專(zhuān)利名稱(chēng)：用于鉆柱中的實(shí)時(shí)通訊的設(shè)備和方法
用于鉆柱中的實(shí)時(shí)通訊的設(shè)備和方法
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本發(fā)明總體上涉及鉆頭，其包括傳感器，所述傳感器用于提供連接到所述鉆頭的 鉆進(jìn)組件中的元件的各種測(cè)量值，并且提供與連接到所述鉆頭的鉆進(jìn)組件中的元件的測(cè)量 和/或處理數(shù)據(jù)的通訊。
背景技術(shù)：
油井(井孔)通常是利用鉆柱鉆出的，所述鉆柱包括管狀構(gòu)件，所述管狀構(gòu)件具有 鉆進(jìn)組件(也稱(chēng)作井底鉆具組合或者“BHA”)，所述鉆進(jìn)組件帶有連接到其底端的鉆頭。使 所述鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)以使地層碎裂來(lái)鉆出所述井孔。所述BHA包括用于提供關(guān)于與鉆進(jìn)操作、BHA 的行為和正被鉆探的井孔周?chē)牡貙?地層參數(shù))相關(guān)的多種參數(shù)的信息的裝置和傳感器。 多種傳感器，比如壓力傳感器、傾角計(jì)、敏感伽瑪射線傳感器等等，嵌入在鉆頭中用于提供 關(guān)于各種鉆進(jìn)和地層參數(shù)的信息。來(lái)自于鉆頭傳感器的數(shù)據(jù)通常存儲(chǔ)在鉆頭中的存儲(chǔ)器 裝置中，在將鉆頭從井孔移出之后找回該數(shù)據(jù)用于進(jìn)一步處理和使用。在鉆進(jìn)井孔的同時(shí) 將鉆頭傳感器數(shù)據(jù)和/或處理過(guò)的數(shù)據(jù)從鉆頭中的電路傳輸?shù)紹HA和/或地表——即實(shí)時(shí) 地——是理想的，因?yàn)殂@頭一般沒(méi)有足夠的空間用于容納處理大量數(shù)據(jù)的電子電路。BHA通 常包括可以處理大量傳感器數(shù)據(jù)的處理器，因此在BHA中處理鉆頭數(shù)據(jù)是經(jīng)濟(jì)的。還有，鉆 頭承受比BHA的某些部件更大的振動(dòng)和推力，更希望將這些處理器定位在此處。
本發(fā)明提供了一種用于在鉆頭與連接到鉆頭的另一個(gè)裝置(比如BHA)之間進(jìn)行實(shí) 時(shí)的數(shù)據(jù)和電力通訊的設(shè)備和方法。發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式做出的設(shè)備包括鉆頭，所述鉆頭具有在其端部上的腔體和布置 在所述腔體中的通訊裝置，其中所述通訊裝置包括第一部分和第二部分，其中第二部分的 外部尺寸大于第一部分的外部尺寸，其中所述第二部分包括構(gòu)造成允許自鉆頭引出的傳導(dǎo) 件延伸到鉆頭外部位置的通道，以便于提供自所述鉆頭引出的傳導(dǎo)件與鉆頭外部元件的直 接連接。
這里所披露的該設(shè)備的某些特征的示例是相當(dāng)概略性的，以便于可以更好地理解 接下來(lái)的詳細(xì)描述。當(dāng)然，存在下文披露的該設(shè)備和方法的附加特征，它們將構(gòu)成所附權(quán)利 要求的主題。


為了詳細(xì)地理解本發(fā)明，應(yīng)該結(jié)合附圖參照如下的詳細(xì)描述，在這些附圖中相似的兀件一般用相似的附圖標(biāo)記表不，其中
圖1是鉆進(jìn)系統(tǒng)的示意圖，該鉆進(jìn)系統(tǒng)包括其上連接有鉆頭的BHA以及在鉆頭與 BHA之間的通訊設(shè)備；
圖2是示例性鉆頭的軸測(cè)圖，其示出了傳感器在鉆頭中的布置以及連接到鉆頭頸 部的相應(yīng)的通訊連接件(communication links)；
圖3是圖2的鉆頭的柄部的軸測(cè)線條簡(jiǎn)圖，其示出了用于處理鉆頭傳感器信號(hào)的 電子電路在柄部的頸部中的布置；
圖4是通訊連接件的軸測(cè)圖，其構(gòu)造成容納電子電路并且提供用于在所述鉆頭與 所述BHA之間的直接數(shù)據(jù)和電力連接的通路；
圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的布置在鉆頭與連接到鉆頭的另一個(gè) 工具(比如BHA)之間的圖4的通訊連接件的線條簡(jiǎn)圖6示出了一種可自動(dòng)縮回的裝置，其可以用在通訊裝置中用于連接鉆頭與另一 個(gè)裝置(比如BHA)之間的傳導(dǎo)件；
