивая механическое закрепление на основном корпусе 23 и улучшая защиту от окружающей среды, обеспечиваемую основным корпусом 23 для первичной индукционной катушки 22.
На фиг.3 показана вторичная индукционная катушка 34, размещенная во вспомогательном корпусе 35. Вспомогательный корпус 35 выполнен из полиэфирэфиркетона (ПЭЭК). Вспомогательный корпус 35 содержит по существу трубчатый базовый элемент 50 и трубчатый элемент 52 защитной крышки, которые вместе образуют по существу кольцевую полость 54. Вторичная индукционная катушка 34 навита на базовый элемента 50 в полости 54. Вспомогательный корпус 35 выполнен обеспечивающим радиальное разделение между вторичной катушкой 34 и наружной поверхностью 55 элемента 52 защитной крышки. Такое радиальное разделение служит для уменьшения любого электромагнитного связывания между вторичной катушкой 34 и корпусом 30 скважинного инструмента 18. Два конца электропроводного сердечника вторичной индукционной катушки 34 подключены к конденсатору 56 вторичного элемента 33. Полость 54 заполнена эпоксидным герметизирующим компаундом (не показано) для инкапсулирования вторичной индукционной катушки 34 и конденсатора 56, при этом обеспечивается механическое закрепление к вспомогательному корпусу 35 и улучшается защита от окружающей среды, создаваемая вспомогательным корпусом 35 для вторичной индукционной катушки 34 и конденсатора 56.
В процессе применения толкатель 14 спускается вниз через проходное отверстие 16, образованное скважинным инструментом 18 до установки толкателя 14 со стороны забоя от скважинного инструмента 18. Контроллер 24 генерирует и прикладывает электрический сигнал переменного тока (AC) к первичной индукционной катушке 22 и измеряет электрический сигнал, имеющий место на первичной катушке 22. Контроллер 24 многократно качает частоту приложенного электрического сигнала от 100 кГц до 150 кГц, как показано на самых верхних записях на фиг. 4(a) и 4(b), и осуществляет мониторинг измеренного электрического сигнала по ходу подъема толкателя 14 к устью скважины из положения, в котором первичная индукционная катушка 22 установлена со стороны забоя от вторичной индукционной катушки 34.
До приведения в действие скважинного инструмента 18 как показано на фиг. 1(a), закрывающая втулка 32 проходит между вторичной катушкой 34 и продольной осью 36, перекрывая вторичную индукционную катушку 34. Соответственно, индуктивное связывание между первичной и вторичной катушками 22, 34 предотвращается перекрывающей втулкой 32 до приведения в действие скважинного инструмента 18. Соответствующий измеренный электрический сигнал при отсутствии какого-либо электромагнитного связывания между первичной и вторичной катушками 22, 34 показан на средней записи на фиг 4(a) как функция времени, и соответствующий диапазон измеренного электрического сигнала, как функция времени, показан на самой нижней записи фиг. 4(a). Поскольку частота пропорциональна времени в любой данный период качания частоты, специалисту в данной области техники понятно, что электрический сигнал, показанный на самой нижней развертка фиг. 4(a) представляет амплитудно-частотный спектр электрического сигнала.
Как показано на фиг. 4(a), измеренный электрический сигнал при отсутствии какого-либо индуктивного связывания между первичной и вторичной катушками 22, 34 по существу уменьшается, когда частота прикладываемого электрического сигнала качается от 100 кГц до 150 кГц. Контроллер 24 выполнен с возможностью интерпретировать обнаружение такого измеренного электрического сигнала, как индикацию, что скважинный инструмент 18 находится в состоянии, где его действие прекращено.
После приведения в действие скважинного инструмента 18, как показано на фиг. 1(b), закрывающая втулка 32 отводится из положения между вторичной катушкой 34 и продольной осью 36 для открытия или обеспечения доступа к вторичной катушке 34 из проходного отверстия 16. Соответственно, после приведения в действие скважинного инструмента 18 может возникать индуктивное связывание между первичной и вторичной катушками 22, 34, когда первичная и вторичная индукционные катушки 22, 34 аксиально совмещены, как показано на фиг. 1(b). Результатом в данном случае является индукция переменного тока во вторичной катушке 34. Указанное в свою очередь модифицирует электрический сигнал, имеющий место на первичной катушке 22. Электрический сигнал, измеренный на первичной катушке, когда первичная и вторичная индукционные катушки 22, 34 индуктивно связаны, показан в средней записи фиг. 4(b) как функция времени, и соответствующий диапазон измеренного электрического сигнала как функция времени показан в нижней записи фиг. 4(b).
Что касается фиг.4(a), поскольку частота пропорциональна времени в любой заданный период качания частоты, специалисту в данной области техники понятно, что электрический сигнал, показанный на самой нижней записи фиг. 4(b) представляет амплитудно-частотный спектр электрического сигнала.
Как показано на фиг. 4(b), диапазон измеренного электрического сигнала, когда первичная и вторичная индукционные катушки 22, 34 индуктивно связаны, отображает резонансный максимум близкий к частоте 125 кГц на центре диапазона качающейся частоты от 100 кГц до 150 кГц. Контроллер 24 выполнен с возможностью интерпретировать обнаружение такого резонансного максимума в диапазоне измеренного электрического сигнала, как индикацию, что скважинный инструмент 18 находится в состоянии, где приведен в действие.
С учетом приведенного выше описания, систему 10 можно применять для определения состояния скважинного инструмента 18. Контроллер 24 может регистрировать определенное состояние скважинного инструмента 18 для анализа после извлечения толкателя 14 на поверхность. Дополнительно или альтернативно, контроллер 24 может содержать передатчик (не показано) для передачи данных определенного состояния на приемник на поверхности, например, по электрической линии, которая соединяет толкатель 14 с поверхностью.
На фиг. 5 показана альтернативная скважинная система обнаружения, по существу обозначенная позицией 110. Система 110 и система 10 содержат много одинаковых элементов, поэтому одинаковые элементы указаны одинаковыми ссылочными позициями. Система 110 содержит развертываемый инструмент в виде толкателя, по существу обозначенный позицией 114, развернутый в проходном канале 116 скважинного устройства в виде скважинного инструмента, по существу обозначенного позицией 118. Толкатель 114 содержит по существу трубчатый корпус 120, первичный элемент в виде первичной индукционной катушки 122, размещенной по существу в кольцевом основном корпусе 123, контроллер 124 и источник 126 электропитания. Источник 126 электропитания соединен с контроллером 124 для снабжения последнего электроэнергией. Контроллер 124 соединен с первичной индукционной катушкой 122 для приложения электрического сигнала к ней, как описано подробнее ниже.
Скважинный инструмент 118 содержит по существу трубчатый корпус 130 который образует проходной канал 116, закрывающую втулку 132, выполненную с возможностью скольжения относительно трубчатого корпуса 130, и вторичный элемент 133 который включает в себя электрически изолированную вторичную индукционную катушку 134 и конденсатор (не показано) размещенные по существу в кольцевом вспомогательном корпусе 135. Закрывающая втулка 132 расположена радиально внутри вторичной индукционной катушки 134 относительно продольной оси 136 скважинного инструмента 118. Скважинный инструмент 118 выполнен так, что закрывающая втулка 132 скользит относительно трубчатого корпуса 130 скважинного инструмента 118 в ответ на приведение в действие скважинного инструмента 118.
