操作先前置于井筒中的部件;以及d)a)到c)中的兩項(xiàng)或更 多項(xiàng)的組合,例如先將部件放置在井筒中,然后對(duì)所述部件執(zhí)行操作。然而,應(yīng)理解的是,除 了鉆井階段發(fā)生的那些操作之外,所述方法還可以適用于上面的組中未涵蓋的井筒中的更 多操作。
[0033] 屬于選項(xiàng)a)的可能的操作包括:在井筒中設(shè)置井筒隔離裝置,諸如封隔器、跨隔 器或閥門;在井筒中設(shè)置鉆柱(可以是井筒內(nèi)襯管道,諸如襯管;可膨脹的管道,諸如可膨 脹的篩沙器或割縫襯管;裝調(diào)或修理管柱,或其它工具柱),并且可以包括在井筒中設(shè)置管 道懸掛器;以及將井下鎖放置在井筒中,井下鎖可以任選地承載著井下工具,或者與井下工 具關(guān)聯(lián),所述井下工具將要在期望的位置在井筒內(nèi)執(zhí)行功能,所述鎖任選地與井筒中用于 設(shè)鎖的剖面協(xié)作。
[0034] 屬于選項(xiàng)b)的可能的操作包括:從井筒中取回井筒隔離裝置,諸如封隔器、跨隔 器或閥門;取回用于在井筒中定位管柱的井筒內(nèi)襯管道設(shè)置/運(yùn)行工具;從井筒中取回管 柱(可以是井筒內(nèi)襯管道、裝調(diào)或修理管柱或其它工具柱),并且可以包括從井筒上釋放管 道懸掛器;以及從井筒上釋放井下鎖,井下鎖可以任選地承載著井下工具,或者與井下工具 關(guān)聯(lián),所述井下工具將要在期望的位置在井筒內(nèi)執(zhí)行功能,所述鎖任選地與井筒中用于設(shè) 鎖的剖面協(xié)作。取回井筒內(nèi)襯管道設(shè)置/運(yùn)行工具尤其可以包括向工具施加軸向方向的拉 伸載荷和扭矩以從管道上釋放所述工具。知道軸向載荷和扭矩是很重要的。
[0035] 屬于選項(xiàng)c)的可能的操作包括:操作先前置于井筒中的井筒隔離裝置,諸如封隔 器、跨隔器或閥門;在井筒中設(shè)置管道懸掛器以在井筒中設(shè)置管柱(可以是井筒內(nèi)襯管道, 諸如襯管;可膨脹的管道,諸如可膨脹的篩沙器或割縫襯管;裝調(diào)或修理管柱,或其它工具 柱);操作井下鎖以將其放置在井筒中,井下鎖可以任選地承載著井下工具,或者與井下工 具關(guān)聯(lián),所述井下工具將要在期望的位置在井筒內(nèi)執(zhí)行功能,所述鎖任選地與井筒中用于 設(shè)鎖的剖面協(xié)作;以及操作任何這樣的井下工具。
[0036] 所述方法可以包括以下步驟:在監(jiān)測(cè)流動(dòng)誘導(dǎo)應(yīng)力在管道中導(dǎo)致的應(yīng)變之后,使 用所述脈沖產(chǎn)生裝置傳輸與所述管道中的所述應(yīng)變有關(guān)的數(shù)據(jù)到地面。這樣可以有利于在 地面確定應(yīng)當(dāng)施加的補(bǔ)償。所述方法可以包括以下步驟:在監(jiān)測(cè)流動(dòng)誘導(dǎo)應(yīng)力在管道中導(dǎo) 致的應(yīng)變之后,確定應(yīng)當(dāng)在井下施加的補(bǔ)償。使用作為管柱的一部分(典型地在管狀構(gòu)件 中)提供的并且與傳感器關(guān)聯(lián)的合適的處理器,可以實(shí)現(xiàn)這些操作。