圖7是示出了布置在相鄰的鉆桿部分之間、以提供這些鉆桿部分之間的實(shí)時(shí)的數(shù) 據(jù)和電力通訊的圖4的通訊連接件的線條簡(jiǎn)圖；以及
圖8是鉆柱的線條簡(jiǎn)圖，其包括在每個(gè)鉆桿連接部處的數(shù)據(jù)通訊連接件，該通訊 連接件構(gòu)造成在BHA與地表之間提供實(shí)時(shí)通訊。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明涉及鉆桿中的實(shí)時(shí)通訊。鉆桿的一個(gè)實(shí)施方式包括許多串聯(lián)的管，在這些 管的連接端部之間布置有通訊裝置，其中所述通訊裝置提供相鄰的管之間的直接的數(shù)據(jù)通 訊連接件。
圖1是示例性鉆進(jìn)系統(tǒng)100的示意圖，其可以使用這里披露的用于在鉆進(jìn)井孔中 使用的鉆頭和數(shù)據(jù)通訊裝置。圖1示出了井孔110，該井孔包括其中安裝有套管112的上部 111和利用鉆柱118正在鉆進(jìn)的下部114。所述鉆柱118包括在其底端攜帶鉆進(jìn)組件130 (也稱(chēng)做底部鉆具組合或“BHA”)的管狀構(gòu)件116。所述管狀構(gòu)件116可以通過(guò)將鉆桿節(jié)段 連接起來(lái)而形成或者其可以是連續(xù)油管。鉆頭150連接到BHA130的底端，以用于使巖石地 層碎裂以在地層119中鉆出具有選定直徑的井孔110。沒(méi)有示出的裝置包括諸如推進(jìn)器、穩(wěn) 定器、定心器之類(lèi)的裝置以及諸如用于使鉆進(jìn)組件以所需的方向轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向單元之類(lèi)的裝 置。術(shù)語(yǔ)“井孔”和“井眼”這里用作同義詞。
圖中示出了將鉆柱118從地表167處的鉆塔180輸送到井孔110中。圖1中示出 的示例性鉆塔180為了便于解釋是陸上鉆塔。這里所披露的該設(shè)備和方法還可以與用于鉆 進(jìn)海上井孔的鉆塔一起使用。在地表處的連接到鉆柱118的轉(zhuǎn)盤(pán)169或頂部驅(qū)動(dòng)器(未示 出)可以用于使鉆柱118轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使鉆進(jìn)組件130和鉆頭150轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)鉆出井孔110。還可 以設(shè)置鉆進(jìn)電機(jī)155 (也稱(chēng)作“井下動(dòng)力鉆具”)來(lái)使鉆頭轉(zhuǎn)動(dòng)。BHA130中的控制單元(或 控制器)170可以構(gòu)造成接收并處理來(lái)自于鉆頭150中的傳感器160和鉆進(jìn)組件130中的 傳感器175的數(shù)據(jù)，并且控制鉆進(jìn)組件130中各種裝置和傳感器的選定操作。所述控制器 170可以包括處理器172(比如微處理器)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置174和由所述處理器170使用來(lái)處 理來(lái)自于傳感器160和175的數(shù)據(jù)的程序176。另外，可以是基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制器190可以布置在地表167處，以用于接收和處理由鉆頭中的傳感器和鉆進(jìn)組件130中的傳感器 175傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并且用于控制鉆進(jìn)組件130中的各種裝置和傳感器的選定操作。在一個(gè)實(shí)施方式中，地表控制器190可以包括處理器192、用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置(或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì))194以及計(jì)算機(jī)程序196。所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置174和194可以是任何合適的裝置，包括但不局限于只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、閃存、磁帶、硬盤(pán)和光盤(pán)。為了鉆出井孔，在壓力下將鉆進(jìn)流體從源179泵送到管狀構(gòu)件116中。BHA中的遙測(cè)單元188 在BHA與地表控制器190之間提供雙向通訊。在鉆進(jìn)期間，鉆進(jìn)流體在鉆頭150的底部處排出并且經(jīng)由鉆柱118與井孔110內(nèi)壁之間的環(huán)形空間(也稱(chēng)作“環(huán)空”)返回到地表。
