力執(zhí)行更詳細(xì)的評估。這樣可以有利于確認(rèn)的確已經(jīng)施加了期望的力。
[0063] 根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種用于在鉆出井筒之后在井中執(zhí)行操作的組件， 所述組件包括：用于在鉆出所述井筒之后在所述井中執(zhí)行操作的部件；以及用于感測施加 于所述部件的力的設(shè)備，所述設(shè)備包括：管狀構(gòu)件，其可設(shè)置在可位于井筒中的管柱中，所 述管道被布置成在所述部件上施力；以及至少一個(gè)傳感器，用于在部件上施力的過程中測 量管道中的應(yīng)變，所述傳感器安裝在管狀構(gòu)件的壁中。
[0064] 所述組件還可以包括與傳感器操作性地關(guān)聯(lián)的裝置，用于傳輸數(shù)據(jù)到地面，以便 傳輸與管道中的應(yīng)變有關(guān)的數(shù)據(jù)到地面，所述應(yīng)變指示施加于部件的力。所述力可以起因 于施加重量和扭矩中的至少一個(gè)到所述部件。傳輸與管道中的應(yīng)變有關(guān)的數(shù)據(jù)到地面，可 以有利于確定施加于所述部件的重量和扭矩中的至少一個(gè)。
[0065] 所述數(shù)據(jù)傳輸裝置可以是用于產(chǎn)生井下流體壓力脈沖的裝置。
[0066] 所述數(shù)據(jù)傳輸裝置可以被布置成用聲學(xué)方式傳輸數(shù)據(jù)到地面。
[0067] 所述裝置可以包括聲學(xué)數(shù)據(jù)傳輸裝置，或者可以采用聲學(xué)數(shù)據(jù)傳輸裝置的形式。
[0068] 所述組件的另外的特征可以從上文與本發(fā)明的第一和/或第二方面有關(guān)的方法 的文字推導(dǎo)出來。
[0069] 根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種在井中執(zhí)行操作的過程中監(jiān)測井筒中的參數(shù)的 方法，所述方法包括以下步驟：監(jiān)測井筒中的至少一個(gè)參數(shù)；在所述井筒中執(zhí)行操作；監(jiān)測 執(zhí)行所述操作導(dǎo)致的至少一個(gè)參數(shù)的變化；以及操作位于井筒中的流體壓力脈沖產(chǎn)生裝 置，以傳輸與所述至少一個(gè)參數(shù)的所致變化有關(guān)的數(shù)據(jù)到地面；其中操作脈沖產(chǎn)生裝置的 步驟包括布置所述裝置使其在增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸模式下操作，其中所述裝置產(chǎn)生指示正在趨近 期望水平的流體壓力脈沖，所述脈沖的特性隨著趨近期望水平而逐漸改變。
[0070] 所述操作脈沖產(chǎn)生裝置的步驟包括布置所述裝置使其如下操作：在第一數(shù)據(jù)傳輸 模式下操作，其中所述裝置產(chǎn)生流體壓力脈沖序列，所述脈沖序列代表至少一個(gè)測量到的 參數(shù)；以及在達(dá)到至少一個(gè)參數(shù)的高于期望水平或低于期望水平的確定數(shù)量的閾值后，在 增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸模式下操作脈沖產(chǎn)生裝置，其中所述裝置產(chǎn)生指示正在趨近期望水平的流體 壓力脈沖，所述脈沖的特性隨著趨近期望水平而逐漸改變。
[0071] 因此，增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸模式可以是第二數(shù)據(jù)傳輸模式。
[0072] 本發(fā)明的第四方面的方法可以用于監(jiān)測井筒中的各種各樣的不同的參數(shù)，并且這 些參數(shù)的變化是因?yàn)樗懻摰牟僮鞯膱?zhí)行引起的。所述參數(shù)可以選自包括下面各項(xiàng)的組： 1)施加于用于執(zhí)行操作的部件的力；2)(管道中和/或管道與井筒之間的環(huán)形區(qū)域中的） 壓力；3)溫度；以及4)井的幾何形狀參數(shù)。
[0073] 可能會(huì)影響到屬于選項(xiàng)1)的參數(shù)的操作包括對部件的施力（例如，通過施加重量 和/或扭矩）。一個(gè)合適的示例是施加重量和/或扭矩以在井筒中設(shè)置井筒隔離裝置，可以 是跨隔器、封隔器或閥門。
