NO320860B1 - Device and method for data transmission using pipeline as electrical signal conductor and ground as return. - Google Patents
Device and method for data transmission using pipeline as electrical signal conductor and ground as return. Download PDFInfo
- Publication number
- NO320860B1 NO320860B1 NO20020041A NO20020041A NO320860B1 NO 320860 B1 NO320860 B1 NO 320860B1 NO 20020041 A NO20020041 A NO 20020041A NO 20020041 A NO20020041 A NO 20020041A NO 320860 B1 NO320860 B1 NO 320860B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- string
- liner
- signal
- relay station
- well
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 15
- 239000004020 conductor Substances 0.000 title description 4
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 abstract description 17
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 33
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 21
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 8
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 3
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17D—PIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
- F17D5/00—Protection or supervision of installations
- F17D5/02—Preventing, monitoring, or locating loss
- F17D5/06—Preventing, monitoring, or locating loss using electric or acoustic means
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/12—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
- E21B47/13—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling by electromagnetic energy, e.g. radio frequency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geology (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
- Pipeline Systems (AREA)
Abstract
Et første sett anordninger er anordnet for å overføre data fra et sted i en foret seksjon av en brønn (1, 3) til et fjernt sted En anordning kan utnyttes som en reléstasjon (6) for å øke den operasjonelle dybde. Signaler tilføres og mottas fra strengen (1) ved reléstasjonen (6) og en valgt lengde av strengen er utstyrt med isolerende avstandsutstyr (9) på begge sider av reléstasjonen for å sikre at strekningen og f6ringen (3) blir effektivt isolert over en valgt minste distanse. Dette gjør det mulig for spenningsforskjeller å både bli påført og påvist fra strengen, for derved å muliggjøre sending og mottagning av data. Et andre sett anordninger (fig 8) er anordnet for å sende fra en intern enhet (408) innenfor en foret seksjon av brønnen (401, 403) til det umiddelbart omgivende område utenfor foringen (403) Den interne enhet. (408) fører strøm inn i strengen (401) En toroid (415) som omgir foringen (403) er anordnet for å fange opp signaler. Forbindelser som befinner seg i avstand fra hverandre mellom strengen (401) og foringen (403) er utstyrt med ledende pakninger (41 1) Et manglende samsvar mellom strømmen som flyter i strengen (401) og foringen (403) genereres slik at en fluks forskjellig fra null sees av ringen, og et signal således kan mottas.A first set of devices is arranged to transmit data from a location in a lined section of a well (1, 3) to a remote location. A device can be used as a relay station (6) to increase the operational depth. Signals are applied and received from the string (1) at the relay station (6) and a selected length of the string is equipped with insulating spacers (9) on both sides of the relay station to ensure that the stretch and guide (3) are effectively insulated over a selected minimum. distance. This makes it possible for voltage differences to be both applied and detected from the string, thereby enabling the transmission and reception of data. A second set of devices (Fig. 8) is arranged to transmit from an internal unit (408) within a lined section of the well (401, 403) to the immediate surrounding area outside the liner (403) the internal unit. (408) conducts current into the string (401) A toroid (415) surrounding the liner (403) is arranged to pick up signals. Connections spaced between the string (401) and the liner (403) are provided with conductive gaskets (41 1). A mismatch between the current flowing in the string (401) and the liner (403) is generated so that a flux different from zero is seen by the ring, and a signal can thus be received.
Description
Denne oppfinnelse gjelder et system og en fremgangsmåte ved overføring av data, hvor et rørledningssystems metallstruktur brukes som en signalkanal og jord brukes som retur, og som særlig finner anvendelse i olje- og gassbrønner. This invention relates to a system and a method for the transmission of data, where a pipeline system's metal structure is used as a signal channel and earth is used as a return, and which finds particular application in oil and gas wells.
Det er nyttig å være i stand til å utføre målinger når det bores etter olje og gass, og under driften av produserende brønner. Det er imidlertid vanskelig å overføre data fra steder nede i et hull til overflaten, og denne vanskelighet øker med dybden. I dag er det behov for overføring av data fra 3000 m eller mer under overflaten. It is useful to be able to perform measurements when drilling for oil and gas, and during the operation of producing wells. However, it is difficult to transfer data from downhole locations to the surface, and this difficulty increases with depth. Today, there is a need to transmit data from 3,000 m or more below the surface.
Av de signaleringsteknikker som for tiden er tilgjengelig, foretrekkes særlig sådanne som utnytter selve brønnens metallstruktur ettersom de fjerner behovet for å installere separate ledningstråder. De fleste systemer uten ledningstråder utnytter produksjonsrør-strengen og foringsrøret som en enkelt ledende kanal og bruker jord som returbane. Noen forsøk er blitt gjort for å bruke foring og rørstreng som separate ledende baner, men dette er fullt av problemer på grunn av vanskelighetene med å isolere strengen fra foringen over hele dens lengde og særlig ved brønnhodet, på grunn av de involverte belastninger. Andre metoder innebærer "slam-pulsing", hvilket ikke bare er vanskelig å realisere og kostbart, men også gir lav datahastighet. Of the signaling techniques that are currently available, those that utilize the metal structure of the well itself are particularly preferred as they remove the need to install separate wires. Most wireless systems utilize the production tubing string and casing as a single conductive channel and use soil as the return path. Some attempts have been made to use casing and tubing string as separate conductive paths, but this is fraught with problems due to the difficulty of isolating the string from the casing over its entire length and particularly at the wellhead, due to the stresses involved. Other methods involve "sludge pulsing", which is not only difficult to realize and expensive, but also results in low data rates.
Uansett hvilket system som brukes, er rekkevidden begrenset på grunn av de iboende tap som er tilstede og behovet for å holde strømmene på et rimelig nivå. Så vidt man kjenner til er det dessuten for tiden ikke tilgjengelig noe praktisk system uten ledningstråder for signalering fra steder på strengen innenfor foringen. Kommunikasjonssystemet beskrevet i den tidligere EP-søknad nr. 0 646 304 arbeider, som et eksempel, under åpne hullbetingelser og kan overføre et signal langs en foret seksjon. Det er imidlertid generelt godtatt at sådanne systemer ikke kan utnyttes i praksis for overføring fra en posisjon innenfor en foret seksjon. Whichever system is used, the range is limited due to the inherent losses present and the need to keep the currents at a reasonable level. Furthermore, to the best of our knowledge, no practical system is currently available without lead wires for signaling from locations on the string within the casing. The communication system described in the earlier EP application No. 0 646 304 operates, as an example, under open hole conditions and can transmit a signal along a lined section. However, it is generally accepted that such systems cannot be utilized in practice for transmission from a position within a lined section.
I rørledningssystemer er det også ønskelig å være i stand til å overføre signaler fra en anordning innenfor en strømningsledning og/eller den tilhørende foring til en anordning i det samme område av systemet, men utenfor strømningsledning og/eller foringen. Det er imidlertid generelt godtatt at dette er vanskelig å oppnå. In pipeline systems, it is also desirable to be able to transmit signals from a device within a flow line and/or the associated liner to a device in the same area of the system, but outside the flow line and/or the liner. However, it is generally accepted that this is difficult to achieve.
US-patent nr. 3 129 394 beskriver et kommunikasjonssystem for bruk på et nedgravd, isolert rør. Det oppnås overføring av koaksial type hvor den omgivende jord virker som den ytre leder. Som sådan tjener da det isolerte rør som en signalkanal samtidig som jord brukes som retur. US Patent No. 3,129,394 describes a communication system for use on a buried, insulated pipe. Coaxial type transmission is achieved where the surrounding earth acts as the outer conductor. As such, the insulated pipe then serves as a signal channel while earth is used as the return.