[0037] 所述用于產(chǎn)生流體壓力脈沖的裝置可以至少部分地(并且任選地完全)位于管 道的壁中,并且可以是申請(qǐng)人的國(guó)際專利公布No.WO-2011/004180中公開的類型的裝置。 這種類型的脈沖產(chǎn)生裝置是"通孔"型裝置,其中,可以在不限制與裝置關(guān)聯(lián)的管道鉆孔的 情況下產(chǎn)生脈沖。這樣允許其它設(shè)備通過,并且尤其允許用于致動(dòng)其它工具/設(shè)備的球 (ball)、矛(dart)和類似物通過??梢酝ㄟ^裝置產(chǎn)生的多個(gè)脈沖來傳輸數(shù)據(jù),這些脈沖可 以是正壓脈沖或負(fù)壓脈沖。啟動(dòng)所述至少一個(gè)栗的步驟可以包括啟動(dòng)所述栗以用期望的遙 測(cè)流速將流體供應(yīng)到井筒中,以便隨后傳輸數(shù)據(jù)到地面。
[0038] 所述方法包括在所述栗啟動(dòng)之后等待一段時(shí)間以允許管狀構(gòu)件的所述區(qū)域中的 井下壓力穩(wěn)定下來。執(zhí)行這個(gè)步驟有利于補(bǔ)償流引發(fā)的應(yīng)力在管道中導(dǎo)致的應(yīng)變。這是因 為啟動(dòng)所述至少一個(gè)栗會(huì)使井筒中的流體的壓力升高,并且可能還會(huì)使流體的溫度升高, 因此影響到管道感受到的應(yīng)力,因而也會(huì)影響到在管道中產(chǎn)生的應(yīng)變。通過等待一段時(shí)間 以允許井下壓力穩(wěn)定下來,可以補(bǔ)償這些影響。這是因?yàn)?,井下壓力穩(wěn)定下來后,在給定操 作壓力下,栗的操作將不會(huì)在管道中產(chǎn)生更多應(yīng)變(或者產(chǎn)生的應(yīng)變不明顯)。應(yīng)理解的 是,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定所必需的這段時(shí)間將取決于許多因素,其中可能包括深度、流體靜壓、優(yōu)勢(shì)溫 度和/或井筒的幾何形狀。這段時(shí)間可以是任選地考慮到一個(gè)或多個(gè)上述因素預(yù)定的。提 供管柱的步驟可以包括:任選地在管狀構(gòu)件中或在管狀構(gòu)件上提供至少一個(gè)壓力傳感器, 以及使用可以與所述壓力傳感器關(guān)聯(lián)的脈沖產(chǎn)生裝置傳輸井下壓力數(shù)據(jù)到地面。所述壓力 傳感器可能能夠測(cè)量管道內(nèi)的壓力和/或管道外部的環(huán)形區(qū)域中的壓力??梢源嬖谥辽賰?個(gè)傳感器,一個(gè)用于測(cè)量?jī)?nèi)部壓力,一個(gè)用于測(cè)量外部壓力。因此能夠利用井下壓力測(cè)量值 在地面任選地監(jiān)測(cè)井下壓力已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的穩(wěn)定程度??梢蕴峁┲辽僖粋€(gè)溫度傳感器,并且可 以傳輸溫度數(shù)據(jù)到地面。
[0039] 參照井下壓力。應(yīng)理解的是,井筒將含有流體,并且通過至少一個(gè)栗供應(yīng)到井筒中 的流體將典型地沿運(yùn)行到井筒中的管柱向下引導(dǎo),從管道流到在管道與井筒壁(或管道所 在的直徑更大的管道的壁)之間限定的環(huán)形區(qū)域中。管道內(nèi)的流體與環(huán)形區(qū)域中的流體 之間典型地將存在壓力差。因此,參照井下壓力考慮到管道暴露于這些不同壓力這個(gè)事實(shí) (這會(huì)產(chǎn)生所致應(yīng)變)。
[0040] 所述傳輸與所致應(yīng)變變化有關(guān)的數(shù)據(jù)到地面的步驟可以包括:在增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸模 式下操作所述脈沖產(chǎn)生裝置,其中所述裝置產(chǎn)生流體壓力脈沖,所述流體壓力脈沖指示正 在趨近期望的施力(重量/扭矩),所述脈沖的特性隨施力(重量/扭矩)的增加而逐漸改 變。