[0074] 可能會(huì)影響到參數(shù)2)的操作包括致動(dòng)井筒隔離裝置，以打開或關(guān)閉流往或流自 井筒的一部分的流，這會(huì)引起井下壓力的變化。
[0075] 可能會(huì)影響到參數(shù)3)的操作包括致動(dòng)井筒隔離裝置，以打開或關(guān)閉流往或流自 井筒的一部分的流，這會(huì)引起井下溫度的變化。
[0076] 可能會(huì)影響到屬于選項(xiàng)4)的參數(shù)的操作包括使鉆井或選礦工具從垂直方向偏 離，這樣會(huì)影響井筒傾斜度和/或方位角（指南針上相對于北方的位置）。
[0077] 本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易領(lǐng)會(huì)，在本發(fā)明的第四方面中的方法中可以監(jiān)測其它可 能的參數(shù)，并且這些參數(shù)可能因?yàn)樵诰仓袌?zhí)行操作而改變。
[0078] 本發(fā)明的另外的方面可以組合上文說明的本發(fā)明的方面中的一個(gè)或多個(gè)的一個(gè) 或多個(gè)特征。具體來說，本發(fā)明的第四方面的方法的更多特征可以從關(guān)于脈沖產(chǎn)生裝置在 其增強(qiáng)或第一和第二數(shù)據(jù)傳輸模式下的操作的本發(fā)明的第一和/或第二方面的相關(guān)文字 推導(dǎo)出來。
[0079] 現(xiàn)在將說明參照附圖僅舉例說明本發(fā)明的實(shí)施方案。
[0080] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的方法的在鉆井之后并且在井內(nèi)執(zhí)行后續(xù)操作期間示出的包 括井筒的井的縱向剖視圖，所討論的操作是向封隔器形式的部件施力，以在井筒中設(shè)置封 隔器，所述力是通過鉆管形式的管道柱施加的。
[0081] 圖2是示出圖1的方法中的流體壓力脈沖產(chǎn)生裝置的形式的數(shù)據(jù)傳輸裝置產(chǎn)生的 示例性脈沖序列的曲線圖，該曲線圖圖解了脈沖產(chǎn)生裝置在第一數(shù)據(jù)傳輸模式下的操作。
[0082]圖3是示出在第二或增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸模式下的操作期間流體壓力脈沖產(chǎn)生裝置產(chǎn) 生的示例性脈沖系列的曲線圖。
[0083] 首先參照圖1，其中示出了在鉆井之后并且在井內(nèi)執(zhí)行后續(xù)操作期間示出的井10 的縱向剖視圖，井10包括井筒12。
[0084] 井筒12是用常規(guī)的方式從地面鉆出的，并且套管14的形式的第一井筒內(nèi)襯管道 位于井筒中，并且通過水泥16封固在適當(dāng)位置，水泥16被供應(yīng)到套管14與井筒12的壁20 之間安置的環(huán)形區(qū)域18中。套管14如本領(lǐng)域已知地延伸到地面上的井口（未示出），并且 執(zhí)行許多功能。應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會(huì)的是，更多直徑更小的套管可以置于井筒中，通過第一套管14向 上延伸到井口。然而，為了便于圖解，只示出了單個(gè)套管14。
[0085] 在圖解的實(shí)施方案中，正在執(zhí)行的操作是井構(gòu)筑操作，包括將襯管22的形式的另 一個(gè)井筒內(nèi)襯管道放置于井筒12中。襯管22從套管14懸置且因此"懸掛"下來，并且延 伸到井筒12在套管14下方的裸眼或未罩套部分中。
[0086] 襯管22利用襯管懸掛器24從套管14懸掛下來，并且使用襯管頂部封隔器28的 形式的可膨脹的密封裝置來密封套管14與襯管22之間的環(huán)形區(qū)域26。在襯管懸掛器24 致動(dòng)（下文將予以說明）之后，將襯管22封固在井筒12里面的適當(dāng)位置，并且致動(dòng)封隔器 28以密封環(huán)形區(qū)域26,從而防止流體沿著環(huán)形區(qū)域移動(dòng)經(jīng)過襯管22。
[0087] 襯管懸掛器24受到液壓致動(dòng)，并且包括多個(gè)卡瓦，圖中示出了兩個(gè)卡瓦，并且給 其標(biāo)上參考標(biāo)號(hào)30?？ㄍ?0受到液壓操作，從不與套管14接合的縮回位置徑向地向外移 動(dòng)到與套管14接合的延伸位置（圖中示出），從而使得襯管22從套管懸置。每一個(gè)卡瓦 30采用活塞的形式，這些活塞可移動(dòng)地安裝在懸掛器24的主體31中，并且設(shè)有與套管14 的壁接合的鋸齒狀的面32。通過所施加的流體壓力將卡瓦30向外推動(dòng)以與套管14接合。