På denne bakrunn er det et formål for foreliggende oppfinnelse å fremskaffe et kommunikasjonssystem som løser i det minste noen av problemene knyttet til tidligere kjent teknikk. Against this background, it is an object of the present invention to provide a communication system which solves at least some of the problems associated with prior art.
I henhold til et første aspekt av foreliggende oppfinnelse er det fremskaffet et dataover-føringssystem hvor et rørledningssystems metallstruktur brukes som en signalkanal og jord brukes som retur, idet systemet omfatter: - utstyr for å danne en strømsløyfe for bruk under påføring av signaler til signalkanal-og jordreturkretsen, og som har første og andre ledende partier som er elektrisk forbundet med hverandre på to steder som befinner seg i avstand fra hverandre, idet i According to a first aspect of the present invention, a data transmission system has been provided where the metal structure of a pipeline system is used as a signal channel and earth is used as a return, the system comprising: - equipment for forming a current loop for use during the application of signals to the signal channel - and the ground return circuit, and which has first and second conductive parts that are electrically connected to each other at two locations that are spaced from each other, since in
det minste et av de ledende partier omfatter en del av nevnte metallstruktur, og at least one of the conductive parts comprises a part of said metal structure, and
- en lokal enhet som har sendende utstyr for påføring av et signal til et av de ledende partier, og som omfatter induktivt koblende utstyr anordnet omkring vedkommende ledende parti for å generere en spenningsforskjell mellom jord og metallstrukturen i området av sløyfen og derved få et signal til å bre seg ut langs signalkanalen frembragt av metallstrukturen bort fra sløyfen, - a local unit which has transmitting equipment for applying a signal to one of the conducting parts, and which includes inductively connecting equipment arranged around the relevant conducting part to generate a voltage difference between earth and the metal structure in the area of the loop and thereby get a signal to to propagate along the signal channel produced by the metal structure away from the loop,
og hvor utstyret for å danne sløyfen er anordnet for å sikre at stedene som befinner seg i avstand fra hverandre er adskilt med i det minste en minste distanse valgt for å gi ønskede overføringsegenskaper. and wherein the means for forming the loop is arranged to ensure that the spaced locations are separated by at least a minimum distance selected to provide desired transmission characteristics.
I henhold til et andre aspekt av foreliggende oppfinnelse er det likeledes fremskaffet en fremgangsmåte ved overføring av data, hvor et rørledningssystems metallstruktur brukes som en signalkanal og jord brukes som retur, idet fremgangsmåten omfatter trinn hvor: - det anordnes en strømsløyfe som brukes under påføring av signaler til signalkanal- og jordreturkretsen og som har første og andre ledende partier som er elektrisk forbundet med hverandre på to steder som befinner seg i avstand fra hverandre, idet i det According to a second aspect of the present invention, a method has also been provided for the transmission of data, where the metal structure of a pipeline system is used as a signal channel and earth is used as a return, the method comprising steps where: - a current loop is arranged which is used during the application of signals to the signal channel and ground return circuit and having first and second conductive portions that are electrically connected to each other at two locations that are spaced apart, in that
minste et av de ledende partier omfatter en del av nevnte metallstruktur, og at least one of the conductive parts comprises a part of said metal structure, and
- et signal tilføres et av de ledende partier ved hjelp av induktivt koblende utstyr anordnet omkring vedkommende ledende parti, slik at det under bruk genereres en spenningsforskjell mellom jord og metallstrukturen i området av sløyfen, som får et signal til å bre seg ut langs signalkanalen frembragt av metallstrukturen bort fra sløyfen, mens - det sikres at stedene som befinner seg i avstand fra hverandre er adskilt med i det minste en minste distanse valgt for å gi ønskede overføringsegenskaper. - a signal is supplied to one of the conductive parts by means of inductive coupling equipment arranged around the relevant conductive part, so that during use a voltage difference is generated between earth and the metal structure in the area of the loop, which causes a signal to propagate along the signal channel produced of the metal structure away from the loop, while - it is ensured that the locations located at a distance from each other are separated by at least a minimum distance selected to provide desired transmission characteristics.
Rørlednigssystemet kan omfatte en indre strømningsledning og en omgivende foring. Typisk omfatter rørledningssystemet en brønn som har en produksonsrørstreng med omgivende foringsrør. The piping system may comprise an internal flow line and a surrounding liner. Typically, the pipeline system comprises a well that has a production tubing string with surrounding casing.
Strømmen som under drift flyter i strømsløyfens bane kan betraktes som å få systemet til å virke som en dipolsender. The current that during operation flows in the path of the current loop can be thought of as making the system act as a dipole transmitter.
Mottagende utstyr kan anordnes på et sted fjernt fra strømsløyfen for å motta signalene som brer seg ut langs metallstrukturen. Receiving equipment may be located at a location remote from the current loop to receive the signals propagating along the metal structure.
Arrangementet ovenfor har den fordel at ledningstråder kan unngås og et signal som vil kunne påvises, kan føres inn i metallstrukturen i praktiske situasjoner ved bruk av realist-iske strømnivåer, selv når det signaleres langs en produksjonsrørstreng fra en posisjon hvor strengen finner seg inne i et foringsrør. I avstand fra området av strømsløyfen kan metallstrukturen som et hele, sees på som en eneste ledende kanal. The above arrangement has the advantage that lead wires can be avoided and a detectable signal can be introduced into the metal structure in practical situations using realistic current levels, even when signaling along a production pipe string from a position where the string is inside a casing. At a distance from the area of the current loop, the metal structure as a whole can be seen as a single conductive channel.
Den minste distanse kan velges til å passe til omstendighetene, slik at et akseptabelt signalnivå kan bli påvist på et ønsket sted fjernt fra den lokale enhet, slik som ved brønnhodet. En typisk valgt minste distanse kan være 100 m. Det foretrekkes at den valgte minste distanse er liten i forhold til den samlede lengde av strukturen/brønnen. The smallest distance can be chosen to suit the circumstances, so that an acceptable signal level can be detected at a desired location far from the local unit, such as at the wellhead. A typically selected minimum distance can be 100 m. It is preferred that the selected minimum distance is small in relation to the overall length of the structure/well.
Fortrinnsvis omfatter et av de ledende partier en del av en produksjonsrørstreng og det sendende utstyr kan være innrettet for å tilføre signaler til produksjonsrørstrengen. Preferably, one of the conductive parts comprises part of a production pipe string and the transmitting equipment can be arranged to supply signals to the production pipe string.
I noen utførelser omfatter det ene ledende parti en del av en strømningsledning, f.eks. en produksjonsrørstreng, mens det annet ledende parti omfatter et omgivende foringsrør-parti. I sådanne utførelser kan utstyret for å danne en strømsløyfe omfatte isolerende avstandstykker for å holde strømningsledningen i avstand fra det omgivende foringsør over den valgte minste distanse. Et isolerende belegg kan være anordnet på strøm-ningsledningen og/eller foringen over det parti som tilsvarer den valgte minste distanse. Forbindelsene som befinner seg i innbyrdes avstand mellom det første og andre ledende parti for å fullføre strømsløyfen, kan omfatte streifkontakter mellom strømningsledningen og foringen forbi det valgte område. Det vil forstås at omkostningene som følger av å forbedre isolasjonen mellom strømningsledningen og foringen over den valgte minste distanse vil være vesentlig lavere enn dem som følger av å forsøke å isolere strengen og foringen fra hverandre over hele deres lengde. In some embodiments, the one conductive portion comprises part of a flow line, e.g. a production pipe string, while the other conducting part comprises a surrounding casing part. In such embodiments, the equipment for forming a current loop may comprise insulating spacers to keep the flow line at a distance from the surrounding casing over the selected minimum distance. An insulating coating can be arranged on the flow line and/or the liner over the part corresponding to the selected smallest distance. The connections spaced between the first and second conductive portions to complete the current loop may include stray contacts between the flow line and the liner past the selected area. It will be understood that the costs resulting from improving the insulation between the flow line and the liner over the selected minimum distance will be substantially lower than those resulting from attempting to isolate the string and the liner from each other over their entire length.