仍然參見(jiàn)圖1，鉆頭——比如鉆頭150——通常包括在其頂端處的螺紋銷(xiāo)連接部， 其連接到BHA130的底部處的箱形端部。所述箱形端部包括與鉆頭銷(xiāo)連接部上的螺紋互補(bǔ)的內(nèi)螺紋。使箱形端部與銷(xiāo)端部配合提供了 BHA與鉆頭150之間的固定連接。這種連接不利于提供自鉆頭150到BHA130的傳導(dǎo)件的直接路徑。因此，在鉆頭150與BHA130中的數(shù)據(jù)總線之間沒(méi)有提供電學(xué)通訊，或者在一些情況下，在箱形端部處和銷(xiāo)連接部的頸部處使用電連接環(huán)，當(dāng)箱形端部與銷(xiāo)端部配合時(shí)該連接環(huán)彼此接觸，從而在鉆頭150與BHA130之間提供電學(xué)路徑。在圖1中示出的結(jié)構(gòu)中，經(jīng)由通訊連接件154提供了鉆頭150與BHA130 之間的直接數(shù)據(jù)和電力連接。在另一個(gè)方面中，通訊連接器154可以布置在構(gòu)成鉆管116 的鉆桿部分之間的每個(gè)接頭處以在整個(gè)鉆管116范圍內(nèi)提供實(shí)時(shí)通訊，從而在鉆頭與地表設(shè)備(比如控制器190)之間提供實(shí)時(shí)通訊。參照?qǐng)D4-6描述鉆頭與BHA之間的直接的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊，并且參照?qǐng)D4-8描述沿著鉆管的直接的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊。
圖2示出了示例性鉆頭150的透視圖。為了解釋這里描述的概念的目的，所示出的該鉆頭150是roc (聚晶金剛石復(fù)合片)鉆頭。但是，對(duì)于本發(fā)明的目的，可以使用任何其他類(lèi)型的鉆頭。所示出的鉆頭150包括鉆頭本體212，鉆頭本體212包括頭端部212a和柄部212b。所述頭端部212a包括多個(gè)刮刀輪廓部(或者輪廓件)214a，214b，...214η。沿著每個(gè)輪廓部布置有多個(gè)切削裝置。例如，所示出的輪廓部214η含有切削裝置216a-216m。 所示出的所有輪廓部在鉆頭150的底部215處終止。每個(gè)切削裝置具有切削表面或者切削元件，比如切削裝置216a的元件216a’——其在鉆進(jìn)井孔期間、鉆頭150轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)接合巖石地層。鉆頭150包括具有外螺紋212d的頸部或銷(xiāo)連接部212c。BHA經(jīng)由箱形部分連接到銷(xiāo)部212c，所述箱形部分具有與螺紋212d —致的內(nèi)螺紋。布置在鉆頭本體中的一個(gè)或 多個(gè)傳感器——比如傳感器240a，240b，240c——產(chǎn)生測(cè)量信號(hào)，該信號(hào)可以由鉆頭150中的電路處理并且傳輸?shù)紹HA130或者如參照?qǐng)D3-6更詳細(xì)描述的那樣由直接通訊連接件154 (圖1)傳輸?shù)紹HA。
圖3示出了圖2中示出的鉆頭150的柄部212b和銷(xiāo)部212c的透視效果立體圖。 柄部212b包括貫通孔310，所述孔310用于將鉆進(jìn)流體313供應(yīng)到鉆頭150的頭端部212a (圖2)。頸部212c的上端312包括凹入部分318，該凹入部分318用于在其中容納通訊連接件154 (圖1)和用于處理來(lái)自于鉆頭150中的各個(gè)傳感器240a，240b，240c (統(tǒng)稱(chēng)為傳感器240)的信號(hào)的電子器件250。頸部312上的螺紋319如上所述將鉆頭150連接到鉆進(jìn)組件130 (圖1)。對(duì)傳感器240供電以及來(lái)自于傳感器240的測(cè)量信號(hào)可以經(jīng)由布置在柄部212b中的所述孔332中的、在這些傳感器240與凹入部分318的底部318a之間的傳導(dǎo)件(電的、光纖等等)242在凹入部分318之間通訊。