[0088] 承載著襯管懸掛器24和襯管頂部封隔器28的襯管22運(yùn)行到井筒12中，并且通 過襯管懸掛器運(yùn)行/設(shè)置工具34置于套管14內(nèi)，運(yùn)行/設(shè)置工具34從鉆管35或其它管 道柱懸置。運(yùn)行工具34包括多個(gè)卡爪形式的接合元件，圖中示出了其中兩個(gè)并且標(biāo)為參考 標(biāo)號(hào)36。在運(yùn)行期間，卡爪36與襯管懸掛器24的內(nèi)部剖面（未示出）接合，以支撐襯管懸 掛器24并且因此支撐聯(lián)接至懸掛器的襯管22。通過提高鉆管35中的流體壓力并且因此提 高運(yùn)行工具34的鉆孔38中的流體壓力，來設(shè)置襯管懸掛器24,這個(gè)壓力通過運(yùn)行工具的壁 中的端口 40連通至懸掛器卡瓦30。這個(gè)操作可以包括首先在地面將球（ball)、矛（dart) 或類似物（未示出）插入到鉆柱鉆孔38中，所述球沿著鉆柱向下并停留在鉆柱下端處設(shè)置 的底座41上。這樣使得通過鉆柱鉆孔38的流關(guān)閉，從而使得球后方的流體可以受到增壓， 從而設(shè)置懸掛器卡瓦30。在設(shè)置了卡瓦30之后，進(jìn)一步施加壓力，會(huì)吹動(dòng)球使其通過底座 41并且沿著井筒繼續(xù)向下，從而重新打開通過鉆柱鉆孔38的流體連通。
[0089] 然后襯管22從套管14懸置，并且可以使卡爪36從襯管懸掛器內(nèi)部剖面上脫離， 借此從襯管懸掛器24上釋放運(yùn)行工具34。這個(gè)操作是用已知的方式實(shí)現(xiàn)，即通過關(guān)聯(lián)的鉆 管35施加預(yù)定軸向力和/或扭矩到運(yùn)行工具34。從下面的說明將明顯看出，本發(fā)明的方法 和組件能有效地從襯管懸掛器24上釋放運(yùn)行工具34。
[0090] 然后將運(yùn)行工具34往井上拉回卡爪36 (典型地受彈簧負(fù)載）在襯管22的頂部42 的井上的位置?？ㄗ?6徑向地向外移動(dòng)，并且運(yùn)行工具34于是能夠向井下移回，直到卡爪 36與襯管頂部42接合為止。然后可以用已知的方式施加軸向力以設(shè)置封隔器28,方法是 通過向下在封隔器28上設(shè)置"重量"。鉆管35和運(yùn)行工具34從地面懸置，并且所述程序有 效地包括允許鉆管和運(yùn)行工具34的一部分（或全部）重量向下設(shè)置到封隔器28上。這樣 使封隔器28的可膨脹密封元件44軸向地壓縮，將可膨脹密封元件44徑向地向外推動(dòng)成與 套管14密封鄰接。封隔器28的設(shè)置可以另外或替代地包括施加扭矩到封隔器。同樣，本 發(fā)明的方法和組件能有效地用于設(shè)置封隔器28。
[0091] 具體來說，期望有一種手段，能精確地測量施加于襯管懸掛器運(yùn)行工具34以將其 從襯管懸掛器24上釋放和施加于封隔器28以設(shè)置封隔器28的力（重量和/或扭矩），并 且將相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛妗，F(xiàn)在將說明的本發(fā)明的方法和組件提供了一種能實(shí)現(xiàn)此效果 的手段。
[0092] 因此，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，提供一種在鉆出井筒之后并且在井內(nèi)的后續(xù) 操作期間監(jiān)測施加于井筒中的一個(gè)部件的力的方法。將相對于圖1示出的封隔器28的設(shè) 置來說明所述方法，但是所述方法同樣適用于運(yùn)行工具34的回收或?qū)嶋H上適用于其它井 操作。