[0041] 所述傳輸與所致應(yīng)變變化有關(guān)的數(shù)據(jù)到地面的步驟可以包括:起初在第一數(shù)據(jù)傳 輸模式下操作所述脈沖產(chǎn)生裝置,其中所述裝置產(chǎn)生流體壓力脈沖序列,所述脈沖序列代 表施加于井下部件的實(shí)際的力(因此任選地代表重量和/或扭矩);以及在達(dá)到低于待施 加于所述部件的力(重量和/或扭矩)的確定水平的閾值后,在第二(增強(qiáng))數(shù)據(jù)傳輸模 式下操作所述脈沖產(chǎn)生裝置,其中所述裝置產(chǎn)生流體壓力脈沖,所述流體壓力脈沖指示正 在趨近期望的施力(重量/扭矩),所述脈沖的特性隨施力(重量/扭矩)的增加而逐漸改 變。
[0042] 隨施力的增加而改變的特性可以是脈沖之間的駐留時(shí)間。因此,在增強(qiáng)/第二數(shù) 據(jù)傳輸模式下產(chǎn)生的脈沖之間的駐留時(shí)間可以隨施力(重量/扭矩)的增加而逐漸改變。 脈沖的持續(xù)時(shí)間可以是基本上恒定的。
[0043] 隨施力的增加而改變的特性可以是脈沖的持續(xù)時(shí)間。因此,在增強(qiáng)/第二數(shù)據(jù)傳 輸模式下產(chǎn)生的脈沖的持續(xù)時(shí)間可以隨施力(重量/扭矩)的增加而逐漸改變。在增強(qiáng)/ 第二數(shù)據(jù)傳輸模式下產(chǎn)生的脈沖之間的駐留時(shí)間可以是基本上恒定的。
[0044] 任選地,在增強(qiáng)/第二數(shù)據(jù)傳輸模式下,駐留時(shí)間和脈沖持續(xù)時(shí)間可以逐漸改變。
[0045] 可以利用在增強(qiáng)/第二數(shù)據(jù)傳輸模式下產(chǎn)生的脈沖之間的駐留時(shí)間來傳輸數(shù)據(jù)。 駐留時(shí)間可以代表在井下測(cè)量到的特定一個(gè)參數(shù)或多個(gè)參數(shù)。具體的持續(xù)時(shí)間的駐留時(shí)間 可以表示特定的井下參數(shù)測(cè)量值,例如,井筒中的特定壓力或溫度。
[0046] 當(dāng)達(dá)到待施加的力時(shí),脈沖之間的駐留時(shí)間或脈沖持續(xù)時(shí)間可以改變。在施加更 多的力時(shí),可以利用獨(dú)特的駐留時(shí)間或脈沖持續(xù)時(shí)間來提供這樣的指示。低于和高于期望 力的相同幅值的力可以具有不同的駐留時(shí)間。例如,低于期望力20001b的力可以具有5秒 的脈沖之間的駐留時(shí)間,而高于期望力20001b的力可以具有相差比如0. 5秒的駐留時(shí)間, 因此具有5. 5秒的駐留時(shí)間。觀察5. 5秒的間隔的脈沖,顯示所述力已經(jīng)超過了 20001b。
[0047] 本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解,流體壓力脈沖裝置在井筒中產(chǎn)生的脈沖在井筒中的流 體內(nèi)傳輸?shù)降孛?。所述脈沖要用大約幾秒的一段時(shí)間行進(jìn)到地面,這尤其取決于井筒的深 度。在地面檢測(cè)代表施加于部件的力(例如,重量/扭矩)的這些脈沖序列,并且使用合適 的處理器可以推導(dǎo)出脈沖序列代表的力量值。脈沖傳輸?shù)难舆t可能導(dǎo)致在井下部件上施加 過大的力,這樣可能會(huì)引起一些后果,其中包括損害部件和/或使部件從它在井筒中的位 置移位。當(dāng)脈沖序列代表諸如施加的重量等相對(duì)大的參數(shù)時(shí),尤其會(huì)出現(xiàn)這種情況,施加的 重量可能大約是幾萬lb。