I andre utførelser kan det ene ledende parti omfatte en del av en rørledning eller strøm-ningsledning, mens det annet ledende parti omfatter i det minste et elektrisk ledende, langstrakt element som skaper forbindelse mellom i det minste to plugger anordnet i strømnings- eller rørledningen. I sådanne utførelser kan forbindelsene som befinner seg i innbyrdes avstand for å fullføre strømsløyfen være anordnet ved pluggene. Den lokale enhet kan være anordnet ved en av pluggene. Fortrinnsvis er det sendende utstyr anordnet for å tilføre signaler til det langstrakte element. In other embodiments, one conductive part may comprise part of a pipeline or flow line, while the other conductive part comprises at least one electrically conductive, elongate element which creates a connection between at least two plugs arranged in the flow or pipeline. In such embodiments, the connections which are spaced apart to complete the current loop may be arranged at the plugs. The local unit can be arranged at one of the plugs. Preferably, the transmitting equipment is arranged to supply signals to the elongate element.
Den lokale enhet kan omfatte følerutstyr for å måle forholdene i området av enheten. Den lokale enhet kan omfatte mottagende utstyr for å motta innkommende signaler over-ført langs metallstrukturen eller på annen måte. Den lokale enhet kan være innrettet for å virke som en reléstasjon. Det vil forstås at reléstasjonen kan være anordnet på en foret seksjon av produksjonsstrenger og derved bli utnyttet for å utvide dataoverførings-systemets rekkevidde. The local unit may include sensing equipment to measure the conditions in the area of the unit. The local unit may comprise receiving equipment for receiving incoming signals transmitted along the metal structure or in some other way. The local unit can be arranged to act as a relay station. It will be understood that the relay station can be arranged on a lined section of production strings and thereby be utilized to extend the range of the data transmission system.
Fortrinnsvis tilfører det sendende utstyr signaler hovedsakelig på vedkommende ledende partis midtpunkt. Dette er tilbøyelig til å utjevne signalutbredelsesegenskapene bort fra den lokale enhet i begge retninger langs metallstrukturen og er særlig egnet dersom den lokale enhet skal virke som en toveis reléstasjon. Preferably, the transmitting equipment supplies signals mainly at the center point of the leading party in question. This tends to equalize the signal propagation characteristics away from the local unit in both directions along the metal structure and is particularly suitable if the local unit is to act as a two-way relay station.
Dersom det på den annen side er ønskelig å øke signaloverføringen i den ene retning, kan det sendende utstyr tilføre signaler på et sted nærmere den ene ende, fortrinnsvis den motsatte ende av vedkommende ledende parti. If, on the other hand, it is desirable to increase the signal transmission in one direction, the transmitting equipment can supply signals at a place closer to one end, preferably the opposite end of the leading part in question.
Strømsløyfens bane kan virke som en eneste vikling i en transformator, mens det induktivt koblende utstyr kan omfatte en spole viklet omkring en hovedsakelig ringformet kjerne som omslutter det aktuelle ledende parti. The path of the current loop can act as a single winding in a transformer, while the inductively connecting equipment can comprise a coil wound around a mainly ring-shaped core which encloses the conductive part in question.
Når et signal sendes langs et rørledningssystems metallstruktur avtar generelt signalets styrke ettersom avstanden fra signalkilden øker. Dette skyldes hovedsakelig den grad-vise lekkasje fra signalet til jord. Når et signal vandrer langs metallstrukturen er det således en spenningsforskjell mellom hvilke som helst to punkter i innbyrdes avstand i lengderetningen og det er blitt innsett at det å anordne en forbindelse til to sådanne punkter gjør det mulig å trekke ut et signal fra metallstrukturen. Den minste distanse som fordres avhenger av signalnivået i forhold til jord på de berørte steder og det mottagende utstyrs ytelse med hensyn til følsomhet/støy. When a signal is transmitted along a pipeline system's metal structure, the strength of the signal generally decreases as the distance from the signal source increases. This is mainly due to the gradual leakage from the signal to earth. When a signal travels along the metal structure there is thus a voltage difference between any two points at a distance from each other in the longitudinal direction and it has been realized that arranging a connection to two such points makes it possible to extract a signal from the metal structure. The minimum distance required depends on the signal level relative to ground at the affected locations and the sensitivity/noise performance of the receiving equipment.
Foringen kan omfatte flere separate rørseksjoner som er skrudd sammen. Berøringsflat-ene ved en eller flere skjøter mellom naboseksjoner kan være belagt med et isolerende medium. Dette kan endre metallstrukturens elektriske karakteristikk og således dens ytelse. The liner may comprise several separate pipe sections which are screwed together. The contact surfaces at one or more joints between neighboring sections can be coated with an insulating medium. This can change the electrical characteristics of the metal structure and thus its performance.
Fortrinnsvis er det sendende utstyr anordnet for å levere signaler til den indre strøm-ningsledning. Preferably, the transmitting equipment is arranged to deliver signals to the internal flow line.
Rørledningssystemet omfatter typisk en foret seksjon av en brønn, mens brønnens produksjonsrørstreng i dette tilfelle utgjør strømningsledningen. The pipeline system typically comprises a lined section of a well, while the well's production pipe string in this case forms the flow line.
Utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse skal nå beskrives bare som eksempel med henvisning til de vedføyde tegninger, på hvilke: Embodiments of the present invention shall now be described only by way of example with reference to the attached drawings, in which:
Fig. 1 skjematisk viser en undersjøisk brønn med et dataoverføringssystem, Fig. 1 schematically shows a submarine well with a data transmission system,
fig. 2 skjematisk viser et parti av brønnen vist i fig. 1 hvor en reléstasjon er anordnet, fig. 3 viser en forenklet ekvivalentkrets for en typisk lengde av en produksjonsstreng fig. 2 schematically shows a part of the well shown in fig. 1 where a relay station is arranged, fig. 3 shows a simplified equivalent circuit for a typical length of a production string
med foring i brønnen vist i fig. 1, with lining in the well shown in fig. 1,
fig. 4 viser en forenklet ekvivalentkrets for et parti av brønnen vist i fig. 2 under mottagning av et signal, fig. 4 shows a simplified equivalent circuit for a part of the well shown in fig. 2 during reception of a signal,
fig. 5 viser en forenklet ekvivalentkrets for et parti av brønnen vist i fig. 2 under sending av et signal, fig. 5 shows a simplified equivalent circuit for a part of the well shown in fig. 2 during transmission of a signal,
fig. 6 viser en koblingsmetode som brukes for utøvelse av oppfinnelsen. fig. 6 shows a connection method used for practicing the invention.
Fig. 1 og 2 viser skjematisk en undersjøisk brønn som har et "trådløst" dataoverførings-system, eller et sådant system uten ledningstråder, om man vil. Oppfinnelsen er inne-bygget i dette system for bruk av en annen koblingsteknikk som skal forklares nedenfor med henvisning til fig. 6. Brønnen omfatter en produksjonsrørstreng 1 for produktutvin-ning fra en formasjon F. Produksjonsrørstrengen 1 er sammenføyd med et ventiltre 2 Fig. 1 and 2 schematically show a subsea well that has a "wireless" data transmission system, or such a system without wires, if you like. The invention is built into this system for the use of another connection technique which will be explained below with reference to fig. 6. The well comprises a production pipe string 1 for product extraction from a formation F. The production pipe string 1 is joined with a valve tree 2
ved slamledningen og er omgitt av et foringsrør 3 mellom ventiltreet 2 og formasjonen F. Strengen 1 og foringen 3 utgjør en del av brønnens metallstruktur. Skjønt det i fig. 1 er vist at strengen 1 er anordnet midt i foringsrøret 3, vil strengen 1 og foringen 3 komme i at the mudline and is surrounded by a casing 3 between the valve tree 2 and the formation F. The string 1 and the casing 3 form part of the metal structure of the well. Although in fig. 1 it is shown that the string 1 is arranged in the middle of the casing 3, the string 1 and the casing 3 will come in
streifende kontakt med hverandre på tallrike steder langs deres lengde. Generelt finnes det intet som kan forhindre en slik streifende kontakt og strengen 1 vil følge en sinus-formet, f.eks. skruelinjeformet, bane innenfor foringen 3. roving contact with each other at numerous places along their length. In general, there is nothing that can prevent such a stray contact and the string 1 will follow a sinusoidal, e.g. helical, path within liner 3.