圖4是構(gòu)造成在兩個(gè)連接構(gòu)件(包括但不限于鉆頭150和BHA130 (圖1)以及相鄰 的鉆桿部分)提供直接通訊連接件的示例性通訊裝置或通訊連接件400的透視圖。所示出 的通訊連接件400配置為雙線軸(double spool)，其包括下部402和上部404。在一個(gè)方面 中，下部和上部402，404可以彼此呈鏡像，如圖4中所示。所示出的下部402包括下凹槽或 者第一凹入部412a、中間凹槽或第二凹入部412b和上凹槽或第三凹入部412c。類(lèi)似地，所 述上部404包括下凹入部414a、中間凹入部414b和上凹入部414c。在示出的實(shí)施方式中， 中間凹入部412b和414b彼此抵靠并且可以制成具有相同或不同的尺寸。在一個(gè)方面中， 中間凹入部412b的外部尺寸或外徑422b大于下凹入部412a的外徑422a，同時(shí)中間凹入部 414b的外徑424b大于下凹入部414a的外徑424a。在一個(gè)實(shí)施方式中，中間凹入部412b和 414b構(gòu)造成包含電路和處理器，所述處理器構(gòu)造成處理由鉆頭150 (圖2和3)中的傳感器 240產(chǎn)生的信號(hào)。凹入部412a，412c，414a和414c構(gòu)造成包含單獨(dú)的密封件，比如O形環(huán)， 其構(gòu)造成在一端處流體密封通訊連接件400使其與第一構(gòu)件(比如鉆頭150)隔開(kāi)，且在第 二端部處流體密封流體密封通訊連接件400使其與連接構(gòu)件(比如BHA130的端部處(圖1) 的箱形端部)隔開(kāi)。一個(gè)或多個(gè)孔——比如孔420——可以從中間凹入部412b的凸緣表面 434b到中間凹入部414b的凸緣表面444b地形成。所述孔420具有適合于使傳導(dǎo)件(比如 電導(dǎo)體和光纖)經(jīng)其穿過(guò)的尺寸。在一個(gè)結(jié)構(gòu)中，孔420的位置在直徑422a和424a外側(cè)， 以便于傳導(dǎo)件可以直接從下凹入部412a下方延伸到孔420，然后從所述孔420延伸到下凹 槽414a上方的位置，正如參照?qǐng)D5更詳細(xì)描述的。
圖5示出了組件500，其中鉆頭510的銷(xiāo)部502連接到工具560的箱形端部562， 通訊連接件400的一部分402布置在鉆頭510的銷(xiāo)部502內(nèi)，另一部分404布置在所述工 具560的箱形端部562內(nèi)，以在鉆頭510與工具560之間提供直接的通訊連接。布置在相鄰 的構(gòu)件之間、被構(gòu)造成在相鄰的構(gòu)件之間提供直接通訊連接的、包括但不限于裝置400的 通訊連接件或裝置可以稱(chēng)作“通訊接頭(communication sub)”或者“接頭”。所述相鄰的構(gòu) 件可以是任何合適的構(gòu)件，包括但不限于兩個(gè)管狀構(gòu)件，比如鉆桿部分、鉆頭和BHA、BHA和 管、以及兩個(gè)井下工具。
在圖5中示出的結(jié)構(gòu)中，示出了銷(xiāo)部502包括凹槽512，所述凹槽512具有下部或 者較小的凹槽512a (其具有直徑dl)和上部或者較大的凹槽512b (其具有直徑d2)。箱形 端部562包括與銷(xiāo)部502相同的凹槽結(jié)構(gòu)。如圖所示，箱形端部562包括凹槽572，所述凹槽 572具有下部或較小的凹槽572a (其具有直徑dl)和上部或者較大的凹槽572b (其具有直 徑d2)。為了形成所述組件500，將密封構(gòu)件514a布置在凹槽412a中，將密封構(gòu)件514c布 置在通訊連接件400的凹槽412c中。然后將通訊連接件400的下部402布置在凹槽512a 內(nèi)部以便于密封件514a抵靠著凹槽512a的壁516a密封凹槽412a，密封件514c抵靠著凹 槽512b的壁516b密封凹槽412c。這確保了通訊接頭400的下部402在銷(xiāo)連接部中氣密地 緊固。在一個(gè)實(shí)施方式中，下部402的底面435具有防止轉(zhuǎn)動(dòng)的特征，這將在工具560的箱 形端部562螺紋連接到銷(xiāo)部502上時(shí)防止通訊連接件400轉(zhuǎn)動(dòng)。示例性的防止轉(zhuǎn)動(dòng)的特征 可以是底面435的交替的多個(gè)表面高度，和/或底面435的非圓形(例如橢圓形、六角形、矩 形)幾何形狀。在該示例中，具有防止轉(zhuǎn)動(dòng)的特征的線軸部402首先連接到鉆頭，然后所述 工具的箱形端部連接到鉆頭的銷(xiāo)，同時(shí)與所述線軸連接或配合。