В отличие от скважинного инструмента 18 скважинный инструмент 118 содержит множество дополнительных вторичных элементов в виде множества колец или кольцевое устройство, по существу обозначенное позицией 170. Кольцевое устройство 170 расположено со стороны забоя от вторичной индукционной катушки 134, как показано подробно на фиг. 6(a). Каждое кольцо кольцевого устройства 170 имеет первую конфигурацию данных, вторую конфигурацию данных или контрольную конфигурацию. На фиг. 6(a) кольца, выполненные согласно первой конфигурации данных, указаны ссылочной позицией 172, кольца, выполненные согласно второй конфигурации данных, указаны ссылочной позицией 174, и кольца, выполненные согласно контрольной конфигурации, указаны ссылочной позицией 176. Кольца 172, 174 и 176 имеют одинаковый внутренний диаметр. Кольца 172, 174 и 176 имеют одинаковый наружный диаметр.
Кольца 172, 174 первой и второй конфигураций данных выполнены из стали. Контрольное кольцо 176 выполнено из электроизолирующего материала, например, ПЭЭК и или эластомерного материала. Кольца 172 первой конфигурации данных имеют осевую длину, который вдвое больше осевой длины колец 174 второй конфигурации данных. Контрольные кольца 176 имеют осевую длину одинаковую с кольцами 174 второй конфигурации данных.
Кольцевое устройство 170 содержит первую аксиально наружную последовательность 180 колец на конце 182 со стороны забоя кольцевого устройства 170, вторую аксиально наружную последовательность 184 колец на конце 186 со стороны устья кольцевого устройства 170, и аксиально внутреннюю последовательность 188 колец, расположенную аксиально между первой и второй аксиально наружными последовательностями 180, 184 колец. По порядку от конца 182 со стороны забоя кольцевого устройства 170 первая аксиально наружная последовательность 180 колец содержит кольцо 174, кольцо 172 и кольцо 174. Как описано подробнее ниже, первая аксиально наружная последовательность 180 колец может служить указывающей начало или конец со стороны забоя аксиально внутренней последовательности 188 колец.
В аксиально внутренней последовательности 188 колец, чередующиеся кольца являются контрольными кольцами 176, и каждое контрольное кольцо 176 расположено между кольцом 172 или кольцом 174. Как описано подробнее ниже, кольца 172, 174 аксиально внутренней последовательности 188 колец образуют бинарный код.
По порядку от конца 182 со стороны забоя кольцевого устройства 170 вторая аксиально наружная последовательность 184 колец содержит кольцо 172, кольцо 174 и кольцо 172. Как описано подробнее ниже, вторая аксиально наружная последовательность 184 колец может служить указывающей конец со стороны устья аксиально внутренней последовательности 188 колец.
Применяемый контроллер 124 генерирует и прикладывает электрический сигнал переменного тока (AC) на первичную индукционную катушку 122 и измеряет электрический сигнал, имеющий место на первичной катушке 122. Контроллер 124 многократно качает частоту прикладываемого электрического сигнала от 100 кГц до 150 кГц и осуществляет мониторинг измеренного электрического сигнала, когда толкатель 114 поднимается к устью скважины от положения, в котором первичная индукционная катушка 122 установлена со стороны забоя от кольцевого устройства 170.
Когда первичная индукционная катушка 122 проходит кольцевое устройство 170, контроллер 124 многократно измеряет амплитудно-частотный спектр измеренного электрического сигнала. Амплитудно-частотный спектр измеренного электрического сигнала изменяется согласно любому индуктивному связыванию между первичной индукционной катушкой 122 и каждым кольцом 172, 174 и 176 кольцевого устройства 170. Первую конфигурацию данных, вторую конфигурацию данных и контрольную конфигурацию разрабатывают так, что кольца, выполненные согласно отличающимся конфигурациям, обеспечивают отличающиеся характеристические частотные спектры. Отличающиеся характеристические частотные спектры могут, например, отличаться формой. Отличающийся характеристические частотные спектры может иметь отличающийся спектральные признаки. Отличающиеся спектральные признаки могут, например, иметь отличающуюся частоту. Отличающиеся характеристические частотные спектры может иметь отличающиеся резонансные признаки. Отличающиеся характеристические частотные спектры могут иметь резонансные признаки отличающейся формы. Отличающиеся характеристические частотные спектры может иметь резонансные признаки, имеющие отличающийся коэффициент добротности или т.п.
Контроллер 124 выполнен с возможностью идентифицировать характеристический частотный спектр кольца 172, как первый бинарный символ или 1, и идентифицировать характеристический частотный спектр кольца 174, как второй бинарный символа или 0. Когда первичная индукционная катушка 122 проходит первую аксиально наружную последовательность 180 колец, контроллер 124 обнаруживает код 010. Контроллер 124 обрабатывает последующие частотные спектры измеренного электрического сигнала для каждого из колец аксиально внутренней последовательности 188 колец, как символа кода до прохода первичной индукционной катушкой 122 второго аксиально наружного ряда 184 колец и обнаружения контроллером 124 кода 101. Повторенное появление контрольного кольца 176 обеспечивает контроллеру 124 выполнение контрольной функции, где последовательность частотных спектров измеренного электрического сигнала проверяется для подтверждения обнаружения контрольных колец 176, соответствующих обнаруженной частоте спектра измеренного электрического сигнала, в правильной повторяющейся последовательности. Данное может обеспечивать отличие полученной последовательности считываний, когда первичная индукционная катушка 122 является стационарной относительно кольцевого устройства 170, от ряда считываний, полученных, когда первичную индукционную катушку 122 перемещают мимо кольцевого устройства 170.
Код, образованный кольцами аксиально внутренней последовательности 188 колец может образовывать уникальный идентификационный номер для скважинного инструмента 118. Когда контроллер 124 определяет код, образованный кольцами аксиально внутренней последовательности 188 колец, контроллер 124 может приводить в действие скважинный инструмент 118. Вторичную индукционную катушку 134 можно затем применять для определения успешно ли скважинный инструмент 118 приведен в действие. Дополнительно или альтернативно, контроллер 124 может регистрировать определенный код или передавать его на приемник на поверхности (не показано). Дополнительно или альтернативно, контроллер 124 можно выполнить с возможностью приема команд с передатчика на поверхности (не показано) для приведения в действие скважинного инструмента в зависимости от кода, передаваемого на приемник на поверхности (не показано).
Альтернативное множество дополнительных вторичных элементов в виде множества колец или кольцевого устройства 270 показано на фиг.6(b). Кольцевое устройство 270 фиг. 6(b) имеет много одинаковых элементов с кольцевым устройством 170 фиг. 6(a), при этом, одинаковые элементы имеют одинаковые ссылочные позиции. Каждое кольцо кольцевого устройства 270 имеет первую конфигурацию данных, вторую конфигурацию данных или контрольную конфигурацию. На фиг. 6(b) кольца, выполненные согласно первой конфигурации данных, указаны ссылочной позицией 272, кольца, выполненные согласно второй конфигурации данных указаны ссылочной позицией 274, и кольца, выполненные согласно контрольной конфигурации указаны ссылочной позицией 276. Кольца 272, 274 и 276 имеют одинаковую осевую длину и одинаковый наружный диаметр, но отличающиеся внутренние диаметры. Отличие внутренних диаметров отличающихся конфигураций кольца 272, 274 и 276 означает, что контроллер 124 измеряет отличающийся характеристический частотный спектр измеренного электрического сигнала для каждой отличающейся конфигурации.