Rommet mellom strengen 1 og foringen 3 er fylt med saltlake (eller alternativt et annet fluid som har større tetthet enn vann) for å bidra til å minske trykket som virker på en pakningsring 4 anordnet mellom foringen 3 og strengen 1 der de kommer inn i formasjonen F. Nærværet av saltlaken innfører en ytterlige ledende bane mellom strengen 1 og foringen 3. The space between the string 1 and the casing 3 is filled with brine (or alternatively another fluid that has a greater density than water) to help reduce the pressure acting on a packing ring 4 arranged between the casing 3 and the string 1 where they enter the formation F. The presence of the brine introduces an additional conductive path between the string 1 and the liner 3.
Virkningen av de streifende kontakter og ledningen gjennom saltlaken betyr at generelt vil tilsvarende punkter på strengen 1 og foringen 3 nå det samme potensial og strengen 1 og foringen 3 må derfor behandles som en eneste leder. The effect of the stray contacts and the wire through the brine means that generally corresponding points on string 1 and liner 3 will reach the same potential and string 1 and liner 3 must therefore be treated as a single conductor.
Brønnen omfatter også et antall datainnsamlende stasjoner 5 anordnet på strengen 1 på åpne brønnsteder, dvs. innenfor formasjonen. Dataoverføringssystemet er innrettet for å la data bli overført mellom de datainnsamlende stasjoner 5 og slamledningen eller forbi denne, ved å bruke metallstrukturen i brønnen 1,3 som signalkanal. Avstanden mellom de datainnsamlende stasjoner og slamledningen kan være mer enn 3000 meter. Data mottas av og sendes fra de datainnsamlende stasjoner 5 ved å utnytte åpne brønn-teknikker uten ledninger, f.eks. dem beskrevet i tidligere EP-søknad nr. 0 646 304. Skjønt disse teknikker virker i en åpen brønn og kan sende et signal langs den forede seksjon, kan de i praksis ikke brukes for sending fra en posisjon innenfor den forede seksjon. Bare dersom lengden av den forede seksjonen ikke er for stor, kan signaler mottas direkte av og sendes direkte fra slamledningen ved å bruke de trådløse teknikker beskrevet i nevnte patentsøknad, idet rekkevidden og datahastigheten i hovedsak bestemmes av signal/støy-forholdet. The well also includes a number of data collecting stations 5 arranged on the string 1 at open well locations, i.e. within the formation. The data transmission system is designed to allow data to be transmitted between the data collecting stations 5 and the mud line or past it, by using the metal structure in the well 1,3 as a signal channel. The distance between the data collecting stations and the sludge line can be more than 3000 metres. Data is received by and sent from the data collecting stations 5 by utilizing open well techniques without wires, e.g. those described in earlier EP application No. 0 646 304. Although these techniques work in an open well and can send a signal along the lined section, in practice they cannot be used for sending from a position within the lined section. Only if the length of the lined section is not too great, signals can be received directly by and sent directly from the mudline using the wireless techniques described in the aforementioned patent application, the range and data rate being mainly determined by the signal/noise ratio.
Med foreliggende system forbedres imidlertid styrken av signalet og/eller systemets rekkevidde ved at en reléstasjon 6 anordnes et stykke opp langs det forede parti av produksjonsstrengen 1. Med henvisning særlig til fig. 2 omfatter reléstasjonen 6 sender/mottager-utstyr som har en isolasjonsskjøt 7 anordnet i produksjonsstrengen, og med signalgenererende utstyr 8a som brukes under sending og signalmålende utstyr 8b som brukes under mottagning. Både det signalgenererende utstyr og det signalmålende utstyr er koblet opp over isolasjonsskjøten 7. En mengde isolerende, ringformede avstandsstykker 9 er anordnet omkring produksjonsstrengen 1 over en distanse på i størrelsesorden 100 m i området av isolasjonsskjøten 7. Den distanse som avstandsstykkene 9 er anordnet over, velges slik at signalet kan mottas og sendes på en effektiv måte. Den faktiske distanse vil avhenge av et antall faktorer som gjelder komponentene i overføringssystemet og selve brønnen. With the present system, however, the strength of the signal and/or the range of the system is improved by arranging a relay station 6 a distance up along the lined part of the production string 1. With particular reference to fig. 2, the relay station 6 comprises transmitter/receiver equipment which has an insulation joint 7 arranged in the production string, and with signal generating equipment 8a which is used during transmission and signal measuring equipment 8b which is used during reception. Both the signal-generating equipment and the signal-measuring equipment are connected over the insulation joint 7. A number of insulating, ring-shaped spacers 9 are arranged around the production string 1 over a distance of approximately 100 m in the area of the insulation joint 7. The distance over which the spacers 9 are arranged is selected so that the signal can be received and sent in an efficient manner. The actual distance will depend on a number of factors relating to the components of the transmission system and the well itself.
Avstandsstykkene 9 er av todelt type og er boltet sammen omkring strengen 1. Et isolerende lag 9a er anordnet mellom hvert avstandsstykke og strengen 1. I fig. 2 er det vist en sideskisse av et av avstandsstykkene 9 mens de øvrige avstandsstykker 9 er vist i snitt. Avstandsstykkene 9 er anordnet og posisjonert slik at ved hvert avstandsstykke 9 holdes strengen 1 mot midten av foringen 3 og slik at strengen 1 ikke vil komme i kontakt med foringen 3 på noe sted mellom naboavstandsstykker 9. Forbi det siste avstandsstykke ved hver ende av mengden av avstandsstykker 9 gjør strengen 1 streifkontakt 10 med foringen 3, slik som vist i fig. 2. Avstanden mellom hvert siste avstandsstykke 9 og den respektive streifende kontakt 10 vil være vilkårlig, men den nedre grense vil være bestemt av egenskapene ved brønnen og avstandsstykkene 9. Således sikrer avstandsstykkene 9 at det ikke er noen kontakt mellom strengen 1 og foringen 3 over i det minste en valgt minste distanse. The spacers 9 are of the two-part type and are bolted together around the string 1. An insulating layer 9a is arranged between each spacer and the string 1. In fig. 2 shows a side view of one of the spacers 9, while the other spacers 9 are shown in section. The spacers 9 are arranged and positioned so that at each spacer 9 the string 1 is held towards the center of the liner 3 and so that the string 1 will not come into contact with the liner 3 anywhere between neighboring spacers 9. Past the last spacer at each end of the amount of spacers 9 make the string 1 touch contact 10 with the lining 3, as shown in fig. 2. The distance between each last spacer 9 and the respective roving contact 10 will be arbitrary, but the lower limit will be determined by the characteristics of the well and the spacers 9. Thus, the spacers 9 ensure that there is no contact between the string 1 and the liner 3 above at least a selected minimum distance.