仍然參見(jiàn)圖5，在將通訊連接件400布置在銷(xiāo)部502中之前，傳導(dǎo)件522 (電線、光纖等等)經(jīng)由鉆頭510中的管道或腔體524從鉆頭510中的傳感器520延伸到銷(xiāo)部中的腔體512中。可以使用連接器526來(lái)將傳導(dǎo)件522連接到布置在通訊連接件400的下部402 的中間凹槽412b中或周?chē)碾娐?30。傳導(dǎo)件528從電路530穿過(guò)通訊連接件400中的孔 420延伸，以便于傳導(dǎo)件528如下面所述地能夠用于連接到凹入部414b和/或BHA130中的電路540。一旦傳導(dǎo)件522穿過(guò)所述孔420延伸，通訊連接件400的下部402可以布置在腔體512中。然后將傳導(dǎo)件528連接到電路540。傳導(dǎo)件541然后從所述電路穿過(guò)箱形部 562中的孔或管道568延伸到BHA。替代性地或者附加地，傳導(dǎo)件522從鉆頭510可以經(jīng)由孔420和孔568延伸至Ij BHA130。這種結(jié)構(gòu)提供了傳導(dǎo)件522，528和541從鉆頭510到BHA 的直接連接。傳導(dǎo)件522，528和541根據(jù)情況可以將大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)紹HA中的合適電路和處理器。此外，傳導(dǎo)件可以從BHA130延伸到電路530，540和傳感器520以提供電力并且提供與這些元件的雙向通訊。鉆頭510與BHA130之間的直接通訊消除了對(duì)于鉆頭中的電池的需要以及專(zhuān)用電子電路的使用——包括微處理器，因?yàn)檫@些元件可以布置在具有更大可用空間、并且相比于鉆頭更不易于振動(dòng)的BHA部分中。一旦所有的傳導(dǎo)件已經(jīng)根據(jù)需要布設(shè)好，則將工具560的箱形端部562螺紋連接到銷(xiāo)部502上。密封件572a和572c分別提供箱形端部562與下凹槽414a和上凹槽414c之間的氣密的連接。
圖6示出了示例性可自動(dòng)收回裝置600，其可以用于將來(lái)自通訊連接件400的傳導(dǎo)件541連接到延伸至BHA130的傳導(dǎo)件。在一個(gè)方面中，該可自動(dòng)收回裝置600包括連接到傳導(dǎo)件541的連接器602。連接到包括收回裝置608的存儲(chǔ)線軸606的傳導(dǎo)件604纏繞在凹入部414b周?chē)?，使得?dāng)箱形端部562螺紋連接到銷(xiāo)部502上時(shí)，傳導(dǎo)件604將縮回到線軸606中。連接至BHA130以及從BHA130引出的傳導(dǎo)件連接到連接器620。
圖7是示出了布置 在相鄰的鉆桿部之間、以在這些鉆桿部之間提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和電力通訊的圖4的通訊連接件的線條簡(jiǎn)圖。圖7示出了第一鉆桿部710，在其上端處具有銷(xiāo)連接部或銷(xiāo)端部712。該銷(xiāo)端部710包括腔體714和從該腔體714延伸到在該鉆桿部710中鉆出的管道716的通道720。第二鉆桿部740包括箱形部742，該箱形部742進(jìn)一步包括腔體744，該腔體744與鉆桿部710的腔體714互補(bǔ)。腔體中的通道750提供了通向鉆桿部 740中的管道746的出入路徑。在圖7中，所示出的鉆桿部740的箱形端部742連接到鉆桿部710的銷(xiāo)部分712。正如參照?qǐng)D5所述的，通訊連接件400布置在腔體714和744中。 但是，在將鉆桿部740連接到鉆桿部710之前，在管道716中延伸的傳導(dǎo)件718連接到連接器728，并且傳導(dǎo)件724從連接器728穿過(guò)通訊連接件400中的所述孔420延伸。此外，傳導(dǎo)件724連接到箱形部742的腔體744中的連接器752。穿過(guò)鉆桿部740中的管道746延伸的傳導(dǎo)件748連接到連接器752以完成鉆桿部710中的傳導(dǎo)件718與鉆桿部740中的傳導(dǎo)件748之間的直接連接。另外的鉆桿部可以以鉆桿部710和740連接成形成鉆柱的方式連接，正如參照?qǐng)D8所描述的。此外，在一些應(yīng)用中，將傳感器760和用于處理來(lái)自于這些傳感器的測(cè)量結(jié)果信號(hào)的電路762布置在一個(gè)或兩個(gè)鉆桿部710和740中是理想的。在這些情況下，來(lái)自于傳感器760和/或電路762的信號(hào)可以經(jīng)由傳導(dǎo)件718和748傳輸?shù)降乇砘駼HA。