[0048] 本發(fā)明可以解決這個(gè)問題。這是因?yàn)?,一般來說,在增強(qiáng)/第二數(shù)據(jù)傳輸模式下產(chǎn) 生的脈沖的持續(xù)時(shí)間將比在第一數(shù)據(jù)傳輸模式下產(chǎn)生的脈沖序列短很多。在第一傳輸模式 下的操作期間產(chǎn)生的脈沖序列將典型地相對(duì)較長(zhǎng),包括一系列正流體壓力脈沖或負(fù)流體壓 力脈沖,這些脈沖代表測(cè)量到的力(例如,重量和/或扭矩)。在首次施力的過程中,數(shù)據(jù)傳 輸中產(chǎn)生的延遲并不太明顯,因?yàn)榘l(fā)出脈沖序列之間的周期中發(fā)生的繼續(xù)施力,還有脈沖 序列傳輸?shù)降孛?,這一般不會(huì)導(dǎo)致達(dá)到期望的力。然而,當(dāng)施力更接近期望水平時(shí),這個(gè)延 遲可能導(dǎo)致上文所述的過度施力。
[0049] 在增強(qiáng)/第二數(shù)據(jù)傳輸模式下操作所述裝置可以用兩種方式解決這個(gè)問題:1)產(chǎn) 生的脈沖的持續(xù)時(shí)間較短;以及2)脈沖的特性(例如,產(chǎn)生的脈沖之間的駐留時(shí)間,和/或 脈沖的持續(xù)時(shí)間本身)會(huì)隨施力的增加而逐漸改變,從而向操作人員指示正在趨近期望水 平。這樣就能允許操作人員降低在地面施加的力(例如,重量/扭矩)的增加速度,從而用 在更大程度上受到控制的方式來趨近期望的設(shè)置水平。
[0050] 在增強(qiáng)/第二數(shù)據(jù)傳輸模式下,脈沖之間的駐留時(shí)間或脈沖持續(xù)時(shí)間可能與測(cè)量 到的力(例如,重量/扭矩)與期望水平之間的差量相關(guān)。
[0051] 在增強(qiáng)/第二傳輸模式下產(chǎn)生的脈沖之間的駐留時(shí)間或脈沖持續(xù)時(shí)間的持續(xù)時(shí) 間可能隨趨近待施加的期望力而減少。這意味著,操作人員越接近期望的力,駐留時(shí)間或者 是產(chǎn)生的脈沖就越短。在達(dá)到期望的力量水平并且繼續(xù)施力的情況下,所產(chǎn)生的脈沖的駐 留時(shí)間或持續(xù)時(shí)間的持續(xù)時(shí)間可以開始減少。這意味著,操作人員越超過期望的力,駐留時(shí) 間或所產(chǎn)生的脈沖的持續(xù)時(shí)間就越長(zhǎng)。這樣可以向操作人員提供反饋,讓他知道已經(jīng)達(dá)到 期望水平,并且應(yīng)當(dāng)停止繼續(xù)施力。
[0052] 在增強(qiáng)/第二數(shù)據(jù)傳輸模式下,脈沖產(chǎn)生裝置可以發(fā)出恒定的脈沖流,其指示閾 值力與待施加于部件的力之間的差值。應(yīng)理解的是,在增強(qiáng)/第二數(shù)據(jù)傳輸模式下,如果暫 停施加更多的力,則裝置將繼續(xù)發(fā)出脈沖流,并且特性沒有變動(dòng)(例如,脈沖之間的駐留時(shí) 間和/或脈沖持續(xù)時(shí)間)。
[0053] 傳輸數(shù)據(jù)的步驟可以包括以下另外的步驟:設(shè)置第二/高閾值,它是高于待施加 于所述部件的力(重量和/或扭矩)的一個(gè)確定水平,并且,一旦達(dá)到第二閾值,就使脈沖 產(chǎn)生裝置返回到第一數(shù)據(jù)傳輸模式下操作。第二或高閾值可以代表可以施加于部件而且不 會(huì)產(chǎn)生諸如上述后果的安全的最大力,并且向地面的操作人員提供了對(duì)施加于部件的實(shí)際 力的一項(xiàng)可靠的指示。這樣可以幫助防止意外地施加過大的力。