1
8
Второе альтернативное множество дополнительных вторичных элементов 370 показано на фиг. 7(a). Каждый дополнительный вторичный элемент содержит соответствующую индукционную катушку 371-378 из изолированного провода, которая расположена по окружности вокруг дополнительного базового элемента 150 типа аналогичного базовому элементу 50 вспомогательного корпуса 35, показанному на фиг. 3. Каждый дополнительный вторичный элемент дополнительно содержит соответствующий конденсатор (не показано) подключенный между концами каждого провода 371-378. Каждый дополнительный вторичный элемент второго альтернативного множества дополнительных вторичных элементов 370 выполнен так, что электромагнитное связывание между первичным элементом 122 и каждым дополнительным вспомогательным элементом обеспечивает соответствующий измеренный электрический сигнал, имеющий характеристический частотный спектр. Другими словами, каждый дополнительный вторичный элемент можно выполнить имеющим характеристическую частотную реакцию. В частности, каждый дополнительный вторичный элемент можно выполнить имеющим характеристический резонансный признак на соответствующей резонансной частоте f-f.
1
8
1
8
1
8
1
8
Конкретная комбинация резонансных частот f-f может образовывать число или код, например, уникальный идентификационный код для скважинного инструмента 118. Резонансные частоты f-f могут вместе образовать конечную систему из восьми частот. Обнаружение одной из резонансных частот f-f указывает на присутствие соответствующей индукционной катушки 371-378 из изолированного провода и может быть взято для представления первого бинарного символа или 1. Отсутствие одной из резонансных частот f-f указывает на отсутствие соответствующей индукционной катушки 371-378 из изолированного провода и может быть взято для представления второго бинарного символа или 0. Каждая резонансная частота может представлять отличающуюся бинарную цифру бинарного числа из восьми цифр, обеспечивая кодирование десятичных чисел от 0 до 255. В принципе, применение восьми дополнительных вторичных элементов может обеспечивать идентификацию до 256 скважинных инструментов в колонне заканчивания.
1
8
1
8
На практикe может являться необходимым выделение одной или более резонансных частот f-f или применение добавочных дополнительных вторичных элементов для целей контроля. Например, идентично выполненный дополнительный вторичный элемент или контрольные элементы можно применять для каждого скважинного инструмента в рабочей колонне, при этом обнаружение скважинного инструмента можно напрямую удостоверить до идентификации рассматриваемого скважинного инструмента. Применение контрольного элемента таким путем может служить по меньшей мере частичному уменьшению риска любых ошибочных считываний. Применение многочисленных контрольных элементов, например, контрольных элементов на каждом конце множества дополнительных вторичных элементов каждого скважинного инструмента может дополнительно уменьшать риск любых ошибочных считываний. Применение многочисленных контрольных элементов на каждом конце множества дополнительных вторичных элементов каждого скважинного инструмента может также обеспечивать коррекцию по изменениям условий в скважине, например, температуры и скважинного давления, которые могут обуславливать сдвиг резонансной частоты f-f.
Хотя индукционные катушки 371-378 показаны на фиг. 7(a) разделенными в осевом направлении, специалисту в данной области техники понятно, что разделение индукционных катушек 371-378 может быть больше или меньше, чем показано на фиг. 7(a) и может даже являться нулевым, где индукционные катушки 371-378 все установлены в одном положении по оси.
Третье альтернативное множество дополнительных вторичных элементов 470 показано на фиг. 7(b). Каждый дополнительный вторичный элемент содержит соответствующую индукционную катушку 471-478 из изолированного провода, расположенную вокруг и с отличающимся радиальным направлением относительно продольной оси 136 скважинного инструмента 118. Каждый дополнительный вторичный элемент дополнительно содержит соответствующий конденсатор (не показано), подключенный между концами каждого провода 471-478. Индукционные катушки 471-478 из изолированного провода распределены по окружности вокруг дополнительного базового элемента 150 аналогичного базовому элементу 50 вспомогательного корпуса 35, показанному на фиг 3. Третье альтернативное множество дополнительных вторичных элементов 470 фиг. 7(b) может являться более простым в изготовлении, чем второе альтернативное множество дополнительных вторичных элементов 370 фиг. 7(a), поскольку каждую индукционную катушку 471-478 можно наматывать или иначе изготавливать отдельно от базового элемента 150 вспомогательного корпуса 135 и затем устанавливать на базовый элемент 150 или прикреплять к нему.
1
8
1
8
Каждый дополнительный вторичный элемент третьего альтернативного множества дополнительных вторичных элементов 470 выполнен так, что электромагнитная связь между первичным элементом 122 и каждым дополнительным вспомогательным элементом создает соответствующий измеренный электрический сигнал, имеющий характеристический частотный спектр. Другими словами, каждый дополнительно вторичный элемент может выполниться имеющим характеристическую частотную реакцию. В частности, каждый дополнительный вторичный элемент можно выполнить имеющим характеристический резонансный признак на соответствующей резонансной частоте f-f. Конкретная комбинация резонансных частот f-f может образовать число или код, например, уникальный идентификационный код для скважинного инструмента 118.
Четвертое альтернативное множество дополнительных вторичных элементов 570 показано на фиг. 8(a) и 8(b) до установки дополнительных вторичных элементов 570 вокруг дополнительного базового элемента (не показано). Каждый дополнительный вторичный элемент содержит соответствующий изолированный проводник 571-578, который образует по существу спиральный путь на первой поверхности 590 электроизолирующей подложки 592.
Спиральный путь каждого проводника 571-578 проходит от первого конца 594, расположенного вблизи центра спирального пути, до электропроводного контактного столбика 596, расположенного на втором конце. Первый конец 594 проводника 575 подключен с помощью сквозного проводника 597, который проходит через подложку 592 на электропроводную коммутационную плату 598 на второй поверхности 599 подложки 592. Контактный столбик 596 и коммутационная плата 598 вместе образуют конденсатор, который соединен между первым и вторым концами каждого проводника 571-578. Такой конденсатор может иметь повышенную прочность и поэтому является более отказоустойчивым в агрессивной скважинной окружающей среде в сравнении с установленным на поверхности конденсатором. Альтернативно, в зависимости от условий окружающей среды можно применять установленный на поверхности конденсатор, поскольку при этом можно исключить сквозной проводник 597 или коммутационную плату 598.
Кроме того, проводники 571-578, контактный столбик 596 и коммутационную плату 598 можно выполнить с помощью печати, нанесения лакокрасочного покрытия, осаждения или иного нанесения электропроводного материала на планарную подложку. Данное может не только улучшить контроль процесса изготовления и при этом повысить точность резонансной частоты для каждого дополнительного вторичного элемента, но также может упростить процесс изготовления и уменьшить стоимость изготовления.
Подложка 592 может являться достаточно гибкой, для обеспечения установки подложки 592 и множества дополнительных вторичных элементов 570, совместно выполненных на ней, вокруг базового элемента (не показано) вспомогательного корпуса (не показано), при этом проводники 571-578 располагаются относительно продольной оси 136 скважинного инструмента 118 по отличающимся радиальным направлениям.
Альтернативно, если подложка 592 является жесткой или недостаточно гибкой, тогда множество дополнительных вторичных элементов 570 можно нарезать и установить отдельно вокруг дополнительного базового элемента (не показано) аналогичного базовому элементу 50 вспомогательного корпуса 35, показанному на фиг. 3, так что проводники 571-578 располагаются относительно продольной оси 136 скважинного инструмента 118 по отличающимся радиальным направлениям.