Generelt uttrykt forbedres systemets sende- og mottagningsegenskaper ettersom avstanden mellom de streifende kontakter 10 øker. Dette er imidlertid en avveining i forhold til de omkostninger som en forlengelse av den minste distanse innebærer. Generelt vil den faktiske avstand mellom de streifende kontakter 10 ikke være større enn den minste distanse, men dette tjener ganske enkelt til å forbedre systemet. Generally speaking, the system's transmission and reception characteristics improve as the distance between the roaming contacts 10 increases. However, this is a trade-off in relation to the costs that an extension of the minimum distance entails. In general, the actual distance between the roaming contacts 10 will not be greater than the smallest distance, but this simply serves to improve the system.
De partier av strengen 1 og foringen 3 som befinner seg mellom de streifende kontakter 10 blir heretter betegnet som isolerte partier 1a av strengen og tilhørende partier 3a av foringen. The parts of the string 1 and the lining 3 which are located between the roving contacts 10 are hereinafter referred to as isolated parts 1a of the string and associated parts 3a of the lining.
Fig. 3 viser en ekvivalentkrets (med konsentrerte parametre) for en typisk lengde av produksjonsstrengen 1 og foringen 3. Strengen 1 og foringen 3 er representert ved hver sin rekke av motstander Rs og Rc. Lekkasjebanene mellom strengen 1 og foringen 3 er representert ved en rekke motstander RG+B , mens lekkasjebanene mellom foringen 3 og fjern jord E er representert ved motstander RE og kondensatorer CE. Dersom et signal påføres strengen 1 eller foringen 3 vil styrken av signalet avta med avstanden bort fra kilden på grunn av tapene gjennom lekkasjebanene til den fjerne jord E. Som nevnt ovenfor vil dessuten potensialet for strengen 1 og foringen 3 være tilbøyelig til å bli utjevnet. Fig. 3 shows an equivalent circuit (with concentrated parameters) for a typical length of the production string 1 and the liner 3. The string 1 and the liner 3 are each represented by a series of resistors Rs and Rc. The leakage paths between the string 1 and the liner 3 are represented by a series of resistors RG+B , while the leakage paths between the liner 3 and remote earth E are represented by resistors RE and capacitors CE. If a signal is applied to string 1 or liner 3, the strength of the signal will decrease with distance from the source due to the losses through the leakage paths to the distant earth E. Also, as mentioned above, the potential of string 1 and liner 3 will tend to equalize.
Fig. 4 viser en forenklet ekvivalentkrets for partiene av produksjonsstrengen 1a og foringen 3a i området av reléstasjonen 6 under signalmottagning. Bortsett fra lekkasjebanene 10 ved hver ende av partiene 1a og 3a, er lekkasjebanene som skyldes streifende kontakt fjernet. Således er motstandene Rq+b erstattet med motstander RB med mye større verdi og som representerer lekkasjen gjennom saltlaken alene. Motstanden gjennom saltlaken i området av reléstasjonen 6 er så stor sammenlignet med den som frembringes ved de streifende kontakter 10 ved endene av et isolert parti av strengen 1a, at virkningen av saltsyren i hovedsak kan overses. Fig. 4 shows a simplified equivalent circuit for the parts of the production string 1a and the liner 3a in the area of the relay station 6 during signal reception. Apart from the leakage paths 10 at each end of the parts 1a and 3a, the leakage paths due to stray contact have been removed. Thus, the resistors Rq+b are replaced with resistor RB with a much larger value and which represents the leakage through the brine alone. The resistance through the brine in the area of the relay station 6 is so great compared to that produced by the stray contacts 10 at the ends of an isolated part of the string 1a, that the effect of the hydrochloric acid can essentially be overlooked.
Fordi det ikke finnes noen strømbane gjennom strengpartiet 1a på grunn av isolasjons-skjøten 7 og fordi strengpartiet 1a er effektivt isolert fra det tilhørende foringsparti 3a, vil under mottagning av et signal, alle signaltap for vedkommende seksjon av metallstrukturen skje fra foringen 3a. I dette tilfelle vil det være lite spenningsfall langs de to halvdeler av det isolerte strengparti 1 a som i hovedsak gir en direkte kontakt med de streifende kontakter 10 ved enden av partiene 1a og 3a. Dette betyr at spenningsforskjellen mellom to steder i innbyrdes avstand i lengderetningen på foringen kan påvises og et signal derved trekkes ut fra metallstrukturen. Det forhold at hele signalet tvinges langs foringen 3 i området av reléstasjonen 6, kan tjene til å øke spenningsforskjellen mellom to steder i innbyrdes avstand på foringen 3. Because there is no current path through the string portion 1a due to the insulation joint 7 and because the string portion 1a is effectively isolated from the associated liner portion 3a, during reception of a signal, all signal losses for the relevant section of the metal structure will occur from the liner 3a. In this case, there will be little voltage drop along the two halves of the insulated string part 1a which essentially provides a direct contact with the roaming contacts 10 at the end of the parts 1a and 3a. This means that the voltage difference between two places at a distance from each other in the longitudinal direction of the liner can be detected and a signal is thereby extracted from the metal structure. The fact that the entire signal is forced along the lining 3 in the area of the relay station 6 can serve to increase the voltage difference between two places at a mutual distance on the lining 3.
Fig. 5 viser en forenklet ekvivalentkrets for partiene av produksjonsstrengen 1a og foringen 3a i området av reléstasjonen 6 under sending. Som ovenfor er de lekkasje-baner som skyldes streifene kontakter, fjernet, bortsett fra dem 10 ved enden av partiene 1 a og 3a. Således er motstandene Rq+b erstattet med motstander RB med mye høyere verdi og som representerer lekkasjen gjennom saltlaken alene. Motstanden gjennom saltlaken i området av reléstasjonen 6 er så stor sammenlignet med den som frembringes av de streifende kontakter 10 ved endene av det isolerte parti av strengen 1a, at virkningen av saltlaken kan overses. Under sending kan således en strømsløyfebane anses å eksistere, som består av det isolerte parti av strengen 1 a, det tilhørende parti av foringen 3a og de streifende kontaktpunkter 10. De to ender av denne sløyfe er selvsagt forbundet med resten av strengen 1 og foringen 3. Det signalgenererende utstyr 8a får en strøm I til å flyte omkring strømsløyfens bane. Denne flyt av strømmen I gjør at det oppstår en spenningsforskjell mellom de streifende kontakter 10 ved de motsatte ender av det isolerte parti av strengen 1a. Denne spenningsforskjell vil være I * sumRc, hvor sumRc er lik foringens totale motstand mellom de streifende kontakter 10. ;Antas det at isoiasjonsskjøten 7 er anordnet ved midten av det isolerte parti av strengen 1a og systemet innstiller seg i balanse i forhold til jord, vil størrelsen av spenningsforskjellen mellom metallstrukturen og jord ved hver ende av det isolerte parti 1a være (I x sumRc)/2. Fordi det er en spenningsforskjell mellom posisjonene for de streifende kontakter 10 og jord, vil et signal være tilbøyelig til å vandre langs strengen 1 og foringen 3 i hver retning bort fra reléstasjonen 6. ;Ønskede data, slik som dem mottatt fra en datainnsamlende stasjon, kan overføres langs strengen 1 og foringen 3 bort fra reléstasjonen ved å kode et egnet signal på strengen 1 ved hjelp av mekanismen beskrevet ovenfor. Det resulterende signal brer seg ut bort fra strømsløyfen langs strengen og foringen som en eneste leder. Signal-kretsen fullføres av en jordretur og ingen ledningstråder er nødvendig. Således kan alle problemer knyttet til å anordne ledninger særlig nede i et hull, unngås. ;Passende mottagende utstyr ved slamledningen eller ved en annen reléstasjon (ikke vist) brukes for å påvise signalet påtrykket strengen 1 og foringen 3, for å trekke ut de ønskede data. Det mottagende utstyr kan gjøre bruk av en induktiv kobling eller være anordnet for å måle signaler i forhold til en egen jordreferanse. ;Således kan signaloverføringssystemets rekkevidde økes drastisk ved å anordne et passende antall reléstasjoner innenfor foringen 3. Reléstasjonene