圖8是鉆柱800的線條簡(jiǎn)圖，其包括串聯(lián)連接的鉆桿部或管810a，810b，810(r·· 810η。為了形成鉆柱800，第一鉆桿部810a連接到BHA。然后將下一鉆桿部810b連接到鉆桿部810a，其中通訊連接件仳如連接件400)以正如參照?qǐng)D7所述的方式布置在鉆桿部810a的銷(xiāo)端820a與鉆桿部810b的箱形端部830b之間。當(dāng)進(jìn)行鉆進(jìn)時(shí)，將另外的鉆桿部， 比如鉆桿部810c…810η以這里所述的方式連接。因此，在串聯(lián)連接的鉆桿部之間始終存在經(jīng)由傳導(dǎo)件850a，850b，850c等的直接連接。
為了說(shuō)明和解釋的目的前面的描述涉及特殊實(shí)施方式。但是，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是在不脫離這里所披露的概念和實(shí) 施方式的范圍和精髓的前提下可以對(duì)上面闡述的實(shí)施方式作出多個(gè)修改和變化。如下的權(quán)利要求旨在解釋成包括所有的這些修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種鉆柱,包括具有第一端部和第二端部的第一構(gòu)件；具有第一端部和第二端部的第二構(gòu)件，該第二構(gòu)件連接到所述第一構(gòu)件，從而在第一管的第一端部與第二管的第二端部之間形成通道；以及在所述第一構(gòu)件與第二構(gòu)件之間的所述通道中的通訊裝置，所述通訊裝置包括管道， 該管道構(gòu)造成允許自第一管引出的傳導(dǎo)件通過(guò)，以在第一構(gòu)件與第二構(gòu)件之間提供直接的信號(hào)通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆柱，其中所述第一構(gòu)件的第一端部包括第一腔體，所述第二構(gòu)件的第二端部包括第二腔體，所述通訊裝置布置在所述第一腔體和第二腔體中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鉆柱，其中所述通訊裝置包括在所述第一腔體中的第一部分、在所述第二腔體中的第二部分和在所述第一部分與第二部分之間的第三部分，其中第三部分的外部尺寸大于第一部分和第二部分的外部尺寸，其中所述管道在第一部分和第二部分外側(cè)延伸穿過(guò)所述第三部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鉆柱，還包括穿過(guò)所述管道的傳導(dǎo)件、連接到第一腔體中的所述傳導(dǎo)件的第一連接器、以及連接到第二腔體中的所述傳導(dǎo)件的第二連接器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆柱，還包括在所述第一構(gòu)件中的、連接到所述第一連接器的第一傳導(dǎo)件和在所述第二構(gòu)件中的、連接到所述第二連接器的第二傳導(dǎo)件，以便于在所述第一構(gòu)件與第二構(gòu)件之間提供直接通訊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉆柱,其中所述第一傳導(dǎo)件布置在如下之一中(i)第一構(gòu)件的壁的內(nèi)側(cè)和(ii)穿過(guò)所述第一構(gòu)件的孔中；所述第二傳導(dǎo)件布置在如下之一中(i)第二構(gòu)件的壁的內(nèi)側(cè)和(i i )穿過(guò)所述第二構(gòu)件的孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆柱，其中所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件以如下方式之一連接 螺紋式連接和插入式連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆柱，其中所述通訊裝置包括雙線軸，其中第一線軸布置在第一構(gòu)件的第一端部中，第二線軸布置在第二裝置的第二端部中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆柱，其中所述通訊裝置在第一構(gòu)件的第一端部中提供了壓力密封的第一腔體，并且在第二構(gòu)件的第二端部中提供了壓力密封的第二腔體。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉆柱，還包括連接到穿過(guò)所述管道的所述傳導(dǎo)件的可收回裝置，其中所述可收回裝置構(gòu)造成能夠使第一構(gòu)件和第二構(gòu)件的其中之一螺紋連接到另一個(gè)上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆柱，還包括與第一和第二構(gòu)件串聯(lián)連接的多個(gè)構(gòu)件，該多個(gè)構(gòu)件之間的每個(gè)連接部都進(jìn)一步包括通訊裝置，該通訊裝置提供了從地表位置到鉆進(jìn)組件的通訊連接。