[0093] 所述方法包括如下步驟：提供管柱（在這種情況下，是鉆管35)，其包括管狀構(gòu)件 46,管狀構(gòu)件46設(shè)有至少一個(gè)傳感器，用于測量鉆管35中的應(yīng)變，圖中示出了兩個(gè)這樣的 應(yīng)變傳感器并且給其標(biāo)上參考標(biāo)號(hào)48。典型地將有至少三個(gè)這樣的應(yīng)變傳感器48并且任 選地有四個(gè)或更多個(gè)應(yīng)變傳感器48圍繞管狀構(gòu)件46的周邊間隔開。管狀構(gòu)件46還包括 一個(gè)與傳感器操作性地關(guān)聯(lián)的用于傳輸數(shù)據(jù)到地面的裝置，所述裝置總體上通過參考標(biāo)號(hào) 50表示。在這個(gè)實(shí)施方案中，數(shù)據(jù)傳輸裝置50采用用于產(chǎn)生流體壓力脈沖的裝置的形式。 利用脈沖產(chǎn)生裝置50的方法包括將承載著管狀構(gòu)件46的鉆管35運(yùn)行到井筒12中，在這 種情況下，這個(gè)操作是部署襯管22的程序的一部分。地面上的栗52與鉆管35關(guān)聯(lián)，并且 栗52受到啟動(dòng)以沿著鉆管供應(yīng)流體到井筒12中。所述方法包括在栗52啟動(dòng)之后等待一 段時(shí)間，以允許管狀構(gòu)件46的所述區(qū)域中的井下壓力穩(wěn)定下來。傳感器48測量鉆管35中 的所得（或殘余的）應(yīng)變，并且補(bǔ)償流引發(fā)的應(yīng)力在鉆管35中產(chǎn)生的應(yīng)變。
[0094] 然后利用鉆管35執(zhí)行在井10內(nèi)的期望操作，在這個(gè)實(shí)施方案中這個(gè)操作是設(shè)置 封隔器28,包括施力到置于井筒12中的封隔器。應(yīng)變傳感器48測量到鉆管35中所致應(yīng) 變變化，并且使用脈沖產(chǎn)生裝置50將與所致應(yīng)變變化有關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛妗＿@樣有利于 確定施加于封隔器28的力，從而使得可以評估是否已經(jīng)施加了正確地設(shè)置封隔器所必需 的力。應(yīng)理解的是，在鉆管35中測量到的應(yīng)變與通過鉆管施加于封隔器28的力之間存在 直接相關(guān)。因此，知道應(yīng)變有利于確定所述力。如上文提到的，施加于封隔器28的力可以 是施加"重量"到部件（軸向方向的力）、施加扭矩（旋轉(zhuǎn)力）或施加重量與扭矩而產(chǎn)生的 力。通過適當(dāng)?shù)卦O(shè)定應(yīng)變傳感器48在管狀構(gòu)件46中的取向，可以實(shí)現(xiàn)所施加的重量/扭 矩的確定。
[0095] 脈沖產(chǎn)生裝置50位于管狀構(gòu)件46的壁54中，并且是申請人的國際專利公布 No.WO-2011/004180中公開的類型的裝置，該公布的公開內(nèi)容通過引用并入在本文中。這 種類型的脈沖產(chǎn)生裝置50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、矛 和類似物通過。通過裝置50產(chǎn)生的多個(gè)脈沖傳輸數(shù)據(jù)，這些脈沖可以是正壓脈沖或負(fù)壓脈 沖。
[0096] 可以使用脈沖產(chǎn)生裝置50將與鉆管35中因?yàn)榱饕l(fā)的應(yīng)力所產(chǎn)生的應(yīng)變有關(guān)的 數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛妫岳谠诘孛娲_定應(yīng)當(dāng)施加的補(bǔ)償。然而，所述方法將典型地包括使用管 狀構(gòu)件46中提供的與傳感器48關(guān)聯(lián)的合適的處理器56來確定應(yīng)當(dāng)在井下施加的補(bǔ)償。
[0097] 啟動(dòng)栗52以用隨后傳輸數(shù)據(jù)到地面時(shí)期望的遙測流速供應(yīng)流體到井筒中。等待 管狀構(gòu)件46的所述區(qū)域中的井下壓力穩(wěn)定下來，有利于補(bǔ)償因?yàn)榱饕l(fā)的應(yīng)力而在鉆管 35中產(chǎn)生的應(yīng)變。這是因?yàn)閱?dòng)栗52會(huì)使井筒10中的流體的壓力升高，并且可能還會(huì) 使流體的溫度升高，因此影響到鉆管35感受到的應(yīng)力，因而也會(huì)影響到在鉆管中產(chǎn)生的應(yīng) 變。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52的操作將不會(huì)在鉆管35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)勢溫度和/或井筒的幾何形狀。這段時(shí)間是考慮到一個(gè)或多個(gè)上述因素預(yù) 定的。
[0098] 任選地在管狀構(gòu)件46中設(shè)置壓力傳感器58,以便測量管狀構(gòu)件的所述區(qū)域中的