er toveis, slik at senderekkevidden øker når det sendes signaler ned i brønnen såvel som ut av brønnen. ;Med isoiasjonsskjøten plassert sentralt innenfor det isolerte parti 1 a, vil signaler i hver retning bort fra reléstasjonen 6 ha hovedsakelig lik styrke. Dersom imidlertid isoiasjons-skjøten 7 befinner seg nærmere den ene ende av det isolerte parti 1 a, vil spenningsforskjellen generert ved den annen ende av det isolerte parti 1a være tilbøyelig til å være større enn (I * sumRc)/2. Dersom det er ønskelig å øke signalets styrke i den ene retning kan isoiasjonsskjøten 7 anordnes tilsvarende. Fig. 5 shows a simplified equivalent circuit for the parts of the production string 1a and the liner 3a in the area of the relay station 6 during transmission. As above, the leakage paths due to the strip contacts have been removed, except for those 10 at the end of the parts 1a and 3a. Thus, the resistors Rq+b are replaced with resistor RB with a much higher value and which represents the leakage through the brine alone. The resistance through the brine in the area of the relay station 6 is so great compared to that produced by the stray contacts 10 at the ends of the insulated part of the string 1a, that the effect of the brine can be overlooked. Thus, during transmission, a current loop path can be considered to exist, which consists of the isolated part of the string 1 a, the associated part of the liner 3a and the roving contact points 10. The two ends of this loop are of course connected to the rest of the string 1 and the liner 3 The signal generating equipment 8a causes a current I to flow around the path of the current loop. This flow of the current I causes a voltage difference to occur between the stray contacts 10 at the opposite ends of the insulated part of the string 1a. This voltage difference will be I * sumRc, where sumRc is equal to the liner's total resistance between the stray contacts 10. Assuming that the isolation joint 7 is arranged at the center of the isolated part of the string 1a and the system balances itself in relation to earth, the magnitude of the voltage difference between the metal structure and earth at each end of the insulated part 1a be (I x sumRc)/2. Because there is a voltage difference between the positions of the roving contacts 10 and ground, a signal will tend to travel along the string 1 and liner 3 in each direction away from the relay station 6. Desired data, such as that received from a data acquisition station, can be transmitted along string 1 and liner 3 away from the relay station by encoding a suitable signal on string 1 using the mechanism described above. The resulting signal propagates away from the current loop along the string and liner as a single conductor. The signal circuit is completed by a ground return and no lead wires are required. Thus, all problems associated with arranging cables, particularly down a hole, can be avoided. ;Suitable receiving equipment at the mud line or at another relay station (not shown) is used to detect the signal applied to the string 1 and the liner 3, in order to extract the desired data. The receiving equipment can make use of an inductive coupling or be arranged to measure signals in relation to a separate ground reference. Thus, the range of the signal transmission system can be drastically increased by arranging an appropriate number of relay stations within the liner 3. The relay stations are bidirectional, so that the transmission range increases when signals are sent down the well as well as out of the well. With the isolation joint located centrally within the isolated part 1 a, signals in each direction away from the relay station 6 will have essentially the same strength. If, however, the isolation joint 7 is located closer to one end of the insulated part 1a, the voltage difference generated at the other end of the insulated part 1a will tend to be greater than (I * sumRc)/2. If it is desired to increase the strength of the signal in one direction, the isolation joint 7 can be arranged accordingly.
Som et alternativ er det isolerte parti av produksjonsstrengen 1 a forsynt med et isolerende belegg for ytterligere å senke ledningen mellom det isolerte parti 1a og det tilhør-ende parti av foringen 3a. As an alternative, the insulated part of the production string 1a is provided with an insulating coating to further lower the wire between the insulated part 1a and the corresponding part of the liner 3a.
Fig. 6 viser en spole 201 anordnet på en ringformet kjerne 202 anbragt omkring et pro-duksjonsrørparti 1 a for bruk i en fremgangsmåte i henhold til foreliggende oppfinnelse, for å tilføre et signal til og/eller tappe et signal fra produksjonsstrengen 1. I dette tilfelle baserer man seg på en induktiv kobling og ingen isolasjonsskjøt utnyttes. Under sending brukes spolen 201 for å indusere en strøm i strengen 1, mens strømsløyfen beskrevet ovenfor virker som en transformatorvikling med en eneste vinding. Under mottagning induserer et signal på produksjonsstrengen 1 en tilsvarende strøm i spolen 201, som kan påvises. Denne fremgangsmåte ved mottagning er ikke avhengig av at det finnes et isolert parti 1 a av produksjonsstrengen. Denne koblingsmetode gir den fordel at det blir mulig å optimalisere impedanstilpasningen ved riktig valg av viklingsforhold. Fig. 6 shows a coil 201 arranged on an annular core 202 arranged around a production pipe section 1a for use in a method according to the present invention, to supply a signal to and/or tap a signal from the production string 1. In this In this case, an inductive connection is used and no insulation joint is used. During transmission, coil 201 is used to induce a current in string 1, while the current loop described above acts as a transformer winding with a single turn. During reception, a signal on the output string 1 induces a corresponding current in the coil 201, which can be detected. This method of receiving does not depend on there being an isolated part 1 a of the production string. This connection method offers the advantage that it becomes possible to optimize the impedance matching by choosing the right winding ratio.
Skjønt det ikke er vist på tegningene, består foringen 3 for en brønn typisk av rørsek-sjoner som er skrudd sammen. I en alternativ realisering av oppfinnelsen kan noen av eller alle skjøtene mellom foringsseksjonene behandles for å gi et diskontinuitetsnivå i foringens ledningsevne. Dette kan typisk oppnås ved å belegge de berørende overflater i hver skjøt med et isolerende medium som ikke er til skade for foringens avtettende egenskaper. Although it is not shown in the drawings, the liner 3 for a well typically consists of pipe sections which are screwed together. In an alternative realization of the invention, some or all of the joints between the liner sections can be treated to provide a level of discontinuity in the conductivity of the liner. This can typically be achieved by coating the touching surfaces in each joint with an insulating medium that does not damage the lining's sealing properties.
Innføring av sådanne diskontinuiteter kan i vesentlig grad endre brønnens elektriske egenskaper sett under ett. I det minste i noen tilfeller kan dette føre til forbedret ytelse for de relevante utførelsesformer beskrevet ovenfor. Som et eksempel kan rekkevidden for sendesystemet vist i fig. 1 og 2 forbedres. Forbedringene kan oppnås enten diskon-tinuitetene er anordnet i området av strømsløyfen, dvs. mellom forbindelser i innbyrdes avstand, eller i avstand fra vedkommende område. Hensikten er å tvinge mer av signalet inn i strengen heller enn i foringen og øke andelen av signalet som vandrer bort fra området av sløyfen. Introduction of such discontinuities can significantly change the electrical properties of the well seen as a whole. At least in some cases, this may lead to improved performance for the relevant embodiments described above. As an example, the range of the transmission system shown in fig. 1 and 2 are improved. The improvements can be achieved whether the discontinuities are arranged in the area of the current loop, i.e. between connections at a distance from each other, or at a distance from the relevant area. The purpose is to force more of the signal into the string rather than the liner and increase the proportion of the signal that wanders away from the area of the loop.