12.一種提供穿過(guò)鉆柱的通訊的方法，包括將第一構(gòu)件的第一端部連接到第二構(gòu)件的第二端部以形成連接部，該連接部包括貫穿的通道；將通訊裝置布置在所述連接部中，所述通訊裝置包括構(gòu)造成允許傳導(dǎo)件從中穿過(guò)的管道；以及使傳導(dǎo)件穿過(guò)所述管道以提供第一構(gòu)件與第二構(gòu)件之間的直接通訊連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述第一構(gòu)件的第一端部包括第一腔體，所述第二構(gòu)件的第二端部包括第二腔體，所述通訊裝置布置在所述第一腔體和第二腔體中。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述通訊裝置包括在所述第一腔體中的第一部分、在所述第二腔體中的第二部分和在所述第一部分與第二部分之間的第三部分，其中第三部分的外部尺寸大于第一部分和第二部分的外部尺寸，其中所述管道 在第一部分和第二部分外側(cè)延伸穿過(guò)所述第三部分。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括將第一連接器連接到第一腔體中的所述傳導(dǎo)件，并將第二連接器連接到第二腔體中的所述傳導(dǎo)件。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括將第一連接器連接到在第一構(gòu)件中延伸的傳導(dǎo)件，以及將第二連接器連接到在第二構(gòu)件中延伸的傳導(dǎo)件，以提供所述第一構(gòu)件與第二構(gòu)件之間的端對(duì)端通訊。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的鉆柱,其中所述第一傳導(dǎo)件布置在如下之一中(i)第一構(gòu)件的壁的內(nèi)側(cè)和(ii)穿過(guò)所述第一構(gòu)件的孔中；所述第二傳導(dǎo)件布置在如下之一中(i) 第二構(gòu)件的壁的內(nèi)側(cè)和(i i )穿過(guò)所述第二構(gòu)件的孔。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的鉆柱，其中所述第一構(gòu)件和第二構(gòu)件以如下方式之一連接螺紋式連接和插入式連接。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述通訊裝置包括雙線軸，其中第一線軸布置在第一構(gòu)件的第一端部中，第二線軸布置在第二裝置的第二端部中。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述通訊裝置在第一構(gòu)件的第一端部中提供壓力密封的第一腔體，并且在第二構(gòu)件的第二端部中提供壓力密封的第二腔體。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括將一裝置連接到穿過(guò)所述管道的所述傳導(dǎo)件，其中所述裝置構(gòu)造成能夠使第二構(gòu)件通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)連接到第一構(gòu)件。
全文摘要
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式制造的鉆桿包括多個(gè)串聯(lián)的管，其中通訊裝置放置在這些管的連接端之間，其中所述通訊裝置在相鄰的管之間提供了直接的數(shù)據(jù)通訊連接。
文檔編號(hào)E21B47/12GK103069108SQ201180038711
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2011年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月6日
發(fā)明者T·T·鄭, E·沙利文 申請(qǐng)人:貝克休斯公司