При установке вокруг дополнительного базового элемента крышке или втулке обеспечено прилегание к дополнительному базовому элементу для образования дополнительного вспомогательного корпуса (не показано) аналогичного вспомогательному корпусу 35, показанному на фиг 3. Дополнительный вспомогательный корпус заполняют эпоксидным герметизирующим компаундом (не показано) для инкапсулирования дополнительных вторичных элементов 570, образованных на подложке 592, при этом обеспечивается механическое закрепление дополнительного вспомогательного корпуса и улучшается защита от окружающей среды, обеспечиваемая дополнительным вспомогательным корпусом дополнительным вторичным элементам 570.
1
8
Спиральный путь каждого проводника 571-578 и контактный столбик 596 каждого проводника выполнены так, что электромагнитная связь между первичным элементом 122 и каждым дополнительным вторичным элементом обеспечивает соответствующий измеренный электрический сигнал, имеющий характеристический частотный спектр. Другими словами, каждый дополнительный вторичный элемент можно выполнить имеющим характеристическую частотную реакцию. В частности, каждый дополнительный вторичный элемент четвертого альтернативного множества дополнительных вторичных элементов 570 можно выполнить имеющим характеристический резонансный признак на соответствующей резонансной частоте f-f.
Вне зависимости от того, какое множество дополнительных вторичных элементов 370, 470 или 570 применяетcя, характеристический частотный спектр одного или нескольких из дополнительных вторичных элементов можно избирательно и необратимо менять, избирательно воздействуя на один или более из дополнительных вторичных элементов электромагнитным полем достаточной силы. Такое электромагнитное поле можно применять для избирательного пережигания, расплавления, сжигания и/или разрыва электрического проводника одного или нескольких из дополнительных вторичных элементов. Один или более из дополнительных вторичных элементов можно выполнить с данным целевым назначением. Например, сопротивление и/или сечение электрического проводника одного или нескольких дополнительных вторичных элементов можно выбирать для пережигания, расплавления, сгорания и/или разрыва под воздействием электромагнитного поля с силой, превышающей заданный порог.
1
8
В зависимости от силы электромагнитного поля, характеристический резонансный признак можно необратимо менять, например, необратимо подавлять или удалять. Данное можно применять для необратимого изменения кода, образованного резонансными частотами f-f любого из множества дополнительных вторичных элементов 370, 470 или 570.
На фиг.9 показано устройство 630 первичного и третичного элемента, содержащее первичный элемент 622 и третичный элемент 625 для применения в системе 10 фиг. 1(a) и 1(b) или системе 110 фиг. 5(a)-5(c).
Третичный элемент 625 намотан по окружности или спирали вокруг по существу трубчатого базового элемента 640 и электрически изолирован от первичного элемента 622.
Первичный элемент 622 содержит множество первичных индукционных катушек 622a, 622b, 622c и т.д., электрически соединенных последовательно. Каждая первичная индукционная катушка 622a, 622b, 622c и т.д. проходит вокруг соответствующей оси, каждая ось расположена вдоль своего индивидуального радиального направления относительно продольной оси 636 скважинного инструмента (не показано). Каждая первичная индукционная катушка 622a, 622b, 622c и т.д. вытянута в направлении вдоль продольной оси 636. Первичные индукционные катушки 622a, 622b, 622c и т.д. устанавливают на базовом элементе 640 основного корпуса (не показано) аналогичном основному корпусу 23, показанному на фиг. 2. Основной корпус затем устанавливают на толкатель 114.
Поскольку первичные катушки 622a, 622b, 622c и т.д. электрически соединены последовательно, когда электрический ток подаются на первичные катушками 622a, 622b, 622c и т.д., все первичные катушки 622a, 622b, 622c и т.д. генерируют соответствующие электромагнитные поля в одно время. Специалисту в данной области техники понятно, при использовании с одним из дополнительных вторичных элементов фиг. 7(b) или фиг.8(a) и 8(b), может являться предпочтительной осевая длина первичных индукционных катушек 622a, 622b, 622c и т.д., которая больше или равна осевой длине катушек 471-478 или проводников 571-578 для улучшенного электромагнитного связывания между ними. Кроме того, угловое разделение первичных индукционных катушек 622a, 622b, 622c и т.д. по окружности базового элемента 640, на которой первичные катушки 622a, 622b, 622c и т.д. установлены, следует выбирать согласно угловому разделению отличающихся проводников дополнительных вторичных элементов фиг. 7(b) или фиг. 8(a) и 8(b) для исключения возможности уменьшения электромагнитного связывания, когда первичные катушки и дополнительные вторичные элементы вращательно не совмещены.
При эксплуатации контроллер (не показано на фиг. 9), например, контроллер 124 фиг. 5(a)-5(c) генерирует и прикладывает переменный ток (AC) на первичный элемент 622 на толкателе 114, который создает электромагнитное поле переменного тока. Когда первичный элемент 622 электромагнитно связан с дополнительными вторичными элементами (например, индукционными катушками 471-478 фиг. 7(b) или проводниками 571-578 фиг. 8(a) и 8(b) скважинного инструмента 118), переменный ток возбуждается в дополнительных вторичных элементах 471-478, 571-578. Резонансная частотная реакция каждого дополнительного вторичного элемента 471-478, 571-578 накладывается на переменный ток, индуцируемый в дополнительном вторичном элементе. Переменный ток, индуцируемый в каждом дополнительном вторичном элементе 471-478, 571-578 создает электромагнитное поле переменного тока, которое электромагнитно взаимодействует с третичным элементом 625 на толкателе 114. Контроллер 124 обнаруживает сигнал переменного тока, принятый третичным элементом 625, и осуществляет мониторинг принятого сигнала, как функции качающейся частоты, что описано выше и показано на фиг.4(a) и 4(b). По существу ортогональная ориентация аксиально вытянутых первичных индукционных катушек 622a, 622b, 622c и т.д. первичного элемента 622 и по существу проходящая по окружности индукционная катушка третичного элемента 625 уменьшают перекрестные помехи сигнала от первичного элемента 622 напрямую на третичный элемент 625 без возбуждения вначале переменного тока в одном или нескольких из дополнительных вторичных элементов 471-478, 571-578. Данное может улучшать отношение сигнала к помехам для обнаруженного сигнала, принимаемого на третичный элемент 625, при этом улучшается разрешение измерения.
На фиг.10 показано множество первичных элементов 722 для применения в системе 10 фиг. 1(a) и 1(b) или системе 110 фиг. 5(a)-5(c). Множество первичных элементов 722 содержит первый первичный элемент 722a (показан сплошными линиями на фиг. 10 и 11), второй первичный элемент 722b (показан пунктирными линиями на фиг. 10 и 11) и третий первичный элемент 722c (показан точечными линиями на фиг. 10 и 11). Каждый первичный элемент 722a, 722b и 722c расположен вокруг базового элемента 740, который образует ось 736. Применяемая ось 736 совпадает с осью 36 системы 10 или осью 136 системы 110.
Каждый первичный элемент 722a, 722b и 722c содержит пару индукционных катушек, электрически соединенных параллельно. Две индукционные катушки каждого первичного элемента 722a, 722b и 722c расположены диаметрально противоположными одна другой. Отмечаем, что обе индукционные катушки третьего первичного элемента 722c видны на фиг. 10 (показаны точечными линиями), но только одна из индукционных катушек первичного элемента 722a и только одна из индукционных катушек первичного элемента 722b видна на фиг. 10.
Множество применяемых первичных элементов 722 показано на фиг. 11, где представлено сечение перпендикулярное оси 136 системы 110, применяемой с третьим альтернативным множеством 470 дополнительных вторичных элементов 471-478, показанных на фиг. 7(b). Как показано на фиг. 10 и 11, индукционные катушки каждого первичного элемента 722a, 722b и 722c занимают по окружности сегмент 90° вокруг корпуса 120 толкателя 114. Индукционная катушка каждого первичного элемента 722a, 722b и 722c перекрывается по окружности с индукционной катушкой смежного первичного элемента 722a, 722b и 722c приблизительно на 20°. Описанное подробнее ниже, такое устройство первичных индукционных катушек можно применять для создания электромагнитного поля, которое по окружности является более однородным для связывания с любым из вспомогательных элементов 471-478, когда толкатель 114 перемещают через канал 116, образованный скважинным инструментом 118.
1
8
При эксплуатации электрический сигнал передается к индукционным катушкам каждого первичного элемента 722a, 722b и 722c по одной для обеспечения качания электромагнитного поля по окружности вокруг толкателя 114, и частота электрического сигнала перешагивает границы требуемого частотного диапазона, который, как известно, включает в себя резонансные частоты f1-f8 вторичных элементов 471-478 для обнаружения, когда толкатель 114 перемещается через канал 116. Размер шага частоты выбирается меньше ширины полосы каждого из резонансных максимумов в амплитудно-частотной характеристике вторичных элементов 471-478 на соответствующих резонансных частотах f-f.
В первом периоде передачи контроллер 124 прикладывает электрический сигнал на первой частоте к индукционным катушкам первого первичного элемента 722a. В первом периоде приема, следующего за первым периодом передачи, контроллер 124 обнаруживает любую последействующую реакцию, например, любой последействующий переходный процесс в виде затухающих колебаний одного из вторичных элементов 471-478, присутствующих на индукционных катушках первого первичного элемента 722a на первой частоте. Шаги передачи и приема повторяются для первого первичного элемента 722a для каждой частоты в требуемом частотном диапазоне. Шаги передачи и приема затем повторяются для каждой частоты в требуемом частотном диапазоне для каждого из других первичных элементов 722b и 722c для обеспечения качания электромагнитного поля как по окружности вокруг толкателя 114, так и через требуемый частотный диапазон.
В альтернативном способе контроллер 124 прикладывает электрический сигнал на первой частоте к индукционным катушкам первого первичного элемента 722a в первом периоде передачи и обнаруживает электрический сигнал, представленный на индукционных катушках первого первичного элемента 722a в первом периоде приема, следующего за первым периодом передачи. Контроллер 124 затем прикладывает электрический сигнал на первой частоте к индукционным катушкам второго первичного элемента 722b во втором периоде времени передачи и обнаруживает электрический сигнал, представленный на индукционных катушках второго первичного элемента 722b во втором периоде приема, следующем за первым периодом передачи. Шаги передачи и приема повторяются для катушек третьего первичного элемента 722c до повышения частоты скачком до следующей частоты в требуемом частотном диапазоне. Процесс повторяется для каждого из первичных элементов 722a, 722b и 722c на каждой частоте в требуемом частотном диапазоне.
Специалисту в данной области техники понятно, что различные модификации являются возможными для скважинных систем 10 и 110 обнаружения. Например, вместо вторичной индукционной катушки 134 вторичный элемент 133 может содержать последовательность колец, например, одну из последовательностей 170, 270 колец. Хотя такой вторичный элемент должен закрываться перекрывающей втулкой 132 и являться недоступным, когда скважинный инструмент 118 состоянии, где действие прекращено, такой вторичный элемент можно применять не только для указания состояния скважинного инструмента 118, но также для идентификации скважинного инструмента 118 после приведения в действие скважинного инструмента 118.
Один или оба из толкателей 14, 114 могут содержать дополнительный первичный элемент в виде дополнительной первичной индукционной катушки (не показано), намотанной вокруг толкателя 14, 114. Добавление такой дополнительной первичной индукционной катушки может обеспечивать дублирование для более точного и/или более надежного обнаружения состояния и/или идентификации скважинного инструмента 18, 118. Такая дополнительная первичная индукционная катушка может также служить, как запасная первичная индукционная катушка, которую можно применять в случае выхода из строя первичной индукционной катушки 22, 122.
Вместо применения восьми дополнительных вторичных элементов можно применять больше или меньше дополнительных вторичных элементов. Данное может обеспечивать установление соответствия, например, идентификационных кодов число которых больше или меньше 255 скважинному инструменту.
Каждый дополнительный вторичный элемент может образовывать отличающуюся резонансную частоту на каждом другом дополнительном вторичном элементе. По меньшей мере два из дополнительных вторичных элементов могут образовывать одинаковую резонансную частоту.
Можно применять ортогональное устройство первичных и третичных элементов обратное показанному на фиг. 9. В таком обратном устройстве, первичные и третичные элементы также установлены на базовом элементе и также электрически изолированы друг от друга, но здесь первичный элемент намотан по окружности или спирали вокруг базового элемента, и третичный элемент содержит множество третичных индукционных катушек, электрически соединенных последовательно. Каждая третичная индукционная катушка проходит вокруг соответствующей оси, каждая ось расположена вдоль своего индивидуального радиального направления относительно продольной оси скважинного инструмента. Каждая третичная индукционная катушка является вытянутой в направлении вдоль продольной оси.
Следующее описание фиг. 12-19(b), относится к одному или нескольким индуцирующим элементам, одному или нескольким индикаторным элементам, одному или нескольким сенсорным элементам и одному или нескольким дополнительным индикаторным элементам. Следует понимать, что каждый индуцирующий элемент может содержать первичный элемент, описанный выше и показанный на фиг. 1-11, каждый индикаторный элемент может содержать вторичный элемент, описанный выше и показанный на фиг. 1-11, каждый сенсорный элемент может содержать третичный элемент, описанный выше и показанный на фиг. 1-11, и каждый дополнительный индикаторный элемент может содержать любой дополнительный вторичный элемент, описанный выше и показанный на фиг. 1-11.
На фиг.12, показана скважинная система, по существу обозначенная позицией 1002, содержащая скважинное устройство в виде скважинного инструмента заканчивания, по существу обозначенного позицией 1004, и развертываемого инструмента в виде толкателя 1006. Инструмент 1004 заканчивания проходит вдоль продольной оси 1005 и образует проходной канал 1007 внутри. Толкатель 1006 развертывается в проходном канале 1007. Скважинный инструмент 1004 заканчивания устанавливают смежно с нефтегазоносным пластом 1008. Следует понимать, что направление к забою является направлением вправо на фиг. 12. Это относится также к фиг. 13, 14, 16, 18 и 19(a).
Скважинный инструмент 1004 заканчивания можно выполнить для проведения различных скважинных операций. Например, скважинный инструмент 1004 заканчивания можно применять для гидроразрыва пласта 1008 и/или регулирования притока углеводородных текучих сред из пласта 1008 в проходной канал 1007. Такие операции обычно выполняют, открывая или закрывая окна прохода потока (не показано) скважинного инструмента 1004 заканчивания, обеспечивающие проход текучей среды между пластом 1008 и проходным каналом 1007. Скважинный инструмент 1004 заканчивания содержит первую часть в виде основного корпуса 1012 и вторую часть в виде втулки 1014, которая выполнена для скольжения относительно основного корпуса 1012. Основной корпус 1012 образует первую группу отверстий (не показано). Втулка 1014 образует вторую группу соответствующих отверстий (не показано). Скользящая втулка 1014 может перемещаться относительно основного корпуса 1012 до полного совмещения первой и второй групп отверстий (не показано) для образования окон прохода потока (не показано). Для закрытия окон прохода потока (не показано) скользящая втулка 1014 перемещается до исключения совмещения первой и второй групп отверстий (не показано).
В некоторых вариантах применения, может требоваться создание сужения потока текучих сред между пластом 1008 и проходным каналом 1007. Для этого может требоваться только частичное совмещение первой и второй групп отверстий (не показано). Толкатель 1006 развертывают в проходном канале 1007 на несущем элементе (не показано), например, каротажном кабеле, тросовом канате, силовом электрическом кабеле, гибкой насосно-компрессорной трубе или т.п. и, как описано подробнее ниже, применяют для определения положения скользящей втулки 1014 относительно основного корпуса 1012 инструмента 1004 заканчивания. При этом можно обеспечивать индикацию степени совмещения первой и второй групп отверстий (не показано) и, таким образом, индикацию степени сужения потока, обеспечиваемой окнами прохода потока (не показано).
Инструмент 1004 заканчивания содержит проходящую по окружности выемку 1015, которая вмещает множество аксиально распределенных индикаторных элементов 1016. Каждый индикаторный элемент 1016 содержит электрический проводник, который образует электропроводный путь, имеющий множество витков или петель. Более конкретно, каждый индикаторный элемент 1016 содержит индукционную катушку со спиральной обмоткой, проходящей по спирали вокруг соответствующей оси, выставленной радиально относительно продольной оси 1005 инструмента 1004 заканчивания. Каждый индикаторный элемент 1016 дополнительно содержит конденсатор (не показано), соединенный между концами соответствующей индукционной катушки. Геометрию индукционной катушки и емкость конденсатора выбирают создающими индикаторный элемент 1016 с характеристической резонансной частотной реакцией, имеющий характеристический резонансный признак на заданной резонансной частоте. Каждый индикаторный элемент 1016 выполняют имеющим отличающуюся резонансную частоту f1-f8 в частотном диапазоне 100-150 кГц.
Толкатель 1006 содержит основной корпус 1020 и индуцирующий элемент в виде первичной индукционной катушки 1022, навитой по окружности вокруг наружного диаметра основного корпуса 1020. Толкатель 1006 дополнительно содержит контроллер 1024 и источник электропитания 1026 для контроллера 1024. Контроллер 1024 подключен к концам первичной индукционной катушки 1022. Контроллер 1024 выполнен с возможностью генерирования и приложения электрического сигнала переменного тока к первичной индукционной катушке 1022 и измерения электрического сигнала, имеющего место на первичной катушке 1022.
Применяемый толкатель 1006 развертывают со стороны забоя от инструмента 1004 заканчивания и поднимают вверх мимо инструмента 1004 заканчивания. Толкатель 1006 приводит в действие скользящую втулку 1014, переходящую в положение, соответствующее требуемому сужению потока и первичной катушке 1022, и поднимается вверх мимо индикаторного элемента 1016 для определения положения скользящей втулки 1014 относительно основного корпуса 1012 инструмента 1004 заканчивания, как описано подробнее ниже.
Контроллер 1024 генерирует и прикладывает электрический сигнал переменного тока с качающейся частотой к первичной индукционной катушке 1022 и осуществляет мониторинг электрического сигнала, имеющего место на первичной катушке 1022, когда первичная индукционная катушка 1022 поднимается вверх мимо индикаторного элемента 1016. Частота переменного тока электрического сигнала, передаваемого на первичную индукционную катушку 1022, многократно качается между 100-150 кГц. Когда первичную индукционную катушку 1022 поднимают вверх мимо индикаторного элемента 1016, контроллер осуществляет мониторинг частотного спектра электрического сигнала, имеющего место на первичной катушке 1022. При положении скользящей втулки 1014 относительно основного корпуса 1012 инструмента 1004 заканчивания, показанном на фиг. 1, когда первичная индукционная катушка 1022 поднимается вверх мимо всех индикаторных элементов 1016, контроллер 1024 обнаруживает резонансный признак на резонансных частотах f8, f7, f6 и f5. Резонансные признаки не обнаруживаются на резонансных частотах f4, f3, f2 или f1 поскольку скользящая втулка 1014 предотвращает связывание магнитного поля от первичной индукционной катушки 1022 до индикаторного элемента 1016, имеющего данные резонансные частоты. Контроллер 1024 заранее программируют по заданному аксиальному распределению индикаторных элементов 1016, и затем контроллер применяет данную информацию вместе с обнаруженными резонансными частотами f8, f7, f6 и f5 для определения положения скользящей втулки 1014 относительно основного корпуса 1012 инструмента 1004 заканчивания.
На фиг.13 показано альтернативное устройство индикаторных элементов 1116 для применения с системой 1002 фиг. 12. Индикаторные элементы 1116 являются идентичными индикаторным элементам 1016 фиг. 12 во всех отношениях, за исключением того, что индикаторные элементы 1116 расположены по спирали вокруг проходного канала 1007 инструмента 1004 заканчивания. Как показано на фиг. 13, данное обеспечивает индикаторным элементам 1116 расположение с аксиальным перекрыванием для улучшения разрешения измерения аксиального положения скользящей втулки 1014 относительно основного корпуса 1012 инструмента 1004 заканчивания в аксиальном направлении относительно продольной оси 1005.
На фиг.14 показано применение устройства 630 первичного и третичного элемента фиг. 9 для индуцирования тока и измерений на одном индикаторном элементе или вторичном элементе 1016 инструмента 1004 заканчивания фиг. 12. Устройство 630 первичного и третичного элемента расположено симметрично относительно поперечной плоскости 1040 перпендикулярной продольной оси 1005 инструмента 1004 заканчивания. Аналогично, вторичный элемент 1016 имеет резонансную частоту f8 и расположен симметрично относительно поперечной плоскости 1042, которая перпендикулярна продольной оси 1005 инструмента 1004 заканчивания. Разделение поперечных плоскостей 1040 и 1042 образует аксиальное смещение между вторичным элементом 1016 и устройством 630 первичного и третичного элемента. Обнаружено, что, когда одна из индукционных катушек 622a, 622b, 622c первичного элемента 622 совмещена аксиально (аксиальное смещение нулевое) и по окружности с вторичным элементом 1016, резонансный признак в спектре частоты сигнала, измеренного на третичном элементе 625 контроллером 1024, подавляется. Кроме того, подавление резонансного признака является относительно чувствительным к несовпадению индукционных катушек 622a, 622b, 622c первичного элемента 622 и вторичного элемента 1016. Для индукционных катушек, имеющих главный размер порядка нескольких десятков миллиметров, подавление резонансного признака исчезает для несовпадения порядка нескольких миллиметров. Подавление резонансного признака в частотном спектре добавлено к инверсии фазы электрического сигнала, измеренной на третичном элементе 625, когда третичный элемент 625 проходит вторичный элемент 1016. Такое подавление резонансного признака может обеспечивать относительно высокое разрешение в способе определения положения скользящей втулки 1014 относительно основного корпуса 1012 инструмента 1004 заканчивания.
На фиг.15 показана дополнительная скважинная система, по существу обозначенная позицией 1202, содержащая скважинное устройство в виде скважинного инструмента заканчивания по существу обозначенного позицией 1204, и развертываемый инструмент в виде толкателя 1206. Инструмент 1204 заканчивания проходит вдоль продольной оси 1205 и образует проходной канал 1207 внутри. Толкатель 1206 развертывается в проходном канале 1207. Скважинный инструмент 1204 заканчивания устанавливают смежно с нефтегазоносным пластом 1208.
Скважинная система 1202 фиг. 15 имеет много одинаковых элементов со скважинной системой 1002 фиг. 12 и поэтому одинаковые элементы имеют одинаковые ссылочные позиции. Аналогично инструменту 1004 заканчивания системы фиг. 12 инструмент 1204 заканчивания системы 1202 фиг. 15 содержит основной корпус 1212 и втулку 1214. В отличие от инструмента 1004 заканчивания системы фиг. 12, вместе с тем, втулка 1214 инструмента 1204 заканчивания, показанная на фиг. 15 вращается относительно основного корпуса 1212 для совмещения или выведения из совмещения по окружности отверстий (не показано) и при этом управления сужением потока. Втулка 1214 образует постоянно открытое окно 1250 которое проходит по части окружности втулки 1214. Толкатель 1206 содержит индуцирующий элемент в виде первичной индукционной катушки 1222 которая проходит по окружности вокруг основного корпуса 1220 толкателя 1206.
При эксплуатации, когда окно 1250 по окружности выставлено между первичной индукционной катушкой 1222 и индикаторным элементом 1216, контроллер 1224 (не показано) обнаруживает характеристический резонансный признак и определяет относительное совмещение втулки 1214 относительно основного корпуса 1212 по частоте обнаруженного резонансного признака и по информации распределения по окружности индикаторного элемента 1216.
На фиг.16 показана скважинная система, по существу обозначенная позицией 1302, содержащая скважинное устройство в виде скважинного инструмента заканчивания, по существу обозначенного позицией 1304, и развертываемый инструмент в виде толкателя 1306. Инструмент 1304 заканчивания проходит вдоль продольной оси 1305 и образует проходной канал 1307 внутри. Толкатель 1306 развертывается в проходном канале 1307. Скважинный инструмент 1304 заканчивания устанавливают смежно с нефтегазоносным пластом 1308.
Скважинная система 1302 фиг. 16 имеет много одинаковых элементов со скважинной системой 1002 фиг. 12 и, поэтому одинаковые элементы имеют одинаковые ссылочные позиции. Аналогично инструменту 1004 заканчивания системы фиг. 12 инструмент 1304 заканчивания системы 1302 фиг. 16 содержит основной корпус 1312 и втулку 1314. В отличие от инструмента 1004 заканчивания системы фиг. 12, вместе с тем, скважинная система 1302 фиг. 16 содержит множество индикаторных элементов в виде множества постоянных магнитов 1316, при этом каждый магнит 1316 выполнен создающим отличающееся от каждого другого магнита 1316 или характерное магнитное поле H1-H8. Магниты 1316 можно выполнить отличающимися для данной цели. Например, магниты 1316 могут являться конструктивно идентичными, но иметь отличающуюся ориентацию. Некоторые из магнитов 1316 могут иметь северный полюс, направленный к проходному каналу 1307, и некоторые из магнитов 1316 могут иметь южный полюс, направленный к проходному каналу 1307. Каждый магнит 1316 может иметь отличающийся магнитный аттенюатор (не показано), вставленный между магнитом 1316 и проходным каналом 1307. Каждый магнит 1316 может иметь отличающееся размером отверстие (не показано) между магнитом 1316 и проходным каналом 1307. В отличие от толкателя 1006 фиг. 12 толкатель 1306 не содержит индуцирующего элемента. В отличие от толкателя 1006 фиг. 12, толкатель 1306 фиг. 16 содержит сенсорное устройство в виде распределенного по окружности множества сенсорных элементов магнитного поля, например, распределенного по окружности множества датчиков 1354 Холла.
В эксплуатации, когда толкатель 1306 поднимают вверх, датчики 1354 Холла перемещаются мимо магнитов 1316. По информации об аксиальном распределении магнитов 1316 и измерениям магнитного поля, обеспечиваемым датчиками 1354 Холла, контроллер 1324 может определять положение скользящей втулки 1314 относительно основного корпуса 1312 инструмента 1304 заканчивания.
На фиг.17 показана скважинная система, по существу обозначенная позицией 1402, содержащая скважинное устройство в виде скважинного инструмента заканчивания, по существу обозначенного позицией 1404, и развертываемый инструмент в виде толкателя 1406. Инструмент 1404 заканчивания проходит вдоль продольной оси 1405 и образует проходной канал 1407 внутри. Толкатель 1406 развертывают в проходном канале 1407. Скважинный инструмент 1404 заканчивания устанавливают смежно с нефтегазоносным пластом 1408. Инструмент 1404 заканчивания содержит основной корпус 1412 и втулку 1314, которая может вращаться относительно основного корпуса 1412. Аналогично системе 1302 фиг. 16 система 1402 фиг. 17 основана на работе множества магнитов 1416, при этом каждый магнит 1416 создает магнитное поле, отличающееся от поля каждого другого магнита 1416. Толкатель 1406 содержит множество распределенных по окружности датчиков 1454 Холла.
В эксплуатации, когда применяемый толкатель 1406 поднимают вверх, датчики 1454 Холла перемещаются мимо магнитов 1416. Зная распределение магнитов 1416 по окружности и получая измерения магнитного поля с датчиков 1454 Холла, контроллер (не показано) может определять положение вращающейся втулки 1414 относительно основного корпуса 1412 инструмента 1404 заканчивания.
На фиг.18 показана скважинная система, по существу обозначенная позицией 1502, содержащая скважинное устройство в виде скважинного инструмента заканчивания, по существу обозначенного позицией 1504 и развертываемый инструмент в виде толкателя 1506. Инструмент 1504 заканчивания проходит вдоль продольной оси 1505 и образует проходной канал 1507 внутри. Толкатель 1506 развертывают в проходном канале 1507. Скважинный инструмент 1504 заканчивания устанавливают смежно с нефтегазоносным пластом 1508. Инструмент 1504 заканчивания содержит первую часть 1512 и вторую часть 1514, которая может вращаться относительно первой части 1512 для регулирования степени сужения потока, создаваемого инструментом 1504 заканчивания. Как показано на фиг. 18, инструмент 1504 заканчивания содержит только два индикаторных элемента 1516. Первый индикаторный элемент в виде индукционной катушки и конденсатора (не показано), имеющий первую резонансную частоту f1, установлен на первой части 1512 инструмента 1504 заканчивания. Второй индикаторный элемент в виде индукционной катушки и конденсатора (не показано), имеющий вторую резонансную частоту f2, установлен на второй части 1514 инструмента 1504 заканчивания.
Толкатель 1506 содержит множество 1532 индуцирующих элементов в виде множества распределенных по окружности индукционных катушек 1534, которые электрически изолированы друг от друга. Индуцирующие элементы 1534 независимо подключены к контроллеру (не показано). Толкатель 1506 дополнительно содержит сенсорный элемент в виде индукционной катушки 1533, которая проходит по окружности вокруг толкателя 1506. Индукционная катушка 1533 также независимо подключена к контроллеру (не показано).
Когда применяемый толкатель 1506 поднимают вверх, индуцирующие элементы 1534 перемещаются мимо индикаторных элементов 1516. Контроллер (не показано) последовательно индуцирует ток в каждом из отличающихся индуцирующих элементов 1534 с качающейся частотой электрического сигнала до возникновения магнитного связывания со вторым индикаторным элементом, имеющим вторую резонансную частоту f2. Контроллер затем регистрирует индуцирующий элемент, примененный для обнаружения резонансной частоты f2. Толкатель 1506 продолжает движение вверх до возникновения магнитного связывания с первым индикаторным элементом, имеющим первую резонансную частоту f1. Контроллер затем регистрирует индуцирующий элемент, примененный для обнаружения резонансной частоты f1. На основе информации о распределении по окружности индуцирующих элементов 1534 и о зарегистрированных возбуждающих элементах, использованных для обнаружения резонансных частот f1 и f2, контроллер определяет относительные угловые положения первой и второй частей 1512 и 1514 инструмента 1504 заканчивания.
В варианте (не показано) системы 1502 фиг. 18 для измерения относительного линейного положения между первой и второй частями инструмента заканчивания, инструмент может содержать механическое устройство, которое преобразует относительное линейное перемещение между первой и второй частями во вращение части 1514 относительно части 1512. Например, инструмент заканчивания может содержать устройство со спиральной канавкой и штифтом (не показано) для данной цели.
На фиг.19(a) и 19(b) показана скважинная система, по существу обозначенная позицией 1602, содержащая скважинное устройство в виде скважинного инструмента заканчивания, по существу обозначенное позицией 1604, и развертываемый инструмент в виде толкателя 1606. Инструмент 1604 заканчивания проходит вдоль продольной оси 1605 и образует проходное отверстие 1607 внутри. Толкатель 1606 развертывают через проходное отверстие 1607. Скважинный инструмент 1604 заканчивания устанавливают смежно с нефтегазоносным пластом 1608. Инструмент 1604 заканчивания содержит первую часть 1612 и вторую часть 1614, которая может вращаться относительно первой части 1612 для регулирования степени сужения потока, создаваемого инструментом 1604 заканчивания. Как показано на фиг. 19, инструмент 1604 заканчивания содержит только два индикаторных элемента 1616. Первый индикаторный элемент 1616 установлен на первой части 1612 инструмента 1604 заканчивания и имеет форму первого постоянного магнита с северным полюсом, направленным к проходному отверстию 1607. Второй индикаторный элемент 1616 установлен на второй части 1614 инструмента заканчивания 1606 и имеет форму второго постоянного магнита с южным полюсом, направленным к проходному отверстию 1607.
Толкатель 1606 содержит распределенную по окружности группу датчиков 1654 1654 Холла. Каждый датчик 1654 Холла независимо подключен к контроллеру (не показано).
Когда применяемый толкатель 1606 поднимают вверх, контроллер (не показано) последовательно осуществляет мониторинг силы магнитного поля по окружности толкателя 1606, применяя датчики 1654 Холла до обнаружения магнитного поля от полюса N. Контроллер затем регистрирует датчик 1654 Холла, который обнаружил полюс N. Толкатель 1606 продолжает движение вверх до обнаружения магнитного поля от полюса S. Контроллер затем регистрирует датчик 1654 Холла который обнаружил полюс S. На основе информации о распределении по окружности датчиков 1654 Холла и о датчиках Холла, которые обнаружили полюса N и S, контроллер определяет относительные угловые положения первой и второй частей 1612 и 1614 инструмента 604 заканчивания. Система 1602 является особенно предпочтительной, поскольку требует только постоянных магнитов, расположенных со стороны забоя от инструмента 1604 заканчивания.
В варианте (не показано) системы 1602 фиг. 19 для измерения относительного линейного положения между первой и второй частями инструмента заканчивания, инструмент заканчивания может содержать механическое устройство, которое преобразует относительное линейное движение между первой и второй частями во вращение части 1614 относительно части 1612. Например, инструмент заканчивания может содержать устройство со спиральной канавкой и штифтом (не показано) для данной цели.
Специалисту в данной области техники понятно, что различные модификации систем, показанных на фиг. 12-19(b) являются возможными без отхода от объема настоящего изобретения. Например, индикаторные элементы 1016, показанные на фиг. 12, могут проходить по окружности вокруг проходного канала 1007. Число индуцирующих элементов, число индикаторных элементов и/или число сенсорных элементов может быть больше или меньше показанного на фиг. 12-19(b). Вместо применения только одного индикаторного элемента 1516 на каждой части 1512, 1514 инструмента 1504 заканчивания фиг. 18 более индикаторных элементов 1516 можно применять на каждой части 1512, 1514, при этом каждый индикаторный элемент 1516 имеет отличающуюся резонансную частоту.
Специалисту в данной области техники понятно, что различные модификации любых систем, показанных на фиг. 1-19(b) являются возможными без отхода от объема настоящего изобретения. Например, в системе 10, показанной на фиг. 1(a) и 1(b) и системе 110, показанной на фиг. 5(a)-5(c), вместо установки первичного элемента 22, 122, контроллера 24, 124 и источника питания 26, 126 на толкателе 14, 114 и вторичного элемента 34, 134 и/или дополнительного вторичного элемента 170 на скважинном инструменте 18, 118, первичный элемент 22, 122, контроллер 24, 124 и источник питания 26, 126 можно устанавливать на скважинном инструменте 18, 118 и вторичный элемент 34, 134, и/или дополнительный вторичный элемент 170 можно устанавливать на толкателе 14, 114.
В дополнительном альтернативном варианте, показанном на фиг. 20(a) и 20(b), первичные элементы 1722a, 1722b и 1722c и т.д., контроллер 1724 и источник 1726 питания можно установить на скважинном инструменте 1718, и множество вторичных элементов 1734 можно установить на носителе 1714, который спускают в скважину, сбрасывают, подают насосом или иначе перемещают по проходному каналу 1716, образованному скважинным инструментом 1718. Понятно, что в интересах ясности только первичный элемент 1722b показан на фиг. 20(a). Аналогично первичным элементам 722a, 722b и 722c и т.д., описанным выше и показанным на фиг.10 и 11, первичные элементы 1722a, 1722b и 1722c и т.д. каждый содержит пару диаметрально противоположных, параллельно соединенных индукционных катушек. Функционирование первичных элементов 1722a, 1722b и 1722c является идентичным функционированию первичных элементов 722a, 722b и 722c и т.д., описанных выше и показанных на фиг.10 и 11. Носитель 1714 может содержать головной участок 1714a и вытянутый корпусной участок 1714b. Как следствие данной конфигурации носителя 1714 вторичные элементы 1734 могут принимать предпочтительную ориентацию относительно проходного канала 1716 скважинного инструмента 1718, когда перемещаются текучей средой проходящей по проходному каналу 1716. Данное может служить улучшению связывания электромагнитного поля между первичными элементами 1722a, 1722b и 1722c и т.д., установленными на скважинном инструменте 1718, и вторичными элементами 1734. Вторичные элементы 1734 можно также инкапсулировать для защиты от механических воздействий и/или окружающей среды. В таком дополнительном альтернативном варианте вторичные элементы 1734 могут иметь функцию метки, подаваемой с поверхности. Однако, в отличие от метки радиочастотной идентификации, которая имеет в составe активные электронные устройства, носитель 1714 и вторичные элементы 1734 являются пассивными электронными устройствами, более прочными и более надежными в высокотемпературной окружающей среде. Следует понимать, что другие устройства первичных элементов можно также применять в соединении с носителем 1714 и вторичными элементами 1734. Например, число первичных элементов может быть больше или меньше показанного на фиг. 20(a) и 20(b). Можно иметь только один первичный элемент. Один или более первичных элементов могут иметь отличающуюся ориентацию. Например, один или более первичных элементов могут проходить по окружности или по спирали вокруг проходного канала 1716.