Det skal bemerkes at skjønt de angitte utførelsesformer og foreliggende oppfinnelse generelt kan virke bedre dersom det eksisterer diskontinuiteter mellom berørende It should be noted that although the specified embodiments and the present invention may generally work better if discontinuities exist between touching
seksjoner av foringen, slik som nevnt ovenfor, er dette ikke en nødvendig forutsetning for virkemåten. Systemet kan derfor være slik at foringen i hovedsak er elektrisk kontinuer-lig langs hele sin lengde eller i det minste i sløyfens område. Dette gjelder for foringen i en brønn og foringen for en hvilken som helst annen rørledning såvel som for et hvilket som helst tilsvarende, omgivende ytre element. sections of the liner, as mentioned above, this is not a necessary prerequisite for the operation. The system can therefore be such that the lining is essentially electrically continuous along its entire length or at least in the area of the loop. This applies to the casing in a well and the casing of any other pipeline as well as any corresponding, surrounding external element.
PATENTKRAV PATENT CLAIMS
1. Dataoverføringssystem hvor et rørledningssystems metallstruktur (1, 2, 3) brukes som en signalkanal og jord brukes som retur, 1. Data transmission system where a pipeline system's metal structure (1, 2, 3) is used as a signal channel and earth is used as a return,
karakterisert ved at det omfatter: characterized in that it includes:
- utstyr for å danne en strømsløyfe (9, 1, 3) for bruk under påføring av signaler til signalkanal- og jordreturkretsen, og som har første og andre ledende partier (1, 3) som er elektrisk forbundet med hverandre på to steder (10) som befinner seg i avstand fra hverandre, idet i det minste et av de ledende partier omfatter en del av - equipment for forming a current loop (9, 1, 3) for use in applying signals to the signal channel and ground return circuit, and having first and second conductive portions (1, 3) electrically connected to each other in two places (10 ) which are located at a distance from each other, with at least one of the leading parts comprising part of
nevnte metallstruktur, og said metal structure, and
- en lokal enhet (6) som har sendende utstyr (8a) for påføring av et signal til et av de ledende partier, og som omfatter induktivt koblende utstyr (201, 202) anordnet omkring vedkommende ledende parti for å generere en spenningsforskjell mellom jord og metallstrukturen i området av sløyfen og derved få et signal til å bre seg ut langs - a local unit (6) which has transmitting equipment (8a) for applying a signal to one of the conducting parts, and which includes inductively connecting equipment (201, 202) arranged around the relevant conducting part to generate a voltage difference between ground and the metal structure in the area of the loop and thereby cause a signal to propagate along
signalkanalen frembragt av metallstrukturen bort fra sløyfen, the signal channel produced by the metal structure away from the loop,
og hvor utstyret for å danne sløyfen (9, 1, 3) er anordnet for å sikre at stedene (10) som befinner seg i avstand fra hverandre er adskilt med i det minste en minste distanse valgt for å gi ønskede overføringsegenskaper. and wherein the equipment for forming the loop (9, 1, 3) is arranged to ensure that the locations (10) which are spaced apart are separated by at least a minimum distance selected to provide desired transmission characteristics.
2. Dataoverføringssystem som angitt i krav 1, og hvor rørledningssystemet omfatter en indre strømningsledning (1) og en omgivende foring (3), idet det ene ledende parti omfatter en del av strømningsledningen mens det annet ledende parti omfatter en omgivende del av foringen. 3. Dataoverføringssystem som angitt i krav 2, og hvor utstyret for å danne sløyfen omfatter isolerende avstandsstykker (9) for å holde strømningsledningen (1) i avstand fra den omgivende foring (3) over en valgt minste distanse. 4. Dataoverføringssystem som angitt i krav 2 eller 3, og hvor forbindelsene mellom de første og andre ledende partier, som befinner seg i avstand fra hverandre, utgjøres av streifende kontakter mellom strømningsledningen (1) og fåringen (2) forbi det valgte område. 5. Dataoverføringssystem som angitt i et av de foregående krav, og hvor den lokale enhet (6) omfatter mottagende utstyr (8b) for å motta innkommende signaler overført langs metallstrukturen. 6. Dataoverføringssystem som angitt i krav 5, og hvor den lokale enhet (6) er innrettet for å virke som en reléstasjon. 7. Dataoverføringssystem som angitt i krav 5 eller 6, og hvor det mottagende utstyr (8b) omfatter induktivt koblende utstyr. 8. Dataoverføringssystem som angitt i et av de foregående krav, og hvor det sendende utstyr (8a) er anordnet for å tilføre signaler hovedsakelig ved midtpunktet av vedkommende ledende parti. 9. Dataoverføringssystem som angitt i et av kravene 2 - 4, og hvor foringen (3) omfatter flere separate seksjoner mens berørende overflater ved en eller flere skjøter mellom inntilliggende seksjoner er belagt med et isolerende medium. 10. Fremgangsmåte ved overføring av data, hvor et rørledningssystems metallstruktur brukes som en signalkanal og jord brukes som retur, 2. Data transmission system as stated in claim 1, and where the pipeline system comprises an internal flow line (1) and a surrounding liner (3), with one conductive part comprising a part of the flow line while the other conductive part comprises a surrounding part of the liner. 3. Data transmission system as stated in claim 2, and where the equipment for forming the loop comprises insulating spacers (9) to keep the flow line (1) at a distance from the surrounding liner (3) over a selected minimum distance. 4. Data transmission system as stated in claim 2 or 3, and where the connections between the first and second conductive parts, which are located at a distance from each other, are formed by roving contacts between the flow line (1) and the groove (2) past the selected area. 5. Data transmission system as stated in one of the preceding claims, and where the local unit (6) comprises receiving equipment (8b) for receiving incoming signals transmitted along the metal structure. 6. Data transmission system as stated in claim 5, and where the local unit (6) is arranged to act as a relay station. 7. Data transmission system as specified in claim 5 or 6, and where the receiving equipment (8b) comprises inductively connecting equipment. 8. Data transmission system as stated in one of the preceding claims, and where the transmitting equipment (8a) is arranged to supply signals mainly at the midpoint of the relevant leading party. 9. Data transmission system as stated in one of claims 2 - 4, and where the liner (3) comprises several separate sections while touching surfaces at one or more joints between adjacent sections are coated with an insulating medium. 10. Procedure for transmitting data, where a pipeline system's metal structure is used as a signal channel and earth is used as a return,
karakterisert ved at den omfatter trinn hvor: characterized in that it includes steps where:
- det anordnes en strømsløyfe som brukes under påføring av signaler til signalkanal- og jordreturkretsen og som har første og andre ledende partier som er elektrisk forbundet med hverandre på to steder som befinner seg i avstand fra hverandre, idet i det - a current loop is provided which is used during the application of signals to the signal channel and earth return circuit and which has first and second conducting parts which are electrically connected to each other at two places which are located at a distance from each other, in that
minste et av de ledende partier omfatter en del av nevnte metallstruktur, og at least one of the conductive parts comprises a part of said metal structure, and
- et signal tilføres et av de ledende partier ved hjelp av induktivt koblende utstyr anordnet omkring vedkommende ledende parti, slik at det under bruk genereres en spenningsforskjell mellom jord og metallstrukturen i området av sløyfen, som får et signal til å bre seg ut langs signalkanalen frembragt av metallstrukturen bort fra - a signal is supplied to one of the conductive parts by means of inductive coupling equipment arranged around the relevant conductive part, so that during use a voltage difference is generated between earth and the metal structure in the area of the loop, which causes a signal to propagate along the signal channel produced of the metal structure away from
sløyfen, mens the loop, while
- det sikres at stedene som befinner seg i avstand fra hverandre er adskilt med i det minste en minste distanse valgt for å gi ønskede overføringsegenskaper. - it is ensured that the locations which are located at a distance from each other are separated by at least a minimum distance chosen to provide desired transmission properties.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GBGB9915968.3A GB9915968D0 (en) | 1999-07-07 | 1999-07-07 | Data transmission systems, method of data transmission, signal recieving apparatus and methods of recieving signals all for use in pipeline systems |
GBGB9924027.7A GB9924027D0 (en) | 1999-10-11 | 1999-10-11 | Data transmission systems,methods of data transmission,signal receiving apparatus and methods of receiving signals all for use in pipeline systems |
PCT/GB2000/002538 WO2001004461A1 (en) | 1999-07-07 | 2000-06-30 | Data transmission in pipeline systems |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20020041D0 NO20020041D0 (en) | 2002-01-04 |
NO20020041L NO20020041L (en) | 2002-03-07 |
NO320860B1 true NO320860B1 (en) | 2006-02-06 |
Family
ID=26315741
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20020041A NO320860B1 (en) | 1999-07-07 | 2002-01-04 | Device and method for data transmission using pipeline as electrical signal conductor and ground as return. |
Country Status (15)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1194678B1 (en) |
JP (1) | JP2003504543A (en) |
KR (1) | KR20020030075A (en) |
CN (1) | CN1372615A (en) |
AP (1) | AP2001002381A0 (en) |
AT (1) | ATE292743T1 (en) |
AU (1) | AU5694500A (en) |
BR (1) | BR0012635A (en) |
CA (1) | CA2378329C (en) |
DE (1) | DE60019290D1 (en) |
EA (1) | EA200101247A1 (en) |
MX (1) | MXPA02000007A (en) |
NO (1) | NO320860B1 (en) |
OA (1) | OA11986A (en) |
WO (1) | WO2001004461A1 (en) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2364724B (en) * | 1999-08-30 | 2002-07-10 | Schlumberger Holdings | Measurement while drilling electromagnetic telemetry system using a fixed downhole receiver |
US7170423B2 (en) | 2003-08-27 | 2007-01-30 | Weatherford Canada Partnership | Electromagnetic MWD telemetry system incorporating a current sensing transformer |
CA2476787C (en) * | 2004-08-06 | 2008-09-30 | Halliburton Energy Services, Inc. | Integrated magnetic ranging tool |
GB0505855D0 (en) * | 2005-03-22 | 2005-04-27 | Expro North Sea Ltd | Signalling downhole |
US7554458B2 (en) | 2005-11-17 | 2009-06-30 | Expro North Sea Limited | Downhole communication |
EP1969882B1 (en) | 2005-12-13 | 2014-08-13 | LG Electronics Inc. | Communication method using relay station in mobile communication system |
GB2486685A (en) | 2010-12-20 | 2012-06-27 | Expro North Sea Ltd | Electrical power and/or signal transmission through a metallic wall |
US10753180B2 (en) | 2016-09-19 | 2020-08-25 | Halliburton Energy Services, Inc. | Powering downhole components in subsurface formations behind casing |
CA3035846A1 (en) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | Welltec Oilfield Solutions Ag | Downhole completion system |
CN109653735B (en) * | 2019-03-01 | 2022-11-15 | 西南石油大学 | Drilling signal downloading device and method based on current loop |
CN114635672B (en) * | 2021-12-30 | 2024-05-28 | 中国石油天然气集团有限公司 | Shale gas downhole production dynamic monitoring method and system |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2364957A (en) * | 1939-08-08 | 1944-12-12 | Stanolind Oil & Gas Co | Electrical surveying |
US3129394A (en) * | 1958-03-17 | 1964-04-14 | Texas Eastern Trans Corp | Coaxial mode transmission of carrier currents using insulated buried pipe and surrounding earth |
JPS5678240A (en) * | 1979-11-30 | 1981-06-27 | Tsurumi Seiki:Kk | Method and device for underwater signal transmission |
GB9212685D0 (en) | 1992-06-15 | 1992-07-29 | Flight Refueling Ltd | Data transfer |
GB9801010D0 (en) * | 1998-01-16 | 1998-03-18 | Flight Refueling Ltd | Data transmission systems |
-
2000
- 2000-06-30 BR BR0012635-7A patent/BR0012635A/en not_active IP Right Cessation
- 2000-06-30 EA EA200101247A patent/EA200101247A1/en unknown
- 2000-06-30 WO PCT/GB2000/002538 patent/WO2001004461A1/en not_active Application Discontinuation
- 2000-06-30 KR KR1020027000178A patent/KR20020030075A/en not_active Application Discontinuation
- 2000-06-30 DE DE60019290T patent/DE60019290D1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-06-30 AU AU56945/00A patent/AU5694500A/en not_active Abandoned
- 2000-06-30 MX MXPA02000007A patent/MXPA02000007A/en unknown
- 2000-06-30 AP APAP/P/2001/002381A patent/AP2001002381A0/en unknown
- 2000-06-30 EP EP00942241A patent/EP1194678B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-06-30 CA CA002378329A patent/CA2378329C/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-06-30 OA OA1200200006A patent/OA11986A/en unknown
- 2000-06-30 AT AT00942241T patent/ATE292743T1/en not_active IP Right Cessation
- 2000-06-30 CN CN00812514A patent/CN1372615A/en active Pending
- 2000-06-30 JP JP2001509845A patent/JP2003504543A/en active Pending
-
2002
- 2002-01-04 NO NO20020041A patent/NO320860B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
OA11986A (en) | 2006-04-18 |
EP1194678B1 (en) | 2005-04-06 |
JP2003504543A (en) | 2003-02-04 |
NO20020041D0 (en) | 2002-01-04 |
NO20020041L (en) | 2002-03-07 |
DE60019290D1 (en) | 2005-05-12 |
EP1194678A1 (en) | 2002-04-10 |
EA200101247A1 (en) | 2002-08-29 |
KR20020030075A (en) | 2002-04-22 |
CA2378329A1 (en) | 2001-01-18 |
AP2001002381A0 (en) | 2001-12-31 |
WO2001004461A1 (en) | 2001-01-18 |
MXPA02000007A (en) | 2003-07-21 |
ATE292743T1 (en) | 2005-04-15 |
CA2378329C (en) | 2007-09-18 |
AU5694500A (en) | 2001-01-30 |
BR0012635A (en) | 2002-04-02 |
CN1372615A (en) | 2002-10-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1252416B1 (en) | Choke inductor for wireless communication and control in a well | |
CN1975095B (en) | Wired pipe joint with current circuit inductive coupler | |
CA2208661C (en) | Downhole electricity transmission system | |
US7055592B2 (en) | Toroidal choke inductor for wireless communication and control | |
CA2078090C (en) | Method and apparatus for transmitting information between equipment at the bottom of a drilling or production operation and the surface | |
NO316812B1 (en) | Method and apparatus for transmitting electrical power and signals in a well using electrically insulated, permanently installed feeding tubes | |
US20050285706A1 (en) | Downhole transmission system comprising a coaxial capacitor | |
US11982132B2 (en) | Multi-stage wireless completions | |
US7071837B2 (en) | Data transmission in pipeline systems | |
NO324924B1 (en) | Device and method of source telemetry by means of a downhole electromagnetic signal amplifier device | |
NO315068B1 (en) | An electrical coupling device | |
NO320860B1 (en) | Device and method for data transmission using pipeline as electrical signal conductor and ground as return. | |
NO324854B1 (en) | System and method for transmitting electrical power and communication signals from the surface to downhole equipment near a casing | |
NO345851B1 (en) | Signal and power transmission in hydrocarbon wells | |
NO324145B1 (en) | System and method for regulating a gasket in a production well | |
US7554458B2 (en) | Downhole communication | |
CA2431707C (en) | Data transmission in pipeline systems | |
RU2206699C2 (en) | Process of drilling of inclined and horizontal holes | |
RU2162521C1 (en) | Method of drilling the inclined and horizontal wells | |
CA2527364C (en) | Downhole communication | |
WO2018011763A1 (en) | System for cableless bidirectional data transmission in a well for the extraction of formation fluids |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MK1K | Patent expired |