[0054] 在增強(qiáng)/第二傳輸模式下產(chǎn)生的脈沖的特性(例如,脈沖之間的駐留時(shí)間或脈沖 的持續(xù)時(shí)間)的持續(xù)時(shí)間可以隨著趨近待施加的期望的力而增加。這意味著,操作人員越 接近期望的力,脈沖的駐留時(shí)間或持續(xù)時(shí)間就越長(zhǎng)。在達(dá)到期望的力量水平并且繼續(xù)施力 的情況下,所產(chǎn)生的脈沖的駐留時(shí)間或持續(xù)時(shí)間的持續(xù)時(shí)間可以開始減少。這意味著,操作 人員越超過期望的力,所產(chǎn)生的脈沖的駐留時(shí)間或持續(xù)時(shí)間就越短。這樣可以向操作人員 提供反饋,表明已經(jīng)達(dá)到期望水平,并且應(yīng)當(dāng)停止繼續(xù)施力。
[0055] 當(dāng)達(dá)到期望的力時(shí),可以產(chǎn)生專用的脈沖或脈沖序列。這可以是專用持續(xù)時(shí)間的 脈沖,或者是專用曲線的脈沖序列。脈沖或脈沖序列的發(fā)出可以向操作人員提供達(dá)到期望 的力的可靠的指示。當(dāng)達(dá)到期望的力時(shí),脈沖的產(chǎn)生可以停止。
[0056] 在第一數(shù)據(jù)傳輸模式下,所述方法可以包括以確定的施力間隔(例如,每一千或 兩千lbf)發(fā)出壓力脈沖序列。
[0057] 在增強(qiáng)/第二數(shù)據(jù)傳輸模式下,所述方法包括發(fā)出具有對(duì)應(yīng)于預(yù)定施力的特性的 壓力脈沖(例如,6. 5秒的持續(xù)時(shí)間的脈沖之間的駐留時(shí)間表明,重量在目標(biāo)10, 0001b以 內(nèi),每另外施加2, 0001b就減少0. 5秒,直到達(dá)到期望的"重量"(即施加的力)為止)。
[0058] 裝置在第一傳輸模式下產(chǎn)生的流體壓力脈沖序列可以是實(shí)際的力(其中對(duì)實(shí)際 力的確定是在井筒中發(fā)生),或所致應(yīng)變變化(其中對(duì)力的確定是在地面發(fā)生)。
[0059] 應(yīng)理解的是,可以考慮到多種不同因素來確定閾值,其中最關(guān)鍵的可能是:部件在 井筒中的位置的深度,以及待施加的力。其它可以考慮到的因素可以包括流體靜壓、施加的 栗壓、井筒中的流體密度(在管柱和/或環(huán)形間隙中)和深度下的優(yōu)勢(shì)溫度。閾值可以是 待施加于井下部件的力(例如,重量/扭矩)的至少大約70%,并且可能不大于所述力的大 約 95%。
[0060] 任選地,所述閾值可以在待施加的力的大約80%與大約90%之間。
[0061] 可以有多個(gè)應(yīng)變傳感器在管狀構(gòu)件的外圍周圍隔開。所述至少一個(gè)傳感器可以安 裝在管狀構(gòu)件的壁中。所述管狀構(gòu)件可以聯(lián)接成端對(duì)端聯(lián)接在一起并且組成管柱的一串管 道。管狀構(gòu)件可以聯(lián)接至連續(xù)管道。術(shù)語管道"柱"應(yīng)當(dāng)相應(yīng)地解釋。管狀構(gòu)件可以承載 脈沖產(chǎn)生裝置,脈沖產(chǎn)生裝置可以安裝在管狀構(gòu)件的壁中。
[0062] 所述方法可以包括:在所述管道中典型地在管狀構(gòu)件中提供的存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)應(yīng) 變數(shù)據(jù);在操作完成之后,將管道取回到地面;下載存儲(chǔ)在所述裝置中的數(shù)據(jù);以及對(duì)施加 于